一種超聲測距盲人眼鏡的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超聲測距盲人眼鏡，屬于盲人導(dǎo)航裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，包括鏡架和鏡片，所述鏡片表面為兩片黑色不透光的鏡片；其特征在于：所述鏡片內(nèi)部有控制中心，控制中心包括電路連接的供電單元、超聲波測距模塊、運(yùn)動處理集成模塊、主控芯片和提醒單元；所述超聲波測距模塊的輸出端和運(yùn)動處理集成模塊的輸出端分別連接主控芯片的輸入端，所述主控芯片的輸出端連接提醒單元；所述超聲波測距模塊為兩組，分別為水平測距模塊和傾斜測距模塊，每組超聲波測距模塊均包括鏡片內(nèi)部的測距模塊與暴露于鏡片表面的一對超聲波傳感器；鏡架上還設(shè)有模式一選擇按鍵和模式二選擇按鍵。與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有使用方便、可靠性高的特點(diǎn)。
【專利說明】—種超聲測距盲人眼鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種盲人眼鏡，特別是一種超聲測距盲人眼鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]盲人作為社會上的一個特殊群體，需要社會給予他們更多的關(guān)懷和照顧，使他們能夠更好的獨(dú)立生活。然而，如何安全行走是盲人生活中最大的問題。現(xiàn)在市面上存在著很多的盲人使用的導(dǎo)航設(shè)備，但普遍存在諸著眾多缺點(diǎn)，不適宜被推廣使用。傳統(tǒng)的盲人導(dǎo)航裝置多為手杖，盲人通過敲觸大地或者周圍的物體來斷定行走方向，其結(jié)構(gòu)簡單、功能單一、使用方便，但輔助效果不很明顯，實(shí)際上盲人朋友使用時會碰到諸多問題，比如路況不好、坑洼不平、前方有懸掛的障礙物等，普通的手杖是無法準(zhǔn)確探明的，這樣嚴(yán)重影響著盲人的安全出行。
[0003]目前很多導(dǎo)航裝置采用導(dǎo)盲犬導(dǎo)盲，通過導(dǎo)盲犬導(dǎo)盲雖然在一定程度上保證了盲人的出行安全。但是仍然存在著一定的問題，培訓(xùn)一名導(dǎo)盲犬難度較大，一般也得花費(fèi)3-6個月的時間，培訓(xùn)一只嫻熟的導(dǎo)盲犬則需要花費(fèi)兩年左右的時間，加上犬的日常生活消費(fèi)開支，花費(fèi)的成本達(dá)上萬元，同時導(dǎo)盲犬的生命周期有限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超聲測距盲人眼鏡。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種超聲測距盲人眼鏡，包括鏡架和鏡片，所述鏡片表面為兩片黑色不透光的鏡片；其特征在于:所述的鏡片、鏡架中空，所述鏡片內(nèi)部有控制中心，控制中心包括電路連接的供電單元、超聲波測距模塊、運(yùn)動處理集成模塊、主控芯片和提醒單元；所述超聲波測距模塊的輸出端和運(yùn)動處理集成模塊的輸出端分別連接主控芯片的輸入端，所述主控芯片的輸出端連接提醒單元；所述超聲波測距模塊為兩組，分別為水平測距模塊和傾斜測距模塊，每組超聲波測距模塊均包括鏡片內(nèi)部的測距模塊與暴露于鏡片表面的一對超聲波傳感器，所述的傾斜測距模塊的傾斜接收頭、傾斜發(fā)射頭與鏡片之間的傾角可調(diào)整；所述鏡架的鏡腳設(shè)有充電接口，所述充電接口與所述的供電單元連接；鏡架上還設(shè)有模式一選擇按鍵和模式二選擇按鍵，所述模式一選擇按鍵和模式二選擇按鍵與主控芯片的輸入端數(shù)據(jù)連接。
[0006]上述兩組超聲波測距模塊安放在兩鏡片內(nèi)側(cè)分為兩行，水平測距模塊位于上行，一側(cè)為水平發(fā)射頭、另一側(cè)為水平接收頭，傾斜測距模塊位于下行，相對應(yīng)的一側(cè)為傾斜接收頭、另一側(cè)為傾斜發(fā)射頭。
