專利名稱：基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種殘疾人輔助裝置，具體地說，涉及的是一種基于紅外傳感幾 何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車。
背景技術(shù)：
生活中，盲人是殘疾人中出行較為不便的一類群體。他們無法辨認(rèn)方向，也無法接 受交通燈等光學(xué)交通器材的指引。在逐漸城市化的當(dāng)今社會(huì)，他們的安全、方便的出行就顯 得尤為重要。隨著積極心理學(xué)受到人們的重視，殘疾人的幸福感理應(yīng)受到人們的關(guān)注。盲道是城市基礎(chǔ)的公共設(shè)施。盲道按使用功能可分為兩類行進(jìn)盲道和提示盲道。 行進(jìn)盲道呈條狀形，每條高出地面5mm，可使盲杖和腳底產(chǎn)生感覺，便于指引視力殘疾者安 全地向前直線行走。提示盲道呈圓點(diǎn)形，每個(gè)圓點(diǎn)高出地面5mm，可使盲杖和腳底產(chǎn)生感覺， 以告知視力殘疾者前方路線的空間環(huán)境將出現(xiàn)變化。盲道磚按材料可分成預(yù)制混凝土類、 橡膠塑料類和不銹鋼、聚氯乙烯等其它盲道型材。盲道的寬度宜隨人行道的寬度而定，但應(yīng) 符合相關(guān)的規(guī)定。盲人目前出行很大程度上還是利用盲道以及其他的輔助手段，為提高盲道的最大 利用率，更好地為殘疾人和盲人提供生活方便，急需為盲人提供一種盲道導(dǎo)航小車。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種基于紅外傳感幾何 特征識(shí)別的導(dǎo)盲系統(tǒng)，可以提高盲道的利用率，更好地為盲人等殘疾人提供方便，使他們能 安全、方便的出行。為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車， 包括小車車體、紅外傳感器模塊、單片機(jī)和電源模塊，小車車體前端設(shè)置有豎向支架，豎向 支架上端設(shè)有橫向支架，紅外傳感器模塊為偶數(shù)個(gè)，并前后交錯(cuò)分布在橫向支架下方，紅外 傳感器模塊與單片機(jī)連接，所述電源模塊為其他部件提供工作電壓。所述紅外傳感器模塊，為連續(xù)測(cè)距紅外傳感器。所述連續(xù)測(cè)距紅外傳感器，其數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)紅外傳感器呈V型布置在橫向支 架下方，其中兩個(gè)紅外傳感器平行設(shè)置于V型中間底部，另外兩個(gè)分別位于V型兩側(cè)端部； 紅外傳感器對(duì)盲道高低部分會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)的差異，判斷車體所在位置，并將檢測(cè)到的信 號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后反饋給單片機(jī)，從而為單片機(jī)控制小車直行以及到達(dá)提示盲道時(shí)發(fā)出語(yǔ) 音提示提供了信息。所述連續(xù)測(cè)距紅外傳感器，其數(shù)量為六個(gè)，六個(gè)紅外傳感器呈W型排列于車體前方。所述六個(gè)連續(xù)測(cè)距紅外傳感器，其前端兩個(gè)傳感器與后側(cè)中間兩個(gè)傳感器之間的 間距大于行進(jìn)盲道上長(zhǎng)條縱列的間距。本實(shí)用新型中，使用連續(xù)測(cè)距紅外傳感器與單片機(jī)結(jié)合來檢測(cè)盲道表面，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)多傳感器檢測(cè)到盲道表面幾何特征的信息的分析處理，進(jìn)而動(dòng)態(tài)調(diào)整小車的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在一定條件下的小車自主行駛；使用語(yǔ)音提示模塊對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)近況進(jìn)行語(yǔ) 音提示；同時(shí)采用手動(dòng)控制模塊與自動(dòng)控制應(yīng)對(duì)不同情況，有助于為導(dǎo)盲系統(tǒng)的低成本化 和高效化提供參照；將動(dòng)作模塊化，使導(dǎo)盲系統(tǒng)具備記憶_再現(xiàn)功能，能夠記憶并還原行駛 動(dòng)作?；谏鲜龅募夹g(shù)方案可見，本實(shí)用新型構(gòu)建的導(dǎo)盲小車為盲人的出行提供便利， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，提高了城市基礎(chǔ)設(shè)施——盲道的利用率，更好地為盲人等殘疾人提供 方便，提高他們的生活質(zhì)量。