TWI652656B - 視覺輔助系統及具有該視覺輔助系統的可穿戴裝置 - Google Patents

視覺輔助系統及具有該視覺輔助系統的可穿戴裝置 Download PDF

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Abstract

一種視覺輔助系統,包括語音模組及視覺輔助模組,該視覺輔助模組包括處理模組、探測模組及影像識別模組,該處理模組與所述探測模組及影像識別模組均電性連接,該探測模組用於探測和定位使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物並輸出對應的定位資料,該影像識別模組用於捕獲使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物的影像並對影像進行識別,進而輸出對應的影像識別資料,該處理模組用於根據所述定位資料及影像識別資料發送語音提示指令給該語音模組,以控制該語音模組輸出語音提示。另,本發明還提供一種具有該視覺輔助系統的可穿戴裝置。

Description

視覺輔助系統及具有該視覺輔助系統的可穿戴裝置
本發明涉及可穿戴裝置領域,尤其涉及一種視覺輔助系統及具有該視覺輔助系統的可穿戴裝置。
視覺輔助裝置直接關係著盲人和弱視群體的生活品質。目前,盲人大都藉由手杖、導盲犬等方式來輔助日常行動。但傳統手杖不具備任何智慧提醒功能,只能依靠感覺手杖觸地的平滑度來確定是否存在障礙物。雖然近年來出現了具有定位及語音提醒等功能的智慧導航手杖,但語音提醒在嘈雜環境下存在無法聽清的問題。同時,因手杖的探測距離有限,在出現危險情況時無法預留足夠的反應時間,不利於盲人及時躲避危險。導盲犬雖然可以引導盲人行走,並在遇到障礙和需要拐彎時引導盲人停下以免發生危險,但目前導盲犬的培訓成本較高,無法大面積推廣。因此,亟需一種智慧化程度高、通用性好且方便攜帶的視覺輔助裝置,以協助盲人和弱視群體能夠無障礙地融入到日常生活中,實現生活自理,提高生存品質。
鑒於以上情況,本發明提供一種智慧化程度高、通用性好的視覺輔助系統。另,還要必要提供一種應用該視覺輔助系統的可穿戴裝 置。
一種視覺輔助系統,用於為盲人和弱視群體使用者提供視覺輔助,該視覺輔助系統包括語音模組及視覺輔助模組,該視覺輔助模組包括處理模組、探測模組及影像識別模組,該處理模組與所述探測模組及影像識別模組均電性連接,該探測模組用於探測和定位使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物並輸出對應的定位資料,該影像識別模組用於捕獲使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物的影像並對影像進行識別,進而輸出對應的影像識別資料,該處理模組用於根據所述定位資料及影像識別資料發送語音提示指令給該語音模組,以控制該語音模組輸出語音提示。
一種可穿戴裝置,包括穿戴框架及語音模組,所述語音模組裝設於所述穿戴框架上,所述可穿戴裝置還包括視覺輔助模組,該視覺輔助模組包括處理模組、探測模組及影像識別模組,該處理模組與所述探測模組及影像識別模組均電性連接,該探測模組用於探測和定位使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物並輸出對應的定位資料,該影像識別模組用於捕獲使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物的影像並對影像進行識別,進而輸出對應的影像識別資料,該處理模組用於根據所述定位資料及影像識別資料發送語音提示指令給該語音模組,以控制該語音模組輸出語音提示。
所述視覺輔助系統及具有該視覺輔助系統的可穿戴裝置具有智慧化程度高、通用性好且方便攜帶的特點,能夠較好地協助盲人和弱視群體融入到日常生活中,實現生活自理,提高生存品質。
100‧‧‧視覺輔助系統
20‧‧‧觸控模組
30‧‧‧通訊模組
31‧‧‧GPS單元
33‧‧‧藍牙單元
40‧‧‧語音模組
41‧‧‧麥克風單元
43‧‧‧編碼單元
45‧‧‧解碼單元
47‧‧‧揚聲器單元
50‧‧‧存儲模組
60‧‧‧視覺輔助模組
61‧‧‧處理模組
63‧‧‧探測模組
631‧‧‧超聲波收發單元
633‧‧‧轉換單元
65‧‧‧影像識別模組
651‧‧‧影像捕獲單元
