盲人環境感知系統技術方案

本實用新型專利技術公開盲人環境感知系統，由超聲波發射裝置發出連續超聲波，由兩個超聲波接收裝置連續實時接收所述超聲波發射裝置發出并經過障礙物反射回來的回波，對兩個超聲波接收裝置接收到的回波分別進行降頻處理降低到人耳所能聽到的頻率范圍，分別經過兩個耳機播放出來；包括超聲波發射裝置和兩個接收裝置。本實用新型專利技術接收到同一發射波從物體遠近不同表面反射(包括漫反射和衍射)回來的回波信號，不遺漏任何物體信息，達到最大限度的保留物體的信息，實時降頻，盲人通過聽到聲音的差異分辨出物體的輪廓、表面形狀變化、遠近、運動和材質等，如此就能在盲人的腦子建立起來物體或現場物件的三維模型，幫助盲人重新認知世界。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種盲人產品，特別涉及一種發射連續超聲波的環境感知方法和>J-U ρ α裝直。
技術介紹
在現有技術中，超聲波在現有的盲人器具的應用上基本都是用作測距，然后通過振動的快慢、力度或者轉成提示語言告知盲人，這些方式的作用根源是的盲棍的作用類似；為了幫助盲人重新認識和感知世界，市場上出現了各種助盲器和導航器之類的等等，如專利申請號為200610134831.3的技術專利名稱為“立體聲超聲助盲器”以及專利申請號為01255716.1的技術專利名稱為“盲人用超聲波回聲導航器”的兩篇專利文獻中均提出用采用脈沖發射和接收信號，但是脈沖發射和接收系統的致命缺點是接收到的脈沖信號會丟失反映的物體信息，主要表現為:1、采用脈沖發射和接收，接收到的也是脈沖回波，通常是離發射和接收裝置最近的障礙物反射回的回波，因此通常只能得到前方是否有障礙物和障礙物遠近的信息，無法反映環境和環境中的物體形狀、大小等信息。2、采用脈沖信號，如果物體不在兩個接收裝置中間位置，兩個接收裝置接收到的回波存在時間差，這種時間差與脈沖的時間差接近時，難以區分，因此也無法準確反映物體信息。因此，現有的技術和 產品僅能夠判斷前方是否有障礙物和障礙物的遠近，和障礙物明顯的銳利邊界，對于障礙物斜面、弧面、凸凹變化等較緩的變化信息無法反映出來。為實現準確反映環境信息，采用超聲波反射回波成像技術的聲納裝置，是通過設置多眾接收探頭構成接收基陣。但對于200610134831.3、01255716.1這種技術來說無法適用，因為最多只有兩個耳機。所以以200610134831.3,01255716.1技術為藍本的產品目前仍然沒有實現生產和應用。
技術實現思路
針對現有技術中存在的不足，本技術的目的在于提供一種盲人環境感知系統，能夠比較全面地將環境信息以聲音的方式反映給盲人，實現盲人對環境的感知。一種盲人環境感知方法，由超聲波發射裝置發出連續超聲波，由兩個超聲波接收裝置連續實時接收所述超聲波發射裝置發出并經過障礙物反射回來的回波，對兩個超聲波接收裝置接收到的回波分別進行降頻處理降低到人耳所能聽到的頻率范圍，分別經過兩個耳機播放出來。上述的盲人環境感知方法，所述降頻處理后的頻率范圍為50hz_5khz。一種盲人環境感知系統，包括超聲波發射裝置和兩個接收裝置，所述超聲波發射裝置為超聲波連續發射裝置，包括分頻電路、升壓變壓器Tl和超聲波發射探頭；所述超聲波接收裝置包括超聲波接收探頭、一次放大電路、基頻信號產生電路、混頻電路和濾波電路，超聲波接收探頭和所述一次濾波連接，所述一次放大電路和所述基頻信號產生電路均與所述混頻電路連接，所述混頻電路通過濾波電路與所述耳機Si連接。上述的盲人環境感知系統，所述分頻電路包括分頻器，所述分頻器外接一個晶振Yl，晶振Yl與一個Re振蕩電路并聯。上述的盲人環境感知系統，所述RC振蕩電路包括電阻Rl和電容Cl和電容C2，所述電容Cl和電容C2的一端分別連接在所述電阻Rl的兩端，所述電容Cl和電容C2另一端與地連接，所述電阻Rl和所述晶振Yl并聯。上述的盲人環境感知系統，還包括三極管和電阻R4，所述升壓變壓器Tl的一次側的兩端分別與三極管8050的基極和電阻R4連接，電阻R4接電源，所述升壓變壓器Tl的二次側的兩端分別與超聲波發射探頭Ul的兩端連接，在所述升壓變壓器Tl 二次側兩端外還并聯有電容C4。上述的盲人環境感知系統，所述超聲波接收探頭與所述一次放大電路連接，所述一次放大電路由兩個雙運算放大器集成電路串聯組成。上述的盲人環境感知系統，所述濾波電路為帶通濾波電路。上述的盲人環境感知系統，所述基頻信號產生電路為基于鎖相器和波形發生器的低頻鎖相環函數發生器。上述的盲人環境感知系統，所述基頻信號產生電路的輸出設有單刀多擲開關，所述單刀多擲開關接多個并聯的電阻，多個并聯的電阻的另一端與混頻電路連接。本技術的有益效果是:使用連續的超聲波信號，并且連續接收，實時的將接收到的反映包含所有物體信息的信號，能夠接收到同一發射波從物體遠近不同表面反射回來的回波，包括漫反射和衍射后的回波信號，不遺漏任何物體信息，達到最大限度的保留物體的信息，并將接收到的信號實時的降頻到人耳朵能聽到的合適的頻率，通過聲音幅度的變換，兩個耳朵的所聽到聲音的相位差及不同的音色和音量的表現，分辨出物體的輪廓、表面形狀變化、遠近、運動和材質等，如此就能在盲人的腦子建立起來物體或現場物件的三維模型，幫助盲人建立一個重新認知世界的途徑。附圖說明圖1為本技術盲人環境感知系統的超聲波發射裝置電路圖，圖2-1和圖2-2組合為本技術盲人環境感知系統的接收裝置電路圖，圖3為本技術盲人環境感知系統的原理圖。具體實施方式結合附圖對本技術做進一步的說明:一種盲人環境感知方法，由超聲波發射裝置發出連續超聲波，由兩個超聲波接收裝置連續實時接收所述超聲波發射裝置發出并經過障礙物反射回來的回波，對兩個超聲波接收裝置接收到的回波分別進行降頻處理降低到人耳所能聽到的頻率范圍，降頻處理后的頻率范圍為50hz-5khz，分別經過兩個耳機播放出來。如圖3所示，一種盲人環境感知系統，包括超聲波發射裝置和兩個接收裝置，所述超聲波發射裝置為超聲波連續發射裝置，包括分頻電路、升壓變壓器Tl和超聲波發射探頭；所述超聲波接收裝置包括超聲波接收探頭、一次放大電路、基頻信號產生電路、混頻電路和濾波電路，超聲波接收探頭和所述一次濾波連接，所述一次放大電路和所述基頻信號產生電路均與所述混頻電路連接，所述混頻電路通過濾波電路與所述耳機SI連接。如圖1所示，所述分頻電路包括分頻器，所述分頻器外接一個晶振Y1，晶振Yl與一個RC振蕩電路并聯，所述RC振蕩電路包括電阻Rl和電容Cl和電容C2，晶振Yl兩端各連接20pF的電容Cl和電容C2后接地，阻值為IM Ω的電阻Rl與晶振并聯，所述分頻器采用CD4060芯片，其第9和第10引腳外接晶振Y1，第12引腳為⑶4060芯片復位端，外接阻值IOK Ω的電阻R2后接地，第16引腳外接+5V電源并連接有一個0.1 μ F的電容C3后接地，第6引腳外接一個阻值10ΚΩ的電阻R3連接后與三極管8050的集電極連接，三極管8050的基極與所述升壓變壓器Tl的一次側的一端連接。所述升壓變壓器Tl的另一端與阻值為50 Ω的電阻R4連接，電阻R4接+5V電源，所述升壓變壓器Tl的二次側的兩端分別與超聲波發射探頭Ul的兩端連接，在所述升壓變壓器Tl 二次側兩端外還并聯有一個IOOOpF的電容C4。發送過程:5.120型號的晶振產生固定頻率的超聲波信號經⑶4060芯片分頻后成為20khz — IMHz固定頻率連續的超聲波信號，經升壓變壓器Tl放大后傳到超聲波發射頭發射，發射出20KHz — 150KHz的方波，發射頭3成扇形向前方15° —120°發射連續方波信號。如圖2-1和圖2-2所示，圖2-1的結點2與圖2_2的結點I連接在一起即為完整的信號接收電路，圖2-2為基頻信號產生電路。所述超聲波接收探頭一端與地連接，另一端與一個100 μ F的濾波電容連接后與所述一次放大電路連接，通過一個阻值為10ΚΩ的電阻所述一次放大電路由兩個雙運算放大器集成電路串聯組成，雙運算放本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種盲人環境感知系統，其特征在于，包括超聲波發射裝置和兩個接收裝置，所述超聲波發射裝置為超聲波連續發射裝置，包括分頻電路、升壓變壓器T1和超聲波發射探頭；所述超聲波接收裝置包括超聲波接收探頭、一次放大電路、基頻信號產生電路、混頻電路和濾波電路，超聲波接收探頭和所述一次濾波連接，所述一次放大電路和所述基頻信號產生電路均與所述混頻電路連接，所述混頻電路通過濾波電路與所述耳機S1連接。

