CN105982786A - 视觉辅助系统及具有该视觉辅助系统的可穿戴装置 - Google Patents
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Abstract
一种视觉辅助系统，包括语音模组及视觉辅助模组，该视觉辅助模组包括处理模组、探测模组及影像识别模组，该处理模组与所述探测模组及影像识别模组均电性连接，该探测模组用于探测和定位使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物并输出对应的定位数据，该影像识别模组用于捕获使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物的影像并对影像进行识别，进而输出对应的影像识别数据，该处理模组用于根据所述定位数据及影像识别数据发送语音提示指令给该语音模组，以控制该语音模组输出语音提示。另，本发明还提供一种具有该视觉辅助系统的可穿戴装置。该视觉辅助系统及该可穿戴装置具有较好的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及可穿戴装置领域，尤其涉及一种视觉辅助系统及具有该视觉辅助系统的可穿戴装置。
背景技术
视觉辅助装置直接关系着盲人和弱视群体的生活质量。目前，盲人大都通过手杖、导盲犬等方式来辅助日常行动。但传统手杖不具备任何智能提醒功能，只能依靠感觉手杖触地的平滑度来确定是否存在障碍物。虽然近年来出现了具有定位及语音提醒等功能的智能导航手杖，但语音提醒在嘈杂环境下存在无法听清的问题。同时，因手杖的探测距离有限，在出现危险情况时无法预留足够的反应时间，不利于盲人及时躲避危险。导盲犬虽然可以引导盲人行走，并在遇到障碍和需要拐弯时引导盲人停下以免发生危险，但目前导盲犬的培训成本较高，无法大面积推广。因此，亟需一种智能化程度高、通用性好且方便携带的视觉辅助装置，以协助盲人和弱视群体能够无障碍地融入到日常生活中，实现生活自理，提高生存质量。
发明内容
鉴于以上情况，本发明提供一种智能化程度高、通用性好的视觉辅助系统。
另，还要必要提供一种应用该视觉辅助系统的可穿戴装置。
一种视觉辅助系统，用于为盲人和弱视群体用户提供视觉辅助，该视觉辅助系统包括语音模组及视觉辅助模组，该视觉辅助模组包括处理模组、探测模组及影像识别模组，该处理模组与所述探测模组及影像识别模组均电性连接，该探测模组用于探测和定位使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物并输出对应的定位数据，该影像识别模组用于捕获使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物的影像并对影像进行识别，进而输出对应的影像识别数据，该处理模组用于根据所述定位数据及影像识别数据发送语音提示指令给该语音模组，以控制该语音模组输出语音提示。
一种可穿戴装置，包括穿戴框架及语音模组，所述语音模组装设于所述穿戴框架上，所述可穿戴装置还包括视觉辅助模组，该视觉辅助模组包括处理模组、探测模组及影像识别模组，该处理模组与所述探测模组及影像识别模组均电性连接，该探测模组用于探测和定位使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物并输出对应的定位数据，该影像识别模组用于捕获使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物的影像并对影像进行识别，进而输出对应的影像识别数据，该处理模组用于根据所述定位数据及影像识别数据发送语音提示指令给该语音模组，以控制该语音模组输出语音提示
所述视觉辅助系统及具有该视觉辅助系统的可穿戴装置具有智能化程度高、通用性好且方便携带的特点，能够较好地协助盲人和弱视群体融入到日常生活中，实现生活自理，提高生存质量。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的可穿戴装置的立体图。
图2为本发明较佳实施例的视觉辅助系统的功能模块图。
主要元件符号说明
| 视觉辅助系统 | 100 |
| 触控模组 | 20 |
| 通信模组 | 30 |
| GPS单元 | 31 |
| 蓝牙单元 | 33 |
| 语音模组 | 40 |
| 麦克风单元 | 41 |
| 编码单元 | 43 |
