导盲装置和导盲方法与流程

1.本发明涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种导盲装置和导盲方法。


背景技术：

2.视障人士（例如盲人）因视力受到损害无法正常出行，因此，视障人士出行时需要导盲装置。
3.现有技术中，导盲装置通常为导盲手杖，视障人士握持导盲手杖的一端，并使导盲手杖的另一端触碰地面。这样，视障人士行走过程中，通过导盲手杖敲打地面或者行进方向前方的物体以判断前方是否具有障碍物。
4.然而，导盲手杖只能为用户提供用户所处位置处的路面信息，导盲手杖探测到的范围较小，使用不便。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明实施例提供一种导盲装置和导盲方法，其可以为用户提供行进方向前方的路面高度、转向位置、转向方向等导航信息，使用方便。
6.为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：本发明实施例的第一方面提供一种导盲装置，其包括卡固件，卡固件用于卡固在用户的头部；引导组件，包括指示件，指示件位于引导组件的朝向用户前额部的一侧，指示件凸出引导组件并用于与用户的前额部相抵压；其中，引导组件上设有第一导向部和第二导向部，第一导向部沿第一方向延伸，第二导向部沿第二方向延伸；指示件可沿第一导向部的延伸方向相对用户的前额部移动，以提示用户路面在行进方向的前方具有高度变化；指示件还可沿第二导向部的延伸方向相对用户的前额部移动，以提示用户转向，第一方向和第二方向分别沿不同的方向延伸。
7.在一些可选的实施方式中，引导组件包括支撑件和活动件，支撑件与卡固件相连，活动件设置在支撑件上，指示件设置在活动件上，第一导向部和第二导向部中的一者设置在活动件上，第一导向部和第二导向部中的另一者设置在支撑件上。
8.在一些可选的实施方式中，第一导向部设置在活动件上，第二导向部设置在支撑件上。
9.在一些可选的实施方式中，第一导向部为槽状结构；导盲装置还包括第一驱动件，第一驱动件位于第一导向部内，指示件的一端与第一驱动件相连，另一端伸出至第一导向部外，第一驱动件用于带动指示件沿第一导向部的延伸方向相对活动件移动。
10.在一些可选的实施方式中，导盲装置还包括输送带，输送带位于第一导向部内，输送带与第一驱动件的输出端相连，指示件与输送带固定相连，以通过输送带带动指示件。
11.在一些可选的实施方式中，第二导向部为槽状结构，活动件上设有导向凸起，导向凸起伸入第二导向部内；导盲装置还包括第二驱动件，第二驱动件的输出端与活动件相连，以带动活动件沿第二导向部的延伸方向相对支撑件移动。
12.在一些可选的实施方式中，导盲装置还包括传动齿轮和传动丝杠；第二驱动件设置在活动件上，传动齿轮与第二驱动件的输出端相连，传动齿轮和传动丝杠相啮合，传动丝杠的两端与支撑件转动相连，且活动件与传动丝杠相互旋合，传动丝杠的延伸方向与第二导向部的延伸方向平行设置。
13.在一些可选的实施方式中，第一方向为竖直方向，第二方向和第一方向垂直。
14.在一些可选的实施方式中，导盲装置还包括多个支撑部，多个支撑部设置在支撑件的朝向用户的前额部的一侧；支撑部凸出引导组件的凸出高度小于指示件的凸出高度。
15.在一些可选的实施方式中，导盲装置包括处理器、定位模块、方向传感器以及通信模块，指示件、定位模块、方向传感器以及通信模块均与处理器电连接；通信模块用于接收导航信息，定位模块用于定位用户的当前位置，方向传感器用于确定用户的当前朝向；处理器用于根据导航信息、用户的当前位置以及用户的当前朝向控制指示件沿第一方向或第二方向移动。
16.本发明实施例的第二方面提供一种导盲方法，其包括控制指示件沿第一方向或第二方向从初始位置移动至预设位置；在检测到用户根据指示件的第一方向或第二方向进行运动时，控制指示件沿第一方向或第二方向的相反方向从预设位置回到初始位置。
