一款智能手环两体连接式导盲杖的设计
浅谈一种智能多功能盲人手杖设计
DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.09.029浅谈一种智能多功能盲人手杖设计钟㊀典(西华师范大学㊀四川㊀南充㊀637009)本文系西华师范大学2020年省级创新创业训练计划项目 Blind's Dawn盲人智能指引手杖 的阶段性成果,项目编号:S202010638095摘要:目前,传统的盲人手杖虽然简单轻便,但也有一系列的缺点㊂例如,手杖功能单一,不能快速警告前方的障碍物等㊂为了帮助盲人独立行走和生活,在传统手杖的基础上,利用红外传感和三角测距技术,以单片机为控制核心,设计了一种智能手杖㊂在保留传统手杖基本功能的基础上,智能手杖可以提高盲人的生活质量,更加人性化㊂本设计具有智能化㊁使用方便㊁安全高效的功能㊂可提供导航定位㊁智能避障等功能,保证盲人安全出行,避免事故发生㊂关键词:手杖;红外测距;智能;安全中图分类号:TB472㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)09-0029-01㊀㊀前言:据不完全统计,我国约有650万盲人,是世界上盲人最多的国家㊂手杖作为盲人最常用的工具,对其功能进行研究和升级是十分必要的㊂市场上盲人使用的手杖大多结构简单,功能单一㊂它们大多只具有清除障碍物的功能,不能判断路况和前方危险㊂在智能技术快速发展的背景之下,我国盲人手杖的研究取得了一定的进展㊂探测障碍物,通过语音芯片通知盲人,从而实现避障功能㊂智能手杖利用智能技术与传统手杖结合的优点,使盲人的生活更加方便㊁安全㊂1㊀项目设计目的随着科学技术的飞速发展,智能产品随处可见㊂时尚和潮流似乎是时代的主题㊂在这种趋势的影响下,设计师们似乎忽略了一个特殊的群体 盲人㊂作为社会上为数不多的群体之一,盲人的生活应该受到设计师的更多关注㊂因此,有一个特别的想法,就是为盲人设计一款智能型手杖,既鼓励盲人外出积极生活,又为他们提供了安全保障,保持乐观的心态㊂2㊀设计项目前沿调查2.1需求前沿调查㊂目前,类似的盲人手杖功能单一,操作复杂,无法服务更多的消费群体,引发诸多问题㊂我们积极寻找㊁发现和研究问题,总结问题,制定有针对性的优化方案,追求效益最大化,具有市场价值㊂如何将多功能㊁难操作的产品转变为操作简单的产品是当前市场的需求㊂2.2调查方法处于前沿㊂根据所学知识,掌握盲人㊁老年人㊁登山者等群体的需求,从多个维度而不是局限于某一部分来了解这些群体的需求,并对他们进行广度和深度的调查㊂在线问卷调查主要是通过访谈相关人群来使用这类产品,让我们更多地了解我们新推出的智能盲人手杖与现有产品的差异以及未来的发展方向,从而使调查结果更加可靠㊂2.3综合功能在前沿㊂传统的竞争产品很多,但功能单一㊂功能操作系统也在进一步完善,但市场价格昂贵,这是普通消费者无法接受的㊂我们的团队致力于将现有的功能与我们的创新完美结合,实现更全面的发展㊂通过不断的调试和改进,使操作更轻松㊁更便携㊁更环保㊂3㊀设计功能定位及构思3.1功能定位㊂本设计主要应用于盲人手杖领域,特别是一种智能多功能盲人手杖㊂本设计具有智能化㊁使用方便㊁安全高效的功能㊂可提供导航定位㊁智能避障等功能,保证盲人安全出行,避免事故发生㊂3.2功能构思㊂首先,通过调节上下伸缩段,使手杖达到合适的长度,通过转动紧固套固定手杖,调节手杖的长度㊂盲人可以通过语音对话确定目的地㊂导