[发明专利]基于振动电机阵列的嵌入式图像感知装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于振动电机阵列的嵌入式图像感知装置，属于振动触觉技术领域。

 

背景技术

人类约60％～80％的信息是靠视觉感知的，其中的60％～70％的信息又是以图像方式获取的。对于盲人，视觉障碍给他们的工作和生活带来极大的不便，严重限制了他们的生活空间。他们只能通过触觉和听觉获取信息；而对于图形图像类的视觉信息，他们一般靠阅读盲文来感知。虽然已经有基于文字识别和语音提示的盲人计算机来帮助盲人识别网页上的文字信息，但他们仍无法有效感知影像图形信息。如何让盲人获得一定程度的视觉信息，是研究者急需攻关的难题。目前，图像的非视觉再现技术研究主要集中在听觉和力／触觉两方面。对于盲人而言，失去了视觉，那么听觉显得更加宝贵，因此利用听觉获取视觉信息有它的不足之处，且易受到外部环境的干扰。

目前通过触觉进行的刺激方式有水射流技术。该装置体积较大，不易携带，结构复杂，使用不便。

还有电刺激技术。该方法电压高达200伏，受试者易存在心里顾虑，且当连续刺激达到10多分钟以后，电刺激电压阈值会有一个明显的上升过程，上升稳定以后的电刺激阈值会上升60-270%。

发明内容

发明目的：

本发明目的正是基于上述原因，解决背景技术中的缺陷，提供一种基于振动电机阵列的嵌入式图像感知装置。它不仅要求体积小巧，准确度高，而且应该安全，舒适。

技术方案：

为了实现上述发明目的，本发明采用的方案为：

一种基于振动电机阵列的嵌入式图像感知装置，包括图像采集模块，图像处理及振动编码模块，触觉表达模块。其中，图像采集模块给图像处理及振动编码模块提供图像，图像处理及振动编码模块处理完图像，得到图像的边缘信息，对并振动方式进行编码，把控制信号发送给触觉表达模块，其中：

上述图像采集模块包括摄像头和USB接口。用于向图像处理模块提供图像。

上述图像处理及振动编码模块包括嵌入式处理器ARM11，SDRAM内存，Flash存储器，扩展IO口。用于对图像进行处理，分析得到振动电机阵列的信息，生成各个点各个时间段的PWM信号，对振动电机进行编码。

上述触觉表达模块包括控制光耦隔离，振动电机阵列。作用于受试者后背部，产生触觉感知信息。

 

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、触觉表达采用动态振动编码，受试者判断准确，且有效避免触觉刺激的长时间适应性困难。

2、结构简单，体积小巧，方便携带。

3、电压等级小，用小型振动电机组成阵列式振动，安全，舒适。

4、具有USB接口，可直接读取U盘，移动硬盘中的图片文件，不局限于摄像头，图像来源广泛。

5、功耗低，可长时间使用。

6、振动强度可调节，可表示复杂信息。

 

附图说明

图1是本发明的系统结构框图。

图2是本发明中图像处理及振动编码模块的系统结构框图。

图3是本发明中图像处理及振动编码模块的软件流程图。

图4是本发明中触觉表达模块的示意图。

图5是本发明中触觉表达模块的振动时序图。

 具体实施方案:

一种基于振动电机阵列的嵌入式图像感知装置，包括图像采集模块1，图像处理及振动编码模块2，触觉表达模块3，其中，图像采集模块1连接图像处理及振动编码模块2的输入端，图像处理及振动编码模块2的输出端和触觉表达模块3的输入端连接。

在本实施例中，所述图像采集模块1包括摄像头和USB接口，可以通过摄像头实时采集图像，也可以通过USB接口连接U盘来打开已有的图片文件，图像采集模块1给图像处理及振动编码模块2提供图像；

所述图像处理及振动编码模块2包括嵌入式ARM11处理器，SDRAM内存，Flash存储器，扩展IO口，应用程序保存在Flash存储器中，当开始后，把程序读出，放入内存中执行，先通过摄像头或U盘采集到图像，经过灰度化，去噪，边缘检测，二值化，得到需要表达的信息，再映射到8×8振动电机阵列上，得到需振动的电机序号，并对振动方式进行编码，调节电机的振动强度，振动时间，图像处理及振动编码模块2把控制信号发送给触觉表达模块3；