基于激光三维扫描的盲人导航装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102451079A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102451079A(43)申请公布日2012.05.16(21)申请号201110087201.6(22)申请日2011.04.08(71)申请人安徽农业大学地址230036安徽省合肥市长江西路130号(72)发明人湛群黄晨冯广东杜兆芳刘明来(51)Int.Cl.A61H3/06(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称基于激光三维扫描的盲人导航装置(57)摘要一种基于激光三维扫描的盲人导航装置，由激光信号发生模块、扫描发射接收模块、探测处理模块、信息处理导航模块组成。激光信号发生模块发射经过频率调制的探测激光信号，通过扫描发射接收模块在垂直和水平两个方向上进行立体空间扫描。探测处理模块对激光回波信号进行处理，输出激光回波的时延、相位和频移数据。信息处理导航模块对探测数据进行处理，得到前方障碍物的位置、尺寸、运动速度等信息，并对各障碍物危险程度进行判断，将可能对盲人行走产生危险的障碍物及运动车辆的信息通过语音告知盲人。同时，内置的GPS模块通过提供给盲人具体的位置，以及达到理想目的地的路线语音提示。CN1024579ACN102451079A权利要求书1/1页1.一种基于激光三维扫描的盲人导航装置，其特征在于：由激光信号发生模块、扫描发射接收模块、探测处理模块、信息处理导航模块组成。激光信号发生模块中的激光器输出激光信号，并通过信号调制器按照一定频率进行调制，产生激光探测信号。激光探测信号通过扫描发射接收模块中的扫描机构，在垂直和水平两个方向上进行立体空间扫描。探测处理模块对激光回波信号进行处理，通过滤波放大、相位检测、时延检测、多普勒频移检测，输出激光回波的时延、相位和频移数据。信息处理导航模块对探测数据进行处理，结合扫描空间信息，得到前方障碍物的位置、尺寸、运动速度等信息，并对各障碍物危险程度进行判断，将可能对盲人行走产生危险的障碍物及运动车辆的方位、速度等信息通过语音告知盲人。同时，信息处理导航模块中内置的GPS模块通过接收GPS卫星导航系统的定位数据，提供给盲人具体的位置，以及达到理想目的地的路线语音提示。2.根据权利要求1所述的一种基于激光三维扫描的盲人导航装置，其特征在于：所述的激光器工作波长为1.5微米，保证激光的人眼安全。3.根据权利要求1所述的一种基于激光三维扫描的盲人导航装置，其特征在于：所述的扫描发射接收模块由水平扫描镜和电机驱动实现水平扫描，由垂直扫描镜和电机驱动实现垂直扫描。4.根据权利要求1所述的一种基于激光三维扫描的盲人导航装置，其特征在于：信息处理导航模块中内置GPS定位接收模块，能够通过语音合成给出到达目的地的语音导航信息。2CN102451079A说明书1/3页基于激光三维扫描的盲人导航装置所属技术领域[0001]本发明涉及电子信息类，特别涉及一种盲人导航装置，尤指一种利用激光三维扫描获取道路障碍信息，并通过信息处理系统处理后进行语音提示的盲人导航装置。背景技术[0002]我国有1600万盲人群体，他们出行时会面临各种复杂、多变的交通环境，日益增多的机动车辆、道路中的各种障碍物都将威胁到盲人的出行。利用电子信息技术，开发有效的盲人导航装置将大大增加盲人群体的出行便利。目前，盲人导航装置主要是采用被动式成像方法获取道路障碍物信息，存在着分辨率不高的缺陷。同时，该方法可难以获取周围运动物体的运动信息，不能有效地提示盲人避开机动车等高速物体。发明内容[0003]本发明为了克服现有的盲人导航手段的不足，提供一种基于激光三维扫描的盲人导航装置，可以实现对道路障碍的位置、尺寸、运动等综合信息提取，为盲人提供安全有效的导航手段。[0004]本发明通过以下技术方案实现：[0005]供一种基于激光三维扫描的盲人导航装置，由激光信号发生模块、扫描发射接收模块、探测处理模块、信息处理导航模块组成。激光信号发生模块中的激光器输出激光信号，并通过信号调制器按照一定频率进行调制，产生激光探测信号。激光探测信号通过扫描发射接收模块中的扫描机构，在垂直和水平两个方向上进行立体空间扫描，对前方道路中的各种目标进行探测，并接收回波信号。探测处理模块对激光回波信号进行处理，通过滤波放大、相位检测、时延检测、多普勒频移检测，输出激光回波的时延、相位和频移数据。信息处理导航模块对探测数据进行处理，结合扫描空间信息，得到前方障碍物的位置、尺寸、运动速度等信息，并对各障碍物危险程度进行判断，将可能对盲人行走产生危险的障碍物及运动车辆的方位、速度等信息通过语音告知盲人。同时，信息处理导航模块中内置的GPS模块通过接收GPS卫星导航系统的定位数据，提供给盲人具体的位置，以及达到理想