CN103479474A - 一种感知周围环境的装置 - Google Patents

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Abstract

一种感知周围环境的装置，涉及感知技术。它为了解决目前视力障碍辅助仪器对同时具有听觉障碍的人士不能适用，长时间使用产生肌肉麻木或痉挛，以及产生电流刺激的问题。本发明的N个物体探测器探测不同方向物体的距离和相对速度，微电脑处理芯片将物体探测器探测到的信号转换成声音控制信号并发送给动圈式扬声器，动圈式扬声器发出不同频率和振动节奏的气浪，使用者根据气浪的频率和振动节奏判断出不同方向物体的距离和速度。使用者不需要用耳朵接收声音信号，因此，同时具有听觉和视觉障碍的人士也能够使用该装置，且气浪不同于机械振动或电流，长时间使用不会产生肌肉麻木或痉挛，更不会产生刺痛的感觉。本发明用于帮助视障人士感知周围环境。

Description

一种感知周围环境的装置
技术领域
本发明涉及感知技术。
背景技术
目前常见的视力障碍辅助仪器主要使用声音、机械振动和电刺激来对使用者进行反馈。使用声音反馈对同时具有听觉障碍的人士不能适用。而一般的机械振动方式模式简单，长时间适用容易产生肌肉麻木或痉挛。电刺激方式需要选取舌头等神经密集的地方，同时电流会产生刺痛，对使用者带来痛苦。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前视力障碍辅助仪器对同时具有听觉障碍的人士不能适用，长时间使用产生肌肉麻木或痉挛，以及产生电流刺激的问题，提供一种感知周围环境的装置。
本发明所述的一种感知周围环境的装置包括N个物体探测器1，其特征在于：它还包括微电脑处理芯片2和N个动圈式扬声器3，所述N个物体探测器1分别对应N个动圈式扬声器3，所述N个物体探测器1的探测信号输出端连接微电脑处理芯片2的探测信号输入端，所述N个物体探测器1用于探测不同方向物体的距离和相对速度，所述微电脑处理芯片2的N个声音控制信号输出端分别连接N个动圈式扬声器3的声音控制信号输入端。
所述的N个物体探测器1为超声探测器、雷达探测器或激光探测器。
所述的动圈式扬声器3发出的气浪的频率范围为20Hz～20KHz。
本发明所述的一种感知周围环境的装置通过N个物体探测器1探测不同方向物体的距离和相对速度，微电脑处理芯片2将N个物体探测器1探测到的信号转换成声音控制信号，并将该声音控制信号发送给N个动圈式扬声器3，N个动圈式扬声器3发出不同频率和振动节奏的气浪，该气浪作用于人体上，人体根据气浪的频率和振动节奏判断出不同方向物体的距离和速度。
本发明所述的一种感知周围环境的装置在使用时，使用者不需要用耳朵接收声音信号，因此，同时具有听觉障碍的人士也能够使用该装置，且该装置作用于人体的是气浪，而非机械振动或电流，长时间使用不会产生肌肉麻木或痉挛，更不产生刺痛的感觉。
附图说明
图1为本发明所述的一种感知周围环境的装置的电气连接关系示意图；
图2为动圈式扬声器3所产生的气浪的波形图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种感知周围环境的装置包括N个物体探测器1，其特征在于：它还包括微电脑处理芯片2和N个动圈式扬声器3，所述N个物体探测器1分别对应N个动圈式扬声器3，所述N个物体探测器1的探测信号输出端连接微电脑处理芯片2的探测信号输入端，所述N个物体探测器1用于探测不同方向物体的距离和相对速度，所述微电脑处理芯片2的N个声音控制信号输出端分别连接N个动圈式扬声器3的声音控制信号输入端。
