[發明專利]基于人工智能的路面可行度指示器

在審

• 申請號: 201611121987.8
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106726377A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 賈振堂;董文穎;夏煜旻;肖兆煒
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06;G06K9/62;G06K9/46;G06N3/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根,王晶

技術領域

本發明涉及一種盲人指路導航器，尤其是一種基于人工智能的路面可行度指示器。

背景技術

為盲人指路導航是一件很有意義的事情。早期的電子盲人導路器、導航儀等產品，大多采用超聲波測距、激光測距來等主動單線探測手段來檢測障礙物，準確度比較低，視野狹小，適用范圍有限。

比較新的基于圖像處理的盲人導路方案中，主要是對道路邊界的提取技術，基于對道路的邊界識別，或者對圖像內容進行解析，例如計算路面方程以判別是否有障礙物等，而不是對圖像內容進行綜合特征判別。

關于如何將指示信息傳遞給盲人，多數方案中采用了聲音技術、振動以及機械觸覺。由于盲人主要依靠聽覺感知周圍環境，因此“導路器”采用聽覺則會占用盲人的聽覺通道，使他們難以感知周圍自然環境；而振動和其它機械觸覺（觸覺顯示）裝置則耗電量較大。如中國專利號CN201020626502.2，公開了一種基于立體視覺的導盲裝置，該通過語音輸出模塊給出的語音提示；中國專利號 CN201610513329.7，公開了一種用于人體佩戴的具有紅外全景深感知功能的導盲帽，該導盲帽采用立體圖像采集、視差計算、并采用主動紅外照明，以及微型電磁鐵控制觸點撞針結構。

發明內容

本發明提出一款基于人工智能的路面可行度指示器，該裝置采用低功耗的微處理器，實時采集路面視頻圖像，并利用人工智能圖像分析技術（例如人工神經網絡技術）對眼前道路狀況是否可行進行判斷，最后將判別結果采用電致觸覺方式傳遞給盲人，并且采用電池供電，整個系統可佩戴在人體上。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種基于人工智能的路面可行度指示器，由微型攝像頭、微處理器、觸覺發生器組成，所述微處理器包括紋理特征計算模塊、基于人工智能的可行度計算模塊、觸覺控制模塊，所述微處理器信號輸入端連接微型攝像頭，通過微型攝像頭實時采集彩色圖像，并進行濾噪預處理后；由紋理特征計算模塊依據紋理特征算法計算畫面的紋理特征；再由基于人工智能的可行度計算模塊依據圖像的紋理特征，采用人工智能算法對當前畫面的紋理特征進行“基于人工智能的可行度計算”，得出可行度級別；并通過觸覺控制模塊將可行度級別傳遞給觸覺發生器，觸覺發生器根據可行走級別產生不同強度的觸覺刺激，使盲人感知到可行走級別信息。

所述觸覺感知器采用電刺激的方式，制作成薄膜電路或其柔性電路，貼在盲人的皮膚上。所述薄膜電路上分布有電極，電極與微處理器相連，微處理器通過程序產生電脈沖，作用在電極上。

本發明的有益效果是：

本發明與現有技術相比區別：采用基于人工智能的圖像分類技術對路面可行度進行分類判斷，判別結果為路面的可行度級別，將路面可行度結果采用“電刺激觸覺”方式傳遞給用戶，而現有技術則采用其他不同的方式，如聲音、機械觸覺等方式。

本發明中所用的“基于人工智能的可行度計算”是一個重要的特征，它采用機器學習算法對紋理特征進行分類識別。該算法需要預先經過訓練，訓練過程可在PC計算機上實施，然后將訓練的結果存儲到本發明的裝置中，以供微處理器中的程序調用。

本發明可制作成小巧的便攜式產品，可以整體佩戴在盲人身體上。攝像頭和微處理器部分可以作為一個整體持在手中、或者佩戴在額頭等部位，而觸覺發生器則需要佩戴在手指、或者手掌、或者面頰、或者胳臂等部位。本發明的供電可采用鋰離子電池等大容量小體積的便攜電源。

附圖說明

圖1為本發明的基于人工智能的路面可行度指示器的原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明，但不限于這里列出的具體器件型號和參數。軟件模塊的算法也可選擇其它同類作用的算法。