本發明涉及導盲設備領域，特別涉及一種導盲眼鏡系統。

背景技術：

一般我們看到盲人過馬路時，常常拿著一根拐杖，沿路敲打前面地上，看看地面是否有凹凸不平或是有階梯存在；或指指前面看看是否有障礙物或是來往行人。事實上如此之作法使得盲人的行動受阻，因此走路的速度并不快。尤其在過馬路時，除非駕駛人員懂得禮讓外，否則很容易發生意外。其次，商家常在騎樓上擺設商品，或流動攤販沿路擺設販賣物，阻礙人行通道的暢通信甚巨，更增加盲人行走的危顯性。再者，由于盲人無法看到馬路口號志燈的變化，也極為危險。縱使有導盲犬來牽引其行動，然而導盲犬卻無法告知主人其所處環境之各種狀況。

技術實現要素：

為此，需要提供一種同時結合影像辨識系統、及語音處理與合成技術，以隨時告知盲人目前所處環境之狀況的導盲眼鏡系統。

為實現上述目的，發明人提供了一種導盲眼鏡系統，其特征在于，包括眼鏡本體、紅綠燈檢測模塊、障礙檢測模塊、路況檢測模塊、數據處理模塊、語音提醒模塊、方位感應模塊以及電源模塊；

所述電源模塊連接紅綠燈檢測模塊、障礙檢測模塊、路況檢測模塊、數據處理模塊、語音提醒模塊以及方位感應模塊；

所述數據處理模塊包括微處理器，所述微處理器設置在眼鏡本體的兩個鏡框之間，所述微處理器連接紅綠燈檢測模塊、障礙檢測模塊、路況檢測模塊、數據處理模塊、語音提醒模塊以及方位感應模塊。

進一步優化，所述紅綠燈檢測模塊設置在眼鏡本體的鼻梁上，所述紅綠燈檢測模塊包括集光器、紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道，所述集光器分別連接紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道，所述紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道連接微處理器，所述紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道分別包括帶通濾波器、色彩傳感器、信號放大電路、色彩模擬數字轉換器，所述帶通濾波器連接集光器和色彩傳感器，所述色彩傳感器連接信號放大電路，所述信號放大電路連接色彩模擬數字轉換器，所述色彩模擬數字轉換器連接為微處理器。

進一步優化，所述障礙檢測模塊設置在眼鏡本體的兩個鏡框內側，所述障礙檢測模塊包括紅外線發射器、紅外線接收器以及紅外模擬數字轉換電路，所述紅外線發射器連接微處理器，所述紅外線接收器連接紅外模擬數字轉換器，所述紅外模擬數字轉換器連接微處理器。

進一步優化，所述障礙檢測模塊還包括信號處理電路，所述紅外線接收器與紅外模擬數字轉換器連接包括：所述紅外線接收器通過信號處理電路與紅外模擬數字轉換器連接。

進一步優化，所述路況檢測模塊設置在眼鏡本體的兩個鏡框外側，所述路況檢測模塊包括紅外CCD圖像傳感器以及圖像模擬數字轉換器，所述紅外線CCD圖像傳感器連接圖像模擬數字轉換器，所述圖像模擬數字轉換器連接微處理器。

進一步優化，所述方位感應模塊設置在眼鏡本體的鼻梁上，所述方位感應模塊包括加速傳感器以及方位模擬數字轉換器，所述加速傳感器連接方位模擬數字轉換器，所述方位模擬數字轉換器連接微處理器。

進一步優化，所述語音提醒模塊包括語音處理芯片以及語音播放器，所述語音處理芯片設置在眼鏡本體的兩個鏡框之間，所述語音播放器設置在眼鏡本體的兩個鏡腿上，所述語音處理芯片連接微處理器，所述語音播放器連接語音處理芯片。

進一步優化，所述語音播放器為耳機。

區別于現有技術，上述技術方案結合影像辨識系統、及語音處理與合成技術，隨時告知盲人目前所處環境的狀況，告知紅綠燈信號檢測信息，告知地面凹凸不平的信息，告知階梯辨認的信息，告知前方及左右移動物體的狀態、速度及距離檢測的信息，減少盲人在周圍環境中的各種危險情況的發生，幫助盲人安全在路上行走。

附圖說明

圖1為具體實施方式所述導盲眼鏡系統的一種眼鏡結構示意圖；

圖2為具體實施方式所述導盲眼鏡系統的一種系統結構示意圖。

標號說明：

110、紅綠燈檢測模塊；

120、障礙檢測模塊；

130、路況檢測模塊；

140、數據處理模塊；

151、語音處理芯片；

152、耳機；

160、方位感應模塊。

具體實施方式

為詳細說明技術方案的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合具體實施例并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1與圖2，本實施例一種導盲眼鏡系統，包括眼鏡本體、紅綠燈檢測模塊110、障礙檢測模塊120、路況檢測模塊130、數據處理模塊140、語音提醒模塊、方位感應模塊160以及電源模塊。

