CN110811992A - 一种智能导盲系统 - Google Patents

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张殿军
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Jiayuguan Longtai Mine Construction Engineering Co Ltd
Jiugang Group Metallurgical Construction Co Ltd
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Jiayuguan Longtai Mine Construction Engineering Co Ltd
Jiugang Group Metallurgical Construction Co Ltd
Gansu Zhuding Construction Co Ltd
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    • A61F9/08—Devices or methods enabling eye-patients to replace direct visual perception by another kind of perception
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/06—Walking aids for blind persons
    • A61H3/061—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means
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    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications

Abstract

一种智能导盲系统，包括卫星定位与导航模块、中央处理单元、无线语音输入模块、无线语音输出模块；其中，所述卫星定位与导航模块为GPS或北斗卫星定位导航系统，用于对服务对象提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择；所述无线语音输入模块用于根据输入的语音获得目的地信息，中央处理单元通过获得的目的地信息通过卫星定位与导航模块提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择，并将实时位置通过无线语音输出模块进行播报与预告。本发明完善的语音输入和引导信息输出更加符合弱视人群；引导服务对象可以到达任何有盲道敷设和卫星定位导航的区域；为弱视人群提供全方位、具体的、精准的语音导盲服务。

Description

一种智能导盲系统
技术领域
本发明涉及智能定位技术领域，具体指一种智能导盲系统及专用设备。
背景技术
现有技术中的智能导盲系统都是基于调度中心的人工干预式或半干预式导盲，存在识别能力不足，集成度较低，特别是准确性、实时性极差，对于特殊路况和突发事件应急能力严重不足。
发明内容
本发明提供一种智能导盲系统，是一种专门服务于视力残障的特殊人群的人性化设计、智能化应用系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种智能导盲系统，包括卫星定位与导航模块、中央处理单元、无线语音输入模块、无线语音输出模块；其中，
所述卫星定位与导航模块为GPS或北斗卫星定位导航系统，用于对服务对象提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择；
所述无线语音输入模块用于根据输入的语音获得目的地信息，中央处理单元通过获得的目的地信息通过卫星定位与导航模块提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择，并将实时位置通过无线语音输出模块进行播报与预告。
进一步的：
该系统还包括大数据模块和视频盲道识别模块，所述大数据模块主要用于辅助城乡盲道的识别，内部存储有盲道标准化电子图集，为视频盲道识别模块提供比对识别的依据；
所述视频盲道识别模块是一个图像连续摄取与识别系统，所述中央处理单元根据无线语音输入模块获得的目的地信息将视频盲道识别模块连续摄取的道路图像和大数据模块中的盲道标准化电子图集进行比对，寻找盲道并识别盲道信息，并将结果通过无线语音输出模块播报而指引服务对象延着盲道继续前行、拐弯或绕行。
所述大数据模块还存储有常见障碍物图集和常见道路险情图集；当所述视频盲道识别模块通过连续摄取道路图像，中央处理单元将视频盲道识别模块连续摄取的道路图像和大数据模块中的常见障碍物图集和常见道路险情图集进行比对，识别障碍物和险情。
所述视频盲道识别模块通过识别障碍物是否运动判断其是否为临时障碍物、永久或半永久障碍物，指引服务对象延着盲道继续前行或指导绕行。
一种智能导盲系统的专用设备，该专用设备为一副眼镜；视频盲道识别模块的盲道路况摄像头安装于该智能导航眼镜的镜片前面，该镜片的后面安装大数据模块的盲道标准化电子图集与常见障碍物图集和常见道路险情图集存储器、中央处理单元的CPU、卫星定位与导航模块的卫星定位导航芯片、安装在眼镜架上的无线语音输入模块的接口、安装在眼镜腿上的无线语音输出模块的提示设备入耳机；各模块之间通过集成数据总线进行信息传递。
所述眼镜的镜片前面安装有辅助照明LED灯。
所述眼镜的镜片为光伏镜片。
本发明的优点在于：
①多系统集成：眼镜集成了光伏镜片、盲道路况摄像头、辅助照明LED灯、盲道标准化电子图集与障碍物图集存储器（RAM）、计算分析判断与控制核心CPU、卫星定位导航芯片（GPS或北斗）、卫星导航信息发送与接收器、无线语音输入接口、语音提示设备（耳机）等；
②服务对象超酷的包装。光伏镜片就如同佩戴一副超酷的墨镜，极大的改善了服务对象的个人形象，增加了个人自信；
③光伏发电给系统供电，是系统更加简洁方便；
④镜片上嵌入式安装的摄像头符合视觉方位调整的生物学理论；
