一种具有盲道检测定位功能的智能导盲杖及导盲方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110448436A(43)申请公布日2019.11.15(21)申请号201910688266.2(22)申请日2019.07.29(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园北京100084-82信箱(72)发明人张涛董岩黄松睿韩虎生林嘉成(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人马英迪(51)Int.Cl.A61H3/06(2006.01)A61F9/08(2006.01)G06K9/00(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图8页(54)发明名称一种具有盲道检测定位功能的智能导盲杖及导盲方法(57)摘要本发明实施例提供一种具有盲道检测定位功能的智能导盲杖及导盲方法。智能导盲杖包括杖体、摄像头、处理器和语音输出模块四个部分，摄像头和处理器装设在杖体上；摄像头用于采集图片；处理器用于对图片进行盲道检测，得到视觉检测结果；语音输出模块用于播报检测结果，以提示使用者盲道的具体位置。导盲方法包括获取摄像头拍摄的图片；对图片中的盲道进行检测和定位，得到视觉检测结果，检测结果包括盲道的相对位置；将检测结果通过语音输出模块进行播报，以提示使用者盲道的具体位置。本发明实施例通过导盲杖采集图片进行分析处理，对图片中的盲道进行检测定位，得到盲道的相对位置信息，引导盲人快速行至盲道，提高了盲道定位的准确性和便捷性。CN110448436ACN110448436A权利要求书1/2页1.一种具有盲道检测定位功能的智能导盲杖，其特征在于，包括：杖体、摄像头、处理器和语音输出模块；其中，所述摄像头和所述处理器装设在所述杖体上；所述摄像头用于采集图片；所述处理器用于对所述图片进行盲道检测，得到视觉检测结果，所述检测结果包括盲道的相对位置；所述语音输出模块用于播报所述检测结果，以提示使用者盲道的具体位置。2.根据权利要求1所述的一种具有盲道检测定位功能的智能导盲杖，其特征在于，还包括功能按键和/或陀螺仪；所述功能按键安装在所述杖体的手柄处，所述功能按键用于触发盲道检测定位；所述陀螺仪用于输出角度检测数据，以供所述处理器根据所述角度检测数据来判断所述杖体是否垂直于地面。3.一种基于权利要求1或2所述的具有盲道检测定位功能的智能导盲杖的导盲方法，其特征在于，包括：获取所述摄像头拍摄的图片；对所述图片中的盲道进行检测和定位，得到视觉检测结果，所述视觉检测结果包括盲道的相对位置；将所述视觉检测结果通过所述语音输出模块进行播报，以提示使用者盲道的相对位置。4.根据权利要求3所述的一种具有盲道检测定位功能的导盲方法，其特征在于，所述方法之前包括：进行初始化操作；若接收到功能按键发来的指令，则获取所述陀螺仪的角度检测数据；根据所述角度检测数据判断所述杖体与地面垂直线间夹角是否小于等于预设角度，若是，则触发所述摄像头进行图片拍摄。5.根据权利要求4所述的一种具有盲道检测定位功能的导盲方法，其特征在于，所述方法还包括：否则，发送控制数据至所述语音输出模块，触发所述语音输出模块发出语音提示，要求所述使用者调整所述杖体角度。6.根据权利要求3所述的一种具有盲道检测定位功能的导盲方法，其特征在于，对所述图片中的盲道进行检测和定位，得到视觉检测结果，所述视觉检测结果包括盲道的相对位置，具体包括：将所述图片进行颜色阈值分割，得到所述图片的二值化图像结果；对所述二值化图像结果计算最大连通区域的面积，若所述面积大于预设阈值，则认为所述面积为所述盲道区域；对所述盲道区域进行轮廓提取，获取盲道区域轮廓；在所述盲道区域轮廓中进行盲道中轴线的提取；计算所述使用者到所述盲道中轴线的垂线段的距离，以及所述使用者前进方向与所述垂线段的夹角，得到所述视觉检测结果。2CN110448436A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的一种具有盲道检测定位功能的导盲方法，其特征在于，所述对所述盲道区域进行轮廓提取，获取盲道区域轮廓，具体包括：若所述盲道区域中的任一像素点周围8个像素点既存在前景像素点，又存在背景像素点，则判断该像素点为轮廓像素点。8.根据权利要求6所述的一种具有盲道检测定位功能的导盲方法，其特征在于，所述在所述盲道区域轮廓中进行盲道中轴线的提取，具体包括：对所述盲道区域轮廓进行轮廓近似计算，得到四边形轮廓区域；提取所述四边形轮廓区域的四个顶点；分别计算所述四个顶点中任意两个顶点的欧氏距离，取其中所述欧氏距离最短的两个顶点连线，记为第一距离，其次距离最短的两个顶点连线记为第二距离；在所述第一距离和所述第二距离上取中点，记为第一中点和第二中点；将所述第一中点和所述第二中点进行连接，得到所述盲道中轴线。9.根据权利要求8所述的一种具有盲道检测定位功能的导盲方法，其特征在于，所述计