基于fpga的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置。盲人用探路裝置在提供探路幫助時(shí)，存在體積大、不便于攜帶、不具有語(yǔ)音提示功能。一種基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，其組成包括：手杖外殼（1），手杖外殼底部安裝萬(wàn)向滾輪（2）、頂部連接手持端（3），手持端表面具有電源開(kāi)關(guān)（4）和音頻輸出插口（5）；手杖外殼安裝LED顯示屏（6）、步長(zhǎng)修改按鈕（7）、太陽(yáng)能電池板（8）、超聲波發(fā)射傳感器（9）和超聲波接收傳感器（10）；手杖外殼內(nèi)部安裝控制電路板（11）和電源管理裝置（12），控制電路板上集成FPGA內(nèi)核（13），F(xiàn)PGA內(nèi)核連接語(yǔ)音發(fā)生器（14）和放大電路（15）。本實(shí)用新型應(yīng)用于盲人手杖。
【專利說(shuō)明】基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及一種基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]盲人是特殊的社會(huì)群體，他們需要更智能的探路導(dǎo)航服務(wù)。然而許多探路裝置在提供探路幫助時(shí)，存在體積大、不便于攜帶的缺點(diǎn)，也不具有語(yǔ)音提示功能，導(dǎo)致盲人不能及時(shí)獲得行走環(huán)境的提示，不能及時(shí)躲避周圍障礙物。另外，現(xiàn)有的盲人手杖也不能對(duì)障礙物與盲人之間的步數(shù)進(jìn)行提示。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置。
[0007]上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置,其組成包括:手杖外殼,所述的手杖外殼底部安裝萬(wàn)向滾輪，所述的手杖外殼頂部連接手持端，所述的手持端表面具有電源開(kāi)關(guān)和音頻輸出插口 ；所述的手杖外殼外表面上部安裝LED顯示屏和一組步長(zhǎng)修改按鈕，中部安裝太陽(yáng)能電池板，下部前方安裝超聲波發(fā)射傳感器和超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器；所述的手杖外殼內(nèi)部中空并安裝控制電路板和電源管理裝置，所述的控制電路板上集成FPGA內(nèi)核，所述的FPGA內(nèi)核連接所述的控制電路板上集成的語(yǔ)音發(fā)生器和放大電路，所述的電源管理裝置連接所述的太陽(yáng)能電池板，其中，所述的放大電路連接所述的超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器，所述的語(yǔ)音發(fā)生器連接所述的音頻輸出插口。
[0009]所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，所述的FPGA內(nèi)核還與所述的LED顯示屏和步長(zhǎng)修改按鈕連接。
[0010]所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，所述的手杖外殼內(nèi)部，所述的電源管理裝置還連接鋰電池，所述的鋰電池連接所述的FPGA內(nèi)核。
[0011]所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，所述的手杖外殼與所述的手持端的連接處呈弧形，所述的手持端外表面還具有防滑墊，所述的手持端的末端還安裝掛繩。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]1.本實(shí)用新型將現(xiàn)有的盲人手杖增設(shè)語(yǔ)音導(dǎo)航功能，為盲人提供周圍障礙物的距離遠(yuǎn)近程度，以及步數(shù)。障礙物距離測(cè)量和語(yǔ)音導(dǎo)航功能室通過(guò)手杖外殼底部前方安裝的超聲波發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波，通過(guò)FPGA內(nèi)核控制的放大電路和超聲波接收傳感器接收反射回來(lái)的超聲波，再通過(guò)語(yǔ)音發(fā)生器將通過(guò)超聲波測(cè)量出的距離播放給盲人，而通過(guò)LED顯示屏上顯示的和步長(zhǎng)修改按鈕輸入的平均步長(zhǎng)，還能獲得盲人與障礙物之間這一段距離的步數(shù)，而步數(shù)也能夠通過(guò)語(yǔ)音發(fā)生器傳輸至音頻輸出插口，再通過(guò)耳機(jī)獲得提示。手杖外殼設(shè)置的太陽(yáng)能電池板為這些器件提供電源，并通過(guò)手持端設(shè)置的電源開(kāi)關(guān)控制開(kāi)啟和閉合，方便操作，本實(shí)用新型將障礙距離測(cè)量和語(yǔ)音提示功能與原有手杖進(jìn)行組合，具有及時(shí)獲得提示和準(zhǔn)確提示的作用。
[0014]2.本實(shí)用新型在手杖外殼底部設(shè)置了萬(wàn)向滾輪，這樣盲人不用反復(fù)重復(fù)提起手杖的動(dòng)作，手杖在平坦的地面能夠借助推力前進(jìn)，只需在遇到不平整地面時(shí)提起手杖，降低使用者的使用疲勞度。對(duì)不同方向確定是否有障礙物是只需將手杖外殼的前方轉(zhuǎn)向該方向，操作方便靈活，提示準(zhǔn)確，避免盲人發(fā)生意外。