航模块可以进行定位和语音导航,记录行走轨迹,迷路时能够原路返回㊂其次,在握手处设置振动器,实现左右振动,提醒盲人走直线,避免跑偏㊂在行走过程中,探测器对周围环境进行检测,提醒盲人提前注意台阶等障碍物的危险㊂行人和车辆通过警告和振动器避开障碍物,避免发生事故㊂同时设置微型录像机,用于记录行车情况,防止事故发生㊂4㊀结构设计及控制方案智能手杖由手柄㊁杆体组成㊂通过控制系统对路况进行处理㊂可语音模块输出语音信息,告诉盲人周围的路况㊂4.1手柄设计㊂智能手杖在手柄上增加控制结构,包括控制面板㊁GPS功能㊁防滑橡胶结构和反光板㊂增加控制面板结构,使盲人在遇到危险时可以呼叫,并通过GPS功能与家人共享位置信息,帮助家人及时了解盲人的位置㊂同时,考虑到盲人的行走安全,手柄上部采用防滑橡胶结构设计,前部设计有反光板提醒行人和车辆注意盲人㊂4.2杖身设计㊂杖身结构采用伸缩式结构,分为三段㊂各部分采用螺纹连接结构,并设计了拉伸结构㊂长度调整主要取决于一段和两段之间的调整结构㊂多个连杆按一定方式连接,中间通过铰链㊁滑动连接等方式连接,使它们按设定的动作在一定范围内运动㊂预先计算杆的长度㊁铰链的位置和滑套的距离,实现伸缩,防止滑套脱出㊂可调整底部和中间杆,以达到手杖的合适长度㊂4.3智能系统设计㊂智能手杖采用红外发射器和CCD 接收器测量物体的距离㊂其核心原理是三角测距原理㊂红外发射器安装在三角形的拐角处,实现自身与被测物体的距离,如石头㊁树木等㊂红外发射器将根据设定的角度发射红外光㊂当发射的红外线与障碍物相撞时,会在CCD探测板上反射㊂通过对红外发射器输出电压的监测㊁采集㊁分析和计算,可以得到红外发射器本身与被测物体表面之间的距离㊂5㊀结束语本文介绍了一种盲人手杖的设计㊂具体来说,在传统的单一功能手杖的基础上,设计了一种智能型多功能盲人手杖㊂利用红外传感器测量物体与盲人之间的距离,结合语音模块告知盲人前方是否有障碍物,有效帮助盲人安全高效地行走㊂本次设计主要包括导航定位㊁智能避障等功能,保证盲人的安全,避免事故的发生㊂随着科学技术的发展,功能在不断改进,盲人的安全问题将越来越受到重视㊂参考文献:[1]董旭,李文峰,牛永荣,等.论老年人新型多功能手杖设计[J].现代装饰:理论,2017(2).[2]陈言.一种多功能智能手杖的设计[J].艺术与设计:理论版,2018(2):209~210.[3]梁秋艳,葛宜元,牛国玲.基于视觉监测的智能盲人手杖设计[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2018(4): 584~587.[4]何兴臣,丁亚峰,顾辉,等.基于GSM与GPS老年人手杖设计[J].科学与财富,2017(10):167.㊃92㊃。
一种多功能智能盲人用拐杖的设计
一种多功能智能盲人用拐杖的设计【摘要】本文介绍了一种多功能智能盲人用拐杖的设计。
在传感器技术的支持下，该拐杖能够实现智能导航和障碍物检测功能。
拐杖还设计了智能语音互动功能和紧急求助装置，提高了盲人在日常生活中的安全性和便利性。
设计考虑因素包括轻便舒适的外观和易于操作的界面。
结论部分总结了设计成果，并展望了未来发展方向，认为该技术有广阔的推广应用前景，能够为盲人群体提供更多便利和安全保障。
通过本设计，盲人将能够更加独立自主地生活，享受生活的乐趣。
【关键词】智能盲人用拐杖、多功能设计、传感器技术、导航系统、智能语音互动、紧急求助、设计考虑因素、设计成果总结、未来展望、推广应用前景。
