CN110215341A - 一种适用于盲人出行的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种适用于盲人出行的方法和系统，其方法包括接收盲人的按键操作启动导航；通过红外热敏感应盲人的身体宽度，确认盲人行走时的中心点；接收盲人的语音信息识别目的地，并根据目的地规划路线；检测盲人的当前位置信息，并根据当前位置信息和路线语音播报导航信息；朝盲人的前方地面发出呈三角形的三个激光点，第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，第三激光点在盲人中心点的正前方向；采集发出的三角形的三个激光点的位置；对激光点位置进行分析和处理；根据激光点位置分析和处理的结果，语音播报路面状况。通过确认盲人行走的中心点和激光点判断路面情况，从而达到更加精确为盲人导航的目的。

Description

一种适用于盲人出行的方法及系统

技术领域

本发明属于盲人导航领域，尤其涉及一种适用于盲人出行的方法及系统。

背景技术

在盲人眼中，整个世界虽近在咫尺，但却遥不可及，因为他们无法看到周围形形色色的物体。盲人由于视觉缺失无法直接观察身边的环境，在出行时往往会有极大不便和危险性，盲人必须依靠导盲犬或导盲基建辅助设备进行户外活动。目前，我国眼部残疾人士多达600万，占世界眼疾人数的18％。眼部疾病在中国也是一个主要的公共卫生问题。由于生理上的缺陷，盲人生活工作有诸多不便，如何保障盲人的出行安全是全社会需要解决的问题。

现在普通的导盲犬和导盲杖探索范围有限，且需要盲人不断的通过手动控制导盲杖探索，还有目前很多的盲人指路设备主要是基于超声波测距实现的，超声波测距主要是模拟蝙蝠的超声波避障原理，相对来说有着不错的效果。但是基于超声波的指路仅能告知盲人前方障碍物距离等信息，具有很大的局限性。现在也有很多应用摄像头成像的方法来分析障碍物的形状和尺寸，然后通过触觉和音频传递给用户。虽然这比单纯的超声波确实有很大进步，但是依旧无法很准确的传递给盲人用户。很多采用gps定位导航的盲人导航装置只能粗略定位，而不是根据盲人的具体精确位置为目标进行定位，还有前方路口右转等语音，盲人无法具体识别有多少米，还有实时拍照摄像头需要一直打开拍照，非常耗电，而且晚上或者光线太暗的地方基本就没用了，对路况分析会出现较大偏差，而且路面的高低起伏也不是很精细。

综上，现亟需一种能够解决上述技术问题，能够精确以盲人的中心点为目标进行导航，同时采用位置取点判断获取路面平整度信息反馈给盲人。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种适用于盲人出行的方法及系统旨在解决现有技术在盲人导航时候不够精确偏差大的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种适用于盲人出行的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收盲人的按键操作启动导航；

通过红外热敏感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点；

接收盲人的语音信息识别目的地，并根据所述目的地规划路线；

检测盲人的当前位置信息，并根据所述当前位置信息和路线语音播报导航信息；

朝盲人的前方地面发出连线呈三角形的三个激光点：第一激光点、第二激光点和第三激光点，所述第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，所述第三激光点在盲人中心点的正前方向；

