本實用新型涉及道路交通指示領域，具體涉及一種盲人過街的輔助設備。

背景技術：

盲人是社會群體中一群不能忽視的群體，享受和正常人同等的權利，盲人行走在路上，因為看不見路況，時刻存在著危險，特別是走人行道過馬路時，當盲人身邊沒有人扶持導向時，很容易走歪，偏離到人行道以外的區(qū)域，造成危險。授權公告號為CN202711465U公開的一種過馬路音訊指示裝置，包括一信號發(fā)射單元、一信號接收單元、一控制單元及一音頻發(fā)生器，所述信號發(fā)射單元安裝于路邊，與道路指示燈連接，根據(jù)所述道路指示燈的切換發(fā)射不同的指示信號，所述信號接收單元安裝于盲人的手杖上，并通信連接所述信號發(fā)射單元，接收來自于所述信號發(fā)射單元的指示信號，所述控制單元安裝于所述手杖上，連接所述信號接收單元，處理所述信號接收單元接收到的信號，所述音頻發(fā)生器也安裝于所述手杖上，連接所述控制單元。當盲人走到路邊，手杖上的信號接收器就能收到馬路兩邊的信號發(fā)射器發(fā)出的信號從而出入控制器內，控制音頻發(fā)生器發(fā)出聲音，提醒盲人此時可以過馬路，給盲人提供了方便。但是，其沒有解決盲人在斑馬線區(qū)域內行走時，走歪時的解決方法，無法徹底解決盲人過馬路的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的，是為了解決背景技術中的問題，提供一種盲人過街的輔助設備。

本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

一種盲人過街的輔助設備，包括：設置在斑馬線過道上的交通信號發(fā)射器、定位裝置以及盲人手中握持的引路杖；

所述引路杖包括，杖體和設置在杖體上的信號收發(fā)機構、音頻播放器和控制器；

所述定位裝置包括至少3個超聲波接收器，所述超聲波接收器設置在斑馬線過道中至少三個不共線的位置上，所述超聲波接收器內設置有信號反饋器；

所述信號收發(fā)機構包括，與所述超聲波接收器相匹配的超聲波發(fā)射器和與所述接收所述信號反饋器信號的信號接收器，所述超聲波發(fā)射器和信號接收器通過信號線與控制器相連；

所述引路杖下端設置有導向器，所述導向器包括轉向器和導向輪，所述轉向器和導向輪受到控制器的控制驅動，導向器的設置使得盲人在握持引路杖時，會受到一個拉力，用以指引盲人移動的方向。

三個不共線的超聲波接收器和信號反饋器配合超聲波發(fā)射器和信號接收器可以測量出盲人所在處的坐標，根據(jù)坐標位置的變化情況，得到盲人的移動軌跡，進而做出語音提醒和引導。

作為優(yōu)選，所述杖體上端設置有握把，所述握把上設置有凹紋，可以有效防止倒拿引路杖。

作為優(yōu)選，所述引路杖上設置有手環(huán)，所述手環(huán)通過柔性繩與握把相連，使用時將手環(huán)固定在盲人的手臂上，用以防止引路杖掉落后，盲人無法找到。

作為優(yōu)選，所述引路杖的兩側設置有發(fā)光條，發(fā)光條為LED燈帶，通電后具有閃爍的功能，用以對過路汽車和行人起到警示作用。

作為優(yōu)選，所述引路杖表面設置有太陽能電池板，利用太陽能對發(fā)光條以及引路杖上的裝置供電，節(jié)能的同時，提高引路杖的續(xù)航能力。

作為優(yōu)選，所述杖體上端設置有伸縮桿；所述定位裝置還包括，設置在斑馬線的對角位置的紅外線定位柱；所述信號收發(fā)機構還包括，交通信號接收器和紅外發(fā)射器；所述紅外發(fā)射器設置在所述伸縮桿的頂部，所述紅外發(fā)射器包括4個按圓周均布的紅外線發(fā)射頭；所述控制器通過信號線與所述交通信號接收器、音頻播放器和有紅外發(fā)射器相連，所述紅外線發(fā)射頭發(fā)出的信號被紅外線定位柱阻擋后會反饋信號給控制器。

在斑馬線的對角位置設置紅外線定位柱配合紅外發(fā)射器將馬路邊界的矩形范圍給標記出來，當盲人進入或走出該區(qū)域控制器都能接受到信號，從而對盲人做出語音提醒，指示盲人的行走方向。

作為上述方案的優(yōu)選，所述伸縮桿伸長到最高位置后，所述紅外發(fā)射器距離地面的垂直距離為1.8-2.2m，所述紅外線定位柱的垂直高度為1.8-2.2m，當紅外發(fā)射器提升到這個高度時，高度區(qū)域內的阻擋物較少，能大幅提高信號的精準度，提高了裝置的安全性。

