一种导盲设备和方法与流程

本发明涉及导盲技术领域，尤其涉及一种导盲设备和方法。

背景技术：

盲和视力损伤问题是世界上严重的社会和公共卫生问题之一。人类70％以上的信息都是通过视觉来获取的，黑暗的世界很大程度上限制了盲人信息的获取，所以盲人是残疾人中最痛苦的，也是最需要帮助的。

盲人独立行走一般需要导盲设备的协助，传统导盲设备一般采用超声波、红外线探头、图像传感器、激光测距等方式来对障碍物的测距，然后通过语音交互的方式对用户进行行动指示。然而，在实际使用中若将导盲设备输出的语音指令设置为简单语音提示，则很难向用户给出准确的指示；若增加语音指令的复杂度，则会导致语音交互时间增加，反馈慢。此外，在嘈杂的环境下，语音环境还可能会受到环境中的噪声干扰。为了改善上述语音交互存在的缺陷，现有技术还开发出了通过振动、蜂鸣等方式来对用户进行行动指示，然而通过振动、蜂鸣等方式来对用户进行行动指示仍然存在难以向用户给出准确的指示的问题，并且通过振动、蜂鸣等方式来对用户进行行动指示还会降低用户的舒适度，进而降低用户体验。综上，如何在准确的对用户进行行动指示的同时提高用户舒适度是亟待解决的一个技术问题。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种导盲设备和方法，用于在准确的对用户进行行动指示的同时提高用户舒适度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种导盲设备，包括：头戴设备本体、传感器模块、控制模块以及设置于所述头戴设备本体上的机械模块；

所述传感器模块用于实时获取当前方向；

所述控制模块用于接收目标方向和所述当前方向，并根据所述目标方向和所述当前方向控制所述机械模块向用户头部施加压力。

第二方面，提供一种导盲方法，包括：

实时获取当前方向；

接收目标方向；

根据所述目标方向和所述当前方向向用户头部施加压力。

第三方面，提供一种存储介质，用于储存为第一方面所述的导盲设备所用的计算机软件指令，其包含执行第二方面所述的导盲方法所设计的程序代码。

第四方面，提供一种计算机程序，可直接加载到计算机的内部存储器中，并含有软件代码，所述计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现第一方面所述的导盲方法。

本发明实施例提供的导盲设备包括：头戴设备本体、传感器模块、控制模块以及设置于所述头戴设备本体上的机械模块；其中，传感器模块用于实时获取用户的当前方向；控制模块用于接收目标方向和当前方向并根据所述目标方向和当前方向控制机械模块向用户头部施加压力。由于本发明实施例提供的导盲设备是通过向用户头部施加压力对用户进行行动指示，因此相比于语音方式本发明实施例中的压力信号可以避免在嘈杂的环境下受到干扰，所以本发明实施例可以准确的对用户进行行动指示。此外，相比于振动、蜂鸣等方式，本发明实施例中的导盲设备向用户输出的压力信号更加自然，因此还可以提高用户的舒适度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的导盲设备的示意性结构图；

图2为本发明实施例提供的当前方向和目标方向的示意图之一；

图3为本发明实施例提供的当前方向和目标方向的示意图之二；

图4为本发明实施例提供的一种机械结构的示意性结构图；

图5为本发明实施例提供的另一种机械结构的示意性结构图；

图6为本发明实施例提供的再一种机械结构的示意性结构图；

图7为本发明实施例提供的导盲装置工作原理示意图之一；

图8为本发明实施例提供的导盲装置工作原理示意图之二；

图9为本发明实施例提供的另一种导盲设备的示意性结构图；

图10为本发明实施例提供的导盲方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明实施例的限制。

本发明实施例提供一种导盲设备，具体的，参照图1所示，该100

包括：头戴设备本体10、传感器模块11、控制模块12以及设置于

头戴设备本体10上的机械模块13。

需要说明的是，本发明实施例中的传感器模块11和控制模块12可以设置于头戴设备本体10上，也可以设置于其他位置，例如：设置于手机等手持设备上；再例如：与头戴设备分别独立设置。此外，传感器模块11、控制模块12以及机械模块13之间可以通过无线通信的方式进行数据传输，也可以通过有线通信的方式进行数据传输，本发明对传感器模块11和控制模块12的位置以及传感器模块11、控制模块12以及机械模块13之间的通信方式均不做限定。

