CN104631282A

CN104631282A - 一种基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统

Info

Publication number: CN104631282A
Application number: CN201510014446.4A
Authority: CN
Inventors: 陈闻杰; 柴志雷; 张冠华; 郭姝男; 黄钰雯; 晏殊; 曹悦
Original assignee: East China Normal University
Current assignee: East China Normal University
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明公开了一种基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，包括电子盲杖和设置于人行道的非凹凸盲道；所述电子盲杖设置有摄像单元、处理单元和提示单元，所述非凹凸盲道的非凹凸表面设置有包含条形图案和圆点形图案的导盲标志；所述摄像单元用于采集所述导盲标志，所述处理单元通过解析所述导盲标志生成用于导盲的导盲提示信息，所述提示单元通过音频提示或者振动提示实现导盲。本发明通过采用配备机器视觉系统的电子盲杖代替现有盲人脚底触觉系统来识别盲道，从而实现盲道的去凹凸化，且提供多样性导盲服务。

Description

一种基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统。

背景技术

盲道是为了解决盲人出行问题的一种公共道路基础设施，它通过盲人的盲杖和脚底的触觉，引导盲人前进。根据中华人民共和国行业标准JGJ-50-2001《城市道路和建筑物无障碍设计规范》的规定，指引盲者向前行走的盲道应为条形的行进盲道(图1(a))，在行进盲道的起点，终点及拐弯处应设圆点形的提示盲道(图1(b))。盲道的推荐颜色为中黄色。

现有盲道为盲人出行提供了便利，但也存在以下不足：1)盲道的服务对象有限，仅对盲人有帮助作用，但给其他路面使用者带来负面影响。由于盲道凹凸不平，且通常占用了人行道的中间位置，对轮椅使用者，老人，幼童，穿高跟鞋女士，婴儿推车有不良影响，也给其他人群带来一定的麻烦(如并肩走路时，总会有人要在盲道上走)。2)要真正达到有效帮助盲人的目的，要求盲道全路段不能有中断，否则不仅不能帮助盲人，反而有可能带来危险。在目前现实情况中，盲道的中断很难避免，例如盲道损坏、遮挡、被临时占用、过马路的人行横道未设立盲道等。3)现有盲道的施工较麻烦。由于采用嵌入现有地砖的方式，通常采用90度拐弯来绕开障碍，有的地方甚至修成锯齿形，给盲人出行带来很大不便。另外，盲道凹凸不平，易损坏，难以及时修复。4)盲道类型只有两种，提示盲道包含的含义非常广泛(如转弯、下坡、公交站点、等等)实际上盲人比较难以判断。因此从实际效果看，现有盲道的利用率非常低，不仅无法给盲人提供有效的帮助，反而影响了其他人群的出行。

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提出了一种基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，通过采用配备机器视觉系统的电子盲杖代替现有盲人脚底触觉系统来识别盲道，从而实现盲道的去凹凸化，且提供多样性导盲服务。

发明内容

本发明提出了一种基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，包括电子盲杖和设置于人行道的非凹凸盲道；所述电子盲杖设置有摄像单元、处理单元和提示单元，所述非凹凸盲道的非凹凸表面设置有包含条形图案和圆点形图案的导盲标志；所述摄像单元用于采集所述导盲标志，所述处理单元通过解析所述导盲标志生成用于导盲的导盲提示信息，所述提示单元通过音频提示或者振动提示实现导盲。

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述电子盲杖内进一步设置有RFID阅读器，所述非凹凸盲道设置有无源RFID标签，所述RFID阅读器读取所述RFID标签返回的信号，经所述处理单元解析后生成用于导盲的导盲提示信息，所述提示单元通过音频提示或者振动提示实现导盲。

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述电子盲杖内进一步设置有卫星定位单元，所述卫星定位单元用于获取所述电子盲杖所在的地理位置。

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述电子盲杖内进一步设置有警示灯光单元，其通过打开或闪烁警示灯光以提醒车辆或行人。

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述电子盲杖进一步设置有减震装置

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述提示单元为蓝牙耳机或FM无线耳机，其包括无线传输模块和无线接收终端；所述无线传输模块接收来自所述处理单元的导盲提示信息并转发至所述无线接收终端，所述无线接收终端通过音频提示实现导盲。

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述非凹凸盲道的非凹凸表面进一步设置有二维码，所述二维码被被所述摄像单元采集后，经过所述处理单元解析生成导盲提示信息。

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述非凹凸盲道在红绿灯处设置有红绿灯相位发射器，所述电子盲杖内进一步设置有红绿灯相位接收器；所述红绿灯相位发射器发射用于表示红绿灯状态的相位信息，所述红绿灯相位接收器获取所述相位信息并转发至所述处理单元解析后生成导盲提示信息。

