一种盲人导航探测的随身设备的制作方法

1.本实用新型涉及毫米波探测器技术领域，具体为一种盲人导航探测的随身设备。


背景技术：

2.在日常生活中，视觉是人们感知外界事物的最主要方式，大约80％的外界信息都来自于眼睛，然而在社会中存在着大量的不可忽略的视觉障碍群体，缺少了视觉能力，日常中的大量活动都无法完成，众多的智能化用品也都不能使用，这给视力残疾人员带来了极大的困难。
3.市场上传统的导盲产品有导盲犬和导盲杖。导盲犬能够有效地帮助视觉障碍群体解决出行问题，但是导盲犬的挑选和训练流程十分严格而且培训周期颇长，数量远远无法满足视觉障碍群体的需求。导盲杖可用来探测前方的路况，操作方便，但是其功能过于单一而且探测范围十分有限，无法妥善保障视觉障碍群体的出行安全。一些智能盲杖在普通盲杖的基础上增加了避障、盲道检测功能，但由于相机安装位置较低且随着手杖在行进过程中频繁摇摆导致视野范围小、图像质量差。
4.同时还有就是例如gps导航、红外探测避障技术等，对于这些更多是概念式的提出。但简单的采用gps导航的方式还存在需要完善的问题，且在没有gps地图的环境下时无法使用的，如室内环境下，gps就无法实现导航作用。红外探测避障技术对障碍物距离的探测精度很差，对周围环境的感知能力很差，也无法提供更准确的方位信息给视觉障碍群体直观的视觉图像信息，导航作用差。
5.虽然现有的设备能够一定程度上解决视觉障碍群体的出行问题，但同时也存在探测精度不高、环境感知能力差等问题，因此需要一种技术来改善上述技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题在于：解决现有设备探测精度不高和环境感知能力差的问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种盲人导航探测的随身设备，包括穿戴设备、终端设备、采集装置和毫米波探测装置；
9.所述穿戴设备能够穿戴在盲人身上，所述采集装置和毫米波探测装置安装在穿戴设备上；所述终端设备与采集装置和毫米波探测装置连接，所述采集装置采用多目相机阵列。
10.优点：本实用新型的多目相机阵列能够对使用者周边场景进行图形数据采集，毫米波探测器在特殊场景或极端天气情况时，能够更加精准识别障碍物。采用多目立体视觉系统和毫米波探测器的两者结合形式，探测精度更加准确，环境感知能力更强，应用场景更多。
11.优选地，所述穿戴设备包括帽子和背带，帽子能够戴在盲人头上，背带能够穿在盲
人身上。
12.优选地，所述多目相机阵列为四目相机阵列，四目相机阵列具有四个相机，四个所述相机分别安装在帽子前端、背带位于佩戴者的胸部和两肩部处。
13.优选地，所述终端设备包括壳体、处理器、供电装置、开关、振动导航装置、定位装置、通讯装置和应急求助按钮；
14.所述处理器、供电装置、定位装置和通讯装置均安装在壳体内，所述振动导航装置安装在帽子内部；
15.所述供电装置与处理器、振动导航装置、定位装置和通讯装置连接，所述处理器与振动导航装置、定位装置和通讯装置连接，所述处理器还与采集装置和毫米波探测装置连接。
16.优选地，所述终端设备还包括开关和应急求助按钮，所述开关和应急求助按钮均设置在壳体的一侧壁上。
17.优选地，所述供电装置采用锂电池。
18.优选地，所述振动导航装置包括若干枚振动马达和振动通讯接口，所述振动马达与振动通讯接口连接；
19.所述多枚振动马达安装在帽子内部，所述振动通讯接口设置在壳体上，且与壳体内的处理器连接。
20.优选地，所述定位装置采用北斗定位系统，包括北斗模组和北斗天线；所述北斗模组和北斗天线均安装在壳体内。
21.优选地，所述通讯装置采用nb-iot通讯。
22.优选地，所述壳体内部还设置有减振支架，所述减振支架安装在壳体下方。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
24.(1)本实用新型的多目相机阵列能够对使用者周边场景进行图形数据采集，毫米波探测器在特殊场景或极端天气情况时，能够更加精准识别障碍物。采用多目立体视觉系统和毫米波探测器的两者结合形式，探测精度更加准确，环境感知能力更强，应用场景更多。
