一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置，包括：圖像采集模塊，用于采集交通信號(hào)燈以及周邊物體的圖像信息；顏色提取模塊，通過對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行分析，準(zhǔn)確提取交通信號(hào)燈的即時(shí)顏色，要求顏色提取模塊要有較高的抗干擾能力；數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收顏色提取模塊提取到的顏色信息；電流產(chǎn)生模塊，用于在數(shù)據(jù)處理模塊的控制下產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了盲人通過顏色-觸覺轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)了通過觸覺來彌補(bǔ)視覺上的不足，成功的實(shí)現(xiàn)了安全通過交通信號(hào)燈的方法。為盲人在生活上提供了極大的便利。
【專利說明】一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及人機(jī)交互【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]盲人作為社會(huì)的弱勢(shì)群體，在日常生活中存在諸多的不變。尤其在經(jīng)濟(jì)，交通事業(yè)快速發(fā)展的今天，盲人的安全出行成為一個(gè)問題，盡管科學(xué)技術(shù)有了迅猛的發(fā)展，但是大多數(shù)的盲人至今仍停留在通過拐杖感知外部世界的階段。如何讓盲人能夠像正常人一樣，能夠正確的辨別出信號(hào)交通燈的指示，提高盲人的安全出行，一直是人們研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)視覺，模式識(shí)別技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們開始嘗試使用信息化的電子裝置輔助盲人的生活。
[0003]盲人雖然視覺功能喪失，但是盲人的觸覺功能非常靈敏，甚至超于視覺功能很好的正常人。因此，盲人生活輔助工具具有采用觸覺信息來傳遞周圍環(huán)境信息的可能。
[0004]現(xiàn)在許多小型電子設(shè)備采用觸摸板作為操作接口，利用觸摸板實(shí)現(xiàn)用手指等直接操作屏幕上顯示的GUI的操作感，因此實(shí)現(xiàn)高度直覺和可操作的操作接口。然而，由于在按壓⑶I上的按鈕時(shí)屏幕的形態(tài)不會(huì)改變，不能獲得在真實(shí)世界按壓按鈕時(shí)用戶感覺到的觸覺反饋。今年來，開發(fā)用于向用戶的三維運(yùn)動(dòng)提供力反饋技術(shù)。例如，公開通過利用拉線或機(jī)械結(jié)構(gòu)來束縛用戶身體或操作工具，并且通過根據(jù)用戶操作來控制操作工具的束縛力來產(chǎn)生感覺技術(shù)。
[0005]這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都是，用戶必須與觸摸板等物理上接觸。因此，可以接收到觸覺反饋區(qū)域局限于而為平板，例如觸摸板。另外，可以接收到力反饋的區(qū)域限于拉線或機(jī)械結(jié)構(gòu)的可動(dòng)范圍。而且，現(xiàn)有技術(shù)都必須測(cè)量操作工具等的位置來判定是否要生成反饋以及要生成何種類型反饋，導(dǎo)致用于測(cè)量操作工具等的位置的測(cè)量時(shí)間，從而在操作工具等的運(yùn)動(dòng)和生成反饋之間發(fā)生時(shí)滯，結(jié)果，導(dǎo)致反饋效果降低，或者向用戶通知了步同于設(shè)置的虛擬形態(tài)的錯(cuò)誤形態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種盲人用智能顏色觸覺傳感裝置，能夠使盲人感知到交通燈顏色的情況，方便盲人安全順利的通過十字路口，為盲人出行提供準(zhǔn)確的即時(shí)信息，提升盲人的生活質(zhì)量。
[0007]相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置，包括:
[0008]圖像采集模塊，用于采集交通信號(hào)燈以及周邊物體的圖像信息；
[0009]顏色提取模塊，通過對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行分析，準(zhǔn)確提取交通信號(hào)燈的即時(shí)顏色，要求顏色提取模塊要有較高的抗干擾能力；
[0010]數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收顏色提取模塊提取到的顏色信息，并根據(jù)接收到的不同顏色信息輸出不同的控制信號(hào)，控制電流產(chǎn)生模塊和觸覺產(chǎn)生裝置對(duì)人體產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流刺激；
