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CN102133143B - 一种手视感知装置及手视感知手套 - Google Patents

一种手视感知装置及手视感知手套 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种手视感知装置，包括提示装置、控制器、超声波传感器和色度传感器，所述控制器分别与所述超声波传感器和提示装置、色度传感器相连，所述超声波传感器包括两组；本发明还公开了一种手视感知手套，包括手套主体，以及在手套主体上设置了所述的手视感知装置。本发明能实现近距离探测物体的方位，盲人在使用时能够迅速察觉物体所构成的周围空间，辅助盲人手工工作和生活。

Description

一种手视感知装置及手视感知手套
技术领域
本发明涉及导盲设备器材领域，特别是涉及一种手视感知装置及手视感知手套。
背景技术
一般情况下，盲人活动时是通过手探索直接触摸物体而感知物体的存在与属性，但无法知道物体的颜色；在户外活动时，也多采用导盲杖或电子超声导盲杖装置、或电子超声导盲帽等专门辅助步行的导盲装置，主要用于对盲人周围物体障碍的识别，辅助盲人步行时避让障碍物，相对人体位置固定，而这些导盲装置能监测的范围相对距离较大，一般3m范围，但是盲人除了步行外，平时生活工作中以手活动最为频繁，活动的随意性大，以上导盲装置不能起到导盲作用，至今仍然缺乏辅助盲人对物体方位和颜色识别的装置，不利于盲人手工工作和生活。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种手视感知装置及手视感知手套，实现近距离探测物体的方位和感知欲接触的物体的颜色，盲人在使用时能够迅速察觉物体所构成的周围空间和物体的颜色，辅助盲人手工工作和生活。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
所述手视感知装置，包括超声波传感器和色度传感器、控制器及提示装置，超声波传感器为两组，超声传感器和色度传感器同时均与控制器相连，测量附近物体的距离和接触物体的颜色，辅助盲人感知物体特征。
优选的，所述色度传感器是全数字三维色度传感器，以直接输出全数字信号给控制器，使用更方便。
优选的，所述提示装置是语音播报器、震动器和蜂鸣器中的至少一种。
所述的手视感知手套，包括手套主体，在手套主体上设置有如上任意一项所述的手视感知装置。
优选的，所述手套主体的至少手掌部为塑胶件或者在所述手套主体的至少手掌部设有塑胶件，所述手视感知器设置在所述塑胶件上。
优选的，每组所述超声波传感器包括配合使用的发射超声波传感器和接收超声波传感器，两组所述超声传感器分别按大拇指和食指两个方向布置，可以近距离感知两个不同方向的感应区域物体存在，从而“感触”到物体位置。
优选的，所述两组超声波传感器由于都有一定的探测角，测量大拇指、食指两个方向物体的同时，需要避免手指动作带来的误判干扰，传感器安装位置确定应避免将手指活动作为感应探测对象，即避免将手指活动误判，因此，对应食指方向的超声传感器组安装是这样的：超声波的发送轴线方向与食指方向的夹角为α，β/2 ≤ α ≤ 90°-β/2，β为超声波传感器的探测角，和/或对应拇指方向的超声传感器的安装是：对应所述拇指方向的超声波传感器组的安装使得超声波的发送轴线方向与拇指方向的夹角为γ，β/2 ≤ γ ≤ 90°-β/2，β为超声波传感器的探测角。
优选的，所述色度传感器设置在所述手套主体的虎口部位，用于测量即将接触或接触的物体的颜色。
本发明与现有技术对比的有益效果是：由于超声波传感器分成两组，可以测量近距离（约1m范围内）的物体的方位，使盲人能迅速察觉到存在的物体，同时设有色度传感器，用于测量即将接触的物体的颜色，以辅助盲人对物体特性的识别，易于辅助盲人手工工作和活动。
附图说明
图1是本发明实施例的手视感知手套立体示意图；
图2是图1的手视感知手套分解示意图；
图3是本发明实施例的手视感知手套佩戴示意图；
图4是本发明实施例的测量系统图。
具体实施方式
下面对照附图和结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。
所述手视感知装置，包括提示装置、控制器和超声波传感器，所述控制器分别与所述超声波传感器和提示装置相连，还包括色度传感器，所述色度传感器与所述控制器相连，用于测量物体的颜色，所述超声波传感器包括两组。
所述的手视感知手套，包括手套主体，在手套主体上设置有所述的手视感知装置。