【技術特征摘要】
1.種盲人環境感知系統，其特征在于，包括超聲波發射裝置和兩個接收裝置，所述超聲波發射裝置為超聲波連續發射裝置，包括分頻電路、升壓變壓器Tl和超聲波發射探頭；所述超聲波接收裝置包括超聲波接收探頭、一次放大電路、基頻信號產生電路、混頻電路和濾波電路，超聲波接收探頭和所述一次濾波連接，所述一次放大電路和所述基頻信號產生電路均與所述混頻電路連接，所述混頻電路通過濾波電路與所述耳機Si連接。2.據權利要求1所述的盲人環境感知系統，其特征在于，所述分頻電路包括分頻器，所述分頻器外接一個晶振Y1，晶振Yl與一個RC振蕩電路并聯。3.據權利要求2所述的盲人環境感知系統，其特征在于，所述RC振蕩電路包括電阻Rl和電容Cl和電容C2，所述電容Cl和電容C2的一端分別連接在所述電阻Rl的兩端，所述電容Cl和電容C2另一端與地連接，所述電阻Rl和所述晶振Yl并聯。4.據權利要求1所述的盲人環境...

【專利技術屬性】
技術研發人員：柴永斌，揭進琦，
申請(專利權)人：柴永斌，
類型：實用新型
國別省市：