1. 引言1.1 背景介绍盲人是社会中的弱势群体之一，拥有良好的盲人辅助工具对于他们的生活至关重要。
传统的盲人用拐杖只能提供基本的支撑功能，无法为盲人提供更多的帮助。
设计一种多功能智能盲人用拐杖成为了一个具有挑战性和重要性的课题。
现代科技的发展为解决盲人出行和生活中遇到的困难提供了新的可能。
传感器技术的应用可以帮助盲人更准确地感知周围环境，避免碰撞和危险；导航系统设计可以帮助盲人更方便地找到目的地；智能语音互动功能可以让盲人更便捷地获取信息和进行交流；紧急求助装置可以在紧急情况下及时呼叫援助。
设计一种多功能智能盲人用拐杖以提升盲人的生活质量和独立性是非常有意义和价值的。
本研究的目的就是通过综合运用各种高新技术，设计一种功能强大、实用性强的智能盲人用拐杖，为盲人提供更便捷、安全的出行体验。
1.2 问题提出盲人是社会中的弱势群体之一，日常生活中常常面临各种困难和挑战。
行走时的安全问题是他们最为关注的一个方面。
传统的盲人用拐杖虽然可以帮助盲人识别前方障碍物，但功能单一，无法提供更多实用的辅助功能。
设计一种多功能智能盲人用拐杖成为了当前的需求之一。
盲人在行走过程中不仅需要避开障碍物，还需要准确地找到目的地。
传统的盲人用拐杖无法提供导航功能，给盲人的出行带来了一定的困难。
智能语音导航导盲杖
智能语音导航导盲杖作品名称：爱路德电子科技有限责任公司商业计划书团队名称：爱路德（Eyesroad）来源：第八届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛作品一、发明产品的原因导盲杖人性化功能不足关毫无疑问，实用性、便利性的导盲杖是盲人群体对导盲杖的基本要求。
目前市场上的导盲杖外形设计上普遍一致，功能单一，无法解决盲人在现实生活中所遇到的各种不便与困难。
科学技术日益发达的今天，导盲杖的功能应该更为贴近生活，例如便利的语音避障导航、简单的人机交互。
这些人性化的功能必将会添加到未来的导盲杖设计中，使得盲人的独立生活更为便利。
导盲杖技术落后关随着生活节奏加快，生活越为多彩，盲人及视力障碍群体对导盲杖的性能及功能要求在不断地提高。
目前市场上的导盲犬及导盲杖的使用无法解决生活中出现的各种不便及意外，更已经无法满足他们的需求。
此时盲人及视力障碍者的需求无疑是导盲杖的功能要求和性能设计上的考验。
每个盲人及视力障碍患者都希望能拥有一根能在外出时最大程度上解决各种不便的导盲杖。
因此，当前导盲杖研发者需要攻克避障方面的障碍物定位精确度和路况类型问题、人机交互方面的响应时间和反馈准确度问题、定位系统中导航系统与实际街道结合问题。
导盲杖市场脱节关中国的智能导盲杖市场，现在还处于初始阶段，通过查阅网络上相关资料我们发现世界上已经有日本，美国等国家正在研制智能导盲杖，但还未投入市场。
中国市场上已经有智能型导盲杖，通过对盲人的问卷调查，我们发现多数盲人更侧重于使用一般的导盲杖，原因是智能的导盲杖存在精准度、价格与性能等因素限制。
在调查中我们还发现，由于导盲工具的限制，多数盲人的活动范围特别狭窄，基本限定在自己熟悉的环境内，并且采访中的每个盲人都希望能够“出去走走”扩大自己的活动范围，并明确表示了自己对智能导盲杖的需求。
“爱路德”公司研制的带有GPS的导航导盲杖正好迎合了盲人的这一需求。
导盲杖售后维护薄弱关在调查问卷过程中，通过与盲人朋友的交流，我们发现绝大多数盲人朋友在购买智能导航导盲杖时普遍关心的都是售后服务问题。
