CN103940423A - 一种智能公交导盲系统及导盲方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能公交导盲系统，该系统包括智能导盲控制装置、公交信息站点、云端公交信息数据库、云端语音信息数据库及云端地图数据库，盲患用户通过语音配合按键的交互方式通过该系统中的云端公交信息数据库、云端语音信息数据库、云端地图数据库的信息以及与该系统配套的导盲方法即可充分利用现有的城市公共交通系统方便的出行，为盲患用户提供了更加实际有效的出行导盲服务。

Description

一种智能公交导盲系统及导盲方法

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种公交信息辅助系统及其方法。

背景技术

全国目前有盲患病人约700万人，占全世界盲患病人总数的18％，另外，全国还有约1200万双眼视力低下患者，两者总和约占全国总人口的1.4％。他们的出行存在诸多障碍，需要专人陪伴或需借助辅助工具。然而，目前的导盲系统仅有超声波测障、摔倒报警、卫星定位以及语音交互等基本功能，随着我国城镇化进程的加快，城市显得越发拥挤，盲道被挤占的情况数不胜数，盲患病人和视力低下患者出行不得不借助公共交通工具来实现。但是目前的导盲系统和智能导盲装置仍只是能解决理想化的导盲需求，如，卫星定位功能采用正常人的导航路线信息来规划指引导盲出行，语音交互信息中，有助于导盲的信息不多，利用效率不高等。

发明内容

鉴于现有技术之不足，本发明提供了一种智能公交导盲系统及导盲方法，该导盲系统及其导盲方法能够更加充分的利用现有公共交通系统帮助盲患病人和视力低下患者出行，为广大盲患病人提供更加实际的导盲服务。

本发明解决上述技术问题的方案是：

一种智能公交导盲系统，其特征在于，该系统包括智能导盲控制装置、公交信息站点、云端公交信息数据库、云端语音信息数据库及云端地图数据库，其中，

所述的智能导盲控制装置包括作为控制核心的嵌入式最小系统，以及与其连接的红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块、超声波测距电路、语音输入输出设备、按键电路；其中，所述的嵌入式最小系统内置有语音及按键指令集；所述的嵌入式最小系统分别通过红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块建立与公交信息站点、云端公交信息数据库及云端语音信息数据库、卫星定位导航系统的连接，同时通过语音输入输出设备和按键电路收发语音及接收按键指令进行导盲功能的操作设置，以及通过超声波测距电路实现对公交车辆的测距和障碍的检测；

所述的公交信息站点为一公交信息节点，该节点包括红外无线通信模块和网络通信模块，其中，网络通信模块用于建立公交信息站点与云端公交信息数据库的信息连接；红外无线通信模块用于接收智能导盲控制装置发送的公交导盲信息查询请求和向智能导盲控制装置发送公交导盲信息；

所述的云端公交信息数据库为一基于云计算和云存储的公交站点数据、公交线路数据、线路运行状况及公交线路规划的数据收集、加工生成与存储中心，同时，该数据库收集并更新城市公交站点和线路数据，并根据相应请求推送线路运行状况和公交线路规划信息；

所述的云端语音信息数据库为一基于云计算和云存储的语音合成、语音及语义识别的语音数据收集、加工生成与存储中心，同时，该数据库根据相应请求，将收集文字编码信息转换成语音，或者，将收集的语音语义转换成文字编码信息，并推送；

所述的云端地图数据库为一基于云计算和云存储的城市道路数据及地形数据的数据收集、加工生成与存储中心，同时，该数据库收集并更新城市道路数据和地形数据，并根据相应请求推送线路规划信息。

作为所述的一种智能公交导盲系统的优选，所述的卫星定位导航模块可以是GPS卫星定位导航模块、北斗卫星定位导航模块和GLONASS卫星导航模块中的一种或一种以上。

作为所述的一种智能公交导盲系统的优选，所述的智能导盲控制装置还包括WIFI无线网络通信模块，所述的嵌入式最小系统通过WIFI无线网络通信模块建立与云端公交信息数据库及云端语音信息数据库的连接。

