SU1289484A1 - Apparatus for detecting obstacles by the blind - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к техническим средствам реабилитации инвалидов по зрению.The invention relates to medical technology, in particular to technical means for the rehabilitation of the visually impaired.

Цель изобретени  - повьшение точности определени  рассто ни  до преп тствий .The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the distance to obstacles.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  обнаружени  преп тствий слепыми.FIG. 1 is a functional block diagram of a device for detecting obstructions blind.

Устройство содержит управл емый по частоте генератор 1 импульсов, управл емьй по частоте генератор 2 тона. Выход генератора 2 тона соединен со входом усилител  3 мощности через фоторезистор 4. На выходе усилител  3 мощности включен инфракрасный излучатель 5. На приемной стороне фотоприемник 6 соединен с входом логарифмического усилител  7, KOTO-I . рый своим выходом соединен с электроакустическим преобразователем 8 и входом пикового детектора 9. Выход пикового детектора 9 подключен к управл ющим входам генераторов импульсов тона 1 и 2.The device contains a frequency controlled pulse generator 1, a frequency controlled tone generator 2. The output of the generator 2 tones connected to the input of the amplifier 3 power through the photoresistor 4. At the output of the amplifier 3, the power is turned on infrared emitter 5. On the receiving side of the photodetector 6 is connected to the input of the logarithmic amplifier 7, KOTO-I. Its output is connected to an electroacoustic transducer 8 and an input of a peak detector 9. The output of a peak detector 9 is connected to the control inputs of the tone pulse generators 1 and 2.

Управл емые генераторы импульсов тона 1 и 2 вьтолнены в виде мультивибраторов , во врем задающей цепи которых включены компоненты, измен ющие свое сопротивление от вели- ,чины управл ющего напр жени , напри- мер полевые транзисторы. Управл ющее напр жение в этом случае поступает на затворы полевых транзисторов. При этом генератор 1 импульсов собран по схеме асимметричного мультивибратора, а генератор 2 тона - по схеме симметричного мультивибратора. Генератор 2 тона выполнен на логических элементах И, причем один из входов И используетс  дл  запуска генератора.Controlled pulse tone generators 1 and 2 are made in the form of multivibrators, during the master circuit of which the components that change their resistance from the magnitude of the control voltage, for example, field-effect transistors, are included. The control voltage in this case goes to the gates of the field effect transistors. In this case, the pulse generator 1 is assembled according to the asymmetric multivibrator circuit, and the 2 tone generator is constructed according to the symmetric multivibrator circuit. A tone generator 2 is made on the AND gates, with one of the AND inputs being used to start the generator.

В качестве инфракрасного излучател  5 используетс  светодиод.An LED is used as the infrared emitter 5.

Фотоприемник 6 выполнен в виде фотодиода. В качестве электроакустического преобразовател  8 используетс  малогабаритный динамический громкоговоритель. Логарифмический усилитель 7 выполнен по схеме с нелинейными элементами в цепи обратной св зи.The photodetector 6 is made in the form of a photodiode. A small-sized dynamic loudspeaker is used as an electro-acoustic converter 8. The logarithmic amplifier 7 is made according to the scheme with nonlinear elements in the feedback circuit.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Генератор 1 импульсов формирует пр моугольные импульсы с длительностью 20 мс и частотой повторени , регулируемой в диапазоне 1-10 Гц. Ука1289А842The pulse generator 1 generates rectangular pulses with a duration of 20 ms and a repetition frequency adjustable in the range of 1-10 Hz. Uka1289A842

занные импульсы поступают к генератору 2 тона, обеспечива  его включение на врем  импульса. Генератор 2 тона формирует тональные импульсы,The detected pulses go to the tone generator 2, ensuring that it is switched on for the duration of the pulse. The tone generator 2 forms tonal pulses

«; частота заполнени  которых регулируетс  в диапазоне 0,2-3 кГц. Сформированные импульсы через делитель напр жени , образованный фоторазис- тором 4 и входным сопротивлением“; the filling frequency of which is regulated in the range of 0.2-3 kHz. The generated pulses through a voltage divider formed by the photo-detector 4 and the input resistance