17.在一些可选的实施方式中，在检测到用户根据指示件的第一方向或第二方向进行运动时，控制指示件沿第一方向或第二方向的相反方向从预设位置回到初始位置，包括：在用户的移动范围大于预设范围阈值时，处理器控制指示件固定在预设位置；在用户的待移动范围由大于预设范围阈值变为小于或等于预设范围阈值时，处理器控制指示件沿第一方向或第二方向的相反方向从预设位置回到初始位置。
18.与现有技术相比，本发明实施例提供的导盲装置和导盲方法具有如下优点：导盲装置包括卡固件和引导组件，引导组件包括指示件，指示件朝向用户的一侧凸出引导组件。卡固件用于卡固在用户的头部，这样，导盲装置可以佩戴在用户的头部，使用方便。且用户佩戴导盲装置后，引导组件位于用户头部的前额部一侧。同时由于指示件凸出引导组件，引导组件与用户的前额部之间具有间隙，而指示件可以与用户的前额部相抵压。相应的，用户的可以感知到指示件抵压在前额部位置处。
19.这样，可以通过指示件沿不同方向的移动，为用户提供不同的路况信息。例如，当用户感知到指示件沿第一方向移动时，则认为路面在行进方向的前方具有高度变化，例如上下坡、上下的楼梯、凹坑或凸出路面的障碍物等。当用户感知到指示件沿第二方向移动时，则认为该位置处可以进行转向，用户可以根据指示件的位置左转或右转。
20.这样，通过指示件沿不同方向的移动，可以为用户提供行进方向的不同路面信息，即为用户提供了有效的导航服务，使用较为方便。
21.除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本发明实施例提供的导盲装置和导盲方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
22.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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
23.图1为本发明实施例提供的导盲装置的爆炸示意图；图2为图1中引导组件的部分结构示意图一；图3为图1中引导组件的部分结构示意图二；图4为应用图1中导盲装置的导盲方法的示意图。
24.附图标记：10：卡固件；21：指示件；22：第一导向部；23：第二导向部；24：支撑件；25：活动件；251：导向凸起；31：第一驱动件；32：输送带；33：第二驱动件；34：传动齿轮；35：传动丝杠；41：支撑部；x：第一方向；y：第二方向。
具体实施方式
25.为了使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
26.现有技术中，视障用户通过摆动导盲手杖来探测行进方向的前方是否具有凸出的障碍物或凹坑，然而，由于导盲手杖具有预设的长度，用户只能通过导盲手杖探测预设范围内的路面情况，用户对于导盲手杖探测范围外的路况信息仍然是未知的。同时，用户不能通过导盲手杖获取路面的方向信息，导致用户不能在较为复杂的道路中行走。
27.有鉴于此，本技术实施例提供一种导盲装置和导盲方法，用户可以将导盲装置佩戴在头部位置处，此时，导盲装置的指示件与用户的前额部相抵压，用户可以感知到指示件抵压在自身的前额部位置处。这样，通过指示件沿不同方向的移动，可以给用户提供不同的路况信息，以为用户提供导航服务，使用较为方便。
28.图1为本发明实施例提供的导盲装置的爆炸示意图。图2为图1中引导组件的部分结构示意图一。图3为图1中引导组件的部分结构示意图二。