[0011]電流產(chǎn)生模塊，用于在數(shù)據(jù)處理模塊的控制下產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流，電流通過觸覺產(chǎn)生裝置對(duì)人體產(chǎn)生刺激；
[0012]觸覺產(chǎn)生裝置，用于接收數(shù)據(jù)處理模塊輸出的控制信號(hào)，利用電流產(chǎn)生模塊產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流對(duì)人體產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流刺激。
[0013]所述圖像采集模塊包括至少一個(gè)CXD攝像機(jī)，每個(gè)CXD攝像機(jī)的信號(hào)輸出端分別連接顏色提取單元的信號(hào)輸入端；所述圖像采集模塊包括還包括一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)比單元，用于在數(shù)據(jù)采集后應(yīng)該經(jīng)過數(shù)據(jù)對(duì)比才能確定采集的圖像是有效的，才能發(fā)往顏色提取模塊，這些預(yù)先存入的對(duì)比數(shù)據(jù)是保證我們所采集的圖像是交通信號(hào)燈的圖像的依據(jù)。
[0014]所述顏色提取裝置通過對(duì)輸入的有效圖像，進(jìn)行圖像增強(qiáng)，接著對(duì)增強(qiáng)的圖像進(jìn)行圖像切割，對(duì)切割后得到的圖像進(jìn)行顏色提取，最終獲得交通信號(hào)燈的即時(shí)顏色。
[0015]所述數(shù)據(jù)中央處理模塊包括中央處理單元和與中央處理單元連接的緩存單元，中央處理單元將顏色信息轉(zhuǎn)化為不同強(qiáng)度的電流信號(hào)。
[0016]實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了盲人通過顏色-觸覺轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)了通過觸覺來彌補(bǔ)視覺上的不足，成功的實(shí)現(xiàn)了安全通過交通信號(hào)燈的方法。為盲人在生活上提供了極大的便利。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的基于交通信號(hào)燈的智能盲人顏色觸覺轉(zhuǎn)換方法流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]本發(fā)明的目的是提供一種盲人用智能顏色觸覺傳感裝置，能夠使盲人感知到交通燈顏色的情況，方便盲人安全順利的通過十字路口，為盲人出行提供準(zhǔn)確的即時(shí)信息，提升盲人的生活質(zhì)量。
[0022]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例中的一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置，包括圖像采集模塊，用于采集交通信號(hào)燈以及周邊物體的圖像信息；顏色提取模塊，通過對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行分析，準(zhǔn)確提取交通信號(hào)燈的即時(shí)顏色，要求顏色提取模塊要有較高的抗干擾能力；數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收顏色提取模塊提取到的顏色信息，并根據(jù)接收到的不同顏色信息輸出不同的控制信號(hào)，控制電流產(chǎn)生模塊和觸覺產(chǎn)生裝置對(duì)人體產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流刺激；電流產(chǎn)生模塊，用于在數(shù)據(jù)處理模塊的控制下產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流，電流通過觸覺產(chǎn)生裝置對(duì)人體產(chǎn)生刺激；觸覺產(chǎn)生裝置，用于接收數(shù)據(jù)處理模塊輸出的控制信號(hào)，利用電流產(chǎn)生模塊產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流對(duì)人體產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流刺激。
[0023]結(jié)合圖1我們對(duì)整個(gè)專利個(gè)部分組成分別說明:圖像采集裝置、顏色提取裝置、數(shù)據(jù)處理模塊、電流產(chǎn)生模塊、觸覺產(chǎn)生裝置。
