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一种可提示行人避让的导盲装置制作方法

  • 专利名称
    一种可提示行人避让的导盲装置制作方法
  • 发明者
    俞国华, 张柯, 李含, 李彩琴, 魏亚男
  • 公开日
    2012年10月3日
  • 申请日期
    2011年12月2日
  • 优先权日
    2011年12月2日
  • 申请人
    中国计量学院
  • 文档编号
    A61H3/06GK202459187SQ20112050597
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种可提示行人避让的导盲装置,其特征在于包括超声波振荡电路[I]、超声波调制电路[2],收发一体超声传感器[3]、前置放大集成电路[4]、可重触发单稳态触发器[5]、RS触发器[6]、微处理器[7]、语音输出电路[8]、扬声器[9]、菲涅尔透镜[10]、热释电红外传感器[11]、红外热释电处理芯片[12]、电池供电电源[13],收发一体超声传感器[3]同时与超声波振荡电路[I]和前置放大集成电路[4]相连,超声波振荡电路[I]与超声波调制电路[2]相连,由超声波振荡电路[I]产生的超声波经超声波调制电路[2]调制后由收发一体超声传感器[3]发射,超声波调制电路[2]同时与RS触发器[6]和可重触发单稳态触发器[5]相连,RS触发器[6]的输出接到微处理器[7],微处理器[7]接语音输出电路[8],语音输出电路[8]的输出接扬声器[9],菲涅尔透镜[10]装在热释电红外传感器[11]上,热释电红外传感器的输出连接到红外热释电处理芯片[12],红外热释电处理芯片的输出连接到微处理器[7]2.根据权利要求I所述的一种可提示行人避让的导盲装置,其特征是热释电红外传感器[11]的周围安装了一个锥度为60°防干扰的黑色塑料圆筒[14],安装方法为502胶水连接
  • 技术领域
    本实用新型涉及一种提示行人避让的障碍检测语音提示装置,特别涉及提示正前方行人避让的导盲装置
  • 背景技术
  • 专利摘要
    一种可提示行人避让的导盲装置,由收发一体超声传感器[3]和罩有菲涅尔透镜[10]的热释电红外传感器[11]构成,此装置包括超声波振荡电路[1]、超声波调制电路[2]、收发一体超声传感器[3]、前置放大集成电路[4]、可重触发单稳态触发器[5]、RS触发器[6]、微处理器[7]、语音输出电路[8]、扬声器[9]、菲涅尔透镜[10]、热释电红外传感器[11]、红外热释电处理芯片[12]、电池供电电源[13]。微处理器在接收到超声回波信号后计算出障碍物的距离,并给出相应的语音提示。在接收到人体辐射的红外线信号后,优先给出语音提示。本实用新型便于携带,操作简单,提示信息准确,价格低廉,使盲人的出行更安全。
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:一种可提示行人避让的导盲装置的制作方法现有的导盲工具不能检测出行人和普通障碍物的区别,无法明确提示行人和使用者,使用者仍有可能被行人碰撞而发生危险。中国专利90221811的“手电式音阶语音导盲器”,它可以以不同音阶来提示障碍距离,但无法检测出普通障碍物和前方行人的区别,给使用者带来极大的安全隐患。·发明内容为了帮助盲人出行时区分前方普通障碍物和行人并能用语音提示前方行人和使用者及时避让,本实用新型提供一种可提示行人避让的导盲装置,给使用者带来极大的方便。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在结构上采用收发一体超声传感器和热释电红外传感器对前方60°扇面内的普通障碍物和行人分别进行探测,因而能够对普通障碍物和行人分别给出语音提示。本实用新型包括收发一体超声传感器、超声波振荡电路、超声波调制电路、前置放大集成电路、可重触发单稳态触发器、RS触发器、微处理器控制电路、语音输出电路、扬声器、菲涅尔透镜、热释电红外传感器、红外热释电处理芯片。振荡电路产生的40KHz的信号经调制电路调制后驱动收发一体超声传感器发射超声脉冲,超声脉冲遇到障碍后产生反射,收发一体超声传感器接收到反射回波信号并传输给前置放大集成电路,信号经放大、带通滤波、峰值滤波、整形传输到由四2输入与非门构成的RS触发器,由于收发一体超声传感器距离很近,超声波发射时会产生一定的直接波,可重触发单稳态触发器产生一定脉宽的脉冲屏蔽直接波,超声发射时的调制方波接到RS触发器的S端,接收到的回波和直接波经屏蔽直接波后接到R端,RS触发器的结果送到微处理器中,得出来回时间t,由程序算法L=V*t/2算出障碍物的距离。微处理器对信号处理后控制语音芯片驱动扬声器播放障碍物距离信息。菲涅尔透镜把人体辐射的波长约为10 y m的红外线聚焦到热释电红外传感器的探测元上,热释电红外传感器把人体的红外信号转换为电信号传递到红外热释电处理芯片内进行放大、滤波、延迟、比较后传输到微处理器。微处理器通过语音输出电路推动扬声器对前方来人提出避让信息。电池供电电源完成对整个电路供电。本实用新型的有益效果是,结构简单,体积小巧,可以设计成便携式,帮助盲人独立安全出行。