29.请参阅图1至图3，本实施例提供一种导盲装置，其包括卡固件10，卡固件10用于卡固在用户的头部；引导组件，包括指示件21，指示件21位于引导组件的朝向用户前额部的一侧，指示件21凸出引导组件并用于与用户的前额部相抵压；其中，引导组件上设有第一导向部22和第二导向部23，第一导向部22沿第一方向x延伸，第二导向部23沿第二方向y延伸；指示件21可沿第一导向部22的延伸方向相对用户的前额部移动，以提示用户路面在行进方向的前方具有高度变化；指示件21还可沿第二导向部23的延伸方向相对用户的前额部移动，以提示用户转向，第一方向x和第二方向y分别沿不同的方向延伸。
30.具体的，导盲装置可以佩戴在用户的头部，通过导盲装置与用户头部之间的相互
抵压，为用户提供不同的导航信息。
31.具体的，导盲装置包括卡固件10，卡固件10可以为环形的卡箍，也可以为具有弹性的柔性带，这样，卡固件10可以环绕并箍紧用户的头部，导盲装置可以具有较好的固定稳定性。
32.导盲装置还包括引导组件，引导组件包括指示件21。用户佩戴导盲装置后，引导组件位于用户前额部的前方，且引导组件与前额部之间具有间隙。这样，指示件21可以抵顶在用户的前额部上。相应的，用户可以感知到指示件21抵压在自身的前额部上。且当指示件21相对于用户前额部移动时，用户也可以感知到指示件21的移动轨迹和移动方向。
33.在一些实施例中，指示件21可以为球状结构，这样，指示件21上不具有棱角，避免指示件21移动过程中对用户造成剐蹭。可选的，指示件21可以为弹性件，例如，指示件21的材质可以为橡胶等，避免用户受到刚性冲击，用户的使用安全性较高。
34.那么，可以通过指示件21的不同移动方向指代不同的路况信息。在一些实施例中，引导组件包括第一导向部22，第一导向部22沿第一方向x延伸，指示件21沿第一方向x移动时，可以用于指示路面在用户行进方向的前方具有高度变化。即当用户感知到指示件21沿第一方向x移动时，即可以获知路面可能具有台阶、陡坡、凸出的障碍物或凹坑等。
35.引导组件还包括第二导向部23，第二导向部23沿第二方向y延伸，指示件21沿第二方向y移动时，可以用于指示路面前方或者当前位置为待转向位置。即当用户感知到指示件21沿第二方向y移动时，即可以获知待转向位置以及待转的方向。
36.这样，通过指示件21沿不同方向的移动，用户可以获取行进方向前方的路面高度、待转向等导航信息，导盲装置为用户提供了较好的导航服务，使用方便。
37.其中，第一方向x和第二方向y可以为任意方向，只要第一方向x和第二方向y不平行设置即可。示例性的，第一方向x为水平方向，第二方向y为竖直方向。
38.在一些可选的实施方式中，为便于用户感知并获取导航信息，第一方向x为竖直方向，即通过指示件21沿竖直方向的往复移动，用户可以获取路面的高度信息。
39.第二方向y可以沿水平方向设置。考虑到用户前额部呈弧形，第二方向y与第一方向x垂直设置。示例性的，第二方向y可以沿用户前额部的周向延伸，这样，指示件21沿第二方向y移动时，指示件21可以有效抵压在用户前额部上，避免出现指示件21与前额部的左右两侧相互分离的状况。且通过指示件21相对于用户的左右移动，用户可以获取待转向信息，例如左转、右转等。这样，指示件21的移动方向与空间方位相对应，易于用户分辨。
40.在一些实施例中，引导组件包括支撑件24，支撑件24与卡固件10相连，第一导向部22和第二导向部23可以同时设置在支撑件24上。
41.在一些可选的实施方式中，引导组件还包括活动件25，活动件25设置在支撑件24上，指示件21设置在活动件25上，第一导向部22和第二导向部23中的一者设置在活动件25上，第一导向部22和第二导向部23中的另一者设置在支撑件24上。这样，指示件21可相对活动件25移动，同时，指示件21以及活动件25作为一个整体可相对支撑件24移动，这样，指示件21沿不同方向的移动可以互不干扰，指示件21的位置调节较为灵活。
42.其中，第一导向部22可以设置在支撑件24上，此时，可以通过使活动件25沿第一导向部22移动实现指示件21沿第一方向x的移动。