25.(2)本实用新型采用振动的形式来帮助使用者的安全通行。与语音播报的形式相比，一方面能够更好地传递信息，另一方面也不会对其他人造成干扰。
附图说明
26.图1为本实用新型的实施例的穿戴的正面示意图；
27.图2为本实用新型的实施例的穿戴的背面示意图；
28.图3为本实用新型的实施例的四目相机阵列的排布示意图；
29.图4为本实用新型的实施例的毫米波探测装置的示意图；
30.图5为本实用新型的实施例的毫米波探测装置的工作流程示意图；
31.图6为本实用新型的实施例的连接示意图；
32.图7为本实用新型的实施例的终端设备的整体结构示意图；
33.图8为本实用新型的实施例的终端设备另一视角的整体结构示意图；
34.图9为本实用新型的实施例的终端设备内部的整体结构示意图；
35.图10为本实用新型的实施例的终端设备内部另一视角的整体结构示意图；
36.图中：1、穿戴设备；11、帽子；12、背带；2、终端设备；21、壳体；211、散热孔；212、rj45接口；213、usb接口；214、减震支架；22、处理器；221、主板；222、存储器；23、供电装置；24、开关；25、振动导航装置；251、振动通讯接口；26、定位装置；27、通讯装置；28、应急求助按钮；29、数据总线；3、采集装置；31、相机；4、毫米波探测装置。
具体实施方式
37.为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。
38.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.参阅图1和图2，本实施例公开了一种盲人导航探测的随身设备，包括穿戴设备1和终端设备2；穿戴设备1为戴在使用者头上的帽子11和穿在身上的背带12。背带12宽度约为4厘米，呈长条形，背带12上的夹子和卡扣起到固定作用。使用者可将终端设备2通过夹子固定在腰间的背带12上，然后将再将肩膀两侧的背带12逐一进行固定，最后按下启动按键开启设备。设备开始正常工作。
40.穿戴设备1上设置有采集装置3和毫米波探测装置4。
41.参阅图3，采集装置3由多目相机阵列组成，对不同视角进行监测，采集装置3连接处理器22和电池，用于对周边场景进行图像数据的采集，并将数据传输至处理器22，实现对周边场景状况的实时获取。
42.本实施例的多目相机阵列以四目相机为主。使用双目的方案也能够获得深度信息，但是实际案例中，双目的深度信息在z坐标上的误差非常大，很难得到准确的结果，在应用上有许多不可改善的问题，因此为保证本实施例的整体监测精度，本实施例选择四目相机。但具体对多目相机的选择可根据实际需求而定。
43.四目相机阵列包括四个相机31，四个相机31的排布大致接近于筝形，分别位于佩戴者的头部、胸部和肩部处，其中头部的相机31位于额头中心位置，胸部的相机31位于胸口位置，肩部的相机31分别向内倾斜。因为相机31焦距越大，可视距离越远，视场角越小，所以对于盲人周边场景的三维重建，设备对周边场景的拍摄范围在20米内为宜。
44.参阅图4和图5，毫米波探测装置4用于在极端情况下对前方障碍物信息进行判断，并将数据传输至处理器22。毫米波探测装置4的原理基于毫米波探测技术，毫米波探测技术具有全天候、小型化和分辨细节佳等优点，通过毫米波探查盲人所处位置的环境状况，若检测为雨雪、大雾等天气，也能够保证数据的精准检测并将所采集的数据传递至处理器22，数据经过处理器22处理后，通过发出振动提醒盲人，进一步提高可靠性，实现了高速获取数据的能力。可应用于多种极端场景下，能够给盲人群体提供更加广阔的使用空间。毫米波探测技术在特殊场景或极端天气情况时，如有光线，明暗，以及补光，烟雾等情况，能够更加精准识别障碍物，保障盲人出行的安全。
45.本实施例采用多目立体视觉系统和毫米波探测器的结合，精度更加准确，使设备
在极端情况下，如雨天、雾天等恶劣天气，也能够对障碍物进行精准探测，能更加有效保障盲人群体的出行安全。
46.参阅图6至图10终端设备2包括壳体21、处理器22、供电装置23、开关24、振动导航装置25、定位装置26、通讯装置27和应急求助按钮28。