基于STM32单片机的多功能智能盲人拐杖设计
基于 STM32 单片机的多功能智能盲人拐杖设计摘要：针对盲人出行安全问题，设计一款解决盲人出行困难的智能拐杖。
本设计以 STM32 单片机为控制核心，结合当前先进且较为成熟的信号处理算法、传感器技术、无线通信技术，通过超声波模块进行广角测障利用语音播报模块报警，引导盲人及时规避障碍物。
同时采用 MPU6050 水平检测模块监测拐杖与地面的倾角，在出现突发情况时，不仅可以通过语音模块识别求救，还可以用短信的方式将GPS的实时定位位置发送给监护人。
此外，采用OPENMV 4进行机器视觉图像分析，使拐杖能对外界变动的信息做出应答，为盲人通过路况复杂的红绿灯路口提供保障。
现测试结果表明，整个系统性能稳定，灵敏度较高，操作方便，且功能易于扩展，能满足盲人出行的多方面需求。
关键词：盲人拐杖；红绿灯识别；超声波测距；跌倒报警项目名称：“无忧出行”智能盲人手杖装置设计，项目编号：202010214020，国家级大学生创新训练项目1概述针对盲人出行安全问题，现有的辅助盲人出行工具性能单一且无法普及，设计智能盲人手杖可以帮助更多盲人实现安全出行。
随着信息化社会的飞速发展，在基本满足了大众的物质需求后，人们也更加关注社会残障群体。
相比于正常人，残障人士的生活有诸多的不便，更需要社会对他们的理解与关注。
针对盲人出行安全问题，现有的辅助盲人出行工具性能单一且无法普及，设计了一款基于STM32单片机控制的集超声波测障、语音播报、红绿灯识别、短信报警、GPS定位等功能于一体的智能拐杖系统, 能够实时监测周边情况, 保护老人安全出行。
2系统总体设计单片机实时监控测距模块传送来的信号，对信号处理后，进行避障决策判断。
当检测到障碍物时，手杖自动报警（语音和机械振动双重模式）提示盲人避障。
同时，用图像分析技术识别并筛选外界信息，构造合理的内部控制逻辑，组建红绿灯决策功能，另外，还有一键求助和黑夜防撞等特色功能，进一步提高盲人出行安全系数。
智能老人拐杖毕业设计
智能老人拐杖毕业设计智能老人拐杖毕业设计随着人口老龄化的加剧，老年人的生活质量和健康问题越来越受到关注。
为了帮助老年人更好地应对日常生活中的困难，智能老人拐杖应运而生。
本文将探讨智能老人拐杖的设计和功能，以及它对老年人生活的积极影响。
一、设计理念智能老人拐杖的设计理念是结合传统的拐杖功能和现代科技，为老年人提供更好的生活辅助工具。
它采用轻便的材质制作，便于携带和使用。
同时，智能老人拐杖还配备了多种传感器和智能控制系统，以提供更全面的功能。
二、功能介绍1. 健康监测功能智能老人拐杖内置了心率、血压等健康监测传感器，可以实时监测老年人的健康状况。
当老年人的心率或血压异常时，拐杖会自动发出警报，提醒老年人及时就医。
此外，拐杖还可以记录老年人的健康数据，供医生参考。
2. 跌倒检测与报警老年人跌倒是常见的安全隐患，智能老人拐杖通过内置的加速度传感器和算法，可以实时检测老年人的跌倒情况。
一旦检测到跌倒，拐杖会自动发出紧急报警，并向老年人的亲属或医护人员发送求助信息，以便及时救助。
3. 定位与导航功能智能老人拐杖还配备了定位和导航系统，可以帮助老年人准确确定自己的位置，并提供导航指引。
这对于老年人外出时迷路或找不到回家的路非常有帮助。
同时，拐杖还可以记录老年人的行走轨迹，方便亲属或医护人员了解老年人的活动范围。
