一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于盲道線條特征視覺(jué)感知的便攜式助行導(dǎo)盲裝置及方法，包括如下步驟：S01：采集圖像，并將采集的數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)二維數(shù)組ImageBuffer[a][b]中，其中a、b均為正整數(shù)；S02：取二維數(shù)組ImageBuffer[a][b]中的若干個(gè)行判斷采集的圖像是否為盲道；S03：若當(dāng)前是盲道，則判斷盲道是否異常，包括盲道是否是彎道以及盲道上是否有障礙或坑洼；S04：若盲道沒(méi)有異常，則計(jì)算當(dāng)前盲道中心線相對(duì)于圖像中心線的偏移量，并轉(zhuǎn)換為盲人需要向靠近盲道轉(zhuǎn)向的角度；S05：根據(jù)步驟S02、S03、S04的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音提示。根據(jù)盲道的線條特征,采用主動(dòng)視覺(jué),快速準(zhǔn)確捕捉盲道的特征,識(shí)別盲道的道路狀況，引導(dǎo)盲人高效安全行進(jìn)。該裝置經(jīng)過(guò)微型化之后，可做成便于佩戴的導(dǎo)盲眼鏡。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，目前全球約有2.85億人遭受視覺(jué)障礙，其中有三千九百萬(wàn)盲人，而且，全球90%的視覺(jué)障礙患者生活在發(fā)展中國(guó)家。發(fā)展導(dǎo)盲裝置與配套的市政道路建設(shè)對(duì)于提高盲人的生活質(zhì)量具有重要意義，然而，由于社會(huì)發(fā)展水平的局限，盲道常常存在破損或被臨時(shí)占用，而且，目前的導(dǎo)盲犬飼養(yǎng)和成本非常高，導(dǎo)盲杖無(wú)法準(zhǔn)確探測(cè)盲道的坑洼不平、破損以及道路的轉(zhuǎn)折與交叉路口，導(dǎo)盲車(chē)不宜攜帶、成本高，均還無(wú)法成為多數(shù)盲人的經(jīng)濟(jì)易用行動(dòng)輔助裝置。
[0003]專(zhuān)利CN201010141247公開(kāi)了一種基于紅外傳感幾何特征識(shí)別的導(dǎo)盲系統(tǒng)，該發(fā)明以小車(chē)作為移動(dòng)載體，應(yīng)用紅外傳感器檢測(cè)小車(chē)底部與地面間距，并根據(jù)紅外檢測(cè)信息分辨行進(jìn)盲道和提示盲道，根據(jù)識(shí)別結(jié)果，調(diào)整小車(chē)的運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)狀況以語(yǔ)音形式提示使用者。專(zhuān)利CN201310711816公開(kāi)了一種基于圖像識(shí)別的智能導(dǎo)盲杖,在導(dǎo)盲杖內(nèi)嵌入人機(jī)交互子系統(tǒng)、路況識(shí)別子系統(tǒng)、導(dǎo)航子系統(tǒng)和滾輪制動(dòng)系統(tǒng)。采用圖像識(shí)別處理的方法識(shí)別盲道與公交信息。專(zhuān)利CN201110413910公開(kāi)了一種基于多傳感器融合的助行機(jī)器人三維環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)，采用ARM與工控機(jī)作為控制與信息處理單元；利用重建的三維場(chǎng)景信息與GPS信息，為機(jī)器人提供導(dǎo)航。專(zhuān)利CN201120056475公開(kāi)了一種基于圖像識(shí)別技術(shù)的全自動(dòng)可載人導(dǎo)盲車(chē)，該導(dǎo)盲車(chē)采用圖像識(shí)別技術(shù)探測(cè)盲道，并利用GPRS與GPS技術(shù)，進(jìn)行導(dǎo)航與控制。但上述專(zhuān)利均需移動(dòng)載體，不便于攜帶。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置及方法，根據(jù)盲道的線條特征，采用主動(dòng)視覺(jué)，快速準(zhǔn)確捕捉盲道的特征，識(shí)別盲道的道路狀況，引導(dǎo)盲人高效安全行進(jìn)。該裝置經(jīng)過(guò)微型化之后，可做成便于佩戴的導(dǎo)盲眼鏡。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置，其特征在于，包括:
[0007]微型攝影頭:用于采集圖像；
[0008]路況檢測(cè)模塊:具體包括盲道識(shí)別模塊和異常檢測(cè)模塊，其中，盲道識(shí)別模塊根據(jù)微型攝影頭采集的圖像判斷當(dāng)前是否為盲道；若當(dāng)前圖像是盲道，則異常檢測(cè)模塊檢測(cè)盲道是否異常；
[0009]主控模塊:根據(jù)路況檢測(cè)模塊反饋的檢測(cè)信息控制語(yǔ)音提示模塊進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音提示；
[0010]電源模塊:為系統(tǒng)供電；
[0011]控制開(kāi)關(guān):控制系統(tǒng)工作的開(kāi)啟或關(guān)閉。
[0012]一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0013]SO1:采集圖像，并將采集的數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)二維數(shù)組ImageBuffer[a] [b]中，其中a、b均為正整數(shù)；
[0014]S02:取二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b]中的若干個(gè)行判斷采集的圖像是否為盲道；
[0015]S03:若當(dāng)前是盲道，則判斷盲道是否異常，包括盲道是否是彎道以及盲道上是否有障礙或坑洼；
[0016]S04:若盲道沒(méi)有異常，則計(jì)算當(dāng)前盲道中心線相對(duì)于圖像中心線的偏移量，并轉(zhuǎn)換為盲人需要向靠近盲道轉(zhuǎn)向的角度；
[0017]S05:根據(jù)步驟S02、S03、S04的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音提示。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:根據(jù)盲道的線條特征，采用主動(dòng)視覺(jué)，快速準(zhǔn)確捕捉盲道的特征，識(shí)別盲道的道路狀況，引導(dǎo)盲人高效安全行進(jìn)。該裝置可以佩戴于腳踝與膝關(guān)節(jié)之間的小腿正前方，也可微型化成可佩戴的導(dǎo)盲眼鏡，簡(jiǎn)便易用且低成本，適用于各種盲道，為盲人的行走提供方便。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置及方法的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本方法的流程圖；
[0021]圖3是本發(fā)明快速捕捉盲道的示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明盲道的彎道檢測(cè)示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明三種盲道異常檢測(cè)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0025]如圖1所示，一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置，包括:
[0026]微型攝影頭:用于采集圖像；
[0027]路況檢測(cè)模塊:具體包括盲道識(shí)別模塊和異常檢測(cè)模塊，其中，盲道識(shí)別模塊根據(jù)微型攝影頭采集的圖像判斷當(dāng)前是否為盲道；若當(dāng)前圖像是盲道，則異常檢測(cè)模塊檢測(cè)盲道是否異常。路況檢測(cè)模塊將處理后得到的路況信息傳送給主控模塊；
[0028]主控模塊:根據(jù)路況檢測(cè)模塊反饋的檢測(cè)信息控制語(yǔ)音提示模塊進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音提示，語(yǔ)音提示模塊讓盲人到獲得相應(yīng)的語(yǔ)音提示，提示盲人前面的盲道路況并且該怎么走。其中包括:
[0029]I)若盲人偏離盲道的方向，則提示盲人需要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)向，以保證行進(jìn)方向在盲道上；
[0030]2)若是前方盲道有嚴(yán)重?fù)p壞(如塌陷或有坑洼)或有障礙物，則提示盲人繞道，并且在繞出盲道時(shí)及時(shí)提示回到盲道的方向上去；
[0031]3)若是檢測(cè)到盲道有轉(zhuǎn)彎，則提示轉(zhuǎn)彎方向，并及時(shí)給出相應(yīng)的盲道前進(jìn)方向。
[0032]收到語(yǔ)音提示后，盲人則作出相應(yīng)的動(dòng)作，來(lái)調(diào)整自己以便更好地在盲道上行走。
[0033]電源模塊:為系統(tǒng)供電；
[0034]控制開(kāi)關(guān):控制系統(tǒng)工作的開(kāi)啟或關(guān)閉；
[0035]優(yōu)選，還包括程序更新與USB接口，用于程序更新并提供USB接口。
[0036]該裝置可佩戴于盲人的頭部(類(lèi)似礦工安全帽的礦燈)，也可微型化制成眼鏡式佩戴裝置，微型攝像頭與行進(jìn)方向一致并略向地面傾斜。使用時(shí)，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)電源模塊，由主控模塊啟動(dòng)微型攝像頭獲取行進(jìn)前方路面圖像，所獲取的圖像，經(jīng)路況檢測(cè)模塊處理，通過(guò)語(yǔ)音提示，引導(dǎo)盲人在盲道上行走，并避開(kāi)障礙和盲道的坎坷不平之處。本發(fā)明是一種簡(jiǎn)便易用的低成本佩戴式裝置，且適用于各種盲道，為盲人的行走提供方便。
[0037]—種助行導(dǎo)盲方法，如圖2所示，包括如下步驟:
[0038]SOl:采集圖像，并將采集的數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)二維數(shù)組ImageBuffer[a] [b]中，其中a、b均為正整數(shù)；
[0039]如圖3所示，顯示的是一條正常的盲道，無(wú)塌陷、無(wú)障礙。由于各城市各地方的盲道顏色可能不同，所以不能通過(guò)檢測(cè)盲道的顏色來(lái)檢測(cè)，而絕大多數(shù)的盲道均為突出的橢圓狀線條(即盲道突起部分)，所以本方法是通過(guò)檢測(cè)出這些線條來(lái)檢測(cè)出盲道的。
[0040]微型攝像頭等采集裝置采集當(dāng)前盲道的圖像信息，并且將其存至芯片內(nèi)部定義好的一個(gè)二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b](由于攝像頭返回的每一個(gè)像素點(diǎn)為一個(gè)O到255的灰度值，所以該二維數(shù)組定義為unsigned char類(lèi)型，a、b值可根據(jù)實(shí)際情況而定，如可取
a = 80, b = 240,即采集的圖像為80*240, 二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b]與圖像是--對(duì)應(yīng)關(guān)系)，后續(xù)可通過(guò)該二維數(shù)組對(duì)該圖像進(jìn)行處理。
[0041]S02:取二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b]中的若干個(gè)行判斷采集的圖像是否為盲道；
[0042]為了快速捕捉到盲道信息，所以不能從每行的開(kāi)始逐步對(duì)圖像進(jìn)行分析。這里主要是通過(guò)對(duì)存有圖像信息的二維數(shù)組ImageBuffer[a] [b]進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，找出盲道線條邊緣的點(diǎn)(即跳點(diǎn))，從而根據(jù)這些跳點(diǎn)，判斷出當(dāng)前是否處于盲道，還可以根據(jù)由這些跳點(diǎn)算出來(lái)的線條的長(zhǎng)和寬來(lái)判斷當(dāng)前是否是彎道，如果長(zhǎng)寬相等，則可認(rèn)為是彎道(相等說(shuō)明盲道線條非線條而是圓點(diǎn))。
[0043]步驟S02具體為:
[0044]al:取二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b]中的若干行中的各自中央點(diǎn)(即每行中的中心點(diǎn))，這些行最好是不相鄰的，這里的若干行是根據(jù)獲得圖像的參數(shù)而定，關(guān)鍵是要能體現(xiàn)圖像中整個(gè)盲道的大致特征，為了方便后續(xù)處理方法的闡述，這里取9行，等分成3組，分別對(duì)應(yīng)為圖像底部部分的中央點(diǎn)Al，A2，A3，中間部分的中央點(diǎn)BI，B2，B3，頂部部分的中央點(diǎn)Cl，C2，C3，需說(shuō)明的是，圖像底部部分為靠近盲人的部分，頂部部分為遠(yuǎn)離盲人的部分。
[0045]a2:對(duì)于每個(gè)點(diǎn)都采取同樣的處理方式:從該點(diǎn)開(kāi)始，分別向兩邊找，找出每一行的圖像跳變的點(diǎn)(突出線條與周?chē)B接處，若該行沒(méi)有，則取其前一行或者后一行，直至找到該點(diǎn))，并通過(guò)其左右兩邊的圖像的暗亮程度記下它對(duì)應(yīng)可能為線條的一邊，并記錄在一個(gè)二維數(shù)組Change_dots [X] [y]里面，其中，x取值0，1，2，3，4，5，6，7，8，分別為圖像底部，中間，頂部所處理的9行；y為每行圖像列值從小到大所檢測(cè)到的第y個(gè)跳點(diǎn)，對(duì)應(yīng)元素為第X行第y個(gè)跳點(diǎn)所在的列。
[0046]a3:對(duì)每行的跳點(diǎn)采取同樣的處理方式:
[0047]判斷這9行的跳點(diǎn)，從小到大依次取每行相鄰的兩個(gè)跳點(diǎn)且他們中所在列較小的一個(gè)認(rèn)為是線條左邊界跳點(diǎn)，較大的一個(gè)認(rèn)為是線條右邊界跳點(diǎn)，計(jì)算他們間的列差，若是列差小于一定值(該值由實(shí)際盲道線條寬度來(lái)確定)，則認(rèn)為這兩個(gè)相鄰跳點(diǎn)間為盲道的線條(即盲道突起部分)，此時(shí)將定義好的用來(lái)存每行線條數(shù)的數(shù)組tiaodiancount [X]加l(x為所處理的行)；
[0048]之后采取相同的操作找完所有的點(diǎn)。
[0049]a4:分別判斷第X行tiaodiancount [x]值的大小，當(dāng)超過(guò)一定值時(shí)，貝U認(rèn)為此處是盲道，否則不是。由于實(shí)際中盲道每行的線條數(shù)一般為5個(gè)以上，所以可以設(shè)置當(dāng)tiaodiancount [X]值大于5時(shí),則認(rèn)為此處為盲道,否則不是。
[0050]若再將該9行所檢測(cè)到的最小跳點(diǎn)和最大跳點(diǎn)(即列值從小到大所檢測(cè)到的所有跳點(diǎn)中列值最小和最大的跳點(diǎn)，也是邊界跳點(diǎn))分別取出，通過(guò)線性計(jì)算補(bǔ)出中間缺失部分行的邊緣跳點(diǎn)，則可認(rèn)為最終得到的左右邊緣跳點(diǎn)即為盲道的邊沿，其圍成的部分即為盲道，再求得左右邊沿的中間點(diǎn)所在的列，即可得到盲道相對(duì)于盲人的偏移。
[0051]上述是一種快速捕捉盲道的步驟，其是對(duì)盲道的大致檢測(cè)，即找到盲道所在的可能范圍，但是精確度不高。因此，步驟a4之后，在盲道范圍內(nèi)找到所有的跳點(diǎn)，從圖像底部到頂部，首先找出第一個(gè)無(wú)跳點(diǎn)的行和下一個(gè)無(wú)跳點(diǎn)的行，若是這些行中從右往左第N個(gè)跳點(diǎn)均滿足在一條直線上，則認(rèn)為此處是盲道，依次類(lèi)推。即，步驟a4之后，則從首行(對(duì)應(yīng)圖像的底部部分)開(kāi)始在該盲道范圍內(nèi)找到所有的跳點(diǎn)，當(dāng)整幅圖像的跳點(diǎn)均找完時(shí)，則開(kāi)始處理存有跳點(diǎn)的二維數(shù)組Change_d0tS[X] [y]。從近到遠(yuǎn)，首先找出第一個(gè)無(wú)跳點(diǎn)的行，將其認(rèn)為是前后兩排突出線條間的縫隙，從該行開(kāi)始，直到找到下一個(gè)無(wú)跳點(diǎn)的行，此時(shí)，通過(guò)分析這兩個(gè)無(wú)跳點(diǎn)行間的圖像，若是這些行中從右往左或從左往右第N個(gè)跳點(diǎn)均滿足在一條直線上，則認(rèn)為此處是盲道，再?gòu)脑摕o(wú)跳點(diǎn)的行往后續(xù)的行找，同樣的方式，若連續(xù)尋得兩排被認(rèn)為是盲道的突出線條，則認(rèn)為此處是盲道。