采集发出的三角形的三个所述激光点的位置；

对所述激光点位置进行分析和处理；

根据所述激光点位置分析和处理的结果，语音播报路面状况。

优选的，所述通过红外热敏感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点包括：

感应盲人的身体温度辐射；

根据所述辐射描绘出盲人体型轮廓；

根据所述体型轮廓计算盲人在路面行走时的中心点。

优选的，所述三个激光点的连线所形成的三角形为以所述第一激光点和所述第二激光点连线为底边的等腰三角形。

优选的，所述采集发出的三角形的三个所述激光点的位置包括：

获取第一激光点到导航的距离为第一距离；

获取第二激光点到导航的距离为第二距离；

获取第三激光点到导航的距离为第三距离。

优选的，对所述激光点位置进行分析和处理包括：盲人行走过程中，监测计算所述第一距离、所述第二距离及所述第三距离的数值变化。

优选的，所述第一距离与所述第二距离的差值的绝对值等于预设阈值时，且所述第三距离不变时，则为平整路面。

优选的，所述方法还包括：在行走过程中，接收特定关闭语音指令，暂时拒绝接收除用于开启接收所有语音的指令，此时正常播放语音导航信息。

本发明还提供一种适用于盲人出行的系统，其特征在于，包括：

导航快捷启动键，其用于接收盲人的按键操作快速启动导航；

红外热敏感应模块，其用于感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点；

位置检测模块，其用于检测盲人的当前位置信息；

激光发射模块，其用于朝盲人的前方地面发出连线呈三角形的三个激光点：第一激光点、第二激光点和第三激光点，所述第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，所述第三激光点在盲人中心点的正前方向；

采集模块，其用于采集发出的三角形的三个所述激光点的位置，并获取所述激光点到导航的距离；

分析处理模块，其用于对所述激光点位置进行分析和处理；

语音模块，其用于接收盲人的语音信息识别目的地，并根据所述当前位置信息及所述激光点位置分析和处理的结果语音播报导航信息；

导航模块，其用于并根据所述目的地规划路线。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提供的一种适用于盲人出行的方法和系统，其方法为接收盲人的按键操作启动导航；通过红外热敏感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点；接收盲人的语音信息识别目的地，并根据所述目的地规划路线；检测盲人的当前位置信息，并根据所述当前位置信息和路线语音播报导航信息；朝盲人的前方地面发出连线呈三角形的三个激光点：第一激光点、第二激光点和第三激光点，所述第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，所述第三激光点在盲人中心点的正前方向；采集发出的三角形的三个所述激光点的位置；对所述激光点位置进行分析和处理；根据所述激光点位置分析和处理的结果，语音播报路面状况。通过确认盲人行走的中心点和激光点判断路面情况，从而达到更加精确为盲人导航的目的。

附图说明

图1为本发明的适用于盲人出行的方法的流程框图；

图2为本发明的适用于盲人出行的系统的示意框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如附图1-2所示，本发明提供的一种适用于盲人出行的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收盲人的按键操作启动导航；

通过红外热敏感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点；

接收盲人的语音信息识别目的地，并根据所述目的地规划路线；

检测盲人的当前位置信息，并根据所述当前位置信息和路线语音播报导航信息；

朝盲人的前方地面发出连线呈三角形的三个激光点：第一激光点、第二激光点和第三激光点，所述第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，所述第三激光点在盲人中心点的正前方向；

采集发出的三角形的三个所述激光点的位置；

对所述激光点位置进行分析和处理；

根据所述激光点位置分析和处理的结果，语音播报路面状况。

需要说明的，其中红外测距范围在200米以内，精度可以达到2mm左右，为了适合盲人做出反应，我们选择使激光线与水平线的夹角设置多个档位，并语音控制，例如盲人发出语音选择查看5米距离，导航终端收到指令将5米距离兑换成相应角度并调节激光线角度至所需角度，同理可调节成其他数值的距离。具体导航终端可以是头戴式、捆绑在腰部中间或侧面等。

在一些实施例中，所述通过红外热敏感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点包括：

感应盲人的身体温度辐射；

根据所述辐射描绘出盲人体型轮廓；

根据所述体型轮廓计算盲人在路面行走时的中心点。

具体的，红外热敏感应装置装设在导航终端内，使用过程中，红外热敏感应装置捕捉人体体温产生的热源，同时捕捉热源与红外感应装置的距离，通过对热源点的捕捉系统后台生成一张热源轮廓图，由于人体属于左右对称结构，故根据热源轮廓判定盲人的中心点，以及中心点与地面的垂直线，然后根据红外热敏感应装置与垂直线的相对位置计算得出红外热敏感应装置到垂直线的距离。然后，根据三角形计算距离的原理和激光点与红外热敏感应装置的位置关系就可精确得出盲人的中心点和激光点的位置数值关系。

在一些实施例中，所述三个激光点的连线所形成的三角形为以所述第一激光点和所述第二激光点连线为底边的等腰三角形。

具体的，第一激光点和第二激光点到盲人中心点的距离相等，则此时三个激光点形成的三角形则为等腰三角形，且获取的道路信息区域也是关于盲人正前方垂直线对称的，等腰三角形为最优选择。