為方便盲人穿戴與拆卸方便，本系統系利用盲人常常戴的眼鏡來加以設計，即本系統是一種采用眼鏡式的檢測通知裝置；在本系統中，在眼鏡本體的鼻梁上設置紅綠燈檢測模塊110用以檢測紅綠燈之間信號的變化(有時黃燈停留時間過于短暫，也可以不予考慮)。在眼鏡本體的兩個鏡框內側設置障礙檢測模塊120，以連續主動式紅外光源，將被照射物體所產生的反射光源，與發射光源之間的時間差可以將物體相隔距離測出；相對地，采取發射光源之波長與反射光源之波長的比較，則可以將物體移動速度求出。在眼鏡本體的兩個鏡框外側設置路況檢測模塊130識別地上是否有坑，或者是存在階梯。在眼鏡本體的兩個鏡框中間設置數據處理模塊140、方位感應模塊160和語音處理芯片151，通過方位感應模塊160可以使盲人隨著頭部擺動，自動檢知傳感器移動的立體空間方位及方向，并同時記錄其所觀看環境之狀況；通過數據處理模塊140分析處理的信息，將信息通過語音處理芯片151處理通過設置在眼鏡本體的兩個鏡腿上的耳機152告知盲人并用語音提醒盲人。

所述電源模塊連接紅綠燈檢測模塊110、障礙檢測模塊120、路況檢測模塊130、數據處理模塊140、語音提醒模塊以及方位感應模塊160；電源模塊包括微型鋰電池組，鋰電池具有電壓范圍寬、密封性好、貯存壽命長、使用溫度范圍寬以及適宜微型化和薄型化的優點。

所述數據處理模塊140包括微處理器，所述微處理器設置在眼鏡本體的兩個鏡框之間；微處理器由一片或少數幾片大規模集成電路組成的中央處理器。這些電路執行控制部件和算術邏輯部件的功能。微處理器能完成取指令、執行指令，以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作，是微型計算機的運算控制部分。它可與存儲器和外圍電路芯片組成微型計算機。微處理器與傳統的中央處理器相比，具有體積小、重量輕和容易模塊化等優點。微處理器的基本組成部分有：寄存器堆、運算器、時序控制電路，以及數據和地址總線。所述微處理器連接紅綠燈檢測模塊110、障礙檢測模塊120、路況檢測模塊130、數據處理模塊140、語音提醒模塊以及方位感應模塊160。

所述紅綠燈檢測模塊110設置在眼鏡本體的鼻梁上(大約是一般人兩眼之間)，用于檢測紅綠燈的信號變化(有時黃燈停留時間過于短暫，也可以不予考慮)，所述紅綠燈檢測模塊110包括集光器、紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道，所述集光器分別連接紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道，所述紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道連接微處理器，所述紅燈檢測通道、黃燈檢測通道以及綠燈檢測通道分別包括帶通濾波器、色彩傳感器、信號放大電路、色彩模擬數字轉換器，所述帶通濾波器連接集光器和色彩傳感器，所述色彩傳感器連接信號放大電路，所述信號放大電路連接色彩模擬數字轉換器，所述色彩模擬數字轉換器連接為微處理器。色彩傳感器又叫顏色識別傳感器或顏色傳感器，它是將物體顏色同前面已經示教過的參考顏色進行比較來檢測顏色的傳感器，當兩個顏色在一定的誤差范圍內相吻合時，輸出檢測結果。色彩傳感器為檢知白色光中所含有的波長帶域之一種光傳感器，一般分為積體型色彩傳感器及多層型色彩傳感器。就積體型色彩傳感器而言，系由分解R(紅色)、G(綠色)及B(藍色)等色彩濾波器與三個光二極管所組成的；而多層型色彩傳感器則依據硅光二極管的接面深度，利用不同的分光特性所設計而成的。集光器接收到紅綠燈發送的燈光信息，集光器將紅綠燈的發送的燈光信息發送至不同的燈光檢測通道，不同燈光檢測通道將燈光信息通過帶通濾波器濾波后傳送給色彩傳感器，色彩傳感器對發送的燈光信號進行顏色識別，如果紅光檢測通道檢測到燈光信號為紅燈時，其他燈光檢測通道識別非本通道的顏色，則紅光檢測通道將燈光信號經過信號放大電路放大，再通過色彩模擬數字轉換器轉換后發送至微處理器進行分析處理。同樣其他兩個燈光檢測通道檢測到本通道所要識別的燈光信號后發送至微處理器進行分析處理。

