基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種盲人識(shí)路提醒方法，尤其涉及一種基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲相控陣技術(shù)的基本思想來自于雷達(dá)電磁波相控陣技術(shù)。相控陣?yán)走_(dá)是由許多輻射單元排成陣列組成，通過控制陣列天線中各單元的幅度和相位，調(diào)整電磁波的輻射方向，在一定空間范圍內(nèi)合成靈活快速的聚焦掃描的雷達(dá)波束。超聲相控陣換能器由多個(gè)獨(dú)立的壓電晶片組成陣列，按一定的規(guī)則和時(shí)序用電子系統(tǒng)控制激發(fā)各個(gè)晶片單元，來調(diào)節(jié)控制焦點(diǎn)的位置和聚焦的方向。
[0003]超聲相控陣技術(shù)已有近20多年的發(fā)展歷史。初期主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)超聲成像中用相控陣換能器快速移動(dòng)聲束對(duì)被檢器官成像；大功率超聲利用其可控聚焦特性局部升溫?zé)岑熤伟?，使目?biāo)組織升溫并減少非目標(biāo)組織的功率吸收。最初，系統(tǒng)的復(fù)雜性、固體中波動(dòng)傳播的復(fù)雜性及成本費(fèi)用高等原因使其在工業(yè)無損檢測(cè)中的應(yīng)用受限。然而隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲相控陣技術(shù)逐漸應(yīng)用于工業(yè)無損檢測(cè)，特別是在核工業(yè)及航空工業(yè)等領(lǐng)域。如核電站主栗隔熱板的檢測(cè)；核廢料罐電子束環(huán)焊縫的全自動(dòng)檢測(cè)及薄鋁板摩擦焊縫熱疲勞裂紋的檢測(cè)。由于數(shù)字電子和DSP技術(shù)的發(fā)展，使得精確延時(shí)越來越方便，因此近幾年，超聲相控陣技術(shù)發(fā)展的尤為迅速。
[0004]超聲相控陣是超聲探頭晶片的組合，由多個(gè)壓電晶片按一定的規(guī)律分布排列，然后逐次按預(yù)先規(guī)定的延遲時(shí)間激發(fā)各個(gè)晶片，所有晶片發(fā)射的超聲波形成一個(gè)整體波陣面，能有效地控制發(fā)射超聲束(波陣面)的形狀和方向，能實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。它為確定不連續(xù)性的形狀、大小和方向提供出比單個(gè)或多個(gè)探頭系統(tǒng)更大的能力。
[0005]超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)使用不同形狀的多陣元換能器產(chǎn)生和接收超聲波束，通過控制換能器陣列中各陣元發(fā)射(或接收)脈沖的不同延遲時(shí)間，改變聲波到達(dá)(或來自)物體內(nèi)某點(diǎn)時(shí)的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)和聲束方向的變化，從而實(shí)現(xiàn)超聲波的波束掃描、偏轉(zhuǎn)和聚焦。然后采用機(jī)械掃描和電子掃描相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)圖像成像。
[0006]通常使用的是一維線形陣列探頭，壓電晶片呈直線狀排列，聚焦聲場(chǎng)為片狀，能夠得到缺陷的二維圖像，在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
[0007]現(xiàn)有的拐杖功能單一，僅僅能夠供盲人探路用。
[0008]也有拐杖采用了測(cè)距模塊，基于測(cè)距模塊對(duì)盲人進(jìn)行提示，但是，其僅僅考慮了距離方面的避障，而沒有考慮障礙物的高度，對(duì)于盲人來說，如果是比較矮的平面障礙物，是可以直接跨越上去的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】中所涉及到的缺陷，提供一種基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法。
[0010]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，包含以下步驟:
步驟I)，在盲人用拐杖龍頭的手握部設(shè)置第一震動(dòng)模塊和第二震動(dòng)模塊；
步驟2)，在盲人用拐杖杖身設(shè)置超聲相控發(fā)射陣列，以探測(cè)盲人前方障礙物與盲人之的距離、障礙物和盲人正前方之間的夾角以及障礙物的高度；
步驟3)，在盲人用拐杖杖身設(shè)置語音模塊，以對(duì)盲人發(fā)出語音提醒；
步驟4)，將障礙物與盲人之間的距離和預(yù)設(shè)的距離閾值進(jìn)行比較；
步驟5)，將障礙物的高度與預(yù)設(shè)的高度閾值進(jìn)行比較；
步驟6)，將障礙物和盲人正前方之間的夾角與預(yù)設(shè)的角度閾值進(jìn)行比較；
步驟7)，如果障礙物與盲人之間的距離小于等于預(yù)設(shè)的距離閾值、障礙物的高度大于預(yù)設(shè)的高度閾值、且障礙物和盲人正前方之間的夾角小于等于預(yù)設(shè)的角度閾值，則控制第一震動(dòng)模塊震動(dòng)，同時(shí)控制語音模塊播放前方障礙物的距離、高度以及與盲人正前方之間的角度；
步驟8)，如果障礙物與盲人之間的距離小于等于預(yù)設(shè)的距離閾值、障礙物的高度小于等于預(yù)設(shè)的高度閾值、且障礙物和盲人正前方之間的夾角小于等于預(yù)設(shè)的角度閾值，則控制第二震動(dòng)模塊震動(dòng)，同時(shí)控制語音模塊播放前方障礙物的距離、高度以及與盲人正前方之間的角度。
[0011]作為本發(fā)明基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)的距離閾值的范圍為I米到3米。
[0012]作為本發(fā)明基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)的距離閾值為2米。
[0013]作為本發(fā)明基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)的高度閾值的范圍為0.1米到0.5米。
[0014]作為本發(fā)明基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)的高度閾值為0.3米。