在一些实施例中，所述采集发出的三角形的三个所述激光点的位置包括：

获取第一激光点到导航的距离为第一距离；

获取第二激光点到导航的距离为第二距离；

获取第三激光点到导航的距离为第三距离。

具体的，根据红外激光感应原理通过激光摄像头分别捕获投射的激光点的位置，并通过处理器计算得出具体距离。

在一些实施例中，对所述激光点位置进行分析和处理包括：盲人行走过程中，监测计算所述第一距离、所述第二距离及所述第三距离的数值变化。具体的，盲人行走过程中，道路平整度会发生变化，进而导致所述第一距离、第二距离和第三距离发生相对应的变化，通过对比相应距离变化判别道路信息的变化。

在一些实施例中，所述第一距离与所述第二距离的差值的绝对值等于预设阈值时，且所述第三距离不变时，则为平整路面。之所以设置阈值，是因为在盲人行走过程走，道理平整堵整体平整但有比较小的不影响行走的不平整度存在也归类为安全路面，此时第一距离和第二距离的差值会在小范围内波动。

在一些实施例中，所述方法还包括：在行走过程中，接收特定关闭语音指令，暂时拒绝接收除用于开启接收所有语音的指令，此时正常播放语音导航信息。

具体的，该功能设置采用机器人对话原理，通过语音指令交互达到对话效果，比如盲人在行走过程中与人交流时候产生语音信息，为了避免终端将这些语音信息当做指令信息。预先对终端语音模块进行参数设置，比如盲人对终端发出进入免打扰模式口令，口令可以自己设置成比如“进入免打扰”，当收到“进入免打扰”指令后，终端进入免打扰模式，但不影响路况信息反馈，此时终端不再接收盲人的语音指令，但是可以接收预先设置的接触免打扰模式的口令，口令自定义设置，比如“解除免打扰”，当终端收到“解除免打扰”的语音指令后则自动解除免打扰进入到也接收盲人其他语音指令模式。

还需要说明的是，本发明在盲人行走过程中检测路面信息的时候存在以下多种情况：

第一距离、第二距离及第三距离变大，则为下坡路段，若第一距离、第二距离及第三距离变大趋势越来越大则说明下坡路段的坡度越来越大；

第一距离、第二距离及第三距离变小，则为上坡路段，若第一距离、第二距离及第三距离变小趋势越来越小则说明上坡路段的坡度越来越大；

第一距离、第二距离及第三距离均先减小再增大，则是上台阶路段；

第一距离、第二距离及第三距离均先增大持续不变再增大，则是下台阶路段；

第三距离突然跳跃式变小再持续平稳变小接着跳跃式变大，第一距离第二距离刚开始不变然后也跳跃式变小再持续平稳变小接着跳跃式变大，则有悬空式横梁障碍物；

第一距离、第二距离及第三距离均变小且持续一直还在变小，则为墙体；

第一距离、第二距离及第三距离大数值跳跃式增大，比如突然增加10m或突然增加100米，则前方为大坑悬崖。依次类推可以判断各种类型的道路情况，获取道路信息情况后终端将信息转化为对应的语音信息播放给盲人。

本发明还提供一种适用于盲人出行的系统，其特征在于，包括：

导航快捷启动键，其用于接收盲人的按键操作快速启动导航；

红外热敏感应模块，其用于感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点；

位置检测模块，其用于检测盲人的当前位置信息；

激光发射模块，其用于朝盲人的前方地面发出连线呈三角形的三个激光点：第一激光点、第二激光点和第三激光点，所述第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，所述第三激光点在盲人中心点的正前方向；