本实施方式所述的一种感知周围环境的装置在使用时，将N个物体探测器1和N个动圈式扬声器3根据需要佩戴在使用者身体的前胸、后背和左右两侧，所述N个物体探测器1朝向各不相同，以确保能够探测前后左右不同方向的距离和相对速度，N个动圈式扬声器3的音盆朝向使用者的身体。为方便使用者判断周围环境，可以将每个物体探测器1和与其对应的动圈式扬声器3佩戴在同一位置，例如，将一个物体探测器1和与其对应的动圈式扬声器3佩戴均在使用者身体的左侧，则使用者身体的左侧感受到气浪时，使用者可根据该气浪的频率和振动节奏判断左侧物体的距离和相对速度。也可将N个动圈式扬声器3组合成一个30厘米宽、20厘米高的平面朝内佩戴在使用者胸前，将N个物体探测器1佩戴在使用者胸前，则使用者能感知到前方不同方位物体的距离和相对速度。
微电脑处理芯片2将N个物体探测器1探测到的信号转换成声音控制信号，如图2所示，该声音控制信号包括频率信息和振动节奏信息，不同的距离对应不同的频率(不同频率对应不同的音高)，不同的速度对应不同的振动节奏。微电脑处理芯片2将所述声音控制信号发送给对应的动圈式扬声器3，所述动圈式扬声器3根据声音控制信号中的频率信息和振动节奏信息，按照一定时间间隔发出一段段具有一定频率的气浪，一定时间内气浪的段数即为所述的振动节奏，振动节奏的范围为30次～200次/分钟。该气浪作用于人体上，人体根据该气浪的音高和振动节奏判断出不同方向物体的距离和速度，直观地感知周围环境。装置的佩戴和使用非常简单，不需要植入电极，也不需要紧密接触皮肤，只要挂在前胸、后背或左右两侧即可。使用者能够很容易地区分0.2米至50米范围内，速度从0米/秒到100米/秒的物体。且使用者不需要用耳朵接收声音信号，同时具有听觉和视觉障碍的人士也能够使用该装置，该装置作用于人体的是气浪，而非机械振动或电流，长时间使用不会产生肌肉麻木或痉挛，更不会产生刺痛的感觉。
具体实施方式二：本实施方式是对实施方式一所述的一种感知周围环境的装置中的N个物体探测器1的进一步限定，本实施方式中，N个物体探测器1为超声探测器、雷达探测器或激光探测器。
具体实施方式三：本实施方式是对实施方式一或二所述的一种感知周围环境的装置中的动圈式扬声器3的进一步限定，本实施方式中，动圈式扬声器3发出的气浪的频率范围为20Hz～20KHz。
气浪的频率超出上述范围时，人体感知不明显。
具体实施方式四：本实施方式是对实施方式一或二所述的一种感知周围环境的装置的进一步限定，本实施方式中，每个物体探测器1和与其对应的动圈式扬声器3固定连接在一起。
本实施方式中，每个物体探测器1和与其对应的动圈式扬声器3固定连接在一起，方便使用时佩戴，以保证动圈式扬声器3能够准确反映与其对应的物体探测器1所感知方向的信号。

Claims (4)

1.一种感知周围环境的装置，包括N个物体探测器(1)，其特征在于：它还包括微电脑处理芯片(2)和N个动圈式扬声器(3)，所述N个物体探测器(1)分别对应N个动圈式扬声器(3)，所述N个物体探测器(1)的探测信号输出端连接微电脑处理芯片(2)的探测信号输入端，所述N个物体探测器(1)用于探测不同方向物体的距离和相对速度，所述微电脑处理芯片(2)的N个声音控制信号输出端分别连接N个动圈式扬声器(3)的声音控制信号输入端。
2.根据权利要求1所述的一种感知周围环境的装置，其特征在于：所述的N个物体探测器(1)为超声探测器、雷达探测器或激光探测器。
3.根据权利要求1或2所述的一种感知周围环境的装置，其特征在于：所述的动圈式扬声器(3)发出的气浪的频率范围为20Hz～20KHz。
4.根据权利要求1或2所述的一种感知周围环境的装置，其特征在于：每个物体探测器(1)和与其对应的动圈式扬声器(3)固定连接在一起。
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