653‧‧‧比對識別單元
70‧‧‧電源模組
71‧‧‧電源管理單元
73‧‧‧電池
200‧‧‧可穿戴裝置
210‧‧‧穿戴框架
211‧‧‧支撐架
213‧‧‧延伸臂
300‧‧‧移動終端
圖1為本發明較佳實施例的可穿戴裝置的立體圖。
圖2為本發明較佳實施例的視覺輔助系統的功能模組圖。
請參閱圖1,本發明較佳實施例提供一種可穿戴裝置200,其用於協助盲人和弱視群體能夠無障礙地融入到日常生活中,實現生活自理,提高生存品質。
該可穿戴裝置200包括穿戴框架210及視覺輔助系統100。該視覺輔助系統100設置於該穿戴框架210上。該穿戴框架210大致呈一眼鏡狀,其包括支撐架211及可折疊地設置於該支撐架211兩側的二延伸臂213。該支撐架211和二延伸臂213分別用於藉由用戶的鼻子和耳朵將該可穿戴裝置200固定到使用者的面部。
該視覺輔助系統100包括觸控模組20、通訊模組30、語音模組40、存儲模組50、視覺輔助模組60及電源模組70。該觸控模組20用於接收使用者觸控指令以控制該視覺輔助系統100。該通訊模組30用於與一移動終端300(請參圖2)建立通訊連接。該語音模組40用於語音訊號的輸入及輸出。該存儲模組50用於存儲資料。該視覺輔助模組60與所述觸控模組20、通訊模組30、語音模組40及存儲模組50均電性連接,該視覺輔助模組60用於捕獲和識別影像並輸出對應的視覺輔助資料,以為使用該可穿戴裝置200的使用者提供視覺協助工具。該電源模組70用於為該視覺輔助系統100的各功能模組提供工作電源。在本實施例中,該觸控模組20、 通訊模組30、語音模組40、存儲模組50及電源模組70可選擇地設置於所述二延伸臂213的其中之一上。該視覺輔助模組60設置於該支撐架211上。
請一併參閱圖2,該觸控模組20為一電容觸控模組或一感壓觸控模組,其用於將使用者輸入的觸摸指令轉換為對應的指令代碼,並控制該視覺輔助系統100執行對應該指令代碼的動作,以藉由該視覺輔助系統進一步控制該移動終端300。例如,當該視覺輔助系統100與該移動終端300建立通訊連接後,如果該移動終端300有電話接入,使用者可藉由在該觸控模組20上朝靠近向該支撐架211的方向劃動以接聽電話,朝向遠離該支撐架211的方向劃動以拒絕接聽。
該通訊模組30包括全球定位系統(Global Positioning System,GPS)單元31及藍牙單元33。該GPS單元31用於藉由衛星定位該可穿戴裝置200的位置並輸出對應的GPS位置資料,進而確定使用該可穿戴裝置200的使用者所在的位置。該藍牙單元33用於與所述移動終端300建立連接,從而實現該可穿戴裝置100與該移動終端300之間的資料通訊。
該語音模組40包括麥克風單元41、編碼單元43、解碼單元45及揚聲器單元47。該麥克風單元41用於接收使用者發出的語音訊號並將該語音訊號轉換為對應的第一類比音訊訊號。該編碼單元43用於對所述類比音訊訊號進行模數轉換及編碼,以藉由該藍牙單元33傳送至所述移動終端300。該解碼單元45用於將該藍牙單元33接收到的來自該移動終端300的數位語音訊號進行解碼和數模轉換,以得到第二類比音訊訊號,進而藉由該揚聲器單元47以語音訊號的形式播放。
該存儲模組50用於存儲該觸控模組20、通訊模組30、語音模組40及該視覺輔助模組60獲取的各類資料,如觸控資料、GPS位置資料、音訊資料及該視覺輔助模組60獲取的視覺輔助資料等。可以理解,該存儲模組50還可用於存儲該視覺輔助系統100的預設資料,如預設交通指示標識、緊急出口標識、洗手間標識等常見標識的影像資料,藉由該該視覺輔助模組60對所述常見標識進行影像捕獲和識別,進而藉由該語音模組40發出對應的語音提示以提醒使用該可穿戴裝置200使用者所面對標識的類型。
該視覺輔助模組60包括處理模組61、探測模組63及影像識別模組65。該處理模組61與該探測模組63及影像識別模組65均電性連接,用於控制該探測模組63及影像識別模組65的運行,以及處理該探測模組63及影像識別模組65輸出的資料。該探測模組63用於探測和定位使用該可穿戴裝置100的使用者前方存在的人或障礙物並輸出對應的定位資料。該影像識別模組65用於捕獲使用該可穿戴裝置100的使用者前方存在的人或障礙物的影像並對影像進行識別,進而輸出對應的影像識別資料。所述定位資料及影像識別資料存儲於該存儲模組50內。該處理模組61根據所述定位資料及影像識別資料發送對應的語音提示指令給所述語音模組40,進而藉由該語音模組40發出對應的語音提示以提醒使用者。