10 усилител  3 мощности, поступают на вход последнего. При низкой внешней освещенности (около 100 лк) коэффициент передачи усилител  составл ет 0,1, а при увеличении освещенности10 power amplifier 3, received at the input of the latter. With low ambient light (about 100 lux), the gain of the amplifier is 0.1, and with increasing light

15 сопротивление фоторезистора 4 падает и коэффициент передачи делител  возрастает почти до 1. Вследствие этого на пор док возрастает амплитуда тональных импульсов, поступающих на15, the resistance of the photoresistor 4 decreases and the divider’s transfer coefficient increases to almost 1. As a result, the amplitude of the tonal impulses arriving at

20 вход усилител  мощности 3, и соответственно светова  энерги , излучаема  излучателем,5.The 20 input power amplifier 3, and accordingly the luminous energy emitted by the radiator, 5.

Пространственна  диаграмма излу- .Spatial radiation pattern.

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

чени  имеет вип, конуса с углом около 15. Когда преп тстви  в зоне излучени  наход тс  на относительно большом рассто нии, свыще 5 м, отражаема  от них и попадающа  на фотоприемник 6 светова  энерги  отходитс  ниже порогового значени  фотоприемника, и сигнал на выходе последнего отсутствует . Соответственно отсутствует сигнал переменного тока на выходе усилител  7 и входе пикового детектора 9, напр жение на выходе пикового детектора 9 равно нулю. Используемые в качестве врем задаю- щих компонентов полевые транзисторы имеют больщое сопротивление, в ре зультате чего генератор 1 импульсов генерирует минимальную частоту 1 Гц, а генератор тона 2 200 Гц. Электроакустический преобразователь 8 звукового сигнала не создает.It has a cone with an angle of about 15. When the obstacle in the radiation zone is at a relatively large distance, it is more than 5 m, the light energy reflected from them and the light energy falling on the photodetector 6 goes below the threshold value of the photodetector, and there is no signal at the output of the last . Accordingly, there is no AC signal at the output of the amplifier 7 and the input of the peak detector 9, the voltage at the output of the peak detector 9 is zero. The field-effect transistors used as the time of the driving components have a large resistance, as a result of which the pulse generator 1 generates a minimum frequency of 1 Hz and a tone generator of 2,200 Hz. Electro-acoustic transducer 8 does not create a sound signal.

При дальнейшем приближении слепого к преп тствию, попадающа  на фотоприемник 6 отраженна  светова  энерги  превьщ1ает пороговый уровень фотоприемников 6 и на выходе последнего генерируетс  напр жение, имеющее форму тональных импульсов. Указанные импульсы усиливаютс  логарифмическим усилителем 7 и поступают к электроакустическому преобразователю 8, генерирующему дл  слепого предупреждающий звуковой сигнал. Одновременно , тональные импульсы поступают к пиковому детектору 9, на вы5When the blind person approaches the obstacle further, the reflected light energy on the photodetector 6 exceeds the threshold level of the photodetectors 6, and the voltage generated in the form of tonal pulses is generated at the output of the photodetector 6. These pulses are amplified by a logarithmic amplifier 7 and are fed to an electro-acoustic transducer 8, which generates a warning beep for the blind. At the same time, tonal impulses arrive at the peak detector 9, at 5