本发明提出的所述基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统中，所述导盲系统进一步包括云服务中心；所述云服务中心与所述处理单元建立连接。

本发明的有益效果在于：

1)电子盲杖既适用于无凹凸盲道，同时也兼容现有凹凸形盲道系统。

2)采用非凹凸盲道使其不影响人行道上的其他行人或推车。

3)非凹凸盲道系统维护简易，通过油漆(贴纸，双色石铺装)即可完成维护。非凹凸盲道可以喷涂在人行横道上而不影响车辆通行，对临时占用盲道也可以通过粘贴临时盲道使电子盲杖提醒盲人绕行，从而可以使得盲道尽可能连续，保证了盲道的实际可用性。

4)通过RFID或二维码提示(位置信息和行进指示)，使电子盲杖可提供更多实用的导航提示信息。

5)电子盲杖辅以卫星定位系统定位，可实时按需播报当前位置和方向。

6)电子盲杖可以离线操作，也可以与云服务结合，提供更丰富且实时更新的导盲信息。

7)后续还可提供与十字路口红绿灯相位广播对接，接收前方路口是否绿灯信息，保证盲人过马路的安全。

附图说明

图1是现有凹凸盲道的图案；其中，图1(a)用于表示行进盲道，图1(b)用于表示提示盲道。

图2是本发明导盲系统的结构图。

图3是本发明导盲系统使用时的示意图。

图1-3中，1-电子盲杖，2-非凹凸盲道，3-云服务中心，11-摄像单元、12-处理单元、13-提示单元，14-阅读器，15-卫星定位单元，16-警示灯光单元，17-导向轮，18-减震装置，19-红绿灯相位接收器，21-红绿灯相位发射器。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

如图2所示，本发明基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统包括电子盲杖1和设置于人行道的非凹凸盲道2。电子盲杖1设置有摄像单元11、处理单元12和提示单元13。非凹凸盲道2的非凹凸表面设置有《城市道路和建筑物无障碍设计规范》的规定的包含条形图案和圆点形图案的导盲标志。非凹凸盲道2可以采用双色油漆喷涂等方式，也可以铺设具有盲道图形的平面地砖。对于施工建设等需要占据原有盲道的，也可以通过铺设临时盲道贴纸等方式予以绕行。摄像单元11的采集方向正对于电子盲杖1正前方的地面，用于采集导盲标志发送至处理单元12。处理单元12为电子盲杖1内部的核心处理部件，其嵌入在电子盲杖1的内部，用于管理和控制电子盲杖1的信息处理，从而完成各种形式处理单元12通过解析该导盲标志从而生成用于导盲的导盲提示信息。例如，当处理单元12解析条形图案时，其生成的导盲提示信息为向前行进，同时根据导向轮在条形砖图案的位置(正中，偏左，偏右)，作相应提示。提示单元13接收该导盲提示信息，并通过语音播报导盲提示信息、音频提示或者振动提示实现像盲人提供直行、左转、右转等导盲提示。其中，电子盲杖1内部可设置有TF卡等存储设备，用以扩展处理单元12运行时所需的数据库。

电子盲杖1同时也兼容现有凹凸盲道，摄像单元11在行进中可获取凹凸盲道的图像，由处理单元12识别凹凸盲道中导盲标志的形状，进而向盲人提供导盲指示。

进一步，在需要导盲提醒的位置(例如，原提示盲道位置)，非凹凸盲道2的非凹凸表面可以设置二维码；二维码含有用于导盲的导盲提示信息，被摄像单元11采集后经处理单元12解析生成导盲提示信息。利用该二维码传递更为丰富的信息。例如“请左/右拐”、“公交车站”或者“注意向上/下台阶”等。二维码可以采用现有的(如QR码)或将来出现的标准码，以最大化利用既有编码的优点。二维码可进一步包含整个城市中不同地点的信息或编码，电子盲杖1中可以存储全市各个地点的信息(存储于TF卡等存储部件)。在抵达该点时，电子盲杖1摄像单元11读取该二维码获得该地点的信息，则直接由提示单元13向盲人播报，若获取了该地点的编码则从TF卡中输出该地点的详细信息，并由提示单元13通过语音播报，如“您站在xx路xx路口，面向西北方向，左边xx广场，右边xx楼”。采用编号而不是直接将信息编入二维码可以大大缩减数据长度，从而使得二维码具有更高的容错性。

