电子导盲杖

特点

日本的视觉障碍者试用新型电子导盲杖

据秋田县立大学介绍，这是首款能够感应到使用者脸部高度处障碍物的导盲杖。盲人使用传统导盲杖时，通过感触脚边的障碍物及盲道进行判断，可以避开脚边障碍，但经常会撞上脸部高度处的招牌等物体。

这种新型导盲杖装有2个超声波感应器，能够感应到前方2米脸部高度处的障碍物，并通过震动手柄通知使用者。该导盲杖重量也控制在300克左右，与传动导盲杖基本相当。^[1]

效果

2010年5月20日，约有130名视觉障碍者试用了这种导盲杖。参与开发的相关人员确认了他们在设有障碍物的20米路段上的步行效果。来自大分县的60岁针灸师羽田野敏子笑着说：“我曾经撞到过卡车车厢上突出来的木材，这种导盲杖能够感应到脸部高度，非常方便。”^[1]

设计原理

如图1所示，电子导盲拐杖由四部分构成：超声波测距电路、光敏报警电路、语音录放电路、电源电路构成。

其中，超声波测距电路由超声波测距模块和触发输出电路构成，超声波测距模块工作在40KHz频率下，由超声波发射电路、接收电路、解调电路和信号输出电路构成，发射电路一直发出40KHz的超声波信号，当超声波遇到障碍物之后，返回同频率、不同相位的超声波信号。接收电路是一个鉴相、滤除电路，滤除40KHz信号后，比较相位差，障碍物距离盲人的距离d与相位差ΔP成正比例关系，即:d = k∆P

当ΔP超过阀值门限时，触发信号输出电路，发出遇到障碍物信号。电子导盲杖所用的超声波检测范围为12米。语音电路由录音控制电路、话筒、AD转换电路、ROM存储器电路、DA转换电路、音频放大电路、播放控制构成，完成录音、放音的功能。对盲人的语音提示信息可以通过录音键和录音电路进行修改，直到满意为止。录音完毕之后，语音信息保存在ROM存储器中，等待超声波模块的触发播放信号。一旦超声波模块检测到障碍物，则输出触发信号，此触发信号为低电平，直接连接至语音模块的播放控制输入端。语音模块收到播放信号之后，从ROM中读出语音数据至DA转换电路，再经过二阶滤波和功率放大电路，由喇叭向盲人发出提示语音，如“请你让一让！”等。此外，为了在夜间提示他人，在盲人拐杖上设计了一个光敏检测电路。采用光敏电阻的负亮度特性，即亮度越高，阻值越低，通过三级管反相放大，驱动红色LED发出提示信息。

整个系统的供电由9V叠层电池完成，语音录放电路要求5V直流电压，超声波电路要求6V至12V直流电压。为此，将9V电池直接加至超声波收发电路，另将9V经三端稳压集成电路7805稳压为5V输出至语音录放电路和光敏报警电路。[1]

参考资料

[1] 中国新闻网：日本发明电子导盲杖 可感知脸部高度障碍物(图)，2010年05月21日[引用日期2010-05-21]