一种避障装置的制作方法

本实用新型涉及人工智能领域，尤其涉及一种避障装置。

背景技术：

在残疾人中，盲人不可忽视的一大群体。我国目前有上千万盲人，数量居世界第一。盲人行走，大多利用盲道或盲杖来探测前方路况。随着科学技术的不断发展，已经出现了在盲杖上安装超声传感器来探测前方路况的方案。当遇到障碍时，盲杖上的震动装置会震动来提示盲人。

然而，这种超声盲杖的方案仅采用超声波一种手段来检测障碍。由于超声波本身的缺陷，会经常出现误检现象，而且对衣物等容易发生慢反射的物体不容易被检测到。而且，盲杖必须手持才能使用，对盲人生活的便利性不能提供有效的帮助。因此，有待于开发一种新的装置来弥补现有技术的缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种避障装置，避障装置包括：微处理器、电源模块、报警模块、避障模块；其中，微处理器从电源模块获得电力，并且微处理器分别通信地与报警模块和避障模块连接，其中响应于避障模块在预定范围内发现障碍，微处理器控制报警模块发出警报。

如上所述的避障装置，避障装置所述电源模块包括储能电池、薄膜太阳能电池及电源管理电路，其中电源管理电路控制薄膜太阳能电池向微处理器供电或者为储能电池充电。

如上所述的避障装置，避障装置避障模块包括红外避障模块，所述红外避障模块包括红外信号发射管和接收管。

如上所述的避障装置，避障装置避障模块包括超声避障模块，所述超声避障模块包括超声波发射器和超声波接收器。

如上所述的避障装置，避障装置所述预定范围为250cm以内、100cm以内、80cm以内、60cm以内或者40cm以内。

如上所述的避障装置，避障装置还包括实时时钟，其与微处理器通信，用于计时。

如上所述的避障装置，避障装置还包括语音模块，其与微处理器通信，用于播报警报或者时间。

如上所述的避障装置，避障装置还包括加速度计，其与微处理器通信，用于当任意一个方向的加速度值大于预设值时，判断用户抬手；且当加速度再次变为零时，播报当前时间。

如上所述的避障装置，避障装置包括与微处理器通信的定位模块和通信模块，其中通信模块经控制将避障装置的位置发送到指定的手机。

如上所述的避障装置，避障装置所述避障装置为手环、指环、肩带、头巾、帽子、或腰带或以上物品的一部分。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种可穿戴盲人避障装置，采用超声和红外融合算法探测技术，检测障碍更加精确，能帮助盲人在复杂路况下行走；由于是可穿戴的，更大限度地解放了盲人的双手，提高了盲人生活的便利性；由于采用了薄膜太阳能充电技术，解决了盲人充电不便的问题；通过提供抬手报时功能，更便于盲人查看时间，该装置使用简单易操作。

附图说明

下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的可穿戴盲人避障装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

图1是根据本实用新型一个实施例的可穿戴盲人避障装置的示意图。本实施例中，可穿戴盲人避障装置可以为一个手环上。本领域技术人员应当理解，本实用新型的可穿戴盲人避障装置也可以为其他的可穿戴物品，例如指环，肩带，头巾，帽子，腰带等。本实施例的手环可直接佩戴在盲人手腕上，不需要手持，可解放盲人双手。

如图所示，可穿戴盲人避障装置包括：微处理器100、电源模块101、电动马达102、超声避障模块103、红外避障模块104、语音模块105、实时(RTC)时钟模块106、加速度计107、通讯模块108、定位模块109。微处理器从电源模块获得电力，并且可通信地与其他模块连接。

以下详细介绍各个模块：

微处理器101，例如采用STM32F103C8T6，对所有外设传感器采集的信息进行分析、处理，与通讯模块108、语音模块105进行信息交互，并实现对电动马达102和/或者语音模块106的控制。

电源模块101包括：小型聚合物锂电池、薄膜太阳能电池及电源管理电路。电源管理电路接收微处理器的指令，控制聚合物锂电池给对整个系统供电；控制薄膜太阳能电池直接供电或者给聚合物锂电池充电。薄膜太阳能电池的加入能够解决由于盲人视力不佳而带来的充电不便的问题。

电动马达102是报警模块的一个实施例。在微处理器的控制下，震动报警提示。例如，当前方障碍达到设定范围以内(例如50cm)时，马达震动提醒盲人前方50cm以内有障碍。

超声避障模块103包括发射器和接收器。发射器发射超声波，在发射时刻的同时(即t1)开始计时。超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时(即t2)。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t＝t2-t1，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即s＝340t/2。

红外避障模块104，具体可以为红外测距传感器。红外测距传感器包括红外信号发射管和接收管。发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的信号。当红外信号在检测方向上遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收。利用高频调制的红外线在待测距离上往返产生的相位移可推算出红外信号的往返时间△t，从而根据D＝C△t/2得到距离D。

超声避障模块103具有测距远、数据处理速度快、测量准确等优点，但是当距离障碍物较近时，测量精度较差。而红外避障模块104可以弥补其性能上的不足，红外避障模块具有光束发散小的优点相对于超声避障模块，其测量精度有很大的提高。

根据本实用新型一个实施例，设置红外避障模块104的权重为w1，其所测的真值为x1；超声避障模块103的权重为w2，其所测的真值为x2。当红外避障模块104单独测量时，w1＝1，w2＝0，则障碍物的测距为x＝w1*x1；当超声避障模块103单独测量时，w1＝0，w2＝1，则障碍物的测距为x＝w2*x2；当超声避障模块103与红外避障模块104共同测量时，w1、w2的值随距离的变化而变化，则障碍物的测距为x＝w1*x1+w2*x2。根据本实用新型一个实施例，红外避障模块单独测量的距离可以是0m～0.4m。超声避障模块单独测量的距离可以是0.8m～2.5m。而超声避障模块与红外避障模块共同测量的距离为0.4m～0.8m。

语音模块105，用于与语音的形式发送语音提示或者播报当前时间。例如，语音播放“前方0.5米有障碍”。

RTC时钟106，则采用微处理器STM32F103C8T6自带的RTC定时功能，可实现时钟功能。

所述加速度计107，可采集三轴的加速度信息，当手从下方抬起时，语音播报此时时间信息；抬手报时功能原理为：预先设定一个加速度的阈值A，抬手过程中会产生三轴的加速度值，分别记为a1、a2、a3，当任意一个加速度值大于预设值时，即：当a1>A或a2>A或a3>A。判断用户抬手了，当加速度再次变为零时，则播报当前时间，抬手报时功能大大提高了盲人查看时间的效率。

通讯模块108，其用于以2G、3G、4G等无线通讯方式，经控制将来自微处理器的当前位置信息发送到手机客户端。该功能便于盲人亲属查看盲人位置，以防止丢失现象发生。如盲人走丢，也可便于查找。

定位模块109，例如GPS或北斗定位模块，用于采集盲人当前的位置信息，并将位置信息送到微处理器。在其他一些实施例中，定位模块109也可以采用移动基站定位或者混合定位等其他定位方式。

本实用新型的一种可穿戴盲人避障装置，采用超声和红外融合算法探测技术，检测障碍更加精确，能帮助盲人在复杂路况下行走。由于是可穿戴的，更大限度地解放了盲人的双手，提高了盲人生活的便利性。同时，本实用新型还可以解决盲人视力不佳，充电也不方便的问题。盲人以前查看时间目前只能通过手机、钟表的播报功能获悉，操作复杂，效率低。由于采用了薄膜太阳能充电技术，解决了盲人充电不便的问题；通过提供抬手报时功能，更便于盲人查看时间。

上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，相关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。