一种智能盲人出行辅助装置及方法.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CN108836769A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810470905.3(22)申请日2018.05.16(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人张汝民杨一丰刘志励陈建文(74)专利代理机构成都弘毅天承知识产权代理有限公司51230代理人李龙(51)Int.Cl.A61H3/06(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种智能盲人出行辅助装置及方法(57)摘要本发明公开了一种智能盲人出行辅助装置及方法，包括语音模块、识别模块、障碍检测模块、导航模块及信息处理模块；相较于现有的导盲系统，本发明提供了必要的导航信息和避障信息，其中障碍物检测模块不仅可以探测地面上较小的障碍物、悬空障碍物，还可以探测地面上较大的障碍物，同时能够预测障碍物的宽度信息，为盲人躲避障碍物提供精确数据同时；增加交通标志识别也能保证盲人出行更加安全。CN108836769ACN108836769A权利要求书1/2页1.一种智能盲人出行辅助装置，其特征在于：包括语音模块、识别模块、障碍检测模块、导航模块及信息处理模块；语音模块，用于用户与信息处理器模块间进行语音交互；识别模块，用于获取用户周围环境的图像并对图像中的交通标志进行识别，将交通标志识别结果发送至导航模块；障碍检测模块，用于检测用户前方障碍物信息，并将障碍物检测结果发送至导航模块，同时返回至信息处理模块；导航模块，用于规划用户路径并整合交通标志识别结果与障碍物检测结果，将整合后的导航信息发送至信息处理模块；信号处理模块，用于分发来自语音模块、识别模块、导航模块和障碍检测模块的信息，并调用导航模块、障碍检测模块和识别模块。2.根据权利要求1所述的一种智能盲人出行辅助装置，其特征在于：所述识别模块还包括对图像中的人脸进行识别，并将人脸识别结果发送至信息处理模块，识别模块将检测到的人脸与预存的人脸进行比对，并将识别结果通过语音模块反馈至用户，满足用户社交需求。3.根据权利要求1所述的一种智能盲人出行辅助装置，其特征在于：所述障碍检测模块包括设置在用户腰间的传感器，所述传感器至少包含两组，每组传感器包括地面低矮障碍物检测传感器，用于检测用户前方地面上的低矮障碍物；悬空障碍物检测传感器，用于检测用户前方的悬空障碍物；地面较高障碍物检测传感器，用于检测用户前方高度较高的地面障碍物。4.一种智能盲人出行辅助方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：用户输入语音指令，语音模块对所述语音指令进行识别，并将识别结果发送至信息处理模块；步骤2：所述信息处理模块调用导航模块，并将所述语音模块的识别结果发送至导航模块进行路径规划：步骤3：所述信息处理模块调用障碍检测模块和识别模块，所述障碍检测模块将障碍物检测结果通过信息处理模块发送至导航模块，所述识别模块将交通标志识别结果发送至导航模块，所述导航模块将所述交通标志识别结果以及障碍物检测结果融合至路径中，完成导航；所述信息处理模块将障碍物检测结果通过语音模块反馈至用户实现局部避障。5.根据权利要求4所述的一种智能盲人出行辅助方法，其特征在于：所述步骤3中融合的方法为：当交通标志识别结果为红灯，且导航模块中导航信号为直行信号，暂停导航信号的更新，直到交通标志识别结果为绿灯，恢复导航信号；当障碍检测模块检测到障碍物时，且导航模块中导航信号为直行信号，暂停导航信号的更新，直到用户局部避障完成后，恢复导航信号。6.根据权利要求4所述的一种智能盲人出行辅助方法，其特征在于：所述步骤3中局部避障的步骤如下：S31：障碍检测模块分别对地面低矮障碍物、悬空障碍物和地面较高障碍物进行检测；S32：障碍物检测模块将检测结果发送至信息处理模块，所述信息处理模块根据检测结果提示用户进行局部避障。2CN108836769A权利要求书2/2页7.根据权利要求6所述的一种智能盲人出行辅助方法，其特征在于：所述步骤S31中，所述地面低矮障碍物检测方法具体为：令用户身高为L，障碍检测模块中地面低矮障碍物检测传感器发射方向与水平轴的夹角为θ1，地面低矮障碍物的高度为h1，地面低矮障碍物检测传感器检测得到地面低矮障碍物与用户的距离为l1，则：当人在行走时，地面低矮障碍物高度h1＇与距离l1＇的关系为：所述悬空物障碍检测方法具体为：令用户身高为L，障碍检测模块中悬空障碍物检测传感器的发射方向与水平轴的夹角为θ2，悬空障碍物与用户重叠部分高度为h2，悬空障碍物检测传感器检测得到的悬空障碍物与用户的距离为l2，则：当人在行走时，悬空障碍物高度h2＇与距离l2＇的关系为：地面较高障碍物检测方法具体为：令用户的平均躯干宽度为W，障碍检测模块