[0015]作為本發(fā)明基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)的角度閾值的范圍為10度到60度。
[0016]作為本發(fā)明基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)的角度閾值為30度。
[0017]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1.設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便；
2.具備語音和震動(dòng)雙重提示方式，更加安全；
3.針對(duì)對(duì)障礙物的高度采用不同的震動(dòng)模塊進(jìn)行提示，使得盲人可以知道是否能夠跨越障礙物。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
本發(fā)明公開了一種基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，包含以下步驟:
步驟I)，在盲人用拐杖龍頭的手握部設(shè)置第一震動(dòng)模塊和第二震動(dòng)模塊； 步驟2)，在盲人用拐杖杖身設(shè)置超聲相控發(fā)射陣列，以探測(cè)盲人前方障礙物與盲人之的距離、障礙物和盲人正前方之間的夾角以及障礙物的高度；
步驟3)，在盲人用拐杖杖身設(shè)置語音模塊，以對(duì)盲人發(fā)出語音提醒；
步驟4)，將障礙物與盲人之間的距離和預(yù)設(shè)的距離閾值進(jìn)行比較；
步驟5)，將障礙物的高度與預(yù)設(shè)的高度閾值進(jìn)行比較；
步驟6)，將障礙物和盲人正前方之間的夾角與預(yù)設(shè)的角度閾值進(jìn)行比較；
步驟7)，如果障礙物與盲人之間的距離小于等于預(yù)設(shè)的距離閾值、障礙物的高度大于預(yù)設(shè)的高度閾值、且障礙物和盲人正前方之間的夾角小于等于預(yù)設(shè)的角度閾值，則控制第一震動(dòng)模塊震動(dòng)，同時(shí)控制語音模塊播放前方障礙物的距離、高度以及與盲人正前方之間的角度；
步驟8)，如果障礙物與盲人之間的距離小于等于預(yù)設(shè)的距離閾值、障礙物的高度小于等于預(yù)設(shè)的高度閾值、且障礙物和盲人正前方之間的夾角小于等于預(yù)設(shè)的角度閾值，則控制第二震動(dòng)模塊震動(dòng)，同時(shí)控制語音模塊播放前方障礙物的距離、高度以及與盲人正前方之間的角度。
[0019]所述預(yù)設(shè)的距離閾值的范圍為I米到3米，優(yōu)先為2米。
[0020]所述預(yù)設(shè)的高度閾值的范圍為0.1米到0.5米，優(yōu)先為0.3米。
[0021]所述預(yù)設(shè)的角度閾值的范圍為10度到60度，優(yōu)先為30度。
[0022]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0023]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，其特征在于，包含以下步驟: 步驟I)，在盲人用拐杖龍頭的手握部設(shè)置第一震動(dòng)模塊和第二震動(dòng)模塊； 步驟2)，在盲人用拐杖杖身設(shè)置超聲相控發(fā)射陣列，以探測(cè)盲人前方障礙物與盲人之的距離、障礙物和盲人正前方之間的夾角以及障礙物的高度； 步驟3)，在盲人用拐杖杖身設(shè)置語音模塊，以對(duì)盲人發(fā)出語音提醒； 步驟4)，將障礙物與盲人之間的距離和預(yù)設(shè)的距離閾值進(jìn)行比較； 步驟5)，將障礙物的高度與預(yù)設(shè)的高度閾值進(jìn)行比較； 步驟6)，將障礙物和盲人正前方之間的夾角與預(yù)設(shè)的角度閾值進(jìn)行比較； 步驟7)，如果障礙物與盲人之間的距離小于等于預(yù)設(shè)的距離閾值、障礙物的高度大于預(yù)設(shè)的高度閾值、且障礙物和盲人正前方之間的夾角小于等于預(yù)設(shè)的角度閾值，則控制第一震動(dòng)模塊震動(dòng)，同時(shí)控制語音模塊播放前方障礙物的距離、高度以及與盲人正前方之間的角度； 步驟8)，如果障礙物與盲人之間的距離小于等于預(yù)設(shè)的距離閾值、障礙物的高度小于等于預(yù)設(shè)的高度閾值、且障礙物和盲人正前方之間的夾角小于等于預(yù)設(shè)的角度閾值，則控制第二震動(dòng)模塊震動(dòng)，同時(shí)控制語音模塊播放前方障礙物的距離、高度以及與盲人正前方之間的角度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的距離閾值的范圍為I米到3米。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的距離閾值為2米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的高度閾值的范圍為0.1米到0.5米。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的高度閾值為0.3米。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的角度閾值的范圍為10度到60度。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的角度閾值為30度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于超聲相控陣的盲人用拐杖的提醒方法，在盲人用拐杖龍頭的手握部設(shè)置第一震動(dòng)模塊和第二震動(dòng)模塊，在盲人用拐杖杖身設(shè)置超聲相控發(fā)射陣列和語音模塊；根據(jù)盲人前方障礙物與盲人之的距離、障礙物和盲人正前方之間的夾角以及障礙物的高度對(duì)盲人發(fā)出語音提醒。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，對(duì)障礙物的高度做出判斷，并且具備語音和震動(dòng)雙重提示方式。
【IPC分類】A61H3/02, A61H3/06
【公開號(hào)】CN105147503
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510457785
【發(fā)明人】張瑜, 陳黛文, 李進(jìn)榮
【申請(qǐng)人】蘇州玄禾物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日