[發明專利]基于激光方向傳感器和人工智能云臺的識路裝置及方法

有效

• 申請號: 202011010997.0
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112135026B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 王美金
• 申請（專利權）人: 北京一華明升科技有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04R1/10;G01C21/28;G01C21/26;G01C21/00
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

1.一種基于激光方向傳感器和人工智能云臺的識路裝置，其特征在于，包括激光方向傳感器、頭戴式雙軸防抖攝像機和雙耳定位方向感應器頭箍；

所述的激光方向傳感器包括7個激光二極管，其中一個正向指示激光二極管、三個向右指示激光二極管和三個向左指示激光二極管，用于照射在使用人耳背溝上的不同位置產生47度以下的溫度；向右和向左指示激光二極管依據到正向指示激光二極管的距離，由遠到近依次向照射耳背溝，正向指示激光二極管照射在耳背溝最高點，從而指示盲人向左右轉身或向正前方前進；激光方向傳感器通過箍身的電路，與頭戴式雙軸防抖攝像機的人工智能裝置相連，接受人工智能裝置控制；三個向左指示激光二極管依據到正向指示激光二極管的距離，由遠到近依次是A3、A2、A1激光二極管；三個向右指示激光二極管依據到正向指示激光二極管的距離，由遠到近依次是B3、B2、B1激光二極管；

所述的頭戴式內外雙軸防抖定向攝像機，包括右云臺電機、下云臺電機、防水外殼、攝像頭、人工智能裝置和網絡通訊單元；

右云臺電機單元在機身外，負責上下防抖和定向；

下云臺電機單元在機身內，負責左右防抖；

攝像頭包括人體動作估計單目攝像頭模組；

人工智能裝置包括定位單元、人體動作估計單元、地形預拍攝儲存單元和道路障礙物分析單元；人工智能裝置用于分析帶有圓點的提示磚，提醒前面多遠是提示盲道，用于分析帶有圓點的提示磚后面的盲道情況，提醒提示盲道后是轉折還是離斷，用于識別行進盲道，接收激光方向傳感器的方向信息并作出方向糾正指示，使盲人始終在盲道上行走；定位單元用于收取定位和方向信息，計算盲人到目標的距離和方向；人體動作估計單元用于將實時視頻的關鍵點定位在10個像素以內的人體關節，從而在視頻中實時和準確地識別人體姿態，定位關鍵點位置，從而判斷前面5米的盲道是否已有或即將有人進入；地形預拍攝儲存單元用于儲存預先用頭戴式內外雙軸防抖定向攝像機在道路安全無障礙物的情況下拍攝的視頻的關鍵幀，標上位置信息；道路障礙物分析單元用于根據位置信息將實時視頻的關鍵幀與地形預拍攝儲存單元的對應的關鍵幀對比，評估前面5米的盲道是否增加了障礙物；

所述的雙耳定位方向感應頭箍，包括箍身、攝像機固定端和感應器固定端；

箍身包括方向傳感器，內置鋰電池，USB接口；其中方向傳感器通過箍身的電路，與頭戴式雙軸防抖攝像機的人工智能裝置相連，接受人工智能裝置控制；方向傳感器在箍身的中間，用于感應頭箍的方向；

攝像機固定端由二顆固定螺絲、套接段和攝像機固定段組成；套接段用于套入箍身適當位置使方向傳感器的正方向是使用人的臉部正前方，固定螺絲用于固定箍身與套接段；攝像機固定段用于連接右云臺電機單元；

感應器固定端由二顆固定螺絲、套接段、激光方向傳感器殼固定段和骨傳導耳機組成；套接段用于套入箍身適當位置使方向傳感器的正方向是使用人的臉部正前方，固定螺絲用于固定箍身與套接段；激光方向傳感器殼包括散熱孔，用于放置激光方向傳感器；

所述的基于激光方向傳感器和人工智能云臺的識路裝置，激光方向傳感器的使用步驟如下：

A、設置激光二極管A3、B3在人體與前進方向角度是90度以上時照射，激光二極管A2、B2在人體與前進方向角度是50-90度時照射，激光二極管A1、B1在人體與前進方向角度是10-49度時照射；設置啟用激光方向傳感器；設置照射溫度；盲人控制自已頭部與身體同向；設置沿盲道前進方向為前進方向；

B、人工智能裝置根據箍身的方向傳感器，判斷盲人與前進方向向左偏轉了100度；

C、人工智能裝置控制向右指示激光二極管B3照射，盲人耳背溝感受到B3的熱量后，順勢向右轉身，減少向左偏轉的角度到90度時，B3停止照射，B2開始照射；盲人耳背溝感受到B2的熱量后，繼續向右轉身，減少向左偏轉的角度到50度時，B2停止照射，B1開始照射；盲人耳背溝感受到B1的熱量后，繼續向右轉身，減少向左偏轉的角度到10度時，B1停止照射；

D、盲人繼續向右轉身但放慢速度，減少向左偏轉的角度到3度時，正向指示激光二極管照射，直到盲人停止轉身，如果這時盲人在正向的左右偏轉不超過3度時且沒有前進時，繼續照射；如果這時盲人正向的左右偏轉在3-10度之間時，正向指示激光二極管閃射；如果這時盲人在正向的左右偏轉不超過3度時且前進時，停止照射；

所述的基于激光方向傳感器和人工智能云臺的識路裝置的使用方法，步驟如下：

A、盲人購買基于激光方向傳感器和人工智能云臺的識路裝置后，由家人或售貨員調節攝像機固定端和感應器固定端，使箍身的方向傳感器正方向與盲人臉部正前方的方向一致；由家人或售貨員調節激光方向傳感器的照射溫度，使盲人能舒適地感受熱量；

B、家人或志愿者在路上人少的時候，戴上基于激光方向傳感器和人工智能云臺的識路裝置在盲人有可能走的盲道走幾次，直到所有盲道都存在沒有障礙物的關鍵幀圖片，人工智能裝置自動標記關鍵幀圖片的定位信息并保存在地形預拍攝儲存單元和上傳商業地圖軟件共享；

C、盲人戴上基于激光方向傳感器和人工智能云臺的識路裝置和盲杖出門，人工智能裝置根據定位信息提取當前地形的關鍵幀圖片，判斷是否有障礙物；人工智能裝置根據人體動作估計單元判斷前行的盲道附近是否有行人，行人的方向是否走向盲道；人工智能裝置根據激光方向傳感器判斷盲人行走方向是否正確；

D、如果盲人行走方向不正確，人工智能裝置控制根據方向偏移程度和方向，由離正向指示激光二極管最遠的向右或向左指示激光二極管發光，按向正向指示激光二極管由遠到近的順序，以及盲人轉身的速度，照射在盲人方向偏移的耳背溝產生熱量，到盲人方向正確時，正向指示激光二極管照射在盲人耳背溝最高點，表示目前方向正確；

E、如果盲道前行5米內沒有障礙物和行人，且盲人方向正確，則通過骨傳導耳機通知盲人可以快走5米；如果環境吵鬧，設置三個向右指示激光二極管和三個向左指示激光二極管閃照為可以快走5米的信號；

F、在盲人快走5米途中，重復步驟C、D，判斷前面5米是否可以快走；

G、盲人在快走時可以輕提盲杖在空中探路，在不能快走時用盲杖探路前進，直到到達目的地。