43.在一些可选的实施方式中，第一导向部22可以设置在活动件25上，第二导向部23
设置在支撑件24上，本实施例不对第一导向部22和第二导向部23的设置位置进行限制。
44.对于第一导向部22，其可以为设置在活动件25上的凸起结构，该凸起结构沿第一方向x延伸，相应的，指示件21上设有与该凸起结构配合的滑槽。在一些可选的实施方式中，第一导向部22为槽状结构；导盲装置还包括第一驱动件31，第一驱动件31位于第一导向部22内，指示件21的一端与第一驱动件31相连，另一端伸出至第一导向部22外，第一驱动件31用于带动指示件21沿第一导向部22的延伸方向相对活动件25移动。
45.这样，第一导向部22还可以起到收纳作用，以将第一驱动件31收纳在自身的容置空间内，避免第一驱动件31与指示件21之间发生相互干涉，同时也减小可导盲装置的尺寸。
46.第一驱动件31可以为驱动气缸等，通过驱动气缸的输出端带动指示件21沿第一方向x往复移动。
47.在一些可选的实施方式中，第一驱动件31还可以为电机，相应的，导盲装置还包括传动组件，以将电机的转动转换为指示件21沿直线方向的移动。
48.在一些可选的实施方式中，导盲装置还包括输送带32，输送带32位于第一导向部22内，输送带32与第一驱动件31的输出端相连，指示件21与输送带32固定相连，以通过输送带32带动指示件21。
49.此时，输送带32也容置在第一导向部22内。示例性的，第一导向部22的端部设有容置腔，容置腔与第一导向部22连通，第一驱动件31位于容置腔内，输送带32位于第一导向部22内。
50.此时，第一导向部22的容置空间内可以设置支撑辊，支撑辊设置在呈环形的输送带32之间，这样，指示件21与用户前额部相抵压时，输送带32可以与支撑辊相抵接，避免因输送带32变形，导致指示件21与用户前额部之间的抵压力变小。同时，支撑辊与活动件25之间转动连接，支撑辊与输送带32之间的摩擦力较小，避免出现指示件21不能相对活动件25移动的状况。
51.第二导向部23设置在活动件25与支撑件24之间，在一些可选的实施方式中，第二导向部23为槽状结构，活动件25上设有导向凸起251，导向凸起251伸入第二导向部23内；这样，通过导向凸起251沿第二导向部23的相对移动，可以实现带动活动件25沿第二方向y移动。
52.其中，第二方向y沿用户头部的周向延伸，此时，第二导向部23呈弧形设置。这样，当活动件25移动至第二导向部23的端部位置处时，第二导向部23与用户前额部之间仍然可以具有预设距离，指示件21可以有效的抵压在用户的前额部上。
53.导盲装置还包括第二驱动件33，第二驱动件33的输出端与活动件25相连，以带动活动件25沿第二导向部23的延伸方向相对支撑件24移动。
54.其中，第二驱动件33可以为驱动气缸等，通过驱动气缸的输出端带动指示件21沿第二方向y往复移动。其中，驱动气缸输出端与活动件25之间可以设置弹性件，以适应活动件25沿第二方向y的转向。
55.在一些可选的实施方式中，第一驱动件31还可以为电机，相应的，导盲装置还包括传动组件，以将电机的转动转换为指示件21沿第二方向y方向的移动。
56.在一些可选的实施方式中，导盲装置还包括传动齿轮34和传动丝杠35；第二驱动件33设置在活动件25上，传动齿轮34与第二驱动件33的输出端相连，传动齿轮34和传动丝
杠35相啮合，传动丝杠35的两端与支撑件24转动相连，且活动件25与传动丝杠35相互旋合，传动丝杠35的延伸方向与第二导向部23的延伸方向平行设置。
57.其中，传动齿轮34与第二驱动件33的输出轴同轴设置，传动齿轮34与传动丝杠35之间的传动较为平稳，活动件25可以较为平稳的相对支撑件24移动。这样，指示件21也可以较为平稳的相对用户前额部移动，优化了用户的使用体验。