[0007]上述的提醒單元包括語音芯片，所述鏡架的鏡腳設(shè)有耳機(jī)接口，耳機(jī)接口通過驅(qū)動電路與語音芯片連接，所述的語音芯片與主控芯片的輸出端連接。
[0008]上述的提醒單元還包括位于所述的鏡架上的數(shù)字震動馬達(dá)，所述數(shù)字震動馬達(dá)的輸入端與主控芯片的輸出端連接。[0009]上述供電單元為鋰電池。
[0010]上述鏡片外表面設(shè)有太陽能發(fā)電裝置，所述的太陽能發(fā)電裝置通過肖特基二極管與供電單元電路連接。
[0011]上述太陽能發(fā)電裝置為多片小型太陽能電池板串聯(lián)而成。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下突出的有益效果。
[0013]1、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，解決了普通手杖不能檢測到路況不好、坑洼不平、前方有懸掛障礙物是問題，保證了盲人出行的安全。
[0014]2、同時解決了訓(xùn)練導(dǎo)盲犬成本較高的問題，降低了成本。
[0015]3、通過太陽能電池板對該裝置充電，環(huán)?？尚?，便于推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型超聲波測距模塊安放位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型的超聲波測距電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合說明書附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0020]本實(shí)用新型包括鏡架、鏡片和控制中心。
[0021]所述鏡片表面為兩片黑色不透光的鏡片，內(nèi)部中空，設(shè)有控制中心，如圖1所示，所述控制中心包括電路連接的供電單元、超聲波測距模塊、運(yùn)動處理集成模塊、主控芯片和提醒單元。所述超聲波測距模塊的輸出端和運(yùn)動處理集成模塊的輸出端分別連接主控芯片的輸入端，所述主控芯片的輸出端連接提醒單元。所述的供電單元為鋰電池。
[0022]所述超聲波測距模塊為兩組，分別為水平測距模塊和傾斜測距模塊。每組超聲波測距模塊均包括鏡片內(nèi)部的測距模塊與暴露于鏡片表面的一對超聲波傳感器。本實(shí)施例中，其安放的位置如圖2所示，在兩鏡片內(nèi)側(cè)分為兩行，水平測距模塊位于上行，一側(cè)為水平發(fā)射頭1、另一側(cè)為水平接收頭2，傾斜測距模塊位于下行，相對應(yīng)的一側(cè)為傾斜接收頭
3、另一側(cè)為傾斜發(fā)射頭4，所述的傾斜接收頭3、傾斜發(fā)射頭4與鏡片之間的傾角可調(diào)整。超聲波測距模塊通過水平測距模塊檢測前方有無障礙，通過傾斜測距模塊檢測地面物體高度，當(dāng)沒有物體時可以用來檢測地面前方有坑洼路段。所述超聲波傳感器為T/R-40-12小型超聲波傳感器，其中心頻率為40KHz。
[0023]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是利用主控芯片控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時間的計時。所述主控芯片可以為51單片機(jī)(如AT89C51、8751)，也可以為MSP430單片機(jī)。后者功能強(qiáng)大，芯片體積較小，超低功耗，正常工作時耗電電流僅200uA，數(shù)據(jù)保持狀態(tài)僅消耗0.luA，能夠完成數(shù)據(jù)的采集、存儲、計算、分析等過程。但從經(jīng)濟(jì)角度考慮，本實(shí)施例采用的是8751，8751是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，經(jīng)濟(jì)易用，設(shè)置方便。本實(shí)施例中，超聲波測距模塊電路圖如圖3所示，水平測距模塊電路的輸入端接主控芯片Pl.0端口，主控芯片執(zhí)行，在Pl.0端口輸出一個40kHz的脈沖信號，經(jīng)過三極管T放大，驅(qū)動超聲波發(fā)射頭發(fā)出40kHz的脈沖超聲波，且持續(xù)發(fā)射200ms。