4. 紧急求助功能在老年人遇到紧急情况时，智能老人拐杖可以通过按钮或声音识别等方式触发紧急求助功能。
拐杖会自动拨打紧急电话，并向相关人员发送求助信息，以便及时获得帮助。
三、对老年人生活的积极影响智能老人拐杖的出现，为老年人的生活带来了许多积极的影响。
首先，智能老人拐杖可以提供全天候的健康监测，帮助老年人及时发现健康问题并采取相应的措施，有助于提高老年人的生活质量和健康水平。
其次，智能老人拐杖的跌倒检测和报警功能可以及时发现老年人的跌倒情况，并向相关人员发送求助信息。
这有助于减少老年人跌倒所导致的伤害，并提供及时的救助。
智能导盲系统设计
智能导盲系统设计随着科技的快速发展，（）已经深入影响了我们生活的方方面面。
在这个大背景下，我们提出了一种全新的智能导盲系统设计，旨在帮助视力受损的人士更好地独立生活。
一、需求分析视力受损的人士在生活中面临着诸多困难，其中最大的挑战之一就是出行。
他们可能需要借助盲杖来探测周围的环境，但这种方式往往不能提供足够的方位信息，也无法识别物体或文字。
因此，我们的智能导盲系统需要提供一种更加高效、安全、便捷的导盲方式。
二、系统设计我们的智能导盲系统由以下几个主要部分组成：1、智能眼镜：这是我们的核心设备，它使用先进的计算机视觉技术和深度学习算法，能够实时识别周围的物体和文字，并通过声音和触觉反馈给用户。
2、智能手环：手环可以监测用户的步数、心率、血压等生理数据，同时也可以通过触觉反馈来提醒用户即将遇到的危险。
3、AI云平台：这个平台负责处理眼镜和手环收集的数据，通过机器学习和大数据分析，为每个用户提供个性化的导盲服务。
三、技术实现1、物体识别：我们的智能眼镜使用了一种基于深度学习的物体识别算法，可以实时识别出周围的物体，并通过声音和触觉反馈给用户。
2、文字识别：我们的智能眼镜还使用了OCR技术，可以实时识别出文字，包括路标、店铺招牌等，并通过声音和触觉反馈给用户。
3、生理数据监测：我们的智能手环使用传感器来监测用户的步数、心率、血压等生理数据，并通过触觉反馈来提醒用户。
4、AI云平台：我们的云平台使用了大数据和机器学习技术，可以根据用户的历史数据和行为习惯，为用户提供个性化的导盲服务。
四、应用前景我们的智能导盲系统具有广泛的应用前景。
它可以帮助视力受损的人士更好地独立生活，提高生活质量。
它也可以用于辅助教育、旅游等领域，为有视力障碍的人士提供更好的学习和旅游体验。
我们的系统也可以为企业和个人提供定制化的导盲服务，为残障人士提供更好的社会支持。
五、结论随着科技的不断发展，在辅助生活中的应用也越来越广泛。
我们的智能导盲系统设计旨在帮助视力受损的人士更好地独立生活，提高他们的生活质量。
智能导盲拐杖
施雨彤、罗琦凯、陆荣镇三人都是学校科创社团的成员，经常一起制作科创作品。
一天，施雨彤看到一位盲人拄着拐杖走路，被路旁的障碍物绊倒了，但因为天太黑，路人没有注意到有盲人需要帮助。
施雨彤看到这一幕，心情很难受，很想帮助盲人，于是她和罗琦凯、陆荣镇商量后决定设计一款可以在盲人摔倒时发出提示音，告诉路人这里有人需要帮助，也可以提醒路人注意避让盲人的智能导盲拐杖。
·与广西科技馆（广西青少年科技中心）合作栏目·姓名：陆荣镇座右铭：机遇总喜欢光顾有准备的人。
陈雪梅，玉林市玉州区东环小学老师，多次获评玉林市青少年科技创新大赛优秀科技辅导员，所制作的创新教具电生磁实验装置获得第37届广西青少年科技创新大赛科技辅导员科技创新成果竞赛（科技教育制作类）二等奖。
