[發(fā)明專利]一種視障人士用便攜式智能導(dǎo)盲設(shè)備及導(dǎo)盲方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910255812.3
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109938974A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊天歌;徐園園;郜夢昕;孫鑫宇;高天維;洪麗明
• 申請（專利權(quán)）人: 楊天歌
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06;G01S19/42;G06N3/04;G06T1/20;G06T5/30;G06T7/40;G06T7/90;H04W4/02;H04W4/33;H04W64/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發(fā)明公開了一種視障人士用便攜式智能導(dǎo)盲設(shè)備及導(dǎo)盲方法，屬于導(dǎo)盲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，智能導(dǎo)盲設(shè)備包括便攜式機體、控制器、體征傳感器、攝像頭和耳機，設(shè)備還包括云服務(wù)系統(tǒng)和實時定位系統(tǒng)，在便攜式機體上設(shè)置盲道、換乘和緊急呼救按鍵，通過置于用戶頸部的攝像頭實時采集環(huán)境圖像信息傳送給控制器，通過實時定位系統(tǒng)獲取用戶實時位置信息傳送給控制器，通過體征傳感器獲取用戶的實時生命體征信息傳送給控制器、控制器對環(huán)境圖像信息、實時位置信息和生命體征信息進行處理并通過耳機、云服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)頁或瀏覽器向用戶、家屬、志愿者或醫(yī)療機構(gòu)提供盲道指示、地鐵站內(nèi)換乘、安全監(jiān)護和緊急呼救信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)盲設(shè)備技術(shù)，尤其涉及一種視障人士用便攜式智能導(dǎo)盲設(shè)備及導(dǎo)盲方法。

背景技術(shù)

在中國，視障人群是一個很大的弱勢群體。但我國社會導(dǎo)盲設(shè)備現(xiàn)狀卻仍存在很多問題亟待解決，這兩者之間形成了強烈矛盾：我國盲人出行基礎(chǔ)設(shè)施還十分不完善、不規(guī)范，且設(shè)施完善所需時間周期較長；常見輔助工具主要有導(dǎo)盲杖和導(dǎo)盲犬兩種，然而導(dǎo)盲杖功能過于局限而導(dǎo)盲犬可控性差且價格昂貴——社會急需新型導(dǎo)盲設(shè)備。

現(xiàn)有的導(dǎo)盲設(shè)備以超聲波等手段為主，此類方式大多以窄范圍內(nèi)測距為基礎(chǔ)，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的實際路況，在及時性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、普適性等多方面存在問題。在國內(nèi)外市場中，商業(yè)化的智能導(dǎo)盲產(chǎn)品為數(shù)不多，同時大多有傳感技術(shù)落后，欠智能化且人機交互困難的通病，并沒有大面積推廣，同時也存在成本高昂，定價過高的情況。盲道識別實際上屬于圖像場景識別，通過對圖像內(nèi)容信息檢索進行圖像分類，在此領(lǐng)域中有著許多的相關(guān)研究：或是使用基于特征提取的深度學(xué)習(xí)，在獲取大數(shù)據(jù)后進行深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，但需要計算量較大，不適用于嵌入式應(yīng)用場景的內(nèi)存受限等特殊需求。或是基于紋理或模型方法對處理單幅盲道圖像，同樣計算量較大，實時性較差，且不易對盲道的道路情況進行具體分析。或是需要對現(xiàn)有盲道添加外設(shè)，如增設(shè)UHF標(biāo)簽，之后才可進行識別，雖效果較好，但對使用環(huán)境要求過高，不適用于現(xiàn)今絕大多數(shù)使用場景。另一方面，企業(yè)缺乏與盲人使用者的深入溝通了解，對用戶體驗和需求把握有偏差，且收集用戶意見反饋環(huán)節(jié)較為薄弱，研發(fā)的產(chǎn)品存在標(biāo)志性過強、操作復(fù)雜、可靠性低等弊端，甚至引發(fā)了盲人群體的抵觸情緒。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種智能化的及時、準(zhǔn)確、穩(wěn)定和普適性強的導(dǎo)盲設(shè)備。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種視障人士用便攜式智能導(dǎo)盲設(shè)備，所述智能導(dǎo)盲設(shè)備包括便攜式機體、控制器、體征傳感器、攝像頭和耳機，設(shè)備還包括云服務(wù)系統(tǒng)和實時定位系統(tǒng)，在所述便攜式機體上設(shè)置盲道、換乘和緊急呼救按鍵，通過置于用戶頸部的攝像頭實時采集環(huán)境圖像信息傳送給所述控制器，通過所述實時定位系統(tǒng)獲取用戶實時位置信息傳送給所述控制器，通過體征傳感器獲取用戶的實時生命體征信息傳送給所述控制器、所述控制器對環(huán)境圖像信息、實時位置信息和生命體征信息進行處理并通過耳機、云服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)頁或瀏覽器向用戶、家屬、志愿者或醫(yī)療機構(gòu)提供盲道指示、地鐵站內(nèi)換乘、安全監(jiān)護和緊急呼救信息。

優(yōu)選的，實時定位系統(tǒng)包括GPS和UWB，由GPS實現(xiàn)室外定位，由UWB實現(xiàn)室內(nèi)定位，并通過云服務(wù)器使得用戶、家屬、志愿者或醫(yī)療機構(gòu)能夠通過瀏覽網(wǎng)頁或手機客戶端實時得知用戶的身體狀態(tài)和地理位置。

優(yōu)選的，所述體征傳感器包括體溫傳感器和心率傳感器，所述耳機采用骨傳導(dǎo)耳機。

優(yōu)選的，所述控制器采用嵌入式集成控制器，優(yōu)選為STM32F407ZGT控制器，所述控制器集成了包括語音識別、定位、按鍵、體征監(jiān)測、換乘規(guī)劃、報警、語音播報的功能模塊，控制器實時解算來自各子模塊的實時數(shù)據(jù)，并在綜合傳感數(shù)據(jù)后，得出用戶所處的環(huán)境情況及自身狀態(tài)，完成信息采集傳輸和智能指令導(dǎo)盲功能。

優(yōu)選的，語音識別模塊選用訊飛XFMT101，通過UART作為通信接口，以STM32解析識別結(jié)果，利用JQ8400FL芯片進行語音播報，實現(xiàn)人機交互。