| 解码单元 | 45 |
| 扬声器单元 | 47 |
| 存储模组 | 50 |
| 视觉辅助模组 | 60 |
| 处理模组 | 61 |
| 探测模组 | 63 |
| 超声波收发单元 | 631 |
| 转换单元 | 633 |
| 影像识别模组 | 65 |
| 影像捕获单元 | 651 |
| 比对识别单元 | 653 |
| 电源模组 | 70 |
| 电源管理单元 | 71 |
| 电池 | 73 |
| 可穿戴装置 | 200 |
| 穿戴框架 | 210 |
| 支撑架 | 211 |
| 延伸臂 | 213 |
| 移动终端 | 300 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施例提供一种可穿戴装置200，其用于协助盲人和弱视群体能够无障碍地融入到日常生活中，实现生活自理，提高生存质量。
该可穿戴装置200包括穿戴框架210及视觉辅助系统100。该视觉辅助系统100设置于该穿戴框架210上。该穿戴框架210大致呈一眼镜状，其包括支撑架211及可折叠地设置于该支撑架211两侧的二延伸臂213。该支撑架211和二延伸臂213分别用于通过用户的鼻子和耳朵将该可穿戴装置200固定到用户的面部。
该视觉辅助系统100包括触控模组20、通信模组30、语音模组40、存储模组50、视觉辅助模组60及电源模组70。该触控模组20用于接收用户触控指令以控制该视觉辅助系统100。该通信模组30用于与一移动终端300（请参图2）建立通信连接。该语音模组40用于语音信号的输入及输出。该存储模组50用于存储数据。该视觉辅助模组60与所述触控模组20、通信模组30、语音模组40及存储模组50均电性连接，该视觉辅助模组60用于捕获和识别影像并输出对应的视觉辅助数据，以为使用该可穿戴装置200的用户提供视觉辅助功能。该电源模组70用于为该视觉辅助系统100的各功能模组提供工作电源。在本实施例中，该触控模组20、通信模组30、语音模组40、存储模组50及电源模组70可选择地设置于所述二延伸臂213的其中之一上。该视觉辅助模组60设置于该支撑架211上。
请一并参阅图2，该触控模组20为一电容触控模组或一感压触控模组，其用于将用户输入的触摸指令转换为对应的指令代码，并控制该视觉辅助系统100执行对应该指令代码的动作，以通过该视觉辅助系统进一步控制该移动终端300。例如，当该视觉辅助系统100与该移动终端300建立通信连接后，如果该移动终端300有电话接入，用户可通过在该触控模组20上朝靠近向该支撑架211的方向划动以接听电话，朝向远离该支撑架211的方向划动以拒绝接听。
该通信模组30包括全球定位系统（Global
Positioning System，GPS）单元31及蓝牙单元33。该GPS单元31用于通过卫星定位该可穿戴装置200的位置并输出对应的GPS位置数据，进而确定使用该可穿戴装置200的用户所在的位置。该蓝牙单元33用于与所述移动终端300建立连接，从而实现该可穿戴装置100与该移动终端300之间的数据通信。
该语音模组40包括麦克风单元41、编码单元43、解码单元45及扬声器单元47。该麦克风单元41用于接收用户发出的语音信号并将该语音信号转换为对应的第一模拟音频信号。该编码单元43用于对所述模拟音频信号进行模数转换及编码，以通过该蓝牙单元33传送至所述移动终端300。该解码单元45用于将该蓝牙单元33接收到的来自该移动终端300的数字语音信号进行解码和数模转换，以得到第二模拟音频信号，进而通过该扬声器单元47以语音信号的形式播放。
该存储模组50用于存储该触控模组20、通信模组30、语音模组40及该视觉辅助模组60获取的各类数据，如触控数据、GPS位置数据、音频数据及该视觉辅助模组60获取的视觉辅助数据等。可以理解，该存储模组50还可用于存储该视觉辅助系统100的预设数据，如预设交通指示标识、紧急出口标识、洗手间标识等常见标识的影像数据，通过该该视觉辅助模组60对所述常见标识进行影像捕获和识别，进而通过该语音模组40发出对应的语音提示以提醒使用该可穿戴装置200用户所面对标识的类型。