傾斜測距模塊電路與水平測距模塊電路相同，其輸入端接Pl.1，接收頭與發(fā)射頭配對，將超聲波調(diào)制脈沖變?yōu)榻蛔冸妷盒盘枺?jīng)運(yùn)算放大器YFl和YF2兩極放大后加至帶有鎖定環(huán)的音頻譯碼集成塊LM567，內(nèi)部的壓控振蕩器的中心頻率fO=l/l.1R8C3，電容C4決定其鎖定帶寬。調(diào)節(jié)VRl在發(fā)射的載頻上，則LM567輸入信號大于25mV，輸出端8腳由高電平躍變?yōu)榈碗娖?，作為中斷請求信號，送至主控芯片處理。水平測距模塊電路的輸出端接主控芯片INTO端口，中斷優(yōu)先級最高，傾斜測距模塊電路的輸出接主控芯片INTl端口。
[0024]所述運(yùn)動處理集成模塊為MPU-60X0系列9軸運(yùn)動處理傳感器，它集成了 3軸MEMS陀螺儀，3軸MEMS加速度計，以及一個可擴(kuò)展的數(shù)字運(yùn)動處理器DMP(Digital MotionProcessor)。擴(kuò)展之后就可以通過其I2C或SPI接口輸出一個9軸的信號(SPI接口僅在MPU-6000可用)，MPU-60X0對陀螺儀和加速度計分別用了三個16位的ADC，將其測量的模擬量轉(zhuǎn)化為可輸出的數(shù)字量，為了精確跟蹤快速和慢速的運(yùn)動，傳感器的測量范圍都是用戶可控的，另外此芯片體積較小便于嵌入眼鏡鏡片中。用戶在行進(jìn)過程中，系統(tǒng)通過運(yùn)動處理集成模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如果眼鏡戴的位置不合適導(dǎo)致超聲波不能水平放置，運(yùn)動處理集成模塊將對角度進(jìn)行測量，將數(shù)據(jù)信息傳輸至主控芯片，如果在誤差范圍內(nèi)，將不提示矯正，反之將提示正確安放。本實(shí)施例中，具體為MPU6050傳感器。
[0025]所述的提醒單元包括語音芯片，所述語音芯片為SC080，SC080是一顆單芯片CMOS的一次性編程語音芯片，具有2個Input腳和I個I/O腳，具有PWM和DAC輸出，語音還原度高，電路簡單，它可以通過PWM直接驅(qū)動喇叭，也可以通過三極管放大后驅(qū)動喇叭，外力口驅(qū)動電路便可驅(qū)動耳機(jī)播放。
[0026]所述鏡架的鏡腳設(shè)有耳機(jī)接口和充電接口，所述耳機(jī)接口用以與耳機(jī)連接，耳機(jī)接口通過驅(qū)動電路與控制中心的語音芯片連接，所述充電接口與所述的供電單元鋰電池連接，通過充電接口對鋰電池充電。鏡架上還設(shè)有模式一選擇按鍵和模式二選擇按鍵，所述模式一選擇按鍵和模式二選擇按鍵與主控芯片的輸入端數(shù)據(jù)連接，當(dāng)用戶帶上眼鏡后，可以進(jìn)行模式選擇，當(dāng)用戶按下模式一選擇按鍵時，主控芯片控制傾斜安放的超聲波傳感器來測量前方物體的高度，當(dāng)用戶按下模式二選擇按鍵時，主控芯片控制傾斜安放的超聲波傳感器來檢測前方道路是否平坦。當(dāng)進(jìn)入模式一時，由于安放的超聲波傳感器角度是恒定的，需要用戶自己調(diào)整位置使傾斜安放的超聲波傳感器剛好打到物體最高處，傾斜安放的超聲波傳感器將數(shù)據(jù)信息傳輸至主控芯片，通過主控芯片對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計算，從而測量出用戶與障礙物之間的距離。當(dāng)進(jìn)入模式二時，系統(tǒng)在初次使用時會有一個調(diào)試的過程，系統(tǒng)采集用戶在行進(jìn)過程中不同情況下系統(tǒng)隨身體重心高度的變化，然后將之存入主控芯片的數(shù)據(jù)庫，在使用過程中，系統(tǒng)將自動排除身體重心對路面是否平坦檢測的干擾。
[0027]所述鏡架中空，便于放置數(shù)據(jù)、電路連接的導(dǎo)線。