采集模块，其用于采集发出的三角形的三个所述激光点的位置，并获取所述激光点到导航的距离；

分析处理模块，其用于对所述激光点位置进行分析和处理；

语音模块，其用于接收盲人的语音信息识别目的地，并根据所述当前位置信息及所述激光点位置分析和处理的结果语音播报导航信息；

导航模块，其用于并根据所述目的地规划路线。

综上，本发明的工作原理如下：

本发明在工作时，事先设置好终端内部程序，盲人通过按压开机按钮开启导航，其中开机关机共用一个键，将终端捆绑在腰间或头戴，此时红外热敏感应模块通过人体热辐射捕获人体轮廓图，处理器通过人体轮廓图判定人体中心点位置并记录相对数据，盲人发出目的地语音指令，语音接收模块接收语音信息并识别目的地，且根据目的地规划路线，位置检测模块检测盲人具体位置并根据中心点重复确认，与此同时，盲人可以发送检测距离语音指令比如5米或10米等，同样可发送检测宽度语音指令调节宽度，则激光发射模块按要求调整三个激光点的投射位置，行走过程中采集模块采集三个激光点到采集模块的距离数值，并将数值信息传递给分析处理模块，分析处理模块对数值信息的变化做出分析和比较，得出结果，并将结果信息传送至语音模块，语音模块发处相应的声音给盲人，提示路况，同时本发明设置免打扰模式非常人性化，当到达目的地后盲人可以选择取下终端或继续使用。

综上，本发明提供的一种适用于盲人出行的方法及系统，能够更加精确导航，方便且人性化。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于盲人出行的方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收盲人的按键操作启动导航；

通过红外热敏感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点；

接收盲人的语音信息识别目的地，并根据所述目的地规划路线；

检测盲人的当前位置信息，并根据所述当前位置信息和路线语音播报导航信息；

朝盲人的前方地面发出连线呈三角形的三个激光点：第一激光点、第二激光点和第三激光点，所述第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，所述第三激光点在盲人中心点的正前方向；

采集发出的三角形的三个所述激光点的位置；

对所述激光点位置进行分析和处理；

根据所述激光点位置分析和处理的结果，语音播报路面状况。

2.根据权利要求1所述的适用于盲人出行的方法，其特征在于，所述通过红外热敏感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点包括：

感应盲人的身体温度辐射；

根据所述辐射描绘出盲人体型轮廓；

根据所述体型轮廓计算盲人在路面行走时的中心点。

3.根据权利要求1所述的适用于盲人出行的方法，其特征在于，所述三个激光点的连线所形成的三角形为以所述第一激光点和所述第二激光点连线为底边的等腰三角形。

4.根据权利要求1所述的适用于盲人出行的方法，其特征在于，所述采集发出的三角形的三个所述激光点的位置包括：

获取第一激光点到导航的距离为第一距离；

获取第二激光点到导航的距离为第二距离；

获取第三激光点到导航的距离为第三距离。

5.根据权利要求4所述的适用于盲人出行的方法，其特征在于，所述对所述激光点位置进行分析和处理包括：盲人行走过程中，监测计算所述第一距离、所述第二距离及所述第三距离的数值变化。

6.根据权利要求5所述的适用于盲人出行的方法，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离的差值的绝对值等于预设阈值时，且所述第三距离不变时，则为平整路面。

7.根据权利要求1所述的适用于盲人出行的方法，其特征在于，所述方法还包括：在行走过程中，接收特定关闭语音指令，暂时拒绝接收除用于开启接收所有语音的指令，此时正常播放语音导航信息。

8.一种适用于盲人出行的系统，其特征在于，包括：

导航快捷启动键，其用于接收盲人的按键操作快速启动导航；

红外热敏感应模块，其用于感应盲人的身体宽度，以确认盲人行走时的中心点；

位置检测模块，其用于检测盲人的当前位置信息；

激光发射模块，其用于朝盲人的前方地面发出连线呈三角形的三个激光点：第一激光点、第二激光点和第三激光点，所述第一激光点和第二激光点的连线与盲人中心点的正前方垂直，所述第三激光点在盲人中心点的正前方向；

采集模块，其用于采集发出的三角形的三个所述激光点的位置，并获取所述激光点到导航的距离；

分析处理模块，其用于对所述激光点位置进行分析和处理；

语音模块，其用于接收盲人的语音信息识别目的地，并根据所述当前位置信息及所述激光点位置分析和处理的结果语音播报导航信息；

导航模块，其用于并根据所述目的地规划路线。