58.为避免用户佩戴导盲装置过程中，引导组件发生歪斜，例如，引导组件的一端与用户前额部发生接触，此时，支撑件24以及指示件21可同时与用户前额部抵压，不便于用户操作。
59.在一些可选的实施方式中，导盲装置还包括多个支撑部41，多个支撑部41设置在支撑件24的朝向用户前额部的一侧；支撑部41凸出引导组件的凸出高度小于指示件21的凸出高度。
60.其中，支撑部41可以为凸块结构，并设置在支撑件24的朝向用户的一侧。支撑部41可以为多个，并沿支撑件24的周向间隔设置。例如支撑部41可以为四个，用户佩戴导盲装置时，四个支撑部41抵压在用户的前额部上，这样，引导组件与用户前额部之间具有避让间隙，以允许活动件25、指示件21相对用户前额部移动。
61.当然，支撑部41凸出引导组件的凸出高度小于指示件21的凸出高度。这样，用户佩戴导盲装置后，指示件21仍然可以与用户前额部有效抵接。
62.在一些可选的实施方式中，导盲装置包括处理器、定位模块、方向传感器以及通信模块，指示件21、定位模块、方向传感器以及通信模块均与处理器电连接；通信模块用于接收导航信息，定位模块用于定位用户的当前位置，方向传感器用于确定用户的当前朝向；处理器用于根据导航信息、用户的当前位置以及用户的当前朝向控制指示件21沿第一方向x或第二方向y移动。
63.其中，处理器可以是单片机或微处理器。定位模块可以为gps(global positioning system)定位模块或北斗定位模块。方向传感器可以为陀螺仪。通信模块可以为蓝牙模块或wifi模块。
64.这样，处理器可以预存路况信息。通信模块用于接收导航信息。定位模块可以实时获取用户当前所处的位置。方向传感器实时获取用户当前的朝向，即用户脸部朝向。
65.这样，处理器获取定位模块获取的用户当前位置信息后，可以与预存的路况信息进行比对，以判断是否发出控制指示件21移动的指令。例如，控制指示件21沿第一方向x向上移动，以提示用户前方具有爬坡、楼梯或凸出的障碍物。
66.其中，处理器发出控制指示件21沿第一方向x向上移动的指令时，用户与路面发生高度变化的位置之间的间距可以根据需要进行设置，例如该间距可以为10m
‑
15m，以为用户提供警示作用。
67.当然，处理器发出控制指示件21沿第二方向y移动的指令时，用于可以处于待转向位置处，以避免用户转向位置发生偏移，导致用户发生跌撞事故。
68.当然，导盲装置还可以包括图像采集设备，以实时采集用户当前所在位置处周边的图像信息，用户可以获取图像采集设备获取的图像信息，以为用户提供导航指示，避免用户被临时出现的障碍物阻碍。
69.导盲装置还包括语音模块，语音模块包括扬声器和麦克风，这样，用户可以实现与
导盲装置的语音交互，例如，用户可以向导盲装置下达指令，使导盲装置获取到达预设目的地的路线信息，方便用户使用。
70.本实施例还提供一种导盲方法，其包括控制指示件21沿第一方向x或第二方向y从初始位置移动至预设位置；在检测到用户根据指示件21的第一方向x或第二方向y进行运动时，控制指示件21沿第一方向x或第二方向y的相反方向从预设位置回到初始位置。
71.其中，指示件21的初始位置指的是，指示件21位于第一导向部22的中点位置且同时位于第二导向部23的中点位置。当指示件21位于初始位置时，用户可以沿当前的朝向继续行进。
72.本实施例中，指示件21可以通过不同的运动方式为用户提供提示。示例性的，当用户需要爬坡时，处理器可以控制指示件21从初始位置沿第一方向x向上移动，当用户爬到坡顶时，指示件21也到达第一导向部22的顶端位置。或者当指示件21到达第一导向部22的顶端位置时，指示件21未回到初始位置，即代表用户需要继续爬坡，直至用户爬到坡顶时，指示件21回到初始位置。
73.指示件21沿第二方向y的移动可以与第一方向x的移动方式类似，本实施例不再赘述。
