一种智能拐杖的制作方法

本发明涉及智能设备应用技术领域，更具体的，涉及一种智能拐杖。

背景技术：

随着年纪的增长，人们的记忆、视觉等各方面的能力都有所下降，平日里老人确实儿女的陪伴，在外活动经常会遇到危险情境，如迷路走失、不慎跌倒，甚至被车撞倒，而肇事者逃逸，最终无所问责。

随着电子科技的发展，智能拐杖作为一种辅助行走的简单器械，能够给予老人一定的帮助，减少老人走丢，儿女在老人发生意外时可以第一时间找到并保护老人，避免受到二次伤害，但市场上存在的智能拐杖仅具有gps定位、障碍物提醒、路线规划等功能，但其功能单一，无法记录到老人所处环境现场，在意外发生时无所问责。

技术实现要素：

本发明为克服现有的智能拐杖存在功能单一，无法记录到老人所处环境现场，在意外发生时无所问责的技术缺陷，提供一种智能拐杖。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种智能拐杖，包括杖体，所述杖体上设置有微处理器、蓝牙模块、电源模块、存储器模块、音频采集模块、视频采集模块、图像采集模块；其中：

所述电源模块与所述微处理器、蓝牙模块、存储器模块、音频采集模块、视频采集模块、图像采集模块电性连接；

所述蓝牙模块、存储器模块、音频采集模块、视频采集模块、图像采集模块均与所述微处理器电性连接；

所述音频采集模块、视频采集模块、图像采集模块与所述存储器模块电性连接；

所述蓝牙模块与外部人机交互模块无线通信连接。

其中，所述智能拐杖还包括设置在杖体上的感光模块和照明模块，所述照明模块通过感光模块与所述电源模块电性连接。

其中，所述电源模块主体为5v开关电源。

其中，所述微处理器的主体为stm32芯片。

其中，所述感光模块主体为光度传感器。

其中，所述杖体包括可调支撑杆和设置在可调支撑杆上的手柄；所述杖体还设置有按键模块；所述按键模块与所述微处理器电性连接；其中：

所述微处理器、蓝牙模块、存储器模块、音频采集模块、按键模块均设置在所述手柄上；所述视频采集模块、图像采集模块、电源模块设置在所述可调支撑杆上；所述感光模块与所述照明模块均设置在手柄上。

其中，所述图像采集模块、音频采集模块结合外部人机交互模块的gps位置信息，通过rgb-d图像重建识别存在危险的物体以及该物体位置和距离，构建场景识别模型，具体过程包括以下步骤：

s1：将采集到的图像进行预处理，包括去噪、滤波和均值；

s2：将采集到的音频进行预处理，包括去噪、滤波；

s3：将预处理完的图像信号、音频信号输入cnn神经网络进行卷积计算；

s4：当进行到第三次卷积时，输出融合卷积层并继续进行卷积计算；

s5：当进行到第六次卷积时，将数据输出到roi自适应池化和似物性估计网络；

s6：将得到的似物性估计网络输出结果进行融合分别输出到每一层的roi自适应池化层；

s7：融合卷积层经过两层全连接层结合gps的定位信息的标签输出到softmax实现场合分类，并将场合分类数据传送roi自适应池化层；

s8：将得到融合多种数据的roi自适应池化层经过两层全连接层输出到softmax，输出物体分类结果；

s9：根据物体分类结果得到物体的位置和距离等相关信息。

上述方案中，所述外部人机交互模块包括手机和蓝牙耳机，使用者将拐杖上的蓝牙模块、蓝牙耳机和手机进行互联后，即可使用；电源模块用于给拐杖各个模块供电；存储器模块用于暂存图像、视频、音频等信息；蓝牙模块将音频采集模块、图像采集模块的信息传送至手机，与手机的gps系统一同构建场景识别模型，并将信息通过蓝牙耳机将信息告诉使用者；视频采集模块用于采集路边的情况，如有特殊情况，使用者通过按键模块开启视频采集模块即可录下使用者周围的环境；感光模块可以实时判断周围环境的亮度，智能控制照明模块的开闭以及对照明模块亮度的调节。

上述方案中，手机通过蓝牙模块接收来自拐杖手机的图像和音频信号，将信号存入手机本地同时根据手机训练好的模型对拐杖传来的图像和音频信号结合手机gps进行快速的场景识别，然后根据细分的场景结合图像信息进行环境识别，识别环境的物体的位置和距离等信息，如果有危险委托，例如汽车，则将识别获得的汽车的位置和距离信息生成语音信息，通过手机蓝牙传输到蓝牙耳机，提醒使用者避免危险。

上述方案中，手机在获取到拐杖上传的信息后，同步更新上云，使用者及亲人可以便捷得查询到使用者所处的环境，能有效避免老人走失的问题，意外发生后也能第一时间赶到现场，查询拐杖所记录下的视频信息。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供的一种智能拐杖，设置有多种功能模块并利用蓝牙模块将数据传输给手机，构建场景识别模型并通过蓝牙耳机为使用者指路；同时通过拐杖记录视频、图像及音频的信息，有效记录到使用者所处环境现场，可以实时观测到使用者所处的位置信息，在意外发生时能第一时间告知其人。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明各模块连接示意图；