电子盲杖1内可进一步设置有RFID阅读器14，非凹凸盲道2对应地设置有无源RFID标签。利用RFID标签及RFID阅读器14可实现与二维码类似的功能，及RFID阅读器14读取RFID标签返回的信号，经处理单元12解析后生成用于导盲的导盲提示信息，提示单元13通过语音播报导盲提示信息、音频提示或者振动提示实现导盲。

电子盲杖1内进一步设置有卫星定位单元15，卫星定位单元15包用于获取电子盲杖1所在的地理位置。此外，也可选用磁场传感器来确定行进的方向。

参阅图3，电子盲杖1内进一步设置有警示灯光单元16，其通过打开或闪烁警示灯光以提醒车辆或行人。

参阅图3，电子盲杖1的底部进一步设置有导向轮17，使用导向轮17可减轻盲人手持电子盲杖1的负担，可引导电子盲杖1的前进方向。此外，电子盲杖1进一步设置有减震装置18，从而提高电子盲杖1行进时的稳定程度，利于摄像单元11获取更精准的地面图像。

在本发明较优实施例中，提示单元13为蓝牙耳机或FM无线耳机，其包括无线传输模块和无线接收终端；所述无线传输模块接收来自所述处理单元的导盲提示信息并转发至所述无线接收终端，所述无线接收终端通过音频提示实现导盲，从而使得盲人在嘈杂环境下仍能获得高清晰度的语音提示。

优选地，非凹凸盲道2在红绿灯处设置有红绿灯相位发射器21，电子盲杖1内进一步设置有红绿灯相位接收器19。红绿灯相位发射器21发射用于提示红绿灯状态的相位信息，包括绿灯所在的可行进方向、红绿灯相位剩余的时间等。红绿灯相位接收器19用于获取相位信息，相位信息经处理单元12解析后生成导盲提示信息，从而引导盲人过马路。

导盲系统进一步包括云服务中心3；云服务中心3与处理单元12建立连接，使得电子盲杖1可以从云中心获取及时的更丰富的信息，并可以利用云服务实时查询地理位置，并结合卫星定位系统提供更丰富，实时动态的周边环境信息。云服务中心3可进一步配置语音分析功能和导航功能，盲人通过电子盲杖1上传目的地的语音，由云服务中心进行解读和计算前往该目的地的路线，并将路线信息发回电子盲杖1实现实时导盲。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。

Claims

1.一种基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，包括电子盲杖(1)和设置于人行道的非凹凸盲道(2)；所述电子盲杖(1)设置有摄像单元(11)、处理单元(12)和提示单元(13)，所述非凹凸盲道(2)的非凹凸表面设置有包含条形图案和圆点形图案的导盲标志；所述摄像单元(11)用于采集所述导盲标志，所述处理单元(12)通过解析所述导盲标志生成用于导盲的导盲提示信息，所述提示单元(13)通过音频提示或者振动提示实现导盲。

2.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述电子盲杖(1)内进一步设置有RFID阅读器(14)，所述非凹凸盲道(2)设置有无源RFID标签，所述RFID阅读器(14)读取所述RFID标签返回的信号，经所述处理单元(12)解析后生成用于导盲的导盲提示信息，所述提示单元(13)通过音频提示或者振动提示实现导盲。

3.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述电子盲杖(1)内进一步设置有卫星定位单元(15)，所述卫星定位单元(15)用于获取所述电子盲杖(1)所在的地理位置。

4.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述电子盲杖(1)内进一步设置有警示灯光单元(16)，通过打开或闪烁警示灯光以提醒车辆或行人。

5.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述电子盲杖(1)进一步设置有减震装置(18)。

6.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述提示单元(13)为蓝牙耳机或FM无线耳机，其包括无线传输模块和无线接收终端；所述无线传输模块接收来自所述处理单元(12)的导盲提示信息并转发至所述无线接收终端，所述无线接收终端通过音频提示实现导盲。

7.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述非凹凸盲道(2)的非凹凸表面进一步设置有二维码，所述二维码被被所述摄像单元(11)采集后，经过所述处理单元(12)解析生成导盲提示信息。

8.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述非凹凸盲道(2)在红绿灯处设置有红绿灯相位发射器(21)，所述电子盲杖(1)内进一步设置有红绿灯相位接收器(19)；所述红绿灯相位发射器(21)发射用于表示红绿灯状态的相位信息，所述红绿灯相位接收器(19)获取所述相位信息并转发至所述处理单元(12)解析后生成导盲提示信息。

9.如权利要求1所述的基于电子盲杖和非凹凸盲道的导盲系统，其特征在于，所述导盲系统进一步包括云服务中心(3)；所述云服务中心(3)与所述处理单元(12)建立连接。