传感器模块11用于实时获取当前方向。

示例性的，传感器模块11可以通过全球定位系统(英文全称：globalpositioningsystem，英文简称：gps)、电子罗盘、地磁传感器等器件来实时获取当前方向。示例性的，传感器模块11获取的当前方向可以为：东偏南45°、东偏北30°、西偏北15°等。

可选的，传感器模块11也可以设定绝对方向，即将某一特定方向设定为0°，并在每次使用时进行初始化，在用户转动过程中可以通过陀螺仪加速度传感器等器件获取用户当前方向与绝对方向的差值，并通过当前方向通过与绝对方向的差值表示当前方向。示例性的，传感器模块11获取的当前方向可以为：30°、90°、150°、-60°、-120°等。

控制模块12用于接收目标方向和当前方向，并根据目标方向和当前方向控制机械模块13向用户头部施加压力。

具体的，控制模块12接收目标方向可以为接收用户输入的目标方向，例如：在当前方向为东偏南45°时，用户输入目标方向可以为东偏北30°，在当前方向为：30°时，用户输入目标方向可以为90°。此外，控制模块12接收目标方向还可以为通过导航软件对用户移动至目标地址的行动路线进行规划，控制模块12接收导航软件输出的目标方向。

可选的，控制模块12还用于根据目标方向和当前方向调节机械模块13向用户头部施加的压力的方向和强度。

示例性的，控制模块12根据目标方向和当前方向调节机械模块13向用户头部施加的压力的方向和强度具体可以为：根据目标方向和当前方向获取用户需要旋转的方向和角度，然后根据用户需要旋转的方向和角度调节机械模块向用户头部施加的压力的方向和强度。

示例性的，参照图2所示，图2中以当前方向f1为东偏南45°、目标方向f2为东偏北30°为例进行说明。由当前方向f1和目标方向f2可户向左侧旋转75°可以转向目标方向，因此根据向左侧旋转75°调节向用户头部施加的压力的方向和强度。

示例性的，参照图3所示，图2中以当前方向f1为30°，目标方向f2为-60°为例进行说明。由当前方向f1和目标方向f2可知向右侧旋转90°可以转至目标方向f2，因此根据向右侧旋转90°调节向用户头部施加的压力的方向和强度。

可选的，上述实施例中的机械模块13可以包括多个压力输出装置，并且多个压力输出装置分别设置于头戴设备本体10上的不同位置，进而通过控制不同位置的压力输出装置来实现压力的方向的调整。本发明实施例中对机械模块13包括的压力输出装置的数量不做限定，示例性的，压力输出装置的数量可以为2个、3个、4个等。

可选的，上述实施例中机械模块13包括：摆臂；

摆臂的第一端与头戴设备本体固定，摆臂的第二端自由延伸；

机械模块用于在控制模块的控制下，通过调整摆臂与头戴设备本体的夹角向用户头部施加压力。

示例性的，参照图4所示，图4为本发明实施例提供的导盲设备的仰视图。上述实施例中的头戴设备本体10形成容置空间，摆臂40的第一端41固定于头戴设备本体的内壁上，摆臂40的第二端42向头戴设备本体10形成容置空间内部延伸。当机械模块13需要向向用户头部施加压力时，可以通过调整摆臂40与头戴设备本体10的夹角，并通过摆臂40的第二端42向户头部施加压力。此外，在上述实施例中，当摆臂40与头戴设备本体10的夹角越大时，机械模块向用户头部施加的压力的强度越大。

