CN104856845A - 一种适用于盲人的智能鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于盲人的智能鞋，包括鞋底和设置于鞋底上的鞋体，其中所述鞋底的至少一部分设置有多个压力传感器，用于当所述鞋底与凸起的地面接触时受到挤压产生压力感应信号；且所述智能鞋还包括：存储芯片，用于预先存储鞋底踩在盲道上时所述压力传感器受到挤压所产生压力感应信号的信号特征；分别与所述压力传感器和所述存储芯片电连接的数据处理芯片，用于将从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征进行比对，当判断不对应时，确定鞋底为偏离盲道，并发出提示信号。本发明通过鞋底设置多个压力传感器，并通过存储芯片预先存储鞋底踩在盲道上的信号特征，能够准确的鉴定出鞋底是否为处于盲道。

Description

一种适用于盲人的智能鞋
技术领域
本发明涉及医疗保健技术领域，尤其是指一种适用于盲人的智能鞋。
背景技术
随着电子科学技术的发展，智能健康领域日益受到人们的关注，其中能够帮助盲人行走的设备成为众多厂商关注的对象。
目前市场上用于盲人导航的装置主要利用全球定位系统(GPS)和通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)网络信号来辅助定位，加以语音提示帮助盲人引导道路，但采用该技术所制成的产品结构复杂，价格昂贵，而且时常会受到天气信号及建筑物的影响，因此使得产品的推广使用受到很大限制。
发明内容
本发明技术方案的目的是提供一种适用于盲人的智能鞋，能够通过鞋底与地面的接触提醒盲人是否处于正确行驶路线。
本发明提供一种适用于盲人的智能鞋，包括鞋底和设置于鞋底上的鞋体，其中所述鞋底的至少一部分设置有多个压力传感器，用于当所述鞋底与凸起的地面接触时受到挤压产生压力感应信号；
且所述智能鞋还包括：
存储芯片，用于预先存储鞋底踩在盲道上时所述压力传感器受到挤压所产生压力感应信号的信号特征；
分别与所述压力传感器和所述存储芯片电连接的数据处理芯片，用于将从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征进行比对，当判断不对应时，确定鞋底为偏离盲道，并发出提示信号。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，所述数据处理芯片还用于：当所述智能鞋启用之后，预定时间内未接收到所述压力感应信号时也确定鞋底为偏离盲道，并发出提示信号。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，所述存储芯片包括：
第一存储子芯片，用于存储第一特征，所述第一特征为：压力感应信号的信号分布图包括一列组合构形；
第二存储子芯片，用于存储第二特征，所述第二特征为：压力感应信号的信号分布图包括至少两列相平行的组合构形，且相邻组合构形之间的间隔距离与直行盲道上两列凸起之间的间隔对应；
第三存储子芯片，用于存储第三特征，所述第三特征为：压力感应信号的信号分布图包括多个呈阵列分布的组合构形，且组合构形之间的间隔距离与提示盲道上圆点凸起之间的间隔对应；
其中所述信号分布图为压力感应信号以虚拟点表示并依据产生位置坐标排列形成的图形。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，所述数据处理芯片包括：
位置坐标确定结构，用于确定所接收的每一所述压力感应信号的产生位置坐标；
图形构建结构，用于依据所接收的每一所述压力感应信号的产生位置坐标，在一坐标系下形成信号分布图；
匹配结构，用于将所形成的信号分布图分别与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征进行比对，当所形成的信号分布图的至少一部分与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征的其中一个匹配时，则确定从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征相对应；当所形成的信号分布图的至少一部分与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征的任一个均不匹配时，则确定从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征不对应。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，整个所述鞋底的底面表面均匀分布有所述压力传感器。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，在所述鞋底的内部，沿厚度方向均匀分布有所述压力传感器。