⑤镜片上嵌入式安装的LED辅助照明符合视觉聚焦调整的生物学理论；
⑥镜架上嵌入式安装的微型麦克风使得服务对象与系统交互更方便；
⑦镜腿上嵌入式安装的微型扬声器在外界无感知的情况下进行导航，不会对外界产生干扰；
⑧镜片背板上集成安装的盲道标准化电子图集与障碍物图集存储器（RAM）、计算分析判断与控制核心CPU、卫星定位导航芯片（GPS或北斗）、卫星导航信息发送与接收器。
大数据的应用挖掘。
①系统大数据模块内部RAM芯片存有各种非结构化数据，如标准化的盲道图集（直行砖图案、分支砖图案、暂停标志），常见移动障碍物，常见固定障碍物以及特殊的色别标识等等；
②盲道视频监控系统可以实时发现盲道上的任何信息，包括盲道的畅通、盲道的中断、盲道的分支、临时障碍物、永久障碍物等，进而为服务对象通过直行或可绕行的选择；
③中央处理单元CPU整合盲道视频信息与RAM标准化的盲道图集，结合卫星导航与定位信息，经过严格的判断计算，通过耳机语音提供正确的服务指令，如：直行、减速、暂停、拐弯、左右绕行等；
卫星导航与定位系统为服务对象提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择、实时位置的播报与预告等，是本发明的导航粗线条框架；
大数据应用与卫星导航的完美结合，为服务对象提供更加精准的导航服务；
现代通讯技术应用。
集成语音输入输出技术、无线通讯技术（蓝牙通讯技术、5G或4G通讯技术）、大数据（非结构化数据）分析、卫星定位导航等为弱视及视力障碍的特殊人群提供完全智能的新一代导航服务方案。
科学的设计思路和完美的集成。
完善的语音输入和引导信息输出更加符合弱视人群；引导服务对象可以到达任何有盲道敷设和卫星定位导航的区域；为弱视人群提供全方位、具体的、精准的语音导盲服务；
可推广到挂带式导航设备、无人驾驶式车辆导航设备等。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明专用设备的拆解图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其效果进一步说明。
实施例1，参照图1，一种智能导盲系统，包括卫星定位与导航模块、中央处理单元、无线语音输入模块、无线语音输出模块；其中，
所述卫星定位与导航模块为GPS或北斗卫星定位导航系统，用于对服务对象提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择；
所述无线语音输入模块用于根据输入的语音获得目的地信息，中央处理单元通过获得的目的地信息通过卫星定位与导航模块提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择，并将实时位置通过无线语音输出模块进行播报与预告。
实施例2，参照图2，一种智能导盲系统，包括卫星定位与导航模块、中央处理单元、无线语音输入模块、无线语音输出模块；该系统还包括大数据模块和视频盲道识别模块，所述大数据模块主要用于辅助城乡盲道的识别，内部存储有盲道标准化电子图集，为视频盲道识别模块提供比对识别的依据；
所述视频盲道识别模块是一个图像连续摄取与识别系统，所述中央处理单元根据无线语音输入模块获得的目的地信息将视频盲道识别模块连续摄取的道路图像和大数据模块中的盲道标准化电子图集进行比对，寻找盲道并识别盲道信息，并将结果通过无线语音输出模块播报而指引服务对象延着盲道继续前行、拐弯或绕行。
实施例3，参照图2，一种智能导盲系统，包括卫星定位与导航模块、中央处理单元、无线语音输入模块、无线语音输出模块；该系统还包括大数据模块和视频盲道识别模块，所述大数据模块主要用于辅助城乡盲道的识别，内部存储有盲道标准化电子图集，为视频盲道识别模块提供比对识别的依据；所述大数据模块还存储有常见障碍物图集和常见道路险情图集；当所述视频盲道识别模块通过连续摄取道路图像，中央处理单元将视频盲道识别模块连续摄取的道路图像和大数据模块中的常见障碍物图集和常见道路险情图集进行比对，识别障碍物和险情。
所述视频盲道识别模块通过识别障碍物是否运动判断其是否为临时障碍物、永久或半永久障碍物，指引服务对象延着盲道继续前行或指导绕行。判断方法为：视频盲道识别系统将盲道及其障碍物的实时图片传至CPU，CPU对相邻图片中障碍物的相对位置进行判断，确认该障碍物是否移动；或CPU将图片中盲道的边缘作为参照物，判断障碍物与其相对位置判断是否变化来确认该障碍物是否移动。
实施例4，参照图2，一种智能导盲系统的专用设备，该专用设备为一副眼镜；视频盲道识别模块5的盲道路况摄像头安装于该智能导航眼镜的镜片前面，该镜片的后面安装大数据模块的盲道标准化电子图集与常见障碍物图集和常见道路险情图集存储器8、中央处理单元的CPU3（采用CMT2380F32芯片或BG-DB-2416CX芯片，与其他功能模块通过集成数据总线进行信息传递）、卫星定位与导航模块的卫星定位导航芯片1、安装在眼镜架上的无线语音输入模块的接口7、安装在眼镜腿上的无线语音输出模块的提示设备耳机或助听器4，标号6为视力残障人群。
所述眼镜的镜片前面安装有辅助照明LED灯。首先，用于夜间盲道照明，方便路况摄像系统采集路况信息；其次，为其他行人或车辆提供安全警示作用。
所述眼镜的镜片为光伏镜片。可以为整个系统供电。
本发明与以往的传统导盲系统完全不同，其基本工作原理为：
首先，服务对象通过语音输入端口输入欲到达的目的地，智能导盲系统自动与卫星定位与导航系统（GPS或北斗）实现对接，并启动进入语音导航全功能服务状态，为服务对象提供总体的（路径、线路选择优化、位置等）粗线条导航服务信息；
其次，导盲系统自动启动盲道视频识别系统，通过嵌入安装在导盲眼镜片上的摄像头对盲道状况进行连续采集、对比大数据模块RAM存储的盲道标准化电子图集与障碍物电子图集进行实时的路况判断与分析，结合卫星定位导航信息通过语音引导服务对象行走、停止、等待、转弯、绕行等运动，提供精准的引导服务信息，包括安全信息，是在卫星导航的基础上更加细化完善的服务；
中央处理单元CPU是整个导盲系统的核心，综合了语音输入信息、盲道标准化电子图集、障碍物和险情电子图集、盲道视频识别系统提供的实时盲道路况信息、并结合卫星定位与导航（GPS或北斗）信息进行综合快速分析、判断，最后及时准确地通过语音系统（耳机或助听器），为服务对象提供导航服务。