74.可选的，本实施例中，当用户需要爬坡时，处理器可控制指示件21移动到第一导向部22的顶端位置，当用户爬坡过程中，处理器控制指示件21逐渐沿第一方向x向下移动，当用户爬到坡顶位置处时，处理器同时控制指示件21到达初始位置，这样，用户可以继续朝向当前方向继续行进。
75.类似的，当用户需要下楼梯时，处理器可以控制指示件21移动到第一导向部22的底端位置，用户下楼梯过程中，处理器控制指示件21沿第一方向x向上移动。当用户需要向右转向时，处理器控制指示件21沿第二方向y移动到第二导向部23的右端，用户转向过程中，处理器控制指示件21沿第二方向y向左转动，直至移动到初始位置。
76.考虑到导盲装置的尺寸较小，第一导向部22和第二导向部23均具有预设的延伸长度，而用户的实际转向角度可能会大于指示件21的可移动角度，路面实际的升降高度大于指示件21的升降高度。在一些可选的实施方式中，在检测到用户根据指示件21的第一方向x或第二方向y进行运动时，控制指示件21沿第一方向x或第二方向y的相反方向从预设位置回到初始位置，包括：在用户的移动范围大于预设范围阈值时，控制指示件21固定在预设位置；在用户的待移动范围由大于预设范围阈值变为小于或等于预设范围阈值时，控制指示件21沿第一方向x或第二方向y的相反方向从预设位置回到初始位置。
77.这样，指示件21从第一导向部22或第二导向部23端部位置朝向初始位置移动的动作，可以作为提示作用，提示用户即将转向到位或者即将到达路面升降段的末端。
78.示例性的，当用户行进方向前方的障碍物的高度或者陡坡、楼梯的高度为3m时，处理器可以控制指示件21移动至第一导向部22的顶端，且随着用户爬升，处理器控制指示件21沿第一导向部22向下移动，直至用户到达坡顶，指示件21移动到初始位置。
79.当然，当该高度小于3m时，处理器可以控制指示件21移动至第一导向部22的顶端，且随着用户爬升，处理器控制指示件21沿第一导向部22向下移动，直至用户到达坡顶，指示件21移动到初始位置。
80.当该高度大于3m时，处理器可以控制指示件21移动至第一导向部22的顶端，且随
着用户爬升，处理器一直控制指示件21锁定在第一导向部22的顶端，以提示用户，尚未到达坡顶。当用户剩余的待爬坡高度为3m时，例如，陡坡高度为9m，用户已经到达陡坡的6m高度位置处，处理器即控制指示件21沿第一导向部22向下移动，直至用户到达坡顶，指示件21移动到初始位置。
81.以用户需要左转向为例，当用户待转方向小于或等于40
°
时，处理器可以控制指示件21移动至第二导向部23的左端，且随着用户转向，处理器控制指示件21沿第二导向部23向右移动，直至用户转向到位，指示件21移动到初始位置。
82.图4为应用图1中导盲装置的导盲方法的示意图。请参阅图4，当用户待转方向大于40
°
时，用户当前朝向为a方向，并朝向b方向转动。处理器可以控制指示件21移动至第二导向部23的左端，且随着用户转向，处理器一直控制指示件21锁定在第二导向部23的左端，以提示用户，尚未转向到位。当用户剩余的待转角度a为40
°
时（其中，虚线指的是用户转向过程中的实时朝向），例如，用户的待转角度为90
°
，用户已经完成50
°
的转向，处理器即控制指示件21沿第二导向部23向右移动，直至用户转向到位，指示件21移动到初始位置。
83.本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
84.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。 在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且， 描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。