[0009]以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。图I是本实用新型具体实施方案的电路原理图。图中1.超声波振荡电路,2.超声波调制电路,3.收发一体超声传感器,4.前置放大集成电路,5.可重触发单稳态触发器,6. RS触发器,7.微处理器,8.语音输出电路,9.扬声器,10.菲涅尔透镜,11.热释电红外传感器,12红外热释电处理芯片,13.电池供电电源。图2是热释电红外传感器组件装配图,图中10.菲涅尔透镜,11.热释电红外传感器,14.防干扰黑色塑料圆筒,15.支架。图3是本实用新型整机外形示意图。图中3.收发一体超声传感器,9.扬声器,10.菲涅尔透镜,13.电池供电电源,16.电源开关,17.主机箱。本实用新型包括超声波振荡电路I、超声波调制电路2、收发一体超声传感器3、前置放大集成电路4、可重触发单稳态触发器5、RS触发器6、微处理器7、语音输出电路8、扬声器9、菲涅尔透镜10、热释电红外传感器11、红外热释电处理芯片12、电池供电电源13。如图I所示,超声波振荡电路1NE555同时与超声波调制电路2NE555和收发一体超声传感器3NU40A18TR相连,收发一体超声传感器3的输出经前置集成放大电路4BL20106接到由74HC00与非门构成的RS触发器6的R端,超声波调制电路2的输出同时接RS触发器6的S端和可重触发单稳态触发器5CT74123,可重触发单稳态触发器5的输出连接到RS触发器6的R端,RS触发器6的输出接到微处理器789S51,微处理器7控制语音输出电路8ZY1730,语音输出电路8的输出接扬声器9,菲涅尔透镜10罩在热释电红外传感器11RE200B前面,热释电红外传感器11连接到红外热释电处理芯片12BISS0001,红外热释电处理芯片12的输出端连接到微处理器7的输入端,热释电红外传感器安装在一个锥度为60°的黑色塑料圆筒内,方向向前,电池供电电源对整机电路供电。超声波振荡电路I产生40KHz发射脉冲,经超声波调制电路2调制后作用于收发一体超声传感器3,发出的超声波频率为40KHz,脉冲数是10-20个,脉冲电压的峰峰值小于5V。超声脉冲的回波信号作用于收发一体超声传感器3,使其产生微弱的电压信号,数值约为几十毫伏。收发一体超声传感器3与前置放大集成电路4相连,微弱的电压信号在前置集成放大电路内经放大、带通滤波、峰值滤波、整形后输出峰值为5V左右的矩形波,经二极管检波后接到RS触发器6的R端,超声波调制电路2的输出还与RS触发器6的S端相连。由于超声波发射和接收的距离很近,会产生直接波,把超声波调制电路2的输出再和可重触发单稳态触发器5CT74123相连,可重触发单稳态触发器5的输出接到RS触发器6的R端,用一定的脉宽屏蔽直接波,消除干扰。经RS触发器输出脉宽等于超声波从发射至接收的来回时间,该脉宽信号被送入微处理器7的P3. 2接口。当微处理器外部中断口 INTO产生下降沿时,进入中断子程序,定时器初始化,查询P3. 2的电平是否为高,若为高则启动定时器0进行计数,直到高电平结束停止计数,所得时间即超声波在空中的传播距离。微处理器根据回波时间(t),声速(V),可以计算出障碍距离(L),L = V*t/2。当有人进入本实用新型前方60°角和5米距离以内时,人体辐射的波长为9-10 iim的红外线透过菲涅尔透镜10进入热释电红外传感器11,热释电红外传感器11的滤光窗口有效地让人体辐射的红外线通过,并阻止太阳光、灯光等可见光中的红外线通过,从而消除干扰。热释电红外传感器11把人体辐射的红外线变换成幅度为ImV左右的脉冲信号。传输至红外热释电处理芯片12,信号在红外热释电处理芯片内部经放大、滤波、比较和定时后输入到微处理器7的P3. 3接口。微处理器的输出和语音输出电路8ZY1730通过一个四线SPI接口相连,微处理器通过SPI协议,根据需要方便地播报存储在语音模块中的不同地址对应的不同语音信号,语音输出电路8的输出连接到扬声器9,播报相应的内容。经过信号处理的热释电红外线信号和超声回波信号分别输入到微处理器7的P3. 3 (INTl)和P3. 2 (INTO)中断接口,INTl中断优先级高于INTO。两个中断同时产生时,先响应INTl中断,执行其对应中断子程序后,再响应INTO中断,其中,INTO为下降沿触发。亦即本实用新型在同时探测到前方的行人和普通障碍物时,扬声器先播报“请来人避让”的信息,再播报“前方X米有障碍物”的信息。电池供电电源13由12V锂电池组成,对电路供电。在本实用新型中,安装在热释电红外传感器支架上的黑色塑料圆筒如图2所示,黑色塑料圆筒14的锥度为60°,由于热释电红外传感器敏感视野为120°左右,本实用新 型为避免干扰,设计视野为60°。本实用新型的外形示意图如图3所示,使用非常简单,方法如下I、打开后盖,按极性安装好电池,然后再盖紧后盖。2、使用时,可把本实用新型拿在手上,收发一体超声传感器和热释电红外传感器及菲涅尔透镜对准前方,打开电源开关即可正常工作。由此可见,使用非常方便,效果良好。




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