[0015]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0016]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖2是本實(shí)用新型涉及的工作原理結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】:
[0019]實(shí)施例1:
[0020]—種基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置,其組成包括:手杖外殼I,所述的手杖外殼底部安裝萬(wàn)向滾輪2，所述的手杖外殼頂部連接手持端3，所述的手持端表面具有電源開(kāi)關(guān)4和音頻輸出插口 5 ;所述的手杖外殼外表面上部安裝LED顯示屏6和一組步長(zhǎng)修改按鈕7，中部安裝太陽(yáng)能電池板8，下部前方安裝超聲波發(fā)射傳感器9和超聲波接收傳感器10 ;所述的手杖外殼內(nèi)部中空并安裝控制電路板11和電源管理裝置12，所述的控制電路板上集成FPGA內(nèi)核13，所述的FPGA內(nèi)核連接所述的控制電路板上集成的語(yǔ)音發(fā)生器14和放大電路15，所述的電源管理裝置連接所述的太陽(yáng)能電池板，其中，所述的放大電路連接所述的超聲波接收傳感器，所述的語(yǔ)音發(fā)生器連接所述的音頻輸出插口。
[0021]所述的手杖外殼底部還具有導(dǎo)盲標(biāo)志牌16。
[0022]所述的FPGA 內(nèi)核采用 ALTERA-EP2C5T144C8N。
[0023]所述的超聲波接收傳感器和所述的超聲波發(fā)射傳感器采用T40-16R。
[0024]所述的放大電路采用CX20106芯片；
[0025]實(shí)施例2:
[0026]根據(jù)實(shí)施例1所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，所述的FPGA內(nèi)核還與所述的LED顯示屏和步長(zhǎng)修改按鈕連接。
[0027]實(shí)施例3:
[0028]根據(jù)實(shí)施例1或2所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，所述的手杖外殼內(nèi)部，所述的電源管理裝置還連接鋰電池17，所述的鋰電池連接所述的FPGA內(nèi)核。
[0029]實(shí)施例4:
[0030]根據(jù)實(shí)施例1或2所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，所述的手杖外殼與所述的手持端的連接處呈弧形，所述的手持端外表面還具有防滑墊18，所述的手持端的末端還安裝掛繩19。
[0031]原理:
[0032]FPGA內(nèi)核(ALTERA-EP2C5T144C8N)通過(guò)定時(shí)器產(chǎn)生中斷，中斷后P1 口發(fā)射遺傳40Hz的脈沖信號(hào)，控制超聲波發(fā)射傳感器(T40-16R)發(fā)射40Hz的超聲波。超聲波遇到障礙物后返回，有超聲波接收傳感器(T40-16R)接收。經(jīng)過(guò)放大電路(CX20106芯片)的放大之后，將其傳回FPGA內(nèi)核(ALTERA-EP2C5T144C8N)。根據(jù)時(shí)間間隔，獲得了距離障礙物的步數(shù)，然后控制語(yǔ)音發(fā)生器發(fā)生。由于每個(gè)盲人的步長(zhǎng)不同，所以能夠根據(jù)手杖外殼上部設(shè)置的步長(zhǎng)修改按鈕設(shè)施不同的步長(zhǎng)長(zhǎng)度，不同步長(zhǎng)顯示在LED顯示器上，以供不同人進(jìn)行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，其組成包括:手杖外殼，其特征是:所述的手杖外殼底部安裝萬(wàn)向滾輪，所述的手杖外殼頂部連接手持端，所述的手持端表面具有電源開(kāi)關(guān)和音頻輸出插口 ；所述的手杖外殼外表面上部安裝LED顯示屏和一組步長(zhǎng)修改按鈕，中部安裝太陽(yáng)能電池板，下部前方安裝超聲波發(fā)射傳感器和超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器；所述的手杖外殼內(nèi)部中空并安裝控制電路板和電源管理裝置，所述的控制電路板上集成FPGA內(nèi)核，所述的FPGA內(nèi)核連接所述的控制電路板上集成的語(yǔ)音發(fā)生器和放大電路，所述的電源管理裝置連接所述的太陽(yáng)能電池板，其中，所述的放大電路連接所述的超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器，所述的語(yǔ)音發(fā)生器連接所述的音頻輸出插口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，其特征是:所述的FPGA內(nèi)核還與所述的LED顯示屏和步長(zhǎng)修改按鈕連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，其特征是:所述的手杖外殼內(nèi)部，所述的電源管理裝置還連接鋰電池，所述的鋰電池連接所述的FPGA內(nèi)核。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于FPGA的盲人語(yǔ)音導(dǎo)航裝置，其特征是:所述的手杖外殼與所述的手持端的連接處呈弧形，所述的手持端外表面還具有防滑墊，所述的手持端的末端還安裝掛繩。
【文檔編號(hào)】A61H3/06GK203970841SQ201420261026
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】張春祥, 高雪瑤 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)