00

5five

00

5five

00

5five

чени  имеет вип, конуса с углом около 15. Когда преп тстви  в зоне излучени  наход тс  на относительно большом рассто нии, свыще 5 м, отражаема  от них и попадающа  на фотоприемник 6 светова  энерги  отходитс  ниже порогового значени  фотоприемника, и сигнал на выходе последнего отсутствует . Соответственно отсутствует сигнал переменного тока на выходе усилител  7 и входе пикового детектора 9, напр жение на выходе пикового детектора 9 равно нулю. Используемые в качестве врем задаю- щих компонентов полевые транзисторы имеют больщое сопротивление, в ре зультате чего генератор 1 импульсов генерирует минимальную частоту 1 Гц, а генератор тона 2 200 Гц. Электроакустический преобразователь 8 звукового сигнала не создает.It has a cone with an angle of about 15. When the obstacle in the radiation zone is at a relatively large distance, it is more than 5 m, the light energy reflected from them and the light energy falling on the photodetector 6 goes below the threshold value of the photodetector, and there is no signal at the output of the last . Accordingly, there is no AC signal at the output of the amplifier 7 and the input of the peak detector 9, the voltage at the output of the peak detector 9 is zero. The field-effect transistors used as the time of the driving components have a large resistance, as a result of which the pulse generator 1 generates a minimum frequency of 1 Hz and a tone generator of 2,200 Hz. Electro-acoustic transducer 8 does not create a sound signal.

При дальнейшем приближении слепого к преп тствию, попадающа  на фотоприемник 6 отраженна  светова  энерги  превьщ1ает пороговый уровень фотоприемников 6 и на выходе последнего генерируетс  напр жение, имеющее форму тональных импульсов. Указанные импульсы усиливаютс  логарифмическим усилителем 7 и поступают к электроакустическому преобразователю 8, генерирующему дл  слепого предупреждающий звуковой сигнал. Одновременно , тональные импульсы поступают к пиковому детектору 9, на выходе которого формируетс  напр жение посто. нного тока, повышающее частоты генераторов импульсов тона 1 и 2. Тональные импульсы с возрастающей частотой следовани  и с возг- растающей частотой заполнени  усиливаютс  усилителем 3 мощности и излучаютс  в виде световой энергии излучателем 5, отражаютс  от объекта,прИ нимаютс  фотоприемником 6 и воспроизвод тс  в виде звукового сигнала повышенной громкости и частоты электроакустическим преобразователем 9.When the blind person approaches the obstacle further, the reflected light energy on the photodetector 6 exceeds the threshold level of the photodetectors 6, and the voltage generated in the form of tonal pulses is generated at the output of the photodetector 6. These pulses are amplified by a logarithmic amplifier 7 and are fed to an electro-acoustic transducer 8, which generates a warning beep for the blind. At the same time, tonal pulses arrive at a peak detector 9, at the output of which a constant voltage is generated. The current increases the frequencies of the tone pulse generators 1 and 2. Tonal pulses with increasing frequency and with an increasing filling frequency are amplified by the power amplifier 3 and emitted in the form of light energy by the emitter 5, reflected from the object, transmitted by the photodetector 6 and reproduced in a sound signal of increased volume and frequency by an electroacoustic converter 9.

Claims (1)

Формула изобрете.ни  15Formula inveni.ni 15 Устройство дл  обнаружени  преп тствий слепыми, содержащее последоРедактор А. ДолиничA device for the detection of obstructions by the blind, containing a post-editor A. Dolinich Составитель Е. КапитановCompiled by E. Kapitanov Техред М.Ходанич Корректор А. ЗимокосовTehred M. Khodanich Proofreader A. Zimokosov Заказ 7839/5 Тираж 617ПодписноеOrder 7839/5 Circulation 617 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 1515 28948442894844 вательно соединенные генератор импульсов , генератор тона, усилитель мощности и инфракрасный излучатель и последовательно соединенные фото- 5 приемник, усилитель и электроакустический преобразователь, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  рассто ни  до преп тстви , оно дополнительно содержит фоторезистор, включенный между генератором тока и усилителем мощности и пиковьгй детектор, генераторы выполнены управл емыми по частоте, а усилитель логарифмическим , причем выход усилител  соединен с входом пикового детектора, г выходы которого соединены с управл ющими входами генераторов.a pulse generator, a tone generator, a power amplifier and an infrared emitter and a photo-receiver, an amplifier and an electro-acoustic transducer connected in series, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the distance to the obstacle, it additionally contains a photoresistor connected between the generator the current and power amplifier and peak detector, the generators are frequency controlled, and the amplifier is logarithmic, with the amplifier output connected to the peak input detector, g outputs of which are connected to control inputs of generators. fOfO