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，所述智能鞋还包括振动器，与所述数据处理芯片连接，所述振动器用于接收所述提示信号，根据所述提示信号启动振动提示用户偏离盲道。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，所述智能鞋还包括语音播放器，与所述数据处理芯片连接，所述语音播放器用于接收所述提示信号，根据所述提示信号播放语音提示用户偏离盲道。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，所述智能鞋还包括电源和控制所述电源开和关的控制开关，设置于所述鞋体上，其中所述电源分别与所述存储芯片和所述数据处理芯片连接。
优选地，上述所述的智能鞋，其中，所述压力传感器为陶瓷式压力传感器。
本发明具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：
通过鞋底设置多个压力传感器，并通过存储芯片预先存储鞋底踩在盲道上的信号特征，与适时采集的压力感应信号进行比对，能够准确的鉴定出鞋底是否为处于盲道，以能够及时提醒盲人是否处于正确行驶路线。
附图说明
图1表示本发明具体实施例适用于盲人的智能鞋的结构简图；
图2a至图2c为本发明实施例所述智能鞋中，鞋底设置压力传感器的几种方式的具体结构示意图；
图3a和图3b分别为直行盲道和提示盲道的平面结构示意图；
图4a为鞋底与直行盲道接触的第一种结构形式的示意图；
图4b为鞋底与直行盲道接触的第二种结构形式的示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1为本发明具体实施例适用于盲人的智能鞋的结构示意图，所述智能鞋包括鞋底1和设置于鞋底1上的鞋体2，其中所述鞋底1的至少一部分设置有多个压力传感器10，用于当所述鞋底1与凸起的地面接触时受到挤压产生压力感应信号；
且所述智能鞋还包括：
存储芯片，用于预先存储鞋底1踩在盲道上时所述压力传感器10受到挤压所产生压力感应信号的信号特征；
分别与所述压力传感器10和所述存储芯片电连接的数据处理芯片，用于将从所述压力传感器10处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征进行比对，当判断不对应时，确定鞋底为偏离盲道，并发出提示信号。
本发明实施例所述的智能鞋，利用盲道的结构特征，通过存储芯片预先存储鞋底踩在盲道上的信号特征，与适时采集的压力感应信号进行比对，当适时采集的压力感应信号与存储的信号特征相对应时，说明鞋底为踩在盲道上，当不相对应时，说明偏离盲道，以提示用户。该原理制作的智能鞋，通过鞋底与地面的接触能够准确的鉴定出鞋底是否为处于盲道，以能够及时提醒盲人是否处于正确行驶路线。
进一步，较佳地，当智能鞋启用之后，预定时间内数据处理芯片未接收到压力感应信号时也确定鞋底为偏离盲道，并发出提示。采用该处理方式，当盲人走出盲道踩在平坦马路上时，鞋底上各个压力传感器所受挤压力均匀，进而使得数据处理芯片从压力传感器处接收压力感应信号中断，此种情况下确定鞋底为偏离盲道，数据处理芯片及时发出提示信号。
本发明上述结构的智能鞋，其中存储芯片与数据处理芯片可以设置于鞋底1的内部，也可以设置于鞋体2上，位于鞋体2的表面或内部，或者一个设置于鞋底1的内部，一个设置于鞋体2上。
图2a至图2c为本发明实施例所述智能鞋中，鞋底1设置压力传感器的几种方式的具体结构示意图。其中，在第一种结构中，鞋底1的底面表面的其中一部分设置有压力传感器10；较佳地，所设置的压力传感器10集中位于鞋底1的底面表面的中部区域；在第二种结构中，整个鞋底1的底面表面均匀分布设置有压力传感器10；在第三种结构中，在鞋底1的内部，沿厚度方向均匀分布有压力传感器10。
较佳地，鞋底1设置压力传感器10的方式为第三种结构和第一种结构的组合，也即除鞋底1的底面表面的其中一部分设置压力传感器10外，鞋底1的内部沿厚度方向也均匀分布多个压力传感器10；或者为第三种结构和第二种结构的组合，也即除整个鞋底1的底面表面均匀分布设置有压力传感器10外，鞋底1的内部沿厚度方向也均匀分布多个压力传感器10。
上述鞋底1上设置压力传感器的方式，不以上述的几种结构为限制，只要能够检测到鞋底1与地面相接触的凸起即可。较佳地，压力传感器10可以为陶瓷式压力传感器，当然也可以限于仅为陶瓷式压力传感器，只要能够感应到鞋底与盲道接触时的压力的任何类型的压力传感器都可。
本发明上述实施例的智能鞋，所设置的存储芯片包括：
第一存储子芯片，用于存储第一特征，所述第一特征为：压力感应信号的信号分布图包括一列组合构形；
第二存储子芯片，用于存储第二特征，所述第二特征为：压力感应信号的信号分布图包括至少两列相平行的组合构形，且相邻组合构形之间的间隔距离与直行盲道上两列凸起之间的间隔对应；