被判斷出是盲道的部分，則分別再次確定其所對(duì)應(yīng)的η行的起始跳點(diǎn)和終止跳點(diǎn)，再對(duì)這兩個(gè)跳點(diǎn)所在列求平均值，再拿平均值與圖像中點(diǎn)所在列求差，即可獲得盲人行進(jìn)方向與盲道間的偏離成度，對(duì)相鄰跳點(diǎn)所在列求差，則可獲得盲道線條的寬度，對(duì)相鄰無(wú)跳點(diǎn)行求差，則可獲得盲道線條的長(zhǎng)度。
[0052]S03:若當(dāng)前是盲道，則判斷盲道是否異常，包括盲道是否是彎道以及盲道上是否有障礙或坑洼。
[0053]如圖4所示是一條帶有彎道的盲道，當(dāng)盲人行走至盲道中的彎道時(shí)，由于盲道的彎道處會(huì)改變突起的形狀，一般為圓形，所以檢測(cè)凸起部分的變化即可以檢測(cè)到彎道。這里我們需對(duì)盲道識(shí)別中得到的邊緣跳點(diǎn)進(jìn)行處理，首先我們分別求出快速識(shí)別中所取的9行中的最大跳點(diǎn)和最小跳點(diǎn)(邊緣跳點(diǎn))兩者之間的列差(即盲道寬度)，根據(jù)圖像，我們知道彎道部分盲道寬度要比直道部分的盲道寬度大的多，所以判斷若是這9行中有不少于3行(該行數(shù)根據(jù)實(shí)際而定)其盲道寬度大于對(duì)應(yīng)行直盲道寬度(取變量ZhiMangdaoffide[9]分別存取所取9行的盲道寬度，其值由盲人走于直盲道時(shí)去實(shí)時(shí)測(cè)量并存于其中)一定的值(該值由實(shí)際而定)，則認(rèn)為當(dāng)前可能為彎道，再?gòu)拿さ垒^寬的幾行中取出三行，分別取其中間且列差滿足盲道突起的兩個(gè)跳點(diǎn)，該跳點(diǎn)間即為盲道突起部分，列差記錄于WandaoLieCha[3]數(shù)組中，再對(duì)其中每一組跳點(diǎn)進(jìn)行處理，以該組跳點(diǎn)為中心，分別對(duì)其前后兩行進(jìn)行跳點(diǎn)檢測(cè)，若該兩行中任意一個(gè)滿足盲道，則再取其前一個(gè)或后一個(gè)未檢測(cè)的行進(jìn)行盲道檢測(cè)，直至出現(xiàn)檢測(cè)的兩行均無(wú)跳點(diǎn)，記錄下此兩行的行差于WandaoHangCha [3]數(shù)組中，最后判斷檢測(cè)彎道的三行是否均滿足(WandaoHangCha [x] -WandaoLieCha[x]〈Z) (x取O, I, 2, Z根據(jù)實(shí)際而定)，若是滿足，則可認(rèn)為當(dāng)前為彎盲道。
[0054]若是彎道，取上述檢測(cè)彎道的三行進(jìn)行判斷，若是該三行左邊界跳點(diǎn)與直盲道對(duì)應(yīng)行及邊界跳點(diǎn)列差較大(判斷基準(zhǔn)值據(jù)實(shí)際測(cè)量而定)，而右邊界的列差很小，則判定為左轉(zhuǎn)，反之，若是該三行右邊界跳點(diǎn)與直盲道對(duì)應(yīng)行及邊界跳點(diǎn)列差較大(判斷基準(zhǔn)值據(jù)實(shí)際測(cè)量而定)，而左邊界的列差很小，則判定為右轉(zhuǎn)。
[0055]盲道上是否有障礙或坑洼的具體判斷步驟為:當(dāng)盲道范圍內(nèi)跳點(diǎn)失去了連續(xù)性以及共線性，且不連續(xù)行的寬度超過(guò)一定值，則判斷盲道上有障礙或坑洼。
[0056]如圖5所示是三種盲道異常情況的示意圖，在這里，由于盲道上坑洼或者障礙在圖像上顯示出的特征類(lèi)似，均為使得盲道失去了連續(xù)性以及共線性，如圖5，黑色區(qū)域即為坑洼或障礙，由圖可以看出，盲道在該處前后無(wú)法銜接，出現(xiàn)了突起在該部分丟失，即盲道在該部分失去了連續(xù)性；又由于正常盲道(非彎道)的每一列突起均在一條直線上(即共線)，而由于坑洼或障礙的出現(xiàn)，其所在部分盲道丟失，在該區(qū)域盲道突起也就不存在共線性了。由于盲道遇到坑洼或者障礙，做出的反應(yīng)均為繞道而行，所以這里將他們放在一起處理。首先通過(guò)圖像按照上述判斷盲道的方法，找出圖像中正常的盲道部分(即跳點(diǎn)數(shù)目大于一定值，該值由實(shí)際情況而定，跳點(diǎn)數(shù)目連續(xù)N行小于該值則認(rèn)為該處可能為異常，N由實(shí)際而定)，再判定可能為異常的部分位于整幅圖像的哪一部分，這里區(qū)別為以下三部分:異常可能位于正常盲道靠近盲人的一方(如圖5c),也可能位于其遠(yuǎn)離盲人的一方(如圖5a)，也可能位于其中間(如圖5b)(這里取異常在盲人前方1.8米以內(nèi)才進(jìn)行異常判斷)。