[0024]所訴的圖像采集模塊包括至少一個(gè)CCD攝像機(jī)，每個(gè)CCD攝像機(jī)的信號(hào)輸出端分別連接顏色提取單元的信號(hào)輸入端，同時(shí)，為了避免干擾還應(yīng)該包括一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)比單元，也就是數(shù)據(jù)采集后應(yīng)該經(jīng)過數(shù)據(jù)對(duì)比才能確定采集的圖像是有效的，才能發(fā)往顏色提取模塊，這些預(yù)先存入的對(duì)比數(shù)據(jù)是保證我們所采集的圖像是交通信號(hào)燈的圖像的依據(jù)。圖像采集模塊是設(shè)置在盲人帽子的一部分。
[0025]其中顏色提取裝置通過對(duì)輸入的有效圖像，進(jìn)行圖像增強(qiáng)，特別是顏色、現(xiàn)狀的增強(qiáng)，接著對(duì)增強(qiáng)的圖像進(jìn)行圖像切割，切割我們需要的那部分信息，也就是信號(hào)燈那部分圖像，去除周邊無效的圖像，對(duì)切割后得到的圖像進(jìn)行顏色提取，最終獲得交通信號(hào)燈的即時(shí)顏色。
[0026]其中數(shù)據(jù)中央處理模塊包括中央處理單元和與中央處理單元連接的緩存單元，中央處理單元將顏色信息轉(zhuǎn)化為不同強(qiáng)度的電流信號(hào)，其中采用的轉(zhuǎn)換公式為Fv=Fr*R+Fg*G+Fb*B的，其中Fr、Fg和Fb分別為R、G、B三基色頻率轉(zhuǎn)化系數(shù)，R、G、B分別為顏色提取模塊提取到的紅、綠、藍(lán)三基色數(shù)值，F(xiàn)v為各像素合成頻率；所述的顏色提取模塊的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端，處理后的數(shù)據(jù)作為電流產(chǎn)生模塊的驅(qū)動(dòng)輸入，電流產(chǎn)生模塊的輸出端連接觸覺產(chǎn)生裝置的信號(hào)輸入端，中央處理單元的控制信號(hào)輸出端連接觸覺產(chǎn)生裝置，強(qiáng)調(diào)的是中央處理單元的控制信號(hào)到觸覺產(chǎn)生裝置是通過無線藍(lán)牙傳送。
[0027]其中電流產(chǎn)生模塊的輸入端連接著數(shù)據(jù)處理模塊的輸出，電流產(chǎn)生模塊根據(jù)不同的數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同的電流輸出，不同的電流產(chǎn)生不同的信號(hào)輸出，這種信號(hào)以藍(lán)牙技術(shù)傳送到觸覺產(chǎn)生裝置，作為其輸入信號(hào)。
[0028]其中觸覺產(chǎn)生裝置和其它部分是獨(dú)立分開的，其它的各部分功能模塊集成在一頂帽子上，觸覺產(chǎn)生裝置以一種導(dǎo)電護(hù)腕的形式存在，佩戴在盲人的手腕上。當(dāng)通過十字路口時(shí)，帽子產(chǎn)生的中央控制信號(hào)通過藍(lán)牙傳送到護(hù)腕上，護(hù)腕根據(jù)接收到的信號(hào)，產(chǎn)生三個(gè)不同頻率的控制動(dòng)作，當(dāng)傳送的控制信號(hào)代表綠色時(shí)，代表可以順利通過，我們?cè)O(shè)定控制裝置不產(chǎn)生動(dòng)作；當(dāng)傳送的控制信號(hào)代表黃色時(shí)，代表在斑馬線上的行人應(yīng)快速通過，不在斑馬線上的人不能通過，我們?cè)O(shè)定護(hù)腕一定頻率的松緊動(dòng)作；當(dāng)傳送的控制信號(hào)代表紅色時(shí)，代表行人暫不能通行，設(shè)定護(hù)腕產(chǎn)生收緊的動(dòng)作。
[0029]下面結(jié)合圖2簡(jiǎn)單介紹一下當(dāng)盲人使用該設(shè)備過馬路時(shí)，整個(gè)裝置的工作流程。
[0030]第一步:站在路口的盲人在正確佩戴帽子的情況下，嵌入在帽子中的CXD攝像機(jī)開始工作，攝像機(jī)根據(jù)盲人頭部的移動(dòng)攝下許多圖片。
[0031]第二步:圖像采集裝置中的圖像處理單元根據(jù)拍攝的圖像與預(yù)先存取的有效圖片進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)照，符合規(guī)定相仿度的有效圖片保存到圖像存儲(chǔ)器中。
[0032]第三步:顏色提取裝置的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊以一定的速率從圖像采集裝置的存儲(chǔ)器中提取數(shù)據(jù)。
[0033]第四部:顏色提取裝置中的數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)、圖像切割、顏色量化等中心任務(wù)。
[0034]第五步:數(shù)據(jù)處理單元向顏色提取裝置發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求，將當(dāng)前的即時(shí)顏色作為輸入。