示例性的，参照图5所示，图5为本发明实施例提供的另一种导盲设备的俯视图。头戴设备本体10形成容置空间，摆臂40的第一端41固定于头戴设备本体10的外壁上，摆臂40的第二端形成向戴设备本体10形成容置空间内部弯折的弯折部42，在头戴设备本体10与弯折部42相对位置处设置有通孔11。当机械模块13需要向向用户头部施加压力时，可以通过调整摆臂40与头戴设备本体10的夹角，并通过摆臂40的第二端上的弯折部42向户头部施加压力。此外，在上述实施例中，当摆臂40与头戴设备本体10的夹角越小时，机械模块向用户头部施加的压力的强度越大。

此外，本发明实施例中的机械结构还可以为伸缩杆、弹簧、弹性片等结构。本发明实施例中对机械结构的具体结构不做限定，已能够在控制模块控制下向用户头部施加压力为准。

本发明实施例提供的导盲设备包括：头戴设备本体、传感器模块、控制模块以及设置于头戴设备本体上的机械模块；其中，传感器模块用于实时获取用户的当前方向；控制模块用于接收目标方向和当前方向并根据目标方向和当前方向控制机械模块向用户头部施加压力。由于本发明实施例提供的导盲设备是通过向用户头部施加压力对用户进行行动指示，因此相比于语音方式本发明实施例中的压力信号可以避免在嘈杂的环境下受到干扰，所以本发明实施例可以准确的对用户进行行动指示。此外，相比于振动、蜂鸣等方式，本发明实施例中的导盲设备向用户输出的压力信号更加自然，因此还可以提高用户的舒适度。

可选的，参照图6所示，机械模块13包括：两个压力输出装置(61，62)；两个压力输出装置(61，62)以当前方向上的直线l为轴轴对称；

控制模块12还用于判断目标方向是否位于当前方向的左侧；

当目标方向位于当前方向的左侧时，控制模块12根据目标方向和当前方向控制机械模块13向用户头部施加压力，包括：控制模块12控制位于当前方向右侧的压力输出装置61向用户头部施加压力。

当目标方向位于当前方向的右侧时，控制模块12根据目标方向和当前方向控制机械模块13向用户头部施加压力，包括：控制模块12控制位于当前方向右侧的压力输出装置62向用户头部施加压力。

因为人类头部会反射性的躲避障碍，所以上述实施例中通过施加压力使用户头部向远离压力源的方向旋转可以根据快速的对方向进行指示。

还需要说明的是，本发明实施例中的当目标方向位于当前方向的左侧时，控制模块12还用于控制位于当前方向右侧的压力输出装置62向用户头部施加压力，当目标方向位于当前方向的右侧时，控制模块12还用于控制位于当前方向左侧的压力输出装置61向用户头部施加压力，并不是在当目标方向位于当前方向的左侧时，控制模块12就一定要控制位于当前方向右侧的压力输出装置62向用户头部施加压力，同样也不是在当目标方向位于当前方向的右侧时，控制模块12就一定要控制位于当前方向左侧的压力输出装置61向用户头部施加压力，在一些实施例中，还可能需要满足一些其他的触发条件。例如：还需要参考用户的输入信息、是否检测到障碍等。总的来说，这个判断结果会使得设备进入到切换的流程，但是这个切换流程并不必然的导致切换的结果。

示例性的，参照图7所示，图7以当前方向位于以当前方向f1为东偏南30°，目标方向f2为东偏北60°为例对上述实施例进行说明。

由当前方向f1、目标方向f2可知向左侧旋转90°可以转至目标方向f2，因此首先压力输出装置61向用户头部施加压力，用户感受到压力输出装置61施加的压力后开始向左转，当用户旋转至目标方向f2后压力输出装置61停止向用户头部施加压力。

进一步的，参照图8所示，在上述实施例中，实际旋转中还可能因用户转的角度过大，使当前方向超过目标方向f2。此时目标方向f2位于当前方向f1的右侧，因此压力输出装置62向用户头部施加压力，用户感受到压力输出装置62施加的压力后开始向右转，当用户旋转至目标方向f2后压力输出装置61停止向用户头部施加压力。

