[發明專利]幫助盲人尋找物品的系統及方法

在審

• 申請號: 201810935368.5
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN108875714A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 袁錦濤;魏永濤;趙天姿;陳若愚;張明
• 申請（專利權）人: 東北大學秦皇島分校
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 北京力量專利代理事務所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 王鴻遠

本發明涉及盲人用人工智能設備技術領域，尤其涉及一種幫助盲人尋找物品的系統及方法；所述系統包括360度圖像采集裝置，用于對盲人所處環境進行360度全方位圖像信息的采集，并將采集到圖像信息發送給中央控制器；中央控制器，用于對接收到的圖像信息進行識別計算處理，并將計算得到的所要查找的物品的相對位置信息發送給觸覺裝置；觸覺裝置，用于將接收到的所要查找的物品的相對位置信息以觸覺的方式告知給盲人。本發明所公開的幫助盲人尋找物品的系統及方法，通過設置360度圖像采集裝置，能夠一次遍歷360度的環境，從而減少盲人的行動量，更加便利，更容易為盲人所接受；通過設置觸覺裝置，能夠避免環境的噪聲對盲人造成不必要的干擾。

技術領域

本發明涉及盲人用人工智能設備技術領域，尤其涉及一種幫助盲人尋找物品的系統及方法。

背景技術

對象識別包括分類和檢測兩項任務，分類用于判斷一幅圖像是否包含某類對象，檢測則要求標出這些對象的位置和大小。對象識別是理解圖像和場景的關鍵，具有廣泛的應用前景，可用于Web圖像自動標注、海量圖像搜索、圖像內容過濾、機器人、安全監視、醫學遠程會診等多種領域。通用對象識別面臨很多困難，迄今沒有完善的解決方案，這些困難包括：(1)光照變化、視點變化、尺度變化、物體變形、遮擋、背景嘈雜等多種因素使同一物體在不同圖像中存在很大的差異；(2)同類物體之間存在較大差異，這要求識別模型即能體現同類物體之間的共性，又不能混淆相似的物體類別；(3)大量的類別增加了系統實現的難度。近幾年來，通用對象識別的研究非常活躍，新的方法不斷涌現。

狹義的觸覺是指微弱的機械刺激興奮了皮膚淺層的觸覺感受器引起的膚覺,廣義的觸覺還包括由較強的機械刺激導致深部組織變形時引起的壓覺。觸壓覺的絕對感受性在身體表面的不同位置有很大的差別。一般說來,越活動的部分觸壓覺的感受性越高。觸覺交互技術的起源可以追溯到遠程控制裝置的出現。計算機性能的提升和更全面的與虛擬世界交互的向往,驅動了觸覺交互裝置的產生和發展。

遠程控制裝置的研究由來已久。早期的遠程控制使用由連桿和纜索控制的鉗子,后來發展成為有肘、腕和手的機械臂。在操縱者和機械手臂之間,機械聯接裝置和纜索傳遞運動和力。當更遠距離的操控需求產生后,研究人員用電機和電子傳感器取代了在操控者和遠程裝置之間的機械連接。通過電子信號將操控者手部的動作和遠程裝置聯系起來。在這些裝置中,電機提供執行任務和給人反饋感覺的力。人們意識到如果計算機產生適當的電信號,主控裝置可以使用戶產生與執行真實任務相同的感覺。一些早期的研究通過實驗證明了計算機編程控制機電主控裝置可以使用戶產生觸碰一些簡單形狀的感覺,從而在理論上證明了觸覺虛擬現實的可行性。但受計算機處理能力的限制,這些早期的研究無法建立復雜的虛擬對象。

隨著計算機性能的進一步提升,實時的三維圖形成為可能,虛擬現實技術在工業領域廣為應用。與此同時,不能觸碰虛擬物體的弊端也初見端倪。有些任務不僅需要看到和聽到虛擬世界的物體,還需要觸碰它們,甚至有時觸覺占主導地位。例如機械工程師只有用手真實地感受到引擎內部的空間布局，才能判斷該設計是否便于裝配和維修；如果不能觸碰到肌體組織，那么虛擬的外科手術便失去了訓練的意義。于是，各類型的觸覺交互裝置應運而生。在計算機游戲和日常的應用領域,特殊的游戲操縱桿、操縱輪、鼠標被用來提供一維和二維的觸覺反饋。手指套環和筆狀的探針被設計用來提供三維位置的感知和反饋。直到上個世紀90年代初,這些觸覺裝置還是由于費用昂貴、用途單一等原因,主要限于軍事仿真研究用途。1993年,麻省理工學院人工智能實驗室的Salisbury等開發了一種裝置,解決了觸覺研究人員面臨的許多問題。它實現了點接觸力的傳遞,可以用來產生指尖與各種物體交互的感覺，給人們提供前所未有的精確和方便的觸覺激勵。這種名為“Phantom觸覺界面”的裝置改變了人們和計算機交互的方式,引發了全球的觸覺交互的研究熱潮。例如，加拿大eSight3眼鏡通過增強現實技術，增強畫面的質量和對比度，將生活全面清晰地呈現在眼疾患者眼前。佩戴者還可以調節攝像頭的焦距，從而能夠看到不同距離的物體。另外，你還可以控制顏色、對比度、對焦、亮度調節及放大圖像。