[0035]第六步:數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)獲得的不同顏色，驅(qū)動(dòng)電流產(chǎn)生裝置產(chǎn)生不同過的電流號(hào)。
[0036]第七步:產(chǎn)生的信號(hào)通過藍(lán)牙技術(shù)傳送到護(hù)腕上，也即是觸覺產(chǎn)生裝置，這些信號(hào)作為觸覺產(chǎn)生裝置的輸入。
[0037]第八步:觸覺裝置對(duì)即時(shí)交通信號(hào)燈的不同做出不同的響應(yīng)，當(dāng)是綠燈時(shí)，表示可以安全通過，護(hù)腕不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作；當(dāng)是黃燈時(shí)，護(hù)腕以一定的頻率一松一緊；當(dāng)是紅燈時(shí)，護(hù)腕一直保持緊縮狀態(tài)。
[0038]綜上，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了盲人通過顏色-觸覺轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)了通過觸覺來彌補(bǔ)視覺上的不足，成功的實(shí)現(xiàn)了安全通過交通信號(hào)燈的方法。為盲人在生活上提供了極大的便利。
[0039]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括:只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盤或光盤等。
[0040]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括: 圖像采集模塊，用于采集交通信號(hào)燈以及周邊物體的圖像信息； 顏色提取模塊，通過對(duì)采集的圖像信息進(jìn)行分析，準(zhǔn)確提取交通信號(hào)燈的即時(shí)顏色，要求顏色提取模塊要有較高的抗干擾能力； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收顏色提取模塊提取到的顏色信息，并根據(jù)接收到的不同顏色信息輸出不同的控制信號(hào)，控制電流產(chǎn)生模塊和觸覺產(chǎn)生裝置對(duì)人體產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流刺激； 電流產(chǎn)生模塊，用于在數(shù)據(jù)處理模塊的控制下產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流，電流通過觸覺產(chǎn)生裝置對(duì)人體產(chǎn)生刺激； 觸覺產(chǎn)生裝置，用于接收數(shù)據(jù)處理模塊輸出的控制信號(hào)，利用電流產(chǎn)生模塊產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流對(duì)人體產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電流刺激。
2.如權(quán)利要求1所述的基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述圖像采集模塊包括至少一個(gè)CXD攝像機(jī)，每個(gè)CXD攝像機(jī)的信號(hào)輸出端分別連接顏色提取單元的信號(hào)輸入端；所述圖像采集模塊包括還包括一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)比單元，用于在數(shù)據(jù)采集后應(yīng)該經(jīng)過數(shù)據(jù)對(duì)比才能確定采集的圖像是有效的，才能發(fā)往顏色提取模塊，這些預(yù)先存入的對(duì)比數(shù)據(jù)是保證我們所采集的圖像是交通信號(hào)燈的圖像的依據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述顏色提取裝置通過對(duì)輸入的有效圖像，進(jìn)行圖像增強(qiáng)，接著對(duì)增強(qiáng)的圖像進(jìn)行圖像切割，對(duì)切割后得到的圖像進(jìn)行顏色提取，最終獲得交通信號(hào)燈的即時(shí)顏色。
4.如權(quán)利要求1所述的基于交通信號(hào)燈的盲人用顏色觸覺轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)中央處理模塊包括中央處理單元和與中央處理單元連接的緩存單元，中央處理單元將顏色信息轉(zhuǎn)化為不同強(qiáng)度的電流信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06T7/40GK103559763SQ201310529564
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】翟振明, 李明, 劉開建, 羅笑南 申請(qǐng)人:中山大學(xué)