该视觉辅助模组60包括处理模组61、探测模组63及影像识别模组65。该处理模组61与该探测模组63及影像识别模组65均电性连接，用于控制该探测模组63及影像识别模组65的运行，以及处理该探测模组63及影像识别模组65输出的数据。该探测模组63用于探测和定位使用该可穿戴装置100的用户前方存在的人或障碍物并输出对应的定位数据。该影像识别模组65用于捕获使用该可穿戴装置100的用户前方存在的人或障碍物的影像并对影像进行识别，进而输出对应的影像识别数据。所述定位数据及影像识别数据存储于该存储模组50内。该处理模组61根据所述定位数据及影像识别数据发送对应的语音提示指令给所述语音模组40，进而通过该语音模组40发出对应的语音提示以提醒用户。
该探测模组63包括超声波收发单元631和转换单元633。该超声波收发单元631用于发射超声波以进行障碍物探测和定位，并输出对应的定位数据。具体地，该超声波收发单元631向使用该可穿戴装置200的用户前方发射超声波，并在超声波发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中如果碰到障碍物会立即返回，当该超声波收发单元631接收到返回的超声波时立即停止计时。根据超声波在空气中的传播速度以及发送超声波时刻和收到反射超声波时刻之间的时间差，即可计算出发射点距障碍物的距离，从而得到该障碍物距使用该可穿戴装置200的用户的距离。可以理解，因障碍物表面形状的不同，所述超声波在碰到障碍物时，会根据障碍物表面与发射点的距离的不同，反射多组超声波，从而使该超声波收发单元631可以获取多组关于该障碍物的距离信息。该转换单元633用于根据该超声波收发单元631获取的多组距离信息，生成对应于该障碍物的简单几何图形，从而获得该障碍物的大致尺寸信息。该处理模组61根据该超声波收发单元631输出的距离信息及该转换单元633输出的尺寸信息，发送对应的语音提示指令给所述语音模组40，进而通过该语音模组40发出对应的语音提示以提醒用户该障碍物距离自己的距离及其大致尺寸。
该影像识别模组65包括影像捕获单元651和比对识别单元653。该影像捕获单元651为一摄像头模组，其用于捕获使用该可穿戴装置200的用户前方的影像数据。该比对识别单元653用于将该影像捕获单元651捕获到的影像数据和预先存储于该存储模组50内的影像数据进行比较，判断该影像捕获单元651捕获到的影像数据是否与预先存储于该存储模组50内的影像数据相同，进而对该影像捕获单元651捕获到的影像进行识别并输出对应的影像识别数据。例如，预先在该存储模组50内存储使用该可穿戴装置100的用户需要经常接触的多个联系人的面部特征影像数据，当使用该可穿戴装置200的用户约定与所述多个联系人中的某个人见面时，该影像捕获单元651通过捕获走向使用该可穿戴装置200的用户的人的面部特征影像数据，并由该比对识别单元653与预先存储于该存储模组50内的多个联系人的面部特征影像数据逐一比对，从而确定朝向该用户走来的人是否为约定见面的人。如果该影像捕获单元651捕获的面部特征影像数据与预先存储于该存储模组50内的某个联系人的面部特征相同，则该影像识别模组65输出一联系人确认信息，该处理模组61根据该影像识别模组65输出的联系人确认信息，发送对应的语音提示指令给所述语音模组40，进而通过该语音模组40发出对应的语音提示以提醒用户迎面走来的人即为约定见面的人。
该电源模组70包括电源管理单元71及电池73。该电源管理单元71为一充放电电路单元，其用于通过一充电接口（图未示）与一电源适配器连接，以为该电池73充电。该电池73通过该电源管理单元71与所述触控模组20、通信模组30、语音模组40、存储模组50及视觉辅助模组60均电性连接，以为上述各模组提供工作电源。
通过在该可穿戴装置200上设置所述视觉辅助系统100，并通过采用该探测模组63探测障碍物的距离及大致尺寸，以及通过该影像识别模组65进行影像捕获和识别，进而根据该探测模组63和该影像识别模组65输出的数据发送对应的语音提示指令给所述语音模组40，进而通过该语音模组40发出对应的语音提示以提醒用户。该可穿戴装置200具有智能化程度高、通用性好且方便携带的特点，能够较好地协助盲人和弱视群体融入到日常生活中，实现生活自理，提高生存质量。