Claims (7)

1.一种智能导盲系统，其特征在于，包括卫星定位与导航模块、中央处理单元、无线语音输入模块、无线语音输出模块；其中，
所述卫星定位与导航模块为GPS或北斗卫星定位导航系统，用于对服务对象提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择；
所述无线语音输入模块用于根据输入的语音获得目的地信息，中央处理单元通过获得的目的地信息通过卫星定位与导航模块提供起始位置与目标位置的定位、出行路线的选择，并将实时位置通过无线语音输出模块进行播报与预告。
2.根据权利要求1所述的一种智能导盲系统，其特征在于，该系统还包括大数据模块和视频盲道识别模块，所述大数据模块主要用于辅助城乡盲道的识别，内部存储有盲道标准化电子图集，为视频盲道识别模块提供比对识别的依据；
所述视频盲道识别模块是一个图像连续摄取与识别系统，所述中央处理单元根据无线语音输入模块获得的目的地信息将视频盲道识别模块连续摄取的道路图像和大数据模块中的盲道标准化电子图集进行比对，寻找盲道并识别盲道信息，并将结果通过无线语音输出模块播报而指引服务对象延着盲道继续前行、拐弯或绕行。
3.根据权利要求2所述的一种智能导盲系统，其特征在于，所述大数据模块还存储有常见障碍物图集和常见道路险情图集；当所述视频盲道识别模块通过连续摄取道路图像，中央处理单元将视频盲道识别模块连续摄取的道路图像和大数据模块中的常见障碍物图集和常见道路险情图集进行比对，识别障碍物和险情。
4.根据权利要求3所述的一种智能导盲系统，其特征在于，所述视频盲道识别模块通过识别障碍物是否运动判断其是否为临时障碍物、永久或半永久障碍物，指引服务对象延着盲道继续前行或指导绕行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种智能导盲系统的专用设备，其特征在于，该专用设备为一副眼镜；视频盲道识别模块的盲道路况摄像头安装于该智能导航眼镜的镜片前面，该镜片的后面安装大数据模块的盲道标准化电子图集与常见障碍物图集和常见道路险情图集存储器、中央处理单元的CPU、卫星定位与导航模块的卫星定位导航芯片、安装在眼镜架上的无线语音输入模块的接口、安装在眼镜腿上的无线语音输出模块的提示设备入耳机；各模块之间通过集成数据总线进行信息传递。
6.根据权利要求5所述的一种智能导盲系统的专用设备，其特征在于，所述眼镜的镜片前面安装有辅助照明LED灯。
7.根据权利要求6所述的一种智能导盲系统的专用设备，其特征在于，所述眼镜的镜片为光伏镜片。
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