一种智能拐杖安全警示系统、警示方法及智能拐杖.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111583584A(43)申请公布日2020.08.25(21)申请号202010393896.X(22)申请日2020.05.11(71)申请人重庆交通大学地址400074重庆市南岸区学府大道66号(72)发明人梁昕蒋兴悦熊钊何诗宇秦汀(74)专利代理机构北京君泊知识产权代理有限公司11496代理人王程远(51)Int.Cl.G08B21/04(2006.01)权利要求书3页说明书12页附图9页(54)发明名称一种智能拐杖安全警示系统、警示方法及智能拐杖(57)摘要本发明属于智能拐杖技术领域，公开了一种智能拐杖安全警示系统、警示方法及智能拐杖，智能拐杖安全警示系统包括：定位模块、数据传输模块、信息获取模块、安全距离判断模块、语音提示模块、通信模块、警报装置。本发明通过智能语音系统向周边行人寻求帮助，简单高效；利用5G移动通信技术达到数据传播的快速性和准确性；本发明结合RTK技术，实现车辆与盲人的精确定位；运用车道级高精度地图准确掌握更准确、细致的道路信息；在拐杖中安装警示装置来达到提醒周边司机的作用；通过与互联网信息共享，得到信号灯时长并反馈给盲人，必要时提醒盲人加快步伐；通过获取车辆加速度判断司机是否减速让行，使得盲人过街更加安全。CN111583584ACN111583584A权利要求书1/3页1.一种智能拐杖安全警示方法，其特征在于，所述智能拐杖安全警示方法包括以下步骤：步骤一，智能拐杖发送有盲人通过街道的语音求助信号，若接收不到所述求助信号的相应信息，所述智能拐杖发出引导盲人过街的指令，同时智能拐杖上的警示灯闪烁，对周边环境进行提示；步骤二，通过信号灯控制中心数据库的信息交互，获取红绿灯状态的时长，判断道路状况是否允许行人通行；步骤三，利用网络RTK技术和车道级高精度导航地图获得交通信号灯的位置、车道线位置、车道宽度、道路标示线的类型及智能拐杖运动速度信息；步骤四，将步骤三获得的定位数据通过定位程序进行智能拐杖定位；步骤五，进行车辆与智能拐杖之间的信息交互，得到智能拐杖与该车道车辆与盲人的距离和车辆行驶的速度；步骤六，通过数学模型和程序对车辆与智能拐杖之间的安全距离进行测算，判断如果智能拐杖正常通过该车道是否安全，并通过语音提示进行反馈。2.如权利要求1所述的智能拐杖安全警示方法，其特征在于，步骤三中，所述网络RTK技术通过在基准站设置接收器，基准站上获得的准确定位将通过数据链传输给移动站，移动站将作为参考对GPS数据修正，获得准确的定位。3.如权利要求1所述的智能拐杖安全警示方法，其特征在于，步骤六中，所述数学模型的建立方法包括：(1)安全距离测算L为车道宽，V1为盲人行走速度,V2为行车速度；则车辆的预计饱和行驶距离表示为：其中，φ为安全空隙，安全空隙为常数，按照性能最差的车辆参数进行计算；在盲人到达下一车道线时车还未驶过盲人的位置或刚刚到达时，为：*S≤S0其中，S0为测量车辆与盲人的实际距离；计算行驶距离取饱和距离，有：*S＝MAX{S1，S2，...，Sn}(2)安全加速度计算车辆的初速度为Vn，行驶一段时间ΔT后，车辆的速度为Vm，则有加速度A：若A≥0，表示车辆处于一个加速或匀速状态，继续等待；(3)安全时间计算智能拐杖到达斑马线末端的距离剩余X，平均行驶速度为V*，绿灯剩余时间T绿：2CN111583584A权利要求书2/3页若成立则通过语音进行。4.如权利要求3所述的智能拐杖安全警示方法，其特征在于，所述步骤(1)中，直线情况下，在一条车道上，当S相同时车与智能拐杖有不同的距离S实际，极端情况下弯道情况下，汽车行驶距离S大于S实际，5.如权利要求3所述的智能拐杖安全警示方法，其特征在于，所述步骤(1)中，十字路口情况下，S大于S实际，则有：得到：若S*≤S0，则通过，反之则提示继续等待。6.一种应用如权利要求1～5任意一项所述的智能拐杖安全警示方法的智能拐杖安全警示系统，其特征在于，所述智能拐杖安全警示系统包括：定位模块，用于通过网络RTK技术利用CORS，选取多组参考点，对参考点进行校核，完成校核后系统便能获取准确的定位信息；数据传输模块，用于通过线路的连接将RTK芯片的输入与程序芯片连接，将获得的定位数据作为输入信号传递给程序芯片，进行智能拐杖定位；信息获取模块，用于通过车联网利用传感技术感知附近车辆的状态信息，获得车速、行驶状况和车辆位置；利用车道级高精度导航地图获得交通信号灯的位置、车道线位置、道路标示线的类型及智能拐杖速度；安全距离判断模块，结合定位技术和通信技术获得智能拐杖和车辆之间的距离和车辆速度，利用数学模型判断智能拐杖是否应该通过该车道；语音提示模块，智能拐杖发出语音提示反馈给盲人信息；通信模块，用于通