可以理解，在本发明其他实施方式中，该可穿戴装置200包括穿戴框架210、触控模组20、通信模组30、语音模组40、存储模组50及电源模组70。此外，该可穿戴装置200还包括视觉辅助模组60，该视觉辅助模组60装设于该穿戴框架210上，且与该触控模组20、通信模组30、语音模组40、存储模组50及电源模组70共同构成所述视觉辅助系统100。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何形式上的限定。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种视觉辅助系统，用于为盲人和弱视群体用户提供视觉辅助，其特征在于：该视觉辅助系统包括语音模组及视觉辅助模组，该视觉辅助模组包括处理模组、探测模组及影像识别模组，该处理模组与所述探测模组及影像识别模组均电性连接，该探测模组用于探测和定位使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物并输出对应的定位数据，该影像识别模组用于捕获使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物的影像并对影像进行识别，进而输出对应的影像识别数据，该处理模组用于根据所述定位数据及影像识别数据发送语音提示指令给该语音模组，以控制该语音模组输出语音提示。
2.如权利要求1所述的视觉辅助系统，其特征在于：该探测模组包括超声波收发单元和转换单元，该超声波收发单元用于发射超声波以进行障碍物探测和定位，并获取多组关于该障碍物的距离信息，该转换单元用于根据该超声波收发单元获取的多组距离信息，生成对应于该障碍物的简单几何图形，以获得该障碍物的尺寸信息。
3.如权利要求1所述的视觉辅助系统，其特征在于：该影像识别模组包括影像捕获单元和比对识别单元，该影像捕获单元为一摄像头模组，用于捕获使用该视觉辅助系统的用户前方的影像数据，该比对识别单元用于对该影像捕获单元捕获到的影像数据进行识别。
4.如权利要求3所述的视觉辅助系统，其特征在于：该视觉辅助系统还包括存储模组，该存储模组用于存储预设影像数据，该比对识别单元将该影像捕获单元捕获到的影像数据与所述预设影像数据进行比对，并根据比对结果对该影像捕获单元捕获到的影像数据进行识别。
5.如权利要求1所述的视觉辅助系统，其特征在于：该视觉辅助系统还包括通信模组，该通信模组包括全球定位系统（Global Positioning System，GPS）单元及蓝牙单元，该GPS单元用于通过卫星定位，以确定使用该视觉辅助系统的用户所在的位置，该蓝牙单元用于与一移动终端建立通信连接。
6.如权利要求5所述的视觉辅助系统，其特征在于：该语音模组包括麦克风单元、编码单元、解码单元及扬声器单元，该麦克风单元用于将用户发出的语音信号转换为模拟音频信号，该编码单元用于对所述模拟音频信号进行模数转换并编码，以通过该蓝牙单元传送至所述移动终端，该解码单元用于将该蓝牙单元接收到的来自该移动终端的数字语音信号进行解码和数模转换，进而通过该扬声器单元以语音信号的形式播放。
7.如权利要求5所述的视觉辅助系统，其特征在于：该视觉辅助系统还包括触控模组，该触控模组用于接收用户触控指令以控制该视觉辅助系统，并通过该视觉辅助系统进一步控制该移动终端。
8.一种可穿戴装置，包括穿戴框架及语音模组，所述语音模组装设于所述穿戴框架上，其特征在于：所述可穿戴装置还包括视觉辅助模组，该视觉辅助模组包括处理模组、探测模组及影像识别模组，该处理模组与所述探测模组及影像识别模组均电性连接，该探测模组用于探测和定位使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物并输出对应的定位数据，该影像识别模组用于捕获使用该视觉辅助系统的用户前方存在的人或障碍物的影像并对影像进行识别，进而输出对应的影像识别数据，该处理模组用于根据所述定位数据及影像识别数据发送语音提示指令给该语音模组，以控制该语音模组输出语音提示。
9.如权利要求8所述的可穿戴装置，其特征在于：该探测模组包括超声波收发单元和转换单元，该超声波收发单元用于发射超声波以进行障碍物探测和定位，并获取多组关于该障碍物的距离信息，该转换单元用于根据该超声波收发单元获取的多组距离信息，生成对应于该障碍物的简单几何图形，以获得该障碍物的尺寸信息。
10.如权利要求8所述的可穿戴装置，其特征在于：该可穿戴装置还包括通信模组，该通信模组包括全球定位系统（Global Positioning System，GPS）单元及蓝牙单元，该GPS单元用于通过卫星定位该可穿戴装置，以确定使用该可穿戴装置的用户所在的位置，该蓝牙单元用于与一移动终端建立通信连接。
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