[0028]所述的提醒單元還可以包括位于所述的鏡架上的數(shù)字震動馬達(dá)，本實(shí)施例中的具體位置為靠近鼻梁的鏡架處，所述數(shù)字震動馬達(dá)的輸入端與主控芯片的輸出端連接，當(dāng)主控芯片接收到的數(shù)據(jù)表示前方有障礙物時，主控芯片控制數(shù)字震動馬達(dá)動作，提醒用戶前方有障礙物，使相應(yīng)規(guī)避或者停止動作，主控芯片可根據(jù)障礙物的遠(yuǎn)近控制數(shù)字震動馬達(dá)的震動頻率。
[0029]優(yōu)化方案中，所述鏡片外表面設(shè)有太陽能發(fā)電裝置，所述的太陽能發(fā)電裝置通過肖特基二極管與供電單元電路連接，可以有效防止電流倒灌，通過太陽能發(fā)電裝置即可為系統(tǒng)自動補(bǔ)償電流。本實(shí)施例中，所述太陽能發(fā)電裝置為多片小型太陽能電池板串聯(lián)而成。[0030]本實(shí)用新型中所有電子元件以及內(nèi)嵌系統(tǒng)和處理方法均為現(xiàn)有技術(shù)，在此均不再累述。
[0031]需要說明的是，本實(shí)用新型的特定實(shí)施方案已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下對它進(jìn)行的各種顯而易見的改變都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲測距盲人眼鏡，包括鏡架和鏡片，所述鏡片表面為兩片黑色不透光的鏡片；其特征在于:所述的鏡片、鏡架中空，所述鏡片內(nèi)部有控制中心，控制中心包括電路連接的供電單元、超聲波測距模塊、運(yùn)動處理集成模塊、主控芯片和提醒單元；所述超聲波測距模塊的輸出端和運(yùn)動處理集成模塊的輸出端分別連接主控芯片的輸入端，所述主控芯片的輸出端連接提醒單元；所述超聲波測距模塊為兩組，分別為水平測距模塊和傾斜測距模塊，每組超聲波測距模塊均包括鏡片內(nèi)部的測距模塊與暴露于鏡片表面的一對超聲波傳感器，所述的傾斜測距模塊的傾斜接收頭、傾斜發(fā)射頭與鏡片之間的傾角可調(diào)整；所述鏡架的鏡腳設(shè)有充電接口，所述充電接口與所述的供電單元連接；鏡架上還設(shè)有模式一選擇按鍵和模式二選擇按鍵，所述模式一選擇按鍵和模式二選擇按鍵與主控芯片的輸入端數(shù)據(jù)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲測距盲人眼鏡，其特征在于:所述兩組超聲波測距模塊安放在兩鏡片內(nèi)側(cè)分為兩行，水平測距模塊位于上行，一側(cè)為水平發(fā)射頭、另一側(cè)為水平接收頭，傾斜測距模塊位于下行，相對應(yīng)的一側(cè)為傾斜接收頭、另一側(cè)為傾斜發(fā)射頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲測距盲人眼鏡，其特征在于:所述的提醒單元包括語音芯片，所述鏡架的鏡腳設(shè)有耳機(jī)接口，耳機(jī)接口通過驅(qū)動電路與語音芯片連接，所述的語音芯片與主控芯片的輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲測距盲人眼鏡，其特征在于:所述的提醒單元包括位于所述的鏡架上的數(shù)字震動馬達(dá)，所述數(shù)字震動馬達(dá)的輸入端與主控芯片的輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲測距盲人眼鏡，其特征在于:所述供電單元為鋰電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲測距盲人眼鏡，其特征在于:所述鏡片外表面設(shè)有太陽能發(fā)電裝置，所述的太陽能發(fā)電裝置通過肖特基二極管與供電單元電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超聲測距盲人眼鏡，其特征在于:所述太陽能發(fā)電裝置為多片小型太陽能電池板串聯(lián)而成。
【文檔編號】A61H3/06GK203694029SQ201420066328
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】李璇, 劉偉松, 王宏宇, 臧桐 申請人:李璇