图3为场景识别模型训练流程图。

其中：1、手柄；2、可调支撑杆；3、微处理器；4、蓝牙模块；5、电源模块；6、存储器模块；7、音频采集模块；8、视频采集模块；9、图像采集模块；10、感光模块；11、照明模块；12、按键模块。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种智能拐杖，包括杖体，所述杖体上设置有微处理器3、蓝牙模块4、电源模块5、存储器模块6、音频采集模块7、视频采集模块8、图像采集模块9；其中：

所述电源模块5与所述微处理器3、蓝牙模块4、存储器模块6、音频采集模块7、视频采集模块8、图像采集模块9电性连接；

所述蓝牙模块4、存储器模块6、音频采集模块7、视频采集模块8、图像采集模块9均与所述微处理器3电性连接；

所述音频采集模块7、视频采集模块8、图像采集模块9与所述存储器模块6电性连接；

所述蓝牙模块4与外部人机交互模块无线通信连接。

更具体的，所述智能拐杖还包括设置在杖体上的感光模块10和照明模块11，所述照明模块11通过感光模块10与所述电源模块5电性连接。

更具体的，所述电源模块5主体为5v开关电源。

更具体的，所述微处理器3的主体为stm32芯片。

更具体的，所述感光模块10主体为光度传感器。

更具体的，所述杖体包括可调支撑杆2和设置在可调支撑杆上的手柄1；所述杖体还设置有按键模块12；所述按键模块12与所述微处理器3电性连接；其中：

所述微处理器3、蓝牙模块4、存储器模块6、音频采集模块7、按键模块12均设置在所述手柄1上；所述视频采集模块8、图像采集模块9、电源模块5设置在所述可调支撑杆2上；所述感光模块12与所述照明模块11均设置在手柄1上。

在具体实施过程中，按键模块通过微处理器12控制电源模块5以及其他模块的通断。

更具体的，如图3所示，所述图像采集模块9、音频采集模块7结合外部人机交互模块的gps位置信息，通过rgb-d图像重建识别存在危险的物体以及该物体位置和距离，构建场景识别模型，具体过程包括以下步骤：

s1：将采集到的图像进行预处理，包括去噪、滤波和均值；

s2：将采集到的音频进行预处理，包括去噪、滤波；

s3：将预处理完的图像信号、音频信号输入cnn神经网络进行卷积计算；

s4：当进行到第三次卷积时，输出融合卷积层并继续进行卷积计算；

s5：当进行到第六次卷积时，将数据输出到roi自适应池化和似物性估计网络；

s6：将得到的似物性估计网络输出结果进行融合分别输出到每一层的roi自适应池化层；

s7：融合卷积层经过两层全连接层结合gps的定位信息的标签输出到softmax实现场合分类，并将场合分类数据传送roi自适应池化层；

s8：将得到融合多种数据的roi自适应池化层经过两层全连接层输出到softmax，输出物体分类结果；

s9：根据物体分类结果得到物体的位置和距离等相关信息。

在具体实施过程中，所述外部人机交互模块包括手机和蓝牙耳机，使用者将拐杖上的蓝牙模块4、蓝牙耳机和手机进行互联后，即可使用；电源模块5用于给拐杖各个模块供电；存储器模块6用于暂存图像、视频、音频等信息；蓝牙模块4将音频采集模块7、图像采集模块9的信息传送至手机，与手机的gps系统一同构建场景识别模型，并将信息通过蓝牙耳机将信息告诉使用者；视频采集模块9用于采集路边的情况，如有特殊情况，使用者通过按键模块12开启视频采集模块8即可录下使用者周围的环境；感光模块10可以实时判断周围环境的亮度，智能控制照明模块11的开闭以及对照明模块11亮度的调节。

在具体实施过程中，手机通过蓝牙模块4接收来自拐杖手机的图像和音频信号，将信号存入手机本地同时根据手机训练好的模型对拐杖传来的图像和音频信号结合手机gps进行快速的场景识别，然后根据细分的场景结合图像信息进行环境识别，识别环境的物体的位置和距离等信息，如果有危险委托，例如汽车，则将识别获得的汽车的位置和距离信息生成语音信息，通过手机蓝牙传输到蓝牙耳机，提醒使用者避免危险。

在具体实施过程中，手机在获取到拐杖上传的信息后，同步更新上云，使用者及亲人可以便捷得查询到使用者所处的环境，能有效避免老人走失的问题，意外发生后也能第一时间赶到现场，查询拐杖所记录下的视频信息。

在具体实施过程中，本发明提供的一种智能拐杖，设置有多种功能模块并利用蓝牙模块4将数据传输给手机，构建场景识别模型并通过蓝牙耳机为使用者指路；同时通过拐杖记录视频、图像及音频的信息，有效记录到使用者所处环境现场，可以实时观测到使用者所处的位置信息，在意外发生时能第一时间告知其人。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。