作为所述的一种智能公交导盲系统的优选，所述的云端语音信息数据库为讯飞语音云数据库。

作为所述的一种智能公交导盲系统的优选，所述的云端地图数据库为百度地图云数据库和谷歌地图云数据库中的一种或一种以上。

智能公交导盲系统中所述智能导盲控制装置的导盲控制方法如下：

a)初始化智能导盲控制装置上的各模块；

b)扫描按键指令，并根据相应指令进入相应操作步骤，如是出行指令则转入步骤b1)，如是公交站点查询指令则转入步骤b2),如是定位查询指令则转入步骤b3)：

b1)若按键指令是出行指令，则按以下步骤提示盲患用户出行：

b1.1)开启卫星定位导航模块获取盲患用户当前所在位置，同时控制智能导盲控制装置中语音输入输出设备提示盲患用户语音输入目的地；

b1.2)然后，通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块将目的地的语音信息发送至云端语音信息数据库转换为相应的文字编码信息，

b1.3)然后，将步骤b1.2)转换的文字编码信息和步骤b1.1)获取的盲患用户当前所在位置信息发送至云端地图数据库转换成出行路径规划文字信息和公交起点站和终点站信息；

b1.4)然后转换的公交起点站和终点站信息由云端公交信息数据库转换成公交路线规划文字信息

b1.5)由云端语音信息数据库将出行路径规划文字信息和公交路线规划文字信息转换为语音信息由语音输入输出设备发送给盲患用户，当盲患用户开始出行则开启超声波测距电路进行测障，并将测障信息转换为语音通过语音输入输出设备提示盲患用户；

b1.6)定时通过卫星定位导航模块获取用户当前所在位置，并将定位信息通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块发送至云端地图数据库转换成更新后的出行路径规划文字信息，然后，将更新后的出行路径规划文字信息发送至云端语音信息数据库转换为语音信息由语音输入输出设备发送给出行的盲患用户；

b1.7)当盲患用户到达乘车站点，则开启红外无线通信模块与乘车站点的公交信息站点通信，获取当前公交信息站点的线路信息和线路运行状况的文字信息，并将文字信息发送至云端语音信息数据库转换为语音信息由语音输入输出设备发送给出行的盲患用户；

b1.8)当盲患用户到达目的地，则过语音输入输出设备提示盲患用户导盲出行结束；

b2)若按键指令是公交站点查询指令，则控制智能导盲控制装置中语音输入输出设备提示盲患用户语音输入公交站点信息、站站信息或公交线路信息，然后，通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块将上述语音信息发送至云端公交信息数据库转换成对应的文字信息，再由云端语音信息数据库转换后的文字信息转换成语音信息，然后由语音输入输出设备输出；

b3)若按键指令是定位查询指令，则控制智能导盲控制装置中的开启卫星定位导航模块获取盲患用户当前所在位置，并将位置信息通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块发送至云端地图数据库转换成地图位置文字信息，再将地图位置文字信息发送至云端语音信息数据库并转换为语音信息由语音输入输出设备输出。

相较于现有技术，本发明具有以下优点和效果：

1)由于本系统是公交导盲系统，通过智能导盲控制装置与公交信息站点、云端公交信息数据库、云端语音信息数据库及云端地图数据库之间的交互，在城市路况日益复杂的今天大大方便地盲患用户的出行；

2)由于系统采用云端公交信息数据库，使得盲患用户在出行时能及时并准确地获取公交线路信息，同时也避免了采用本地存储公交信息，在线路更改后因未能及时更新导致盲患用户出行困难或迷路的状况；