[0057]若是異常位于靠近盲人的一方，則從正常的盲道開(kāi)始，按照靠近盲人的方向，對(duì)圖像進(jìn)行處理，取正常盲道前一行，進(jìn)行跳點(diǎn)檢測(cè)，若是該行跳點(diǎn)小于一定值(該值同上判斷正常盲道所用的值)，則異常寬度計(jì)數(shù)變量YichangCount加I，檢測(cè)完再對(duì)更前一行進(jìn)行相同處理，直至檢測(cè)到最開(kāi)始的一行；；若是位于遠(yuǎn)離盲人的一方，則從正常盲道開(kāi)始，按照遠(yuǎn)離盲人的方向，對(duì)圖像進(jìn)行處理，取正常盲道后一行，進(jìn)行跳點(diǎn)檢測(cè)，若是該行跳點(diǎn)小于一定值，則異常寬度計(jì)數(shù)變量YichangCount加I，檢測(cè)完再對(duì)更后一行進(jìn)行相同處理，直至檢測(cè)到距盲人1.8米處的一行；若是位于正常盲道之間，取近處正常盲道后一行，進(jìn)行跳點(diǎn)檢測(cè)，若是該行跳點(diǎn)小于一定值，則異常寬度計(jì)數(shù)變量YichangCount加1，檢測(cè)完再對(duì)更后一行進(jìn)行相同處理，直至檢測(cè)到正常盲道。三種情況，最終均得到盲人前方1.8米以內(nèi)異常的寬度，若是該寬度小于一定值(該值由實(shí)際情況而定，該值需小到可以忽略該障礙)，則忽略該異常，認(rèn)為此處仍為正常盲道，可繼續(xù)前行；否則，則提示盲人繞道而行。
[0058]S04:若盲道沒(méi)有異常，則計(jì)算當(dāng)前盲道中心線相對(duì)于圖像中心線的偏移量，并轉(zhuǎn)換為盲人需要向靠近盲道轉(zhuǎn)向的角度。
[0059]S05:根據(jù)步驟S02、S03、S04的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音提示。
[0060]根據(jù)盲道的線條特征，采用主動(dòng)視覺(jué)，快速準(zhǔn)確捕捉盲道的特征，識(shí)別盲道的道路狀況，引導(dǎo)盲人高效安全行進(jìn)。該裝置可以佩戴于腳踝與膝關(guān)節(jié)之間的小腿正前方，也可微型化成可佩戴的導(dǎo)盲眼鏡。
[0061]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置，其特征在于，包括: 微型攝影頭:用于采集圖像； 路況檢測(cè)模塊:具體包括盲道識(shí)別模塊和異常檢測(cè)模塊，其中，盲道識(shí)別模塊根據(jù)微型攝影頭采集的圖像判斷當(dāng)前是否為盲道；若當(dāng)前圖像是盲道，則異常檢測(cè)模塊檢測(cè)盲道是否異常； 主控模塊:根據(jù)路況檢測(cè)模塊反饋的檢測(cè)信息控制語(yǔ)音提示模塊進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音提示； 電源模塊:為系統(tǒng)供電； 控制開(kāi)關(guān):控制系統(tǒng)工作的開(kāi)啟或關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式助行導(dǎo)盲裝置，其特征在于，還包括程序更新與USB 接口。
3.一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，包括如下步驟: 501:采集圖像,并將采集的數(shù)據(jù)記錄在一個(gè)二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b]中，其中a、b均為正整數(shù)； 502:取二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b]中的若干個(gè)行判斷采集的圖像是否為盲道； S03:若當(dāng)前是盲道，則判斷盲道是否異常，包括盲道是否是彎道以及盲道上是否有障礙或坑洼； 