莫秋霞，玉林市玉州区东环小学老师，获评2019年玉林市青少年机器人竞赛活动优秀辅导员、2021年玉林市青少年科技创新大赛优秀科技辅导员，所指导的学生参加广西北部湾创客教育大赛多次获一等奖、二等奖。
姓名：施雨彤座右铭：拥有梦想只是一种智力，实现梦想才是一种能力。
姓名：罗琦凯座右铭：逆水行舟，不进则退。
■乐羊羊设计者指导老师11期（3—6年级）一、准备材料塑料管、灯带、六轴传感器、超声波传感器、数字大按钮、语音模块、光线传感器、振动电机、超轻黏土等。
二、科创过程（一）确定分工施雨彤负责作品设计、制作作品讲解PPT 、美化作品外观；罗琦凯负责编写程序、搭建线路；陆荣镇负责设计和组装作品。
（二）设计功能功能一：按键导航方向。
按键模块上的5个按键SK1、SK2、SK3、SK4、SK5，分别对应前进、后退、左转、右转及播放音乐的功能，使用者按下按键后，智能导盲拐杖便会播放相应的方向提示音或音乐。
如使用者按下SK1按键后，智能导盲拐杖上的语音模块会发出“前进”提示音，提醒行人注意避让。
功能二：超声波传感器检测障碍物。
超声波传感器可检测使用者前方2米内是否有障碍物。
智能型导盲杖的优化设计
智能型导盲杖的优化设计摘要本项目在现有传统的超声波导盲杖的基础上，针对盲人的需求进行五大优化设计。
增加了耳机语音提示模块、盲人电子公交显示牌、手动发电模块，同时改进输入键盘设计和外观设计。
此外简化了电路，提高测距的准确度。
该智能导盲杖使用便捷、设计人性化、成本低、易于投入市场。
关键词导盲杖；超声波；语音提示；人性化设计导盲杖是盲人出行的安全保障，但是现有的大多导盲杖的使用率低，盲人使用起来存在很多问题。
对于大多数具有出行经验的盲人而言实用传统的普通导盲杖基本上可以满足需求，但是对于后天失明的群体、需要适应盲人环境的群体则需要导盲杖在设计上更加人性化，方便其使用。
该项目在通过对上海盲人群体的深访和需求调研后针对现存的五个功能使用上的不足进行优化。
1）传统的超声波导盲杖的语音提示是蜂鸣器或者外扩音，在一些人流较大嘈杂的地方，盲人无法清晰识别提示信号，且超声波在地铁站容易受到电磁干扰。
2）盲人外出乘坐公交车候车时需要有人协助告知具体的公交线路，尤其在交通繁忙，人员流动块的城市。
所以需要导盲杖需要结合盲人乘车需求进行优化。
3）在供能上，一般大多采用蓄电池，盲人在使用导盲杖时经常担心因为各种意外导致蓄电池供电不足。
后来也有很多人开始采用太阳能发电，但是该方法在实际推广和应用中存在很大问题，太阳能供电受到的限制条件过多，太阳能发电需要有一定的太阳光照，同时发电过程耗时过多，对于行动本身不便的盲人群体而言该设计在实际运用中需要改进。
4）部分传统的智能型导盲杖在按钮设计上依然没有考虑到盲人的需求，还是采用常人常用的按钮设计和输入设计，按钮的位置也没有在方便盲人群体的基础上。
5）传统超声波测距一般把超声波发射接收装置安在导盲杖靠近杖底的部位，但是，在城市中，经常会出现一些栏杆和起伏的阶梯。
这就需要在超声波测距上做优化。
1 系统整体设计1.1 系统整体设计原理导盲杖在综合现有的传统超声波测距型导盲杖的基础上进行优化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一款智能手环两体连接式导盲杖的设计
摘要：本文提出设计一款，智能手环两体连接式导盲杖，减少盲杖上过多功
能的赘余，增加便携性，同时保留对视障人群安全出行的有益功能。
因为对于视