該探測模組63包括超聲波收發單元631和轉換單元633。該超聲波收發單元631用於發射超聲波以進行障礙物探測和定位,並輸出對應的定位資料。具體地,該超聲波收發單元631向使用該可穿戴裝置200的使用者前方發射超聲波,並在超聲波發射時刻的同時開始計時,超聲波 在空氣中傳播,途中如果碰到障礙物會立即返回,當該超聲波收發單元631接收到返回的超聲波時立即停止計時。根據超聲波在空氣中的傳播速度以及發送超聲波時刻和收到反射超聲波時刻之間的時間差,即可計算出發射點距障礙物的距離,從而得到該障礙物距使用該可穿戴裝置200的使用者的距離。可以理解,因障礙物表面形狀的不同,所述超聲波在碰到障礙物時,會根據障礙物表面與發射點的距離的不同,反射多組超聲波,從而使該超聲波收發單元631可以獲取多組關於該障礙物的距離資訊。該轉換單元633用於根據該超聲波收發單元631獲取的多組距離資訊,生成對應於該障礙物的簡單幾何圖形,從而獲得該障礙物的大致尺寸資訊。該處理模組61根據該超聲波收發單元631輸出的距離資訊及該轉換單元633輸出的尺寸資訊,發送對應的語音提示指令給所述語音模組40,進而藉由該語音模組40發出對應的語音提示以提醒使用者該障礙物距離自己的距離及其大致尺寸。
該影像識別模組65包括影像捕獲單元651和比對識別單元653。該影像捕獲單元651為一攝像頭模組,其用於捕獲使用該可穿戴裝置200的使用者前方的影像資料。該比對識別單元653用於將該影像捕獲單元651捕獲到的影像資料和預先存儲於該存儲模組50內的影像資料進行比較,判斷該影像捕獲單元651捕獲到的影像資料是否與預先存儲於該存儲模組50內的影像資料相同,進而對該影像捕獲單元651捕獲到的影像進行識別並輸出對應的影像識別資料。例如,預先在該存儲模組50內存儲使用該可穿戴裝置100的使用者需要經常接觸的多個連絡人的面部特徵影像資料,當使用該可穿戴裝置200的使用者約定與所述多個聯繫人中的某個人見面時, 該影像捕獲單元651藉由捕獲走向使用該可穿戴裝置200的使用者的人的面部特徵影像資料,並由該比對識別單元653與預先存儲於該存儲模組50內的多個連絡人的面部特徵影像資料逐一比對,從而確定朝向該用戶走來的人是否為約定見面的人。如果該影像捕獲單元651捕獲的面部特徵影像資料與預先存儲於該存儲模組50內的某個連絡人的面部特徵相同,則該影像識別模組65輸出一連絡人確認資訊,該處理模組61根據該影像識別模組65輸出的連絡人確認資訊,發送對應的語音提示指令給所述語音模組40,進而藉由該語音模組40發出對應的語音提示以提醒使用者迎面走來的人即為約定見面的人。
該電源模組70包括電源管理單元71及電池73。該電源管理單元71為一充放電電路單元,其用於藉由一充電介面(圖未示)與一電源適配器連接,以為該電池73充電。該電池73藉由該電源管理單元71與所述觸控模組20、通訊模組30、語音模組40、存儲模組50及視覺輔助模組60均電性連接,以為上述各模組提供工作電源。
藉由在該可穿戴裝置200上設置所述視覺輔助系統100,並藉由採用該探測模組63探測障礙物的距離及大致尺寸,以及藉由該影像識別模組65進行影像捕獲和識別,進而根據該探測模組63和該影像識別模組65輸出的資料發送對應的語音提示指令給所述語音模組40,進而藉由該語音模組40發出對應的語音提示以提醒使用者。該可穿戴裝置200具有智慧化程度高、通用性好且方便攜帶的特點,能夠較好地協助盲人和弱視群體融入到日常生活中,實現生活自理,提高生存品質。
可以理解,在本發明其他實施方式中,該可穿戴裝置200包 括穿戴框架210、觸控模組20、通訊模組30、語音模組40、存儲模組50及電源模組70。此外,該可穿戴裝置200還包括視覺輔助模組60,該視覺輔助模組60裝設於該穿戴框架210上,且與該觸控模組20、通訊模組30、語音模組40、存儲模組50及電源模組70共同構成所述視覺輔助系統100。
以上所述,僅為本發明的較佳實施例,並非是對本發明作任何形式上的限定。另外,本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化,當然,這些依據本發明精神所做的變化,都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