504:若盲道沒(méi)有異常，則計(jì)算當(dāng)前盲道中心線相對(duì)于圖像中心線的偏移量，并轉(zhuǎn)換為盲人需要向靠近盲道轉(zhuǎn)向的角度； 505:根據(jù)步驟S02、S03、S04的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音提示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，步驟S02具體為: al:取二維數(shù)組ImageBuffer [a] [b]中的h行的各自中央點(diǎn)； a2:對(duì)于每個(gè)點(diǎn)都采取同樣的處理方式:從該點(diǎn)開(kāi)始，分別向兩邊找，找出每一行的圖像跳變的點(diǎn)，并記錄在一個(gè)二維數(shù)組Change_dots[x] [y]里面，其中，x取值O, I, 2, 3......,h,分別為圖像所處理的h行；y為每行圖像列值從小到大所檢測(cè)到的第y個(gè)跳點(diǎn)，對(duì)應(yīng)元素為第X行第I個(gè)跳點(diǎn)所在的列； a3:對(duì)每行的跳點(diǎn)采取同樣的處理方式: 從小到大依次取每行相鄰的兩個(gè)跳點(diǎn)且他們中所在列較小的一個(gè)認(rèn)為是線條左邊界跳點(diǎn)，較大的一個(gè)認(rèn)為是線條右邊界跳點(diǎn)，計(jì)算他們間的列差，若是列差小于一定值，則認(rèn)為這兩個(gè)相鄰跳點(diǎn)間為盲道的線條，此時(shí)將定義好的用來(lái)存每行線條數(shù)的數(shù)組tiaodiancount[X]力口 I ; a4:分別判斷第X行tiaodiancount [X]值的大小，當(dāng)超過(guò)一定值時(shí)，則認(rèn)為此處是盲道，否則不是。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，將h行所檢測(cè)到的最小跳點(diǎn)和最大跳點(diǎn)分別取出，通過(guò)線性計(jì)算補(bǔ)出中間缺失部分行的邊緣跳點(diǎn)，則得到的左右邊緣跳點(diǎn)即為盲道的邊沿，再求得左右邊沿的中間點(diǎn)所在的列，得到盲道相對(duì)于盲人的偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，步驟a4之后，在盲道范圍內(nèi)找到所有的跳點(diǎn)，從圖像底部到頂部，首先找出第一個(gè)無(wú)跳點(diǎn)的行和下一個(gè)無(wú)跳點(diǎn)的行，若是這些行中從右往左第N個(gè)跳點(diǎn)均滿足在一條直線上，則認(rèn)為此處是盲道，依次類(lèi)推。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，步驟S03中盲道是否是彎道的具體判斷步驟為:檢測(cè)出凸起部分并計(jì)算寬度和長(zhǎng)度，若兩者相等，則此處為彎道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，若是彎道，檢測(cè)彎道圖像的起始跳點(diǎn)和終止跳點(diǎn)，若該兩個(gè)跳點(diǎn)和前一個(gè)非彎道處的一行的起始跳點(diǎn)和終止跳點(diǎn)相比較，若是左端兩個(gè)跳點(diǎn)列差超過(guò)一定值，右邊正常，則此處為左拐，反之，若是右端兩個(gè)跳點(diǎn)列差超過(guò)一定值，左邊正常，則此處為右拐。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種助行導(dǎo)盲方法，其特征在于，步驟S03中盲道上是否有障礙或坑洼的具體判斷步驟為:當(dāng)盲道范圍內(nèi)跳點(diǎn)失去了連續(xù)性以及共線性，且不連續(xù)行的寬度超過(guò)一定值，則判斷盲道上有障礙或坑洼。
【文檔編號(hào)】A61H3/06GK104173174SQ201410419797
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】劉小峰, 王程程, 蔣愛(ài)民, 周旭, 周小芹, 劉策 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)