具体来说，如图1、2、3所示，本实施例的手视感知装置为手视感知手套，手套主体为皮制件12，在皮制件12的手掌部上设置有塑胶件1，其构成测量系统的上壳，控制器11中嵌有微型计算机，置于塑胶件1内部，两组超声波传感器3、5、8、9，每组中发射超声波传感器为5和8，接收超声波传感器为3和9，3和5构成一组，8和9构成一组，在本实施例的手套中，将两组超声波传感器相交90度布置，且3、5的法线方向与拇指方向成45度安装，8、9的法线方向与食指方向成45度安装，当然，实践中，两组超声波传感器并不一定相交90度布置，只需要满足对应食指方向的超声传感器组安装使得超声波的发送轴线方向与食指方向的夹角为α，β/2 ≤ α ≤ 90°-β/2，和/或对应拇指方向的超声传感器的安装使得超声波的发送轴线方向与拇指方向的夹角为γ，β/2 ≤ γ ≤ 90°-β/2，β为超声波传感器的探测角。将超声波传感器3和5直接焊于控制电路板4上，将超声波传感器8和9直接焊于控制电路板10上，控制电路板4和10分别与控制器11连接（当然，实践中，也可以直接将超声波传感器3、5、8、9直接与控制器11连接），色度传感器6置于虎口上部位置，通过柔性电缆与控制器11相连，用于检测即将接触的物体的颜色，提示装置7为语音播报器、蜂鸣器或震动器，根据控制器11上以物体的检验信号为依据，由提示装置7直接输出发出蜂鸣声或震动或语音以提示盲人物体的位置和距离及物体的颜色，此外，还设有各部驱动用的电源和开、关切换用的电源开关2，本实施例的电源由锂电池提供，其设置在可拧进拧出的带螺丝胶盖的手套内部。
超声波传感器3、5、8、9、提示装置7、色度传感器6、控制器11和电源相连接构成一个闭合的电路，打开电源开关2，超声波传感器3、5、8、9开始工作，发射超声波传感器5和8向外发射一束超声波，然后接收超声波传感器3和9接收返回的一束超声波输出物体位置距离信号通过控制电路板4和10传送给控制器11，本实施例用的色度传感器为全数字三维色度传感器，测量即将接触的物体的颜色，直接输出全数字色度信号给控制器11，控制器11中的计算机处理系统根据传过来的距离信号的频率、时间间隔进行分析判断前方物体的位置和距离，并根据色度信号得到色度坐标，识别颜色特性，根据控制器11的处理结果发出语音或震动或蜂鸣等提示，由于两组超声波传感器垂直相交设置，各自探测角度为80度，能测量1m范围内的物体的方位，使得测量更加准确和合理，提示装置发出的提示信息可以分为几个等级，如1m，60cm，40cm，30cm以及其他各等级，通过计算机编程人来实现使每个等级发出的信息提示依次发生变化，例如，如果是蜂鸣声，越靠近物体，发生间隔就越短，通过缩短发声间隔提示盲人与物体的距离，或者，如果是震动提示，则可以由弱到强的震动以提示盲人与物体的距离；或者如果是语音提示，则直接通过语音告知盲人与物体的距离，或者以上提示方式的组合也能实现物体距离和位置的提醒，当然不限于所列举的提示形式。
当然，也可以用既能发射超声波也能接收超声波的超声波传感器代替上述的接收超声波传感器和发射超声波传感器。
当然，手视感知装置也可以是手持棒之类的，如手电筒，将超声波传感器3、5、8、9，色度传感器6都装配在手电筒本体的前部，电源和嵌有微型计算机的控制器11在手电筒后部，提示装置安装在手电筒本体的内部，此外，电源开关2则可以与手电筒的操作开关一样，安装在本体外壳的外表面。
当然不限于以上列举的形式，只要将以上能实现物体位置、距离和颜色检测的各个元件按要求装配在一个便于携带的载体上均能达到本发明的效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种手视感知手套，包括手套主体，其特征在于：在手套主体上设置有手视感知装置，所述手视感知装置包括超声波传感器、控制器及提示装置，超声传感器与提示装置均与控制器相连，所述超声波传感器包括两组，用于测量附近物体的距离，每组所述超声波传感器包括配合使用的发射超声波传感器和接收超声波传感器，两组所述超声传感器分别按大拇指和食指两个方向布置，可以近距离感知两个不同方向的感应区域物体存在，从而 “感触”到物体位置，对应所述食指方向的超声波传感器组的安装使得超声波的发送轴线方向与食指方向的夹角为α，β/2 ≤ α ≤ 90°-β/2，β为超声波传感器的探测角，对应所述拇指方向的超声波传感器组的安装使得超声波的发送轴线方向与拇指方向的夹角为γ，β/2 ≤ γ ≤ 90°-β/2，β为超声波传感器的探测角；所述手视感知装置还包括色度传感器，所述色度传感器与所述控制器相连，用于测量接触物体的颜色，辅助盲人感知物体特征。
2.如权利要求1所述的手视感知手套，其特征在于：所述手套主体的至少手掌部为塑胶件或者在所述手套主体的至少手掌部设有塑胶件，所述手视感知装置设置在所述塑胶件上。
3.如权利要求1所述的手视感知手套，其特征在于：所述色度传感器置于虎口位置，用于测量即将接触或接触的物体的颜色。
4.如权利要求1所述的手视感知手套，其特征在于：所述色度传感器是全数字三维色度传感器。
5.如权利要求1所述的手视感知手套，其特征在于：所述提示装置是语音播报器、震动器和蜂鸣器中的至少一种。
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