所述障礙檢測模塊120設置在眼鏡本體的兩個鏡框內側，所述障礙檢測模塊120包括紅外線發射器、紅外線接收器以及紅外模擬數字轉換電路，所述紅外線發射器連接微處理器，所述紅外線接收器連接紅外模擬數字轉換器， 所述紅外模擬數字轉換器連接微處理器；所述障礙檢測模塊120還包括信號處理電路，所述紅外線接收器與紅外模擬數字轉換器連接包括：所述紅外線接收器通過信號處理電路與紅外模擬數字轉換器連接；微處理器控制紅外線發射器發射連續主動式的紅外光源，對被照物體進行照射產生發射光源，紅外線接收器接收到發射光源，將接收到的反射光源信號通過紅外模擬數字轉換器轉換后發送至微處理器，微處理器根據接收到的發射光源信號的信息進行將發射紅外光源與接收到發射光源之間的時間差可以將物體的距離算出；相對地，采取發射光源之波長與反射光源之波長的比較，則可以將物體移動速度求出；根據多普勒效應，假設來方物體的速度相對于己方移動速度為，且光速為c時，則經由來方(發射信號頻率為f)反射所接收到的波長為：

$\widehat{\mathrm{\λ}}=\frac{(c-v)t}{ft}=\frac{(c-v)}{f}$

此時：

$v=c-f\widehat{\mathrm{\λ}}$

又因從發射信號至接收到反射信號間的時間t可以由微處理器求出，所以距離為：

d＝vt

采用主動式紅外線光源的主要原因是希望能將被照體的傷害減至最小，而紅外線是配合人體輻射波長所采用的。

所述路況檢測模塊130設置在眼鏡本體的兩個鏡框外側，所述路況檢測模塊130包括紅外CCD圖像傳感器以及圖像模擬數字轉換器，所述紅外線CCD圖像傳感器連接圖像模擬數字轉換器，所述圖像模擬數字轉換器連接微處理器；CCD是一種半導體組件，其將光信號轉換成電脈沖信號。而每一個脈沖卻只能反應一個基本單位的光敏組件的受光狀況。而脈沖振幅的大小則視該受光基本單位的光敏組件所接收的光強度而定。至于要能達到圖像傳遞作用的功能則可利用輸出脈沖的順序(即受光基本單位的光敏組件之位置)而定。CCD，英文全稱：Charge-coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件。可 以稱為CCD圖像傳感器，也叫圖像控制器。CCD本身有線數組及面數組兩種，本系統則屬于面數組CCD。為考慮盲人在晚上或較無光源環境下的行動安全，故在本系統乃采用紅外CCD。CCD圖像傳感器有體積小、重量輕、分辨率高、靈敏度高、動態范圍寬、光敏元的幾何精度高、光譜響應范圍寬、工作電壓低、功耗小、壽命長、抗震性和抗沖擊性好、不受電磁場干擾和可靠性高等一系列優點。當盲人低頭時，紅外CCD圖像傳感器接收到紅外線在地面反射回來產生的圖像信息，并將圖像信息通過圖像模擬數字轉換器轉換后發送至微處理器，微處理器根據接收到的圖像的信息對地面的形狀和維度進行判斷，識別地上是否有坑，或者是存在階梯。

所述方位感應模塊160設置在眼鏡本體的兩個鏡框中間，所述方位感應模塊160包括加速傳感器以及方位模擬數字轉換器，所述加速傳感器連接方位模擬數字轉換器，所述方位模擬數字轉換器連接微處理器。微處理器通過加速傳感器測量由于重力引起的加速度，可以計算出導盲眼鏡相對于水平面的傾斜角度；通過分析動態加速度，可以分析出導盲眼鏡移動的方式；當人仰望或俯視時均必需能確實反應出其量測物的方向及方位。

所述語音提醒模塊包括語音處理芯片151以及語音播放器，所述語音處理芯片151設置在眼鏡本體的兩個鏡框之間，所述語音播放器設置在眼鏡本體的兩個鏡腿上，所述語音處理芯片151連接微處理器，所述語音播放器連接語音處理芯片151；所述語音播放器為耳機152。通過盲人佩戴耳機152，微處理器根據不同模塊反饋的信息，通過語音處理芯片151處理，再通過耳機152告知盲人，各種情況，并對其提醒。語音處理芯片151是在微處理器中事先儲存要播放的語音，待配合動作場所而自動選擇透過耳機152加以播放。其中功能包括：

1.當檢測出是紅燈時，則播放「現在是紅燈」；

2.當檢測出是綠燈時，則播放「現在是綠燈」；

3.當檢測出前有障礙物時，則播放「前有障礙物」；

4.當檢測出前有移動物時，則播放「前有行人或車輛」；

5.當檢測出前有坑洞時，則播放「前有坑洞，請向右轉(左轉)」；

6.當檢測出前有階梯時，則播放「前有階梯，長度為XX公分」及「本階梯最前端距腳XX公分」。

本技術方案結合影像辨識系統、及語音處理與合成技術，隨時告知盲人目前所處環境的狀況，告知紅綠燈信號檢測信息，告知地面凹凸不平的信息，告知階梯辨認的信息，告知前方及左右移動物體的狀態、速度及距離檢測的信息，減少盲人在周圍環境中的各種危險情況的發生，幫助盲人安全在路上行走。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設備中還存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數；“以上”、“以下”、“以內”等理解為包括本數。

盡管已經對上述各實施例進行了描述，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利保護范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍之內。