3)由于系统采用云端语音信息数据库，语音识别及语音合成的准确率大大提高，避免盲患用户因口音或口齿不清等原因，导致最终获取的导盲语音信息不准确的问题；

4)由于系统采用云端地图数据库，更好地优化了出行路径，避免了采用本地存储地图信息，在路况不佳或道路更改后未能及时更新导致路径规划影响出行的问题；

5)系统采用GPS卫星定位导航模块、北斗卫星定位导航模块、GLONASS卫星导航模块三种导航模块中的至少一种，大大提高了在导盲时定位的准确性；

6)系统中的智能导盲控制装置还可加入WIFI无线网络通信模块，由于WIFI网络相较于3G/GPRS网络往往速度更快，大大提高了在一些WIFI网络覆盖范围广的城市该系统的导盲效率和准确率。

附图说明

图1为本发明所述的一种智能公交导盲系统的一个具体实施例的系统结构示意图；

图2为图1中所述的嵌入式最小系统以及红外无线通信模块的电路原理图；

图3、图4为图2中智能导盲控制装置中的超声波测距电路的发射电路原理图和接收电路原理图；

图5为导盲方法的方法流程图；

图6～图8分别为图5中出行导盲方法流程图、公交站点查询方法流程图和定位查询方法流程图。

具体实施方式

本例为一同时采用百度地图云数据库和谷歌地图云数据库作为云端地图数据库，采用中国科大讯飞公司的讯飞语音云数据库作为云端语音信息数据库，并且卫星定位导航模块同时采用GPS卫星定位导航模块、北斗卫星定位导航模块、GLONASS卫星导航模块，并在智能导盲控制装置加入WIFI无线网络通信模块的智能公交导盲系统。

参见图1，所述的智能导盲控制装置包括作为控制核心的嵌入式最小系统、以及与其连接的红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、WIFI无线网络通信模块、卫星定位导航模块、超声波测距电路、语音输入输出设备、按键电路；其中，嵌入式最小系统内置有嵌入式导盲控制软件、语音及按键指令集，嵌入式最小系统分别通过红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块建立与公交信息站点、云端公交信息数据库及云端语音信息数据库、卫星定位导航系统的连接；同时，嵌入式最小系统通过语音输入输出设备和按键电路收发语音及接收按键指令进行导盲功能的操作设置，以及通过超声波测距电路实现对公交车辆的测距和障碍的检测。

其中，所述的卫星定位导航模块同时采用GPS卫星定位导航模块、北斗卫星定位导航模块、GLONASS卫星导航模块。

参见图2，所述的嵌入式最小系统由中国宏晶科技公司生产的型号为STC12C5A60S2的51系列单片机芯片U1及其外围振荡电路组成；所述的红外无线通信模块为型号为挪威NORDIC公司生产的型号为nRF905的无线收发模块U2及其外围电路组成。其中，无线收发模块U2的串行收发端口及使能端口分别连接至单片机芯片U1的P3.0、P3.1和P1.5脚。

参见图3和图4，所述的超声波测距电路包括一发射电路和一接收电路，其中，发射电路为一由荷兰恩智浦公司生产的型号为74HC04的6非门芯片及其外围超声波换能电路组成的40KHz超声波发生器，接收电路为一由日本索尼公司生产的型号为CX20106A的红外遥控接收芯片U3及其外围电路组成的超声波接收器。其中，发射电路的控制端连接至单片机芯片U1的P1.0脚，接收电路的信号接收端连接至单片机芯片U1的P3.2脚。

参见图5～图8，所述的智能导盲控制装置的导盲控制方法如下：

a)智能导盲控制装置上电后初始化智能导盲控制装置上的各模块；

b)扫描按键指令，并根据相应指令进入相应操作步骤，如是出行指令则转入步骤b1)，如是公交站点查询指令则转入步骤b2),如是定位查询指令则转入步骤b3)：

b1)若按键指令是出行指令，则按以下步骤提示盲患用户出行：

b1.1)开启卫星定位导航模块获取盲患用户当前所在位置，同时控制智能导盲控制装置中语音输入输出设备提示盲患用户语音输入目的地；

b1.2)然后，根据网络连接状况，通过优先选择3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块中网速较快的模块将目的地的语音信息发送至讯飞语音云数据库转换为相应的文字编码信息，