障人群来说，盲杖的功能就是保障出行安全，并且因为如今科技的蓬勃发展，我
们可以通过这些科技手段，帮助视障人群更加融入社会。
关键词：导盲杖；智能手环；图像识别；盲人安全
一、研究背景
我国人口众多，其中盲人数量也很庞大，而我国导盲犬的数量少之又少，很
难满足需求。
没有导盲犬的帮助盲人出行即会遇到困难，因此导盲杖就显现出了
不可或缺的作用。
而传统的导盲杖是通过拐杖和障碍物之间的敲打，让使用者感
知障碍物，这种避障方式不仅在操作距离上会受到限制，而且一些障碍物也无法
感知，因此需要设计一款产品，此产品通过集合智能识别语音导航震动传感等功能，外加智能手环控制装置导盲杖，集结智能识别图片，语音智能导航，遇到障
碍震动传感为一体的，专为视障人群所设计的一款导盲杖，可以实时给盲人引导，帮助盲人躲避障碍物和危险，对盲人有很好的帮助。
二、设计思路
由于盲人缺失视觉，所以我们对于这一款产品的主要入手设计方向是听觉和
触觉这两个角度，智能识别图片是将导盲杖所处三米距离，75度范围内的物品
实时识别，传导到手环接收系统，接收系统实时识别，语音播报。
针对既是视觉障碍又是听觉障碍人群，我们设计出一项功能，是遇到障碍时
可以根据盲杖的底端接收器，分析识别使用者距离障碍物的远近和大小，通过数
字信号传递到，使用者手腕上的环状接收器，环状接收器再产生不同的震动幅度
和频率，来提醒使用人注意。
同时环状接收器具有可定位声音盲杖功能，让使用
者能够在独自一人的时候，一样可以找寻到。
同时在已有的产品基础上，现在市
场上已有的产品大多数都在盲杖本身加功能，但是很多时候这样的盲杖的携带是
很不方便的，所以我们将大部分的功能都转移在手环上面，一方面增加了便携性，令一方面手环固定在手上不易丢失，而且不易损坏。
三、具体设计过程
本款智能手环两体连接式导盲杖，分成智能导盲杖和智能手环两部分，图1
中的A区部分为智能导盲杖，此智能导盲杖分为上下两个部分，上半部分手柄和
下半部分铝合金伸缩杆，铝合金伸缩杆调节长度适用于各个身高人群，减轻整体
重量，损坏可更换。
所述反光板，结合车后反光贴纸作用，在光线不足或夜间时
候帮助引起路上行车注意，强化“存在”,提醒行车注意避让，保证安全。
上部
分手柄中摄像头，记录拍照传送到手环上的图像处理系统中，分析前方障碍物，
提醒使用者进行避障。
所述激光雷达，3D建模及环境感知，通过多线激光雷达，
扫描盲杖周围的环境，测算距离比对环境变化，结合摄像头所拍摄环境状态传入
手环，进行AI智能识物分析，手环播报，提醒避让。
紧急联系按键，出现事故
可一键呼救。
开关机键，不使用时断电处理，增加使用时长，开关机都有语音播报。
夜间警示灯开关，控制夜间警示灯。
夜间警示灯，红光具有穿透性，且显眼，作用同反光板，双重保障。
手绳，防止盲杖脱手。
音响孔，增加低音音量。
连接
手环蓝牙模块，通过蓝牙信号与手环连接，也可通过数据线相互连接。
插卡区，
可插入内存卡。
蓄电池和充电口保证手环电量控制。
B区部分为智能手环部分，
专属为盲人设计，上按键均使用盲文设计，通过触感分辨按键作用。
功能按键区，有路况分析按键，开启路况分析，手环接收盲杖摄像头传输的来的路况图像以及
激光雷达测距，信号传入手环内芯片核心系统内分析，然后语音提醒。
智能导航
按键，使用北斗卫星导航系统，结合市面上已有的电子地图，语音规划路线。
定
位盲杖按键，当盲杖脱手时，可以通过这个按键声音定位到盲杖的位置。
开机键
打开关闭手环。