47.壳体21用于对设备中的各电子部件进行封装保护，且表面设置有第一接线口，信号接收器通过第一接线口与处理器22连接。
48.处理器22连接通讯装置27、采集装置3和毫米波传感器装置。处理器22包括主板221和存储器222，主板221用于接收并处理采集装置3采集的图像数据，存储器222用于存储多目图像数据，将异常数据通过报警装置进行振动提醒或向远程导盲平台发送信号，主板221用于将接收的数据进行计算处理。处理器22中，根据采集装置3和毫米波探测装置4检测到的信号数据，当识别出障碍物或交叉路口时，将发出提醒信号给报警装置来提醒使用者。
49.供电装置23采用锂电池，锂电池与本实施例的各驱动部件连接为其供电。其中，壳体21上开设有3.5mm的电源接口可供锂电池充电，保证设备的便携穿戴和正常工作。壳体21上还设置有开关24用于启闭设备。
50.振动导航装置25包括若干枚振动马达(图未示出)。振动马达安装在穿戴设备1的帽子11内部，不同的参考通行状态对应振动编码的不同，使得使用者能够通过振动马达的振动结果的不同来判断出前方是否能够通行，从而实现精准导航，帮助使用者安全出行。同时振动导航装置25还设置有振动通讯接口251，振动通讯接口251用于实现振动马达与处理器22的数据信号传输，振动马达根据接收的信号产生相应的振动提示来实现精准导航。
51.振动导航装置25连接处理器22，处理器22与通讯装置27、定位装置26和应急求助按钮28连接，用于当检测到盲人遇到紧急情况或盲人使用应急求助按钮28时，定位装置26获取当前物理位置信息和误差信息，将数据传送至远程导盲平台，同时设备振动提醒盲人出行安全。同时振动导航装置25还可通过5g通讯接收远程导盲平台发回的周边场景信息、障碍物信息、移动物体运动信息、红绿灯状态、人脸识别的判断结果和行进路线，发出相应的振动提示。本实施例采用振动的形式来帮助使用者的安全通行。与语音播报的形式相比，语音播报可能会因为复杂的环境而无法完整地将信息传递给使用者，播报的声音也可能会引起环境噪音，本实施例的振动形式一方面能够更好地传递信息，另一方面也不会对其他人造成干扰。
52.定位装置26采用北斗定位系统，包括北斗模组和北斗天线。定位装置26连接壳体21和通讯装置27，用于实时获取使用人员的位置信息并将位置信息发送至远程导盲平台，实现对使用者的精准定位。
53.通讯装置27采用nb-iot(窄带物联网narrow band internet of things)通讯，与处理器22连接，用于远程通信，传输数据结果，实现低延迟、高带宽实时回传数据至远程导盲平台。当使用者发生意外时，能够及时与远程导盲平台取得联系获取帮助。
54.应急求助按钮28与定位装置26和通讯装置27连接，当使用者按动应急求助按钮28时，处理器22将定位装置26定位的当前位置信号通过通讯装置27发送给远程导盲平台。用于帮助使用者在紧急情况下能够及时向远程导盲平台发送求助信号，保障使用者的安全。
55.壳体21内部还设置有减震支架214，减震支架214安装在壳体21内部的部件下方，用于对壳体21的内部部件起到减震缓冲作用。
56.壳体21两侧还设置有散热孔211用于供内部设备通风散热。
57.壳体21上还设置有rj45接口212、usb接口213、数据总线29等结构，rj45接口212作为网卡接口用于网络数据传输。usb接口213与多目图像采集装置3连接，用于传输多目图像采集装置3采集的图像数据。数据总线29用于连接壳体21各部件。
58.本实施例的具体使用过程中，将帽子11戴在使用者的头上，背带12穿在使用者的身上，并将振动马达、采集装置3和毫米波探测装置4等装置调整好位置，同时将终端设备2通过夹子别在使用者的腰间，按下开关24启动设备，设备开启后使用者根据设备中振动马达的振动提示确认设备是否能够正常工作，之后就可以帮助使用者的出行。
59.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
60.以上所述实施例仅表示实用新型的实施方式，本实用新型的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。