b1.3)然后，将步骤b1.2)转换的文字编码信息和步骤b1.1)获取的盲患用户当前所在位置信息同时发送至百度地图云数据库和谷歌地图云数据库，并根据百度地图云数据库和谷歌地图云数据库的地图数据更新情况择优转换成出行路径规划文字信息和公交起点站和终点站信息；

b1.4)然后转换的公交起点站和终点站信息由云端公交信息数据库转换成公交路线规划文字信息

b1.5)由讯飞语音云数据库将出行路径规划文字信息和公交路线规划文字信息转换为语音信息由语音输入输出设备发送给盲患用户，当盲患用户开始出行则开启超声波测距电路进行测障，并将测障信息转换为语音通过语音输入输出设备提示盲患用户；

b1.6)定时通过卫星定位导航模块获取用户当前所在位置，并根据网络连接状况，通过优先选择3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块中网速较快的模块将定位信息同时发送至百度地图云数据库和谷歌地图云数据库转换成更新后的出行路径规划文字信息，然后，将更新后的出行路径规划文字信息发送至讯飞语音云数据库转换为语音信息由语音输入输出设备发送给出行的盲患用户；

b1.7)当盲患用户到达乘车站点，则开启红外无线通信模块与乘车站点的公交信息站点通信，获取当前公交信息站点的线路信息和线路运行状况的文字信息，并将文字信息发送至讯飞语音云数据库转换为语音信息由语音输入输出设备发送给出行的盲患用户；

b1.8)当盲患用户到达目的地，则过语音输入输出设备提示盲患用户导盲出行结束；

b2)若按键指令是公交站点查询指令，则控制智能导盲控制装置中语音输入输出设备提示盲患用户语音输入公交站点信息、站站信息或公交线路信息，然后，根据网络连接状况，通过优先选择3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块中网速较快的模块将上述语音信息发送至云端公交信息数据库转换成对应的文字信息，再由讯飞语音云数据库转换后的文字信息转换成语音信息，然后由语音输入输出设备输出；

b3)若按键指令是定位查询指令，则控制智能导盲控制装置中的开启卫星定位导航模块获取盲患用户当前所在位置，根据网络连接状况，通过优先选择3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块中网速较快的模块将位置信息同时发送至百度地图云数据库和谷歌地图云数据库转换成地图位置文字信息，再将地图位置文字信息发送至讯飞语音云数据库并转换为语音信息由语音输入输出设备输出。

Claims (6)

1.一种智能公交导盲系统，其特征在于，该系统包括智能导盲控制装置、公交信息站点、云端公交信息数据库、云端语音信息数据库及云端地图数据库，其中，

所述的智能导盲控制装置包括作为控制核心的嵌入式最小系统，以及与其连接的红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块、超声波测距电路、语音输入输出设备、按键电路；其中，所述的嵌入式最小系统内置有语音及按键指令集；所述的嵌入式最小系统分别通过红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块建立与公交信息站点、云端公交信息数据库及云端语音信息数据库、卫星定位导航系统的连接，同时通过语音输入输出设备和按键电路收发语音及接收按键指令进行导盲功能的操作设置，以及通过超声波测距电路实现对公交车辆的测距和障碍的检测；

所述的公交信息站点为一公交信息节点，该节点包括红外无线通信模块和网络通信模块，其中，网络通信模块用于建立公交信息站点与云端公交信息数据库的信息连接；红外无线通信模块用于接收智能导盲控制装置发送的公交导盲信息查询请求和向智能导盲控制装置发送公交导盲信息；

所述的云端公交信息数据库为一基于云计算和云存储的公交站点数据、公交线路数据、线路运行状况及公交线路规划的数据收集、加工生成与存储中心，同时，该数据库收集并更新城市公交站点和线路数据，并根据相应请求推送线路运行状况和公交线路规划信息；

所述的云端语音信息数据库为一基于云计算和云存储的语音合成、语音及语义识别的语音数据收集、加工生成与存储中心，同时，该数据库根据相应请求，将收集文字编码信息转换成语音，或者，将收集的语音语义转换成文字编码信息，并推送；

