[發明專利]一種基于機器視覺的導盲機器人

無效

• 申請號: 201110003073.2
• 申請日: 2011-01-07
• 公開（公告）號: CN102048612A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 郝礦榮;于洋;丁永生
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: A61F9/08
• 分類號: A61F9/08;A61H3/06
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明涉及機器視覺和機電控制技術領域，特別是涉及一種基于機器視覺的導盲機器人。

背景技術

視障的朋友們長期處于黑暗的世界中，無法通過視覺感受五彩紛呈的世界，必須依靠觸覺、嗅覺、聽覺來感知所生存的空間。缺乏視覺影像的幫助，使他們的出行安全及日常生活，危險性比一般人高出數百倍。長期處于不確定的環境使視障人群普遍缺乏安全感，在生活中日漸產生的極大依賴性，更是使許多視障人群對人生喪失了信心，產生懷疑。因此，基于視障人群對安全性需求特別強烈的特點，設計一款通過機器視覺彌補生理不足、保障日常行動安全的設備是十分必要的。

經對現有技術的檢索發現，專利CN1883430提出一種智能導盲車，通過超聲波識別障礙物和探頭識別盲道實現對導盲車的控制，但這種智能導盲車識別信號燈等，而且通過超聲波和探頭來識別障礙物以及盲道的方法具有一定的局限性。專利CN1830408提出了一種采用GPS定位技術的導盲方法，通過電子地圖進行導盲定位，路線標定，但這種導盲方法無法根據實際路況有效地躲避障礙物和識別交通信號燈。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于機器視覺的導盲機器人，能夠自動識別人行道上的導盲道，并實時反饋不同路況信息，指引方向。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于機器視覺的導盲機器人，包括車體，所述的車體下設有底座，所述的車體頭部設有旋轉云臺，所述的車體尾部設有引導杖；所述的車體內設有中央處理模塊、傳感信息模塊、語音模塊和電源模塊；所述的底座內設有運動控制模塊和電氣傳動裝置；所述的電源模塊分別與所述的中央處理模塊、傳感信息模塊和運動控制模塊相連；所述的傳感信息模塊包括攝像頭、圖像采集卡、定位導航子模塊和電子羅盤；所述的定位導航子模塊和電子羅盤分別與所述的中央處理模塊相連；所述的攝像頭設置在所述的旋轉云臺上，并與所述的圖像采集卡相連；所述的圖像采集卡與所述的中央處理模塊相連；所述的語音模塊包括相互連接的語音編解碼芯片和無線傳輸子模塊；所述的語音編解碼芯片的輸入端與所述的中央處理模塊相連；所述的運動控制模塊包括相互連接的電子調速器和驅動控制電路；所述的電子調速器輸入端與所述的中央處理模塊相連；所述的驅動控制電路的輸出端與所述的電氣傳動裝置相連；所述的中央處理模塊用于對獲取的圖像進行處理，并將處理的結果發送至所述的語音模塊。

所述的中央處理模塊包括依次相連的存儲子模塊、轉換子模塊、分割提取子模塊、處理子模塊、識別子模塊和發送子模塊；所述的存儲子模塊用于存儲所述的圖像采集卡采集到的圖像；所述的轉換子模塊用于將存儲子模塊中的圖像進行色彩空間轉換；所述的分割提取子模塊用于將經過轉換子模塊的圖像進行分割，提取出與目標最接近的圖像區域；所述的處理子模塊用于將提取出的圖像區域進行灰化、旋轉、濾波處理和提取特征，并對提取的特征計算與目標模板的匹配度；所述的識別子模塊根據計算得到的匹配度來識別采集到的圖像；所述的發送子模塊用于將識別結果發送至所述的語音模塊。

所述的底座為履帶型底座。

所述的定位導航子模塊包括GPS單元和GPRS單元。

所述的驅動控制電路采用L298驅動芯片；所述的電氣傳動裝置采用雙電機電氣傳動設備；所述的L298驅動芯片采用H橋脈沖寬度調制控制所述的導盲機器人的工作模式和所述的雙電機電氣傳動設備中單個電機的正向和反向運動。

所述的引導杖上設有控制機器人前進和停止的按鈕。

所述的中央處理器模塊采用ARM和DSP雙核處理器。

所述的無線傳輸模塊采用藍牙設備。

所述的攝像頭為CCD攝像頭。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明采用計算機圖像處理技術與機器人智能控制技術，可以有效地識別盲道、障礙物以及交通信號燈等道路上的常見物體，并通過藍牙耳機向使用者報告當前狀態，由GPS技術進行遠程定位跟蹤，GPRS進行無線通信，全方位安全穩定地協助視障人群出行。

附圖說明

圖1是本發明導盲機器人結構示意圖；

圖2是本發明的系統結構框圖；

圖3是本發明的中央處理模塊結構框圖；

圖4是本發明導盲中斷程序流程圖。

具體實施方式