第三存储子芯片，用于存储第三特征，所述第三特征为：压力感应信号的信号分布图包括多个呈阵列分布的组合构形，且组合构形之间的间隔距离与提示盲道上圆点凸起之间的间隔对应；
其中所述信号分布图为压力感应信号以虚拟点表示并依据产生位置坐标排列形成的图形。
图3a和图3b分别为直行盲道和提示盲道的平面结构示意图。本领域技术人员可以理解，直行盲道和提示盲道的设置通常符合国际标准。如图3a所示的直行盲道，盲道砖3的大小以及表面设置的条形凸起具有标准值，通常相互平行条形凸起31之间的间距a为62mm，各条形凸起31的宽度b为25mm；如图3b所示的提示盲道，盲道砖3的大小以及表面设置的圆点凸起32也具有标准值，相邻圆点凸起32在水平和竖直方向之间的间距c为50mm，各圆点凸起32的直径d分别为25mm。
利用直行盲道和提示盲道所设置的以上标准尺寸的凸起，当踩在盲道上的鞋底1设置压力传感器10时，受挤压的压力传感器10的分布区域与盲道上凸起的形状与尺寸对应。例如，当踩在直行盲道上时，鞋底1与盲道砖3上条形凸起31的接触可以形成为图4a所示的第一种形式，也即鞋底1仅踩在一个条形凸起31上，鞋底1上感应到挤压的压力传感器10在鞋底1上形成为一列排列的组合构形，该种受挤压的压力传感器10的排列形式构成为第一特征；也可以形成为图4b所示的第二种形式，也即鞋底1踩在两个条形凸起31上，鞋底1上感应到挤压的压力传感器10在鞋底1上形成为两列相平行的组合构形，该种受挤压的压力传感器10的排列形式构成为第二特征；当然也存在踩在三个条形凸起31上的可能。当踩在提示盲道上时，结合图3b，鞋底1与盲道砖3上的多个圆点凸起32相接触挤压，鞋底1上感应到挤压的压力传感器10在鞋底1上间隔设置，且构成为呈阵列分布的组合构形，该种受挤压的压力传感器10的排列形式构成为第三特征。
基于以上的原理，利用存储芯片的第一存储子芯片、第二存储子芯片和第三存储子芯片分别存储以上的第一特征、第二特征和第三特征，当数据处理芯片接收到鞋底1踩在盲道上时压力传感器10受挤压所传输的压力感应信号时，通过确定所接收的压力感应信号的产生位置坐标，依据所接收的每一所述压力感应信号的产生位置坐标，在一坐标系下形成信号分布图，并将所形成的信号分布图与存储芯片中所存储的第一特征、第二特征和第三特征进行比对，即能够确定鞋底1是否为正常处于盲道中。
因此，所述数据处理芯片具体包括：
位置坐标确定结构，用于确定所接收的每一所述压力感应信号的产生位置坐标；
图形构建结构，用于依据所接收的每一所述压力感应信号的产生位置坐标，在一坐标系下形成信号分布图；
匹配结构，用于将所形成的信号分布图分别与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征进行比对，当所形成的信号分布图的至少一部分与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征的其中一个匹配时，则确定从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征相对应；当所形成的信号分布图的至少一部分与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征的任一个均不匹配时，则确定从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征不对应。
所述数据处理芯片通过上述的位置坐标确定结构、图形构建结构和匹配结构，能够构建受挤压的压力传感器10的信号分布图，利用所形成的信号分布图与预先存储的鞋底踩在盲道上时压力传感器受到挤压所产生压力感应信号的各个可能的信号特征进行匹配，能够准确的判断出鞋底是否正常行走在盲道上，以及是否为偏离盲道，当确定为偏离盲道时，发出提示信号。
此外，基于上述的结构和方式，数据处理芯片通过上述的位置坐标确定结构、图形构建结构和匹配结构，利用所形成的信号分布图与预先存储的鞋底踩在盲道上时压力传感器受到挤压所产生压力感应信号的各个可能的信号特征进行匹配时，匹配结构与预先存储的信号特征进行匹配时，可以判断确定鞋底所踩在盲道上的类型，如当确定所形成的信号分布图与第一特征或第二特征对应时，可以确定鞋底为踩在直行盲道上，当确定所形成的信号分布图与第三特征对应时，可以确定鞋底为踩在提示盲道上。基于此，较佳地，数据处理芯片还可以用于发出鞋底所踩在盲道上类型的提示信号，通过在智能鞋上安装语音播放装置，播放该提示信号，以实时以语音播放方式提醒用户当前所处盲道类型。
较佳地，本发明具体实施例上述结构的智能鞋，还包括语音播放器，与数据处理芯片连接，该语音播放器用于接收数据处理芯片发出的提示信号，根据所述提示信号播放语音，以提示用户偏离盲道；或者提示用户所处盲道类型。
另一方面，上述结构的智能鞋也可以包括振动器，与数据处理芯片连接，用于接收提示信号，根据提示信号启动振动，以提示用户偏离盲道。
以上智能鞋所设置的语音播放器和/或振动器，可以设置于鞋体2上。