一種盲人過街的方法，通過采用上述的一種盲人過街的輔助設備，并按照以下步驟進行：

①交通情況反饋：交通信號發(fā)射器采集交通數(shù)據(jù)，當交通信號指示燈為綠燈且人行道上無行駛車輛時，交通信號發(fā)射器發(fā)射信號給引路杖內的交通信號接收器，交通信號接收器指示控制器控制音頻播放器，發(fā)出開始通行的語音；

②通行中的引導：所述定位裝置和所述信號收發(fā)機構共同監(jiān)控盲人的行走狀況，并將信號反饋給控制器，由控制器控制音頻播放器播放指示語音；

③通行完成后的收尾：當控制器接受到走出斑馬線區(qū)域的信號后，控制音頻播放器發(fā)出順利通過馬路的提示語音。

作為優(yōu)選，所述步驟②中，通過超聲波接收器、信號反饋器、超聲波發(fā)射器和信號接收器監(jiān)控盲人的行走路線，監(jiān)控的方法為：1、盲人位置計算，由超聲波發(fā)射器發(fā)射信號給坐標為（a1，b1）、（a2，b2）、（a3，b3）的超聲波接收器（22），得到3組距離數(shù)據(jù)d1i、d2i、d3i，i為正整數(shù)，通過

計算出當前盲人的平面坐標（xi，yi），其中超聲波接收器的坐標數(shù)據(jù)，在步驟①中由交通信號發(fā)射器發(fā)送到控制器儲存；2、盲人運動方向計算，Δyi=yi+1-yi，Δxi=xi+1-xi通過Δy的正負判斷盲人偏移的左右方向，偏移的角度θ=arctan（Δy/Δx）；3、盲人行動方向引導，通過控制器控制音頻播放器提示盲人回到正確行駛路線，同時控制器控制導向器引導盲人轉向正確路線。

作為優(yōu)選，盲人的平面坐標（xi，yi）每隔0.05s到1s測算一次，所述轉向器轉動的角度與步驟2中計算得到的θ相同。

作為優(yōu)選，所述從步驟①進入步驟②時，伸縮桿升起，使得紅外發(fā)射器升高到離地1.8-2.2m的高度，隨后盲人手持引路杖在語音指示下進入斑馬線區(qū)域。

作為優(yōu)選，所述步驟②中，通過紅外線定位柱和紅外發(fā)射器對盲人的活動范圍進行監(jiān)控，監(jiān)控的方法為：將4個紅外線發(fā)射頭依次編號為探頭A、探頭B、探頭C、探頭D；進入斑馬線區(qū)域時，四個探頭中的一個將會掃到紅外線定位柱收到一個反饋信號，將該探頭賦值為00，然后按照A到B到C到D到A的循環(huán)順序，給各探頭賦值01、10和11，直到每個探頭都被賦值，當接收到賦值為01、11的探頭信號時，表示盲人已經到達左或右邊緣，通過控制器控制音頻播放器提示盲人回到正確行駛路線；當接收到賦值為10的探頭信號，表示盲人已經成功穿越馬路，將伸縮桿收下。

綜上所述，本實用新型的有益效果：

① 本實用新型所述的一種盲人過街的輔助設備及方法，安全性強，信號接收穩(wěn)定，引導效果好。

② 本實用新型所述的一種輔助盲人過馬路的裝置，節(jié)能環(huán)保，續(xù)航能力強。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型中引路杖的結構示意圖；

圖3是本實用新型中導向器的結構示意圖

圖4是本實用新型中伸縮桿和握把處的結構示意圖；

圖5是本實用新型中信號收發(fā)機構和控制器的示意圖

圖6是本實用新型中超聲波發(fā)射器監(jiān)控方法的示意圖；

圖7是本實用新型中紅外發(fā)射器監(jiān)控方法的示意圖。

具體實施方式

以下具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。

下面結合附圖以實施例對本實用新型進行詳細說明。

實施例1：

根據(jù)圖1～圖6所示，一種盲人過街的輔助設備，包括：設置在斑馬線過道上的交通信號發(fā)射器1、定位裝置2以及盲人手中握持的引路杖3；

引路杖3包括，杖體31和設置在杖體31上的信號收發(fā)機構32、音頻播放器33和控制器34；

定位裝置2包括3個超聲波接收器22，超聲波接收器22設置在斑馬線過道中的三個邊角位置上，坐標為分別為（0，0）、（a，0）、（0，b）其中a、b為馬路的長和寬，超聲波接收器22內設置有信號反饋器23；

信號收發(fā)機構32包括，與超聲波接收器22相匹配的超聲波發(fā)射器323和與接收信號反饋器23信號的信號接收器324，超聲波發(fā)射器323和信號接收器324通過信號線與控制器34相連；

引路杖3下端設置有導向器4，導向器4包括轉向器41和導向輪42，轉向器41和導向輪42受到控制器34的控制驅動，導向器4的設置使得盲人在握持引路杖3時，會受到一個拉力，用以指引盲人移動的方向。