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中紅外傳感器為四個(gè)的布局示意圖。圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中紅外傳感器為六個(gè)的布局示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋，但是以下的內(nèi) 容不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖1所示，本實(shí)施例提供一種基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，包括小 車車體1、紅外傳感器模塊5、單片機(jī)6和電源模塊7，小車車體前端設(shè)置有豎向支架3，豎向 支架3上端設(shè)有橫向支架4，紅外傳感器模塊5為偶數(shù)個(gè)，并前后交錯(cuò)分布在橫向支架下方， 紅外傳感器模塊5與單片機(jī)6連接，所述電源模塊7為其他部件提供工作電壓。所述紅外傳感器模塊，為連續(xù)測(cè)距紅外傳感器。本實(shí)施例中，單片機(jī)采用Megal28型主板為核心元件、驅(qū)動(dòng)部分由兩個(gè)5V直流電 機(jī)構(gòu)成。Megal28型主板采用8位AVR微處理器，具有128K字節(jié)的系統(tǒng)，內(nèi)可編程FLASH ； 具有8路10位A/D轉(zhuǎn)換器，兩個(gè)有獨(dú)立的預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 兩個(gè)有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可 編程看門狗定時(shí)器，上電復(fù)位以及可編程的掉電監(jiān)測(cè)。Megal28型主板共64個(gè)引腳。工作 電壓為4. 5V-5. 5V，速度等級(jí)為0-16MHz。本實(shí)施例中，采用那英特科技NST9-360-350電機(jī)、中鳴14. 8V鋰電池。本實(shí)施例中，小車車體由鴻運(yùn)激光切割機(jī)切割加工，車體尺寸25X26cm2 ；車體最 大高度為15. 32cm。如圖2所示，所述紅外傳感器模塊包括四個(gè)連續(xù)測(cè)距紅外傳感器，這四個(gè)連續(xù)測(cè) 距紅外傳感器呈V型布置在小車車體底部，其中兩個(gè)紅外傳感器平行設(shè)置作為V型底部，另 外兩個(gè)分別位于V型兩個(gè)端部。紅外傳感器距盲道表面凸起面13. 07cm，距凹下面13. 39cm。本實(shí)施例中，紅外傳感器模塊為四個(gè)，按圖2方式呈V型排列于車體前方，其中，其 中II號(hào)、III號(hào)紅外傳感器平行設(shè)置于V型中間底部，I號(hào)、IV號(hào)分別位于V型兩側(cè)端部； I號(hào)、IV號(hào)紅外傳感器模塊距車體1. 2cm, II號(hào)、III號(hào)兩個(gè)紅外傳感器模塊距車體0. 5cm ； 紅外傳感器對(duì)盲道高低部分會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)的差異，判斷車體所在位置，并將檢測(cè)到的信 號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后反饋給單片機(jī)，從而為單片機(jī)控制小車直行以及到達(dá)提示盲道時(shí)發(fā)出語(yǔ)音提示提供了信息。本實(shí)施例中，在中間兩個(gè)紅外傳感器模塊靠近行進(jìn)盲道長(zhǎng)條末端和兩長(zhǎng)條之間時(shí) 按圖3方式呈W型排列于車體前方，在原四個(gè)紅外傳感器模塊前方另新增兩個(gè)紅外傳感器 模塊(V號(hào)、VI號(hào))，與II號(hào)、III號(hào)兩個(gè)傳感器間距大于a (a為行進(jìn)盲道上長(zhǎng)條縱列的間 距)，確保穩(wěn)定識(shí)別行進(jìn)盲道。其中，I號(hào)、II號(hào)、III號(hào)、IV號(hào)四個(gè)傳感器排布位置不變，新 增V號(hào)、VI號(hào)兩個(gè)紅外傳感器模塊位于最前端距車體垂直距離為7. 14cm。本實(shí)施例中，選用Sharp GP2D12連續(xù)測(cè)距紅外傳感器，工作電壓4_5. 5V，標(biāo)準(zhǔn)電 流消耗33-50mA，輸出電壓和探測(cè)距離成比例。本實(shí)施例中，所述單片機(jī)設(shè)有看門狗程序，以便程序在出錯(cuò)時(shí)及時(shí)自動(dòng)調(diào)整回正 常狀態(tài)，達(dá)到提高程序安全性的效果。進(jìn)一步的，采用《城市道路與建筑物無障礙設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的II型盲道鋪設(shè)規(guī) 劃路徑，測(cè)試小車的導(dǎo)航情況。