另一方面，本发明实施例的智能鞋还包括电源和控制电源开和关的控制开关，设置于鞋体2上，其中电源分别与存储芯片和数据处理芯片连接，用于为存储芯片和数据处理芯片供电。
另外，利用与电源连接的控制开关的设置，当智能鞋启用之前，可以打开控制开关，使电源为存储芯片和数据处理芯片供电，两芯片开始工作；当智能鞋不使用时，可以关闭控制开关，使电源切断与存储芯片与数据处理芯片之间的供电。
本发明实施例适用于盲人的智能鞋，通过鞋底设置多个压力传感器，并通过存储芯片预先存储鞋底踩在盲道上的信号特征，与适时采集的压力感应信号进行比对，能够准确的鉴定出鞋底是否为处于盲道，以能够及时提醒盲人是否处于正确行驶路线。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于盲人的智能鞋，包括鞋底和设置于鞋底上的鞋体，其特征在于，所述鞋底的至少一部分设置有多个压力传感器，用于当所述鞋底与凸起的地面接触时受到挤压产生压力感应信号；
且所述智能鞋还包括：
存储芯片，用于预先存储鞋底踩在盲道上时所述压力传感器受到挤压所产生压力感应信号的信号特征；
分别与所述压力传感器和所述存储芯片电连接的数据处理芯片，用于将从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征进行比对，当判断不对应时，确定鞋底为偏离盲道，并发出提示信号。
2.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，所述数据处理芯片还用于：当所述智能鞋启用之后，预定时间内未接收到所述压力感应信号时也确定鞋底为偏离盲道，并发出提示信号。
3.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，所述存储芯片包括：
第一存储子芯片，用于存储第一特征，所述第一特征为：压力感应信号的信号分布图包括一列组合构形；
第二存储子芯片，用于存储第二特征，所述第二特征为：压力感应信号的信号分布图包括至少两列相平行的组合构形，且相邻组合构形之间的间隔距离与直行盲道上两列凸起之间的间隔对应；
第三存储子芯片，用于存储第三特征，所述第三特征为：压力感应信号的信号分布图包括多个呈阵列分布的组合构形，且组合构形之间的间隔距离与提示盲道上圆点凸起之间的间隔对应；
其中所述信号分布图为压力感应信号以虚拟点表示并依据产生位置坐标排列形成的图形。
4.如权利要求3所述的智能鞋，其特征在于，所述数据处理芯片包括：
位置坐标确定结构，用于确定所接收的每一所述压力感应信号的产生位置坐标；
图形构建结构，用于依据所接收的每一所述压力感应信号的产生位置坐标，在一坐标系下形成信号分布图；
匹配结构，用于将所形成的信号分布图分别与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征进行比对，当所形成的信号分布图的至少一部分与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征的其中一个匹配时，则确定从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征相对应；当所形成的信号分布图的至少一部分与所述第一特征、所述第二特征和所述第三特征的任一个均不匹配时，则确定从所述压力传感器处接收的所述压力感应信号的信号特征与预先存储的所述信号特征不对应。
5.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，整个所述鞋底的底面表面均匀分布有所述压力传感器。
6.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，在所述鞋底的内部，沿厚度方向均匀分布有所述压力传感器。
7.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，所述智能鞋还包括振动器，与所述数据处理芯片连接，所述振动器用于接收所述提示信号，根据所述提示信号启动振动提示用户偏离盲道。
8.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，所述智能鞋还包括语音播放器，与所述数据处理芯片连接，所述语音播放器用于接收所述提示信号，根据所述提示信号播放语音提示用户偏离盲道。
9.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，所述智能鞋还包括电源和控制所述电源开和关的控制开关，设置于所述鞋体上，其中所述电源分别与所述存储芯片和所述数据处理芯片连接。
10.如权利要求1所述的智能鞋，其特征在于，所述压力传感器为陶瓷式压力传感器。
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