震动区，拥有两个振动器，采用数字信号转换成电信号，从而引
发振动器震动，手环左右两个小马达，通过前方传过来的信号从而进行左震或者
右震，告知使用者障碍物所在方向，该项功能可以关闭。
可调节手带调节大小。
插卡区，可插入内存卡。
音响孔，增加低音音量。
声音调节调节大小。
蓝牙连接
盲杖。
充电口，充电。
此款智能导盲杖的结
构示意图如图2所示
图2 结构示意图
四、本导盲杖的创新点
1、实时图像识别与语音播报，让盲人更能清楚的认知自己当前所处的环境
状态，给与实时盲人引导，起到规避危险的作用。
作实时播报，虽然很多盲人对
家里或者自己熟悉的环境，已经可以做到，精准找寻。
但是周围的小环境还是会
经常出现细微变动，出现磕碰，所以实时播报的话，就可以更让盲人安全，家人
放心。
2、实时的图像识别与语音播报，对于盲人来过横道的话会有非常大的作用，对于我们现在，每天街道上上都会有许多的车辆出行，这样的话盲人过路的危险
性就很大的增加了，在周围没有人的时候，这项功能就可以告诉盲人，周围有没
有车辆，斑马线的位置，红路灯的状况，等等这些路况。
3、震动传感，首先因为在街道上或者一些嘈杂的地方，语音播报可能不是
非常的清晰，虽然可以连接蓝牙和耳机，但是会存在蓝牙信号接受不稳定，耳机
掉落的等这些问题依然规避不了。
所以，震动手环就可以起到关键性的作用。
4、而且手环也可以起到，寻找导盲杖的作用，在遇到突发事件，盲杖脱离
手部时，或者早上起床时，盲杖上拥有音响孔，这边按动手环，同时盲杖回响，
更加方便快捷定位位置，并迅速的找回。
5、手环不易掉落，便于携带，增加自身的便捷，本身大多数盲人的触觉和
听觉会高于普通人，我们的目的就是将运用到视觉的东西转化到触感和听觉方面，并且将这两种感官感受进行放大。
手环就是担当着一个转换与放大器的责任。
6、手环是主控制器，减少手杖的体积与质量便于携带。
五、结论
本项目提出设计一款，智能手环两体连接式导盲杖，减少盲杖上过多功能的
赘余，增加便携性，同时保留对视障人群安全出行的有益功能。
因为对于视障人
群来说，盲杖的功能就是保障出行安全，并且因为如今科技的蓬勃发展，我们可
以通过这些科技手段，帮助视障人群更加融入社会。
使用AI智能识物，图像识别，语音规划路线，定位，震动传感，等功能。
六、参考文献：
[1] 俞国华,朱广伟,张珂.基于多传感器融合的智能导盲杖研制[J].测控技术，2015,34(4):20-23.
[2]边鋆，于娜，邱子宸，智能化医用家具设计研究[J].艺术科技，2019，
32（05）：21-22
[3]胡湘娟.基于单片机的超声波测距系统的设计[J].工程技术：文摘版，2016（5）：128·
[4]彭安隆.基于AT89C51单片机的语音报警系统[J].电子世界，2016（10）：163-164
项目信息：本文系大学生创新项目《智能手环两体连接式导盲杖》研究成果。
作者简介：刘喜悦（2003.06-），女，汉族，辽宁大连人，本科在读，大连
科技学院
郑晓琳（1981.09-），女，汉族，辽宁大连人，工学硕士，大连科技学院讲师，研究方向：通信平台设计
范先帅（2002.11-），男，汉族，辽宁朝阳人，本科在读，大连科技学院
韩露露（2002.11-），女，汉族，辽宁朝阳人，本科在读，大连科技学院
魏军（2002.08-），男，汉族，安徽定远人，本科在读，大连科技学院
杨咏琪（2002.09-），女，汉族，吉林四平人，本科在读，大连科技学院
.。