可选的，上述实施例中的目标方向与当前方向的夹角的大小与压力输出装置输出的压力的强度正相关。

示例性的，目标方向与当前方向的夹角的大小与压力输出装置输出的压力的强度正相关具体可以为：目标方向与当前方向的夹角的大小与压力输出装置输出的压力的强度成正比。

即，前方向与目标方向的夹角越大，压力输出装置输出的压力越大，前方向与目标方向的夹角越小，压力输出装置输出的压力越小。通过向用户头部施加压力的强度可指示出当前方向与目标方向的偏差角度，因此上述实施例提供的导盲装置可以使用户快速的转向目标角度。

可选的，传感器模块11还用于实时检测障碍；

当传感器模块11检测到当前方向上具有障碍且障碍位于预设距离内时，控制模块12还用于控制两个压力输出装置(61、62)同时向用户头部施加压力。

具体的，传感器模块11可以通过超声波、红外线探头、图像传感器、激光测距等方式来检测障碍，此外，本发明实施例中的传感器模块11还可以使用其他任一种其他现有的检测障碍方法，本发明实施例中对感器模块11检测障碍的方式不作限定，已能够对障碍进行实时检测为准。

此外，还需要说明的是，一般情况下导盲装置在检测到障碍且障碍位于用户行进路线上时可以通过重新规划路线使用户避开障碍，而在检测到近距离的障碍时需要首先快速对用户进行提醒，提示用户停止前进，避免用户发生危险，然后再重新规划路线使用户避开障碍并继续前进。因此在传感器模块11的检测距离大于预设距离时，本发明实施例中的控制模块12应当仅在传感器模块11检测到预设距离内的障碍且障碍位于用户行进路线上时，才会控制两个压力输出装置(61、62)同时向用户头部施加压力，而并非只要传感器模块11检测到障碍即两个压力输出装置(61、62)同时向用户头部施加压力。当然，在传感器模块11的检测距离小于或等于预设距离时，也可以为只要传感器模块11检测到障碍且障碍位于用户行进路线上时，即控制两个压力输出装置(61、62)同时向用户头部施加压力。其中，预设距离的大小可以根据用户的行进速度进行动态调整。

进一步的，对于不同的用户，其头部的尺寸可能不同，当机械模块通过调整摆臂与头戴设备本体的夹角向用户头部施加压力时，在目标方向与当前方向的夹角相同的情况下，不同用户感受到的压力的强度可能会不相同，头部尺寸大的用户其感受到的压力的强度较大，而头部尺寸小的用户感受到的压力的强度较小，因此可能会因为感受到的压力的强度过小导致无法准确对用户进行指示，也可能会因为感受到的压力的强度过大导致用户不适。针对上述问题，本发明实施例提进一步提供了另一种导盲装置，具体的，参照图9所示，上述实施例中的导盲装置还包括压力传感器90；压力传感器90设置于摆臂40的第二端42，用于获取压力输出装置输出的压力的强度；控制模块12还用于根据压力传感器90获取的压力的强度对机械模块13向用户头部施加的压力的强度进行调整。

因为当导盲设备处于使用状态时，压力传感器90位于摆臂40第二端42与用户头部之间，所以可以准确的对用户头部感受到的压力进行反馈，进而通过压力传感器对压力输出装置输出的压力的强度进行反馈，因此上述实施例可以在目标方向与当前方向的夹角相同的情况下，使头部尺寸不同的用户感受到的压力相同，进而避免用户感受到的压力过大或者过小的问题。

可选的，上述摆臂40上还设置有振动马达；

控制模块12还用于根据目标方向和当前方向控制振动马达带动摆臂向用户头部输出振动信号。

示例性的，控制模块12可以在目标方向与当前方向重合时，控制振动马达带动摆臂向用户头部输出振动信号。即在用户调整方向过程中提示用户已调整到目标方向，进而使用户停止对方向的调整。