利用不同電鍵控制相應(yīng)動(dòng)作，完成小車的行走過程。本實(shí)用新型使用連續(xù)測(cè)距紅外傳感器與單片機(jī)結(jié)合來檢測(cè)盲道表面，利用單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)對(duì)多傳感器檢測(cè)到盲道表面幾何特征的信息的分析處理，進(jìn)而動(dòng)態(tài)調(diào)整小車的運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)，實(shí)現(xiàn)在一定條件下的小車自主行駛；通過時(shí)間統(tǒng)計(jì)算法的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了可靠識(shí)別提示盲 道與行進(jìn)盲道的功能；使用了語(yǔ)音提示模塊對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)近況進(jìn)行語(yǔ)音提示；同時(shí)采用手 動(dòng)控制模塊與自動(dòng)控制應(yīng)對(duì)不同情況，有助于為導(dǎo)盲系統(tǒng)的低成本化和高效化提供參照； 將動(dòng)作模塊化，使導(dǎo)盲系統(tǒng)具備記憶_再現(xiàn)功能，能夠記憶并還原行駛動(dòng)作。本實(shí)用新型更 好地為盲人等殘疾人提供方便，提高他們的生活質(zhì)量。
權(quán)利要求一種基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，包括小車車體，其特征在于，還包括紅外傳感器模塊、單片機(jī)和電源模塊，小車車體前端設(shè)置有豎向支架，豎向支架上端設(shè)有橫向支架，紅外傳感器模塊為偶數(shù)個(gè)，并前后交錯(cuò)分布在橫向支架下方，紅外傳感器模塊與單片機(jī)連接，所述電源模塊為其他部件提供工作電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，其特征在于所述 紅外傳感器模塊，為連續(xù)測(cè)距紅外傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，其特征在于所述 紅外傳感器模塊，其數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)紅外傳感器呈V型布置在橫向支架下方，其中兩個(gè)紅 外傳感器平行設(shè)置于V型中間底部，另外兩個(gè)分別位于V型兩側(cè)端部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，其特征在于所述 兩側(cè)的兩個(gè)紅外傳感器模塊距車體水平距離為1. 2cm，中間的兩個(gè)紅外傳感器模塊距車體 水平距離為0. 5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，其特征在于所述 紅外傳感器，其距盲道表面凸起面的距離為13. 07cm，距凹下面的距離為13. 39cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，其特征在于所述 連續(xù)測(cè)距紅外傳感器，其數(shù)量為六個(gè)，六個(gè)紅外傳感器呈W型排列于車體前方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，其特征在于所述 六個(gè)連續(xù)測(cè)距紅外傳感器，其前端兩個(gè)傳感器與后側(cè)中間兩個(gè)傳感器之間的間距大于行進(jìn) 盲道上長(zhǎng)條縱列的間距。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，所述前端兩個(gè)紅外 傳感器模塊距車體垂直距離為7. 14cm。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲小車，包括小車車體、紅外傳感器模塊、單片機(jī)和電源模塊，小車車體前端設(shè)置有豎向支架，豎向支架上端設(shè)有橫向支架，紅外傳感器模塊為偶數(shù)個(gè)，并前后交錯(cuò)分布在橫向支架下方，紅外傳感器模塊與單片機(jī)連接，所述電源模塊為其他部件提供工作電壓。本實(shí)用新型能更好地為盲人等殘疾人提供方便，提高他們的生活質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01C21/26GK201664402SQ20102015250
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者董驍駿, 陸廣華, 陸廣琴, 陸勝寒 申請(qǐng)人:上海市金山區(qū)第一少年宮;上海市金山中學(xué)