杖體31上端設置有握把5，握把5上設置有凹紋51，可以有效防止倒拿引路杖3，引路杖3上設置有手環(huán)53，手環(huán)53通過柔性繩52與握把5相連，使用時將手環(huán)53固定在盲人的手臂上，用以防止引路杖3掉落后，盲人無法找到。

一種盲人過街的方法，通過采用上述的一種盲人過街的輔助設備，并按照以下步驟進行：

① 交通情況反饋：交通信號發(fā)射器1采集交通數(shù)據(jù)，當交通信號指示燈為綠燈且人行道上無行駛車輛時，交通信號發(fā)射器1發(fā)射信號給引路杖3內的交通信號接收器321，同時將超聲波接收器22的坐標（0，0）、（a，0）、（0，b）發(fā)送到控制器34儲存，交通信號接收器321指示控制器34控制音頻播放器33，發(fā)出開始通行的語音；

②通行中的引導：根據(jù)圖6所示，通過超聲波接收器22、信號反饋器23、超聲波發(fā)射器323和信號接收器324協(xié)同監(jiān)控盲人的行走路線，監(jiān)控的方法為：

1、盲人位置計算，由超聲波發(fā)射器323發(fā)射信號給坐標為（0，0）、（a，0）、（0，b）的超聲波接收器22，得到3組距離數(shù)據(jù)d1i、d2i、d3i，i為正整數(shù)，通過下式計算出當前盲人的平面坐標（xi，yi）；

2、盲人運動方向計算，Δyi=yi+1-yi，Δxi=xi+1-xi通過Δy的正負判斷盲人偏移的左右方向，偏移的角度θ=arctan（Δy/Δx），第i次與第i+1次的位置計算的間隔為0.1s；

3、盲人行動方向的引導，當Δyi>0時，通過控制器34控制音頻播放器33提示右轉，并且控制轉向器41向右轉動，轉向器41轉動的角度與上步驟2中計算得到的θ相同；當Δyi<0時，通過控制器34控制音頻播放器33提示右轉，并且控制轉向器41向右轉動，轉向器41轉動的角度與上步驟2中計算得到的θ相同；當Δxi+1>Δxi時，降低導向輪42的轉速，當Δxi+1<Δxi時，加快導向輪42的轉速。

③通行完成后的收尾：當控制器34接受到走出斑馬線區(qū)域的信號后，控制音頻播放器33發(fā)出順利通過馬路的提示語音。

實施例2：

與上述實施例1不同之處在于，根據(jù)圖4、圖5所示，杖體31上端設置有伸縮桿35；定位裝置2還包括，設置在斑馬線的對角位置的紅外線定位柱21；信號收發(fā)機構32還包括，交通信號接收器321和紅外發(fā)射器322；紅外發(fā)射器322設置在伸縮桿35的頂部，紅外發(fā)射器322包括4個按圓周均布的紅外線發(fā)射頭3221；控制器34通過信號線與交通信號接收器321、音頻播放器33和有紅外發(fā)射器322相連，紅外線發(fā)射頭3221發(fā)出的信號被紅外線定位柱21阻擋后會反饋信號給控制器34。

伸縮桿35伸長到最高位置后，紅外發(fā)射器322距離地面的垂直距離為1.8-2.2m，紅外線定位柱21的垂直高度為1.8-2.2m，當紅外發(fā)射器322提升到這個高度時，高度區(qū)域內的阻擋物較少，能大幅提高信號的精準度，提高了裝置的安全性。

與本實施例中一種盲人過街的方法的與實施例1的不同之處在于，根據(jù)圖7所示，在步驟②中，還通過紅外線定位柱21和紅外發(fā)射器322對盲人的活動范圍進行監(jiān)控，監(jiān)控的方法為：將4個紅外線發(fā)射頭3221分別編號為探頭A、探頭B、探頭C、探頭D，編號順序為按照俯視視角的順時針方向依次為A、B、C、D；進入斑馬線區(qū)域時，四個探頭中的一個將會掃到紅外線定位柱21收到一個反饋信號，將該探頭賦值為00，然后按照A到B到C到D到A的循環(huán)順序，給各探頭賦值01、10和11，直到每個探頭都被賦值。例如A為00，則B為01、C為10、D為11；又如，B為00，則C為01、D為10、A為11，依次類推。當控制器34接收到賦值為01的探頭信號時，表示盲人已經到達左邊緣，通過控制器34控制音頻播放器33提示盲人右轉調整路線；當控制器34接收到賦值為11的探頭信號時，表示盲人已經到達右邊緣，通過控制器34控制音頻播放器33提示盲人左轉調整路線。

實施例3：

與上述實施例1或2不同之處在于，根據(jù)圖3所示，引路杖3的兩側設置有發(fā)光條6，發(fā)光條為LED燈帶，通電后具有閃爍的功能，用以對過路汽車和行人起到警示作用。引路杖3表面設置有太陽能電池板7，利用太陽能對發(fā)光條6以及引路杖3上的裝置供電，節(jié)能的同時，提高引路杖3的續(xù)航能力。