技术特征：
1.一种盲人导航探测的随身设备，其特征在于：包括穿戴设备(1)、终端设备(2)、采集装置(3)和毫米波探测装置(4)；所述穿戴设备(1)能够穿戴在盲人身上，所述采集装置(3)和毫米波探测装置(4)安装在穿戴设备(1)上；所述终端设备(2)与采集装置(3)和毫米波探测装置(4)连接，所述采集装置(3)采用多目相机阵列。2.根据权利要求1所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述穿戴设备(1)包括帽子(11)和背带(12)，帽子(11)能够戴在盲人头上，背带(12)能够穿在盲人身上。3.根据权利要求2所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述多目相机阵列为四目相机阵列，四目相机阵列具有四个相机(31)，四个所述相机(31)分别安装在帽子(11)前端、背带(12)位于佩戴者的胸部和两肩部处。4.根据权利要求2所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述终端设备(2)包括壳体(21)、处理器(22)、供电装置(23)、开关(24)、振动导航装置(25)、定位装置(26)、通讯装置(27)和应急求助按钮(28)；所述处理器(22)、供电装置(23)、定位装置(26)和通讯装置(27)均安装在壳体(21)内，所述振动导航装置(25)安装在帽子(11)内部；所述供电装置(23)与处理器(22)、振动导航装置(25)、定位装置(26)和通讯装置(27)连接，所述处理器(22)与振动导航装置(25)、定位装置(26)和通讯装置(27)连接，所述处理器(22)还与采集装置(3)和毫米波探测装置(4)连接。5.根据权利要求4所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述终端设备(2)还包括开关(24)和应急求助按钮(28)，所述开关(24)和应急求助按钮(28)均设置在壳体(21)的一侧壁上。6.根据权利要求4所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述供电装置(23)采用锂电池。7.根据权利要求4所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述振动导航装置(25)包括若干枚振动马达和振动通讯接口(251)，所述振动马达与振动通讯接口(251)连接；所述多枚振动马达安装在帽子(11)内部，所述振动通讯接口(251)设置在壳体(21)上，且与壳体(21)内的处理器(22)连接。8.根据权利要求4所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述定位装置(26)采用北斗定位系统，包括北斗模组和北斗天线；所述北斗模组和北斗天线均安装在壳体(21)内。9.根据权利要求4所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述通讯装置(27)采用nb-iot通讯。10.根据权利要求4所述的盲人导航探测的随身设备，其特征在于：所述壳体(21)内部还设置有减振支架，所述减振支架安装在壳体(21)下方。

技术总结
本实用新型公开了一种盲人导航探测的随身设备，包括穿戴设备、终端设备、采集装置和毫米波探测装置；所述穿戴设备能够穿戴在盲人身上，所述采集装置和毫米波探测装置安装在穿戴设备上；所述终端设备与采集装置和毫米波探测装置连接，所述采集装置采用多目相机阵列。本实用新型的多目相机阵列能够对使用者周边场景进行图形数据采集，毫米波探测器在特殊场景或极端天气情况时，能够更加精准识别障碍物。采用多目立体视觉系统和毫米波探测器的两者结合形式，探测精度更加准确，环境感知能力更强，应用场景更多。应用场景更多。应用场景更多。


技术研发人员：王智博 王志健 王斌
受保护的技术使用者：上海托旺数据科技有限公司
技术研发日：2022.11.03
技术公布日：2023/9/1