示例性的，控制模块12也可以在目标方向与当前方向的夹角变大时，控制振动马达带动摆臂向用户头部输出振动信号。即在用户调整方向过程中提示用户调整错误。

通过在摆臂40上设置振动马达，并通过控制模块12控制振动马达带动摆臂向用户头部输出振动信号可以丰富导盲装置输出的指示信号，进而根据准确的对用户行动进行指示。

此外，相比于将振动马达设置于头戴设备本体上，本发明实施例中将振动马达设置于摆臂40的第二端42还可以避免振动信号无法传输到用户头部的问题。

下面说明本发明实施例提供的与上文所提供的装置实施例相对应的方法实施例。需要说明的是，下述装置实施例中相关内容的解释，均可以参考上述装置实施例。

本发明一实施例提供一种导盲方法，该导盲方法的执行主体可以为上述任一实施例提供的导盲装置。具体的，参照图10所示，该导盲方法包括如下步骤：

s11、实时获取当前方向。

s12、接收目标方向。

s13、根据目标方向和当前方向用户头部施加压力。

即，步骤s11中实时获取用户的当前方向的执行主体可以为图1所示的导盲装置中的传感器模块11；骤s12中接收目标方向执行主体可以为图1所示的导盲装置中的控制模块12，骤s13中根据目标方向和当前方向向用户头部施加压力可以通过图1所示的导盲装置中的控制模块12控制机械模块13执行。

本发明实施例提供的导盲方法实时获取用户的当前方向，并在接收目标方向方向时根据目标方向和当前方向向用户头部施加压力，由于本发明实施例提供的导盲方法是通过向用户头部施加压力对用户进行行动指示，所以相比于语音方式本发明实施例中的压力信号可以避免在嘈杂的环境下受到干扰，所以本发明实施例可以准确的对用户进行行动指示。此外，相比于振动、蜂鸣等方式，本发明实施例中的导盲方法向用户输出的压力信号更加自然，因此还可以提高用户的舒适度。

可选的，根据目标方向和当前方向向用户头部施加压力，包括：

根据目标方向和当前方向调节向用户头部施加的压力的方向和强度。

可选的，导盲设备包括：两个压力输出装置且两个压力输出装置以用户当前方向上的直线为轴轴对称，方法还包括：

判断目标方向是否位于当前方向的左侧；

当目标方向位于当前方向的左侧时，根据目标方向和当前方向向用户头部施加压力，包括：通过位于当前方向右侧的压力输出装置向用户头部施加压力；

当目标方向位于当前方向的右侧时，根据目标方向和当前方向向用户头部施加压力，包括：通过位于当前方向左侧的压力输出装置向用户头部施加压力。

可选的，上述实施例提供的导盲方法还包括：

目标方向与当前方向的夹角的大小与压力输出装置输出的压力的强度正相关。

可选的，上述实施例提供的导盲方法还包括：

实时检测障碍；

当检测到当前方向上具有障碍且障碍在预设距离内时，控制两个压力输出装置同时向用户头部施加压力。

可选的，上述实施例提供的导盲方法还包括：向用户头部输出振动信号。

结合本发明公开内容所描述的方法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。本发明实施例还提供一种存储介质，用于储存为图1所示的导盲设备所用的计算机软件指令，其包含执行图10所示的导盲方法所设计的程序代码。其中，软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(英文：randomaccessmemory，缩写：ram)、闪存、只读存储器(英文：readonlymemory，缩写：rom)、可擦除可编程只读存储器(英文：erasableprogrammablerom，缩写：eprom)、电可擦可编程只读存储器(英文：electricallyeprom，缩写：eeprom)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(cd-rom)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于asic中。另外，该asic可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。

本发明实施例还提供一种计算机程序，该计算机程序可直接加载到计算机的内部存储器中，并含有软件代码，计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现图10所示的导盲方法。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。