所述的云端地图数据库为一基于云计算和云存储的城市道路数据及地形数据的数据收集、加工生成与存储中心，同时，该数据库收集并更新城市道路数据和地形数据，并根据相应请求推送线路规划信息。

2.如权利要求1所述的一种智能公交导盲系统，所述的卫星定位导航模块可以是GPS卫星定位导航模块、北斗卫星定位导航模块和GLONASS卫星导航模块中的一种或一种以上。

3.如权利要求1所述的一种智能公交导盲系统，所述的智能导盲控制装置还包括WIFI无线网络通信模块，所述的嵌入式最小系统通过WIFI无线网络通信模块建立与云端公交信息数据库及云端语音信息数据库的连接。

4.如权利要求1所述的一种智能公交导盲系统，所述的云端语音信息数据库为讯飞语音云数据库。

5.如权利要求1所述的一种智能公交导盲系统，所述的云端地图数据库为百度地图云数据库和谷歌地图云数据库中的一种或一种以上。

6.如权利要求1～5之一所述的一种智能公交导盲系统，所述的智能导盲控制装置的导盲控制方法如下：

a)初始化智能导盲控制装置上的各模块；

b)扫描按键指令，并根据相应指令进入相应操作步骤，如是出行指令则转入步骤b1)，如是公交站点查询指令则转入步骤b2),如是定位查询指令则转入步骤b3)：

b1)若按键指令是出行指令，则按以下步骤提示盲患用户出行：

b1.1)开启卫星定位导航模块获取盲患用户当前所在位置，同时控制智能导盲控制装置中语音输入输出设备提示盲患用户语音输入目的地；

b1.2)然后，通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块将目的地的语音信息发送至云端语音信息数据库转换为相应的文字编码信息，

b1.3)然后，将步骤b1.2)转换的文字编码信息和步骤b1.1)获取的盲患用户当前所在位置信息发送至云端地图数据库转换成出行路径规划文字信息和公交起点站和终点站信息；

b1.4)然后转换的公交起点站和终点站信息由云端公交信息数据库转换成公交路线规划文字信息

b1.5)由云端语音信息数据库将出行路径规划文字信息和公交路线规划文字信息转换为语音信息由语音输入输出设备发送给盲患用户，当盲患用户开始出行则开启超声波测距电路进行测障，并将测障信息转换为语音通过语音输入输出设备提示盲患用户；

b1.6)定时通过卫星定位导航模块获取用户当前所在位置，并将定位信息通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块发送至云端地图数据库转换成更新后的出行路径规划文字信息，然后，将更新后的出行路径规划文字信息发送至云端语音信息数据库转换为语音信息由语音输入输出设备发送给出行的盲患用户；

b1.7)当盲患用户到达乘车站点，则开启红外无线通信模块与乘车站点的公交信息站点通信，获取当前公交信息站点的线路信息和线路运行状况的文字信息，并将文字信息发送至云端语音信息数据库转换为语音信息由语音输入输出设备发送给出行的盲患用户；

b1.8)当盲患用户到达目的地，则过语音输入输出设备提示盲患用户导盲出行结束；

b2)若按键指令是公交站点查询指令，则控制智能导盲控制装置中语音输入输出设备提示盲患用户语音输入公交站点信息、站站信息或公交线路信息，然后，通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块将上述语音信息发送至云端公交信息数据库转换成对应的文字信息，再由云端语音信息数据库转换后的文字信息转换成语音信息，然后由语音输入输出设备输出；

b3)若按键指令是定位查询指令，则控制智能导盲控制装置中的开启卫星定位导航模块获取盲患用户当前所在位置，并将位置信息通过3G/GPRS网络通信模块或WIFI无线网络通信模块发送至云端地图数据库转换成地图位置文字信息，再将地图位置文字信息发送至云端语音信息数据库并转换为语音信息由语音输入输出设备输出。