【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于人工智能和计算机视觉领域,具体涉及智能轮椅的人机交互系统及方 法。
技术介绍
目前,全球的老年人口数量越来越多,这个问题引起了社会各界的广泛重视;与此 同时由于各种灾难、车祸以及疾病等相关因素造成的残障人士数量也在增加。他们的行动 能力、反应速度、思考能力会低于正常人。因此,为老年人和残疾人提供性能优越的代步工 具已成为整个社会重点关注的问题之一。智能轮椅是融合多种研究领域,将机器人技术应 用于电动轮椅的一种设备,能够感知外部环境并对环境信息进行处理从而得到合理的控制 决策。使老年人和残疾人的日常生活质量在很大程度上得到提高,将用户迅速、无误地送到 目的地。智能轮椅的关键技术之一就是实现与使用者和谐交互的技术,这种交互包括两方 面的要素:一方面使人能更自然地控制轮椅,另一方面使轮椅可以较好的理解人的思维和 命令。由于不同残障人群的身体情况和认知能力不同,轮椅系统的设计需要充分的考虑这 些因素,不仅不能使用户的使用困难加大,而且要充分利用残障人士的自身的机能。目前, 国内外有很多的学者在开发了很多智能轮椅人机交互的系统,主要分为侵入式和非侵入式 两类。侵入式的人机交互方式包括使用眼镜,头带,或者佩戴红外或超声波发射器来测量用 户意图。而非侵入式的方法不需要用户佩戴任何设备,而是通过处理用户的声音或图像来 识别用户的意图。事实上,大多数的用户更喜欢非侵入式的方法,因为他们不喜欢他们的脸 或头被接触。 基于视觉的智能轮椅人机交互是一个十分有效的交互方式。目前,国内外很多 研究者对基于视觉的人机交互进行了研究:韩国的 ...
【技术保护点】
一种基于唇部状态识别的智能轮椅人机交互系统,包括摄像头、笔记本电脑、智能轮椅本体及无线网卡,其特征在于:还包括肤色分割模型、Adaboost唇部分类器、SVM唇部张合状态分类器;所述摄像头用于获取包含人脸的视频信号并传输给肤色分割模型;所述肤色分割模型用来分割出摄像头获取的图像信息中的人脸区域;所述Adaboost分类器用来检测人脸区域获取唇部信息,完成对唇部的实时检测;所述SVM唇部张合状态分类器用于对检测到的唇部进行分类,并判定唇部的张合状态;所述笔记本电脑用来完成分类器的训练,唇部检测和张合状态识别图像处理,并确定轮椅的运动指令;所述无线网卡用来将笔记本电脑与智能轮椅进行通信,将唇部检测和唇部识别相结合用于智能轮椅的控制:将检测得到唇部检测窗口与一个位置固定的矩形窗口进行比较,根据这两个矩形框相对位置关系来确定轮椅的运动方向,同时识别唇部的张合状态,只有当识别到唇部为张开状态时,轮椅才能执行相应指令,从而实现对智能轮椅的运动状态的控制。
【技术特征摘要】
1. 一种基于唇部状态识别的智能轮椅人机交互系统,包括摄像头、笔记本电脑、智能轮 椅本体及无线网卡,其特征在于:还包括肤色分割模型、Adaboost唇部分类器、SVM唇部张 合状态分类器; 所述摄像头用于获取包含人脸的视频信号并传输给肤色分割模型; 所述肤色分割模型用来分割出摄像头获取的图像信息中的人脸区域; 所述Adaboost分类器用来检测人脸区域获取唇部信息,完成对唇部的实时检测; 所述SVM唇部张合状态分类器用于对检测到的唇部进行分类,并判定唇部的张合状 态; 所述笔记本电脑用来完成分类器的训练,唇部检测和张合状态识别图像处理,并确定 轮椅的运动指令; 所述无线网卡用来将笔记本电脑与智能轮椅进行通信,将唇部检测和唇部识别相结合 用于智能轮椅的控制:将检测得到唇部检测窗口与一个位置固定的矩形窗口进行比较,根 据这两个矩形框相对位置关系来确定轮椅的运动方向,同时识别唇部的张合状态,只有当 识别到唇部为张开状态时,轮椅才能执行相应指令,从而实现对智能轮椅的运动状态的控 制。2. -种基于唇部状态识别的智能轮椅人机交互方法,其特征在于:包括以下步骤: 201、 通过Adaboost算法训练得到唇部分类器,通过SVM算法训练得到SVM唇部张合状 态识别的分类器,采用摄像头获取包含人脸的采集对象的视频信号,并将该视频信号传输 给肤色分割模型; 202、 肤色分割模型将该视频信号中的图像进行分割得到人脸区域; 203、 调用步骤201中的Adaboost唇部分类器搜索步骤202中的人脸区域并定位唇部 的位置,当唇部的位置检测不成功则重复搜索定位,唇部的位置检测成功则用唇部矩形框 标定出来; 204、 对检测到的唇部区域进行特征归一化、尺度调整和特征提取之后,调用SVM唇部 张合状态识别分类器来判定唇部的张合状态;并设置一个对比矩形框,与检测得到的唇部 矩形框相比较来确定唇部区域的相对位置,同时结合唇部的张合状态,进而控制智能轮椅 的运动。3. 根据权利要求2所述的基于唇部状态识别的智能轮椅人...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗元,张毅,胡章芳,丁玉娇,席兵,
申请(专利权)人:重庆邮电大学,
类型:发明
国别省市:重庆;85
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