Claims (9)

  1. 一種視覺輔助系統,用於為盲人和弱視群體使用者提供視覺輔助,其改良在於:該視覺輔助系統包括語音模組、視覺輔助模組及存儲模組,該存儲模組用於存儲預設影像資料,該視覺輔助模組包括處理模組、探測模組及影像識別模組,該處理模組與所述探測模組及影像識別模組均電性連接,該探測模組用於探測和定位使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物並輸出對應的定位資料,該影像識別模組包括影像捕獲單元和比對識別單元,該影像捕獲單元用於捕獲使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物的影像資料,該比對識別單元將該影像捕獲單元捕獲到的影像資料與該預設影像資料進行比對,並根據比對結果對該影像捕獲單元捕獲到的影像資料進行識別,進而輸出對應的影像識別資料,該處理模組用於根據所述定位資料及影像識別資料發送語音提示指令給該語音模組,以控制該語音模組輸出語音提示。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之視覺輔助系統,其中所述探測模組包括超聲波收發單元和轉換單元,該超聲波收發單元用於發射超聲波以進行障礙物探測和定位,並獲取多組關於該障礙物的距離資訊,該轉換單元用於根據該超聲波收發單元獲取的多組距離資訊,生成對應於該障礙物的簡單幾何圖形,以獲得該障礙物的尺寸資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之視覺輔助系統,其中該影像捕獲單元為一攝像頭模組。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之視覺輔助系統,其中所述視覺輔助系統還包括通訊模組,該通訊模組包括全球定位系統(Global Positioning System,GPS)單 元及藍牙單元,該GPS單元用於藉由衛星定位,以確定使用該視覺輔助系統的使用者所在的位置,該藍牙單元用於與一移動終端建立通訊連接。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之視覺輔助系統,其中所述語音模組包括麥克風單元、編碼單元、解碼單元及揚聲器單元,該麥克風單元用於將使用者發出的語音訊號轉換為類比音訊訊號,該編碼單元用於對所述類比音訊訊號進行模數轉換並編碼,以藉由該藍牙單元傳送至所述移動終端,該解碼單元用於將該藍牙單元接收到的來自該移動終端的數位語音訊號進行解碼和數模轉換,進而藉由該揚聲器單元以語音訊號的形式播放。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之視覺輔助系統,其中所述視覺輔助系統還包括觸控模組,該觸控模組用於接收使用者觸控指令以控制該視覺輔助系統,並藉由該視覺輔助系統進一步控制該移動終端。
  7. 一種可穿戴裝置,包括穿戴框架及語音模組,所述語音模組裝設於所述穿戴框架上,其改良在於:所述可穿戴裝置還包括視覺輔助模組及存儲模組,該存儲模組用於存儲預設影像資料,該視覺輔助模組包括處理模組、探測模組及影像識別模組,該處理模組與所述探測模組及影像識別模組均電性連接,該探測模組用於探測和定位使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物並輸出對應的定位資料,該影像識別模組包括影像捕獲單元和比對識別單元,該影像捕獲單元用於捕獲使用該視覺輔助系統的使用者前方存在的人或障礙物的影像資料,該比對識別單元將該影像捕獲單元捕獲到的影像資料與該預設影像資料進行比對,並根據比對結果對該影像捕獲單元捕獲到的影像資料進行識別,進而輸出對應的影像識別資料,該處理模組用於根據所述定位資料及影像識別資料發送語音提示指令給該語音模組,以控制該語音模 組輸出語音提示。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之可穿戴裝置,其中所述探測模組包括超聲波收發單元和轉換單元,該超聲波收發單元用於發射超聲波以進行障礙物探測和定位,並獲取多組關於該障礙物的距離資訊,該轉換單元用於根據該超聲波收發單元獲取的多組距離資訊,生成對應於該障礙物的簡單幾何圖形,以獲得該障礙物的尺寸資訊。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之可穿戴裝置,其中所述可穿戴裝置還包括通訊模組,該通訊模組包括全球定位系統(Global Positioning System,GPS)單元及藍牙單元,該GPS單元用於藉由衛星定位該可穿戴裝置,以確定使用該可穿戴裝置的使用者所在的位置,該藍牙單元用於與一移動終端建立通訊連接。
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