一种用于人行横道线处的盲人导航方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于人行横道线处的盲人导航方法及装置，属于盲人导航技术领域。本发明专利技术实施例提供的用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，包括以下步骤：识别人行横道线；确定盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，其中，所述水平偏移量和偏移矫正角度通过采集导盲手杖行走图像确定；根据所述水平偏移量和所述偏移矫正角度，进行导航。本发明专利技术实施例提出的用户人行横道线的盲人导航方法及装置，可以帮助盲人顺利通过人行横道线，提高了盲人的安全保障。

Method and device for navigating blind people at crosswalk line

The invention discloses a blind navigation method and a device used for zebra crossing lines, belonging to the field of blind navigation technology. For the blind navigation method of the crosswalk line provided by the embodiment of the invention, is characterized by comprising the following steps: identifying the crossing; determine the blind from the crosswalk line level offset and offset correction angle, wherein the horizontal offset and offset correction angle through the acquisition of a long cane walking according to the determined image; horizontal offset and the offset angle correction, navigation. The blind navigation method and the device of the pedestrian crosswalk line proposed by the embodiment of the invention can help the blind to smoothly pass through the crosswalk line, thereby improving the safety guarantee for the blind.

【技术实现步骤摘要】
一种用于人行横道线处的盲人导航方法及装置
本专利技术涉及盲人导航
，具体涉及到一种用于人行横道线处的盲人导航方法及装置。
技术介绍
盲人(视障人士)由于视觉缺失，无法直接观察身边的环境，在出行时往往会有极大的不便利性和危险性。在面对复杂的路况时，特别是在路口没有安装导盲标志或者盲道的情况下，即使视障人士已经对齐人行横道线，也极易走出人行横道线，走进车流密集的马路中央，这样导致危险性增加。因此，对于盲人需要穿过马路中间的人行横道线来说，在没有盲道的情况下，精确的路径规划和导航就显得非常重要。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于人行横道线处的盲人导航方法及装置，可以帮助盲人顺利通过人行横道线，提高了盲人的安全保障。本专利技术提出了一种用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，包括以下步骤：识别人行横道线；确定盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，其中，所述水平偏移量和偏移矫正角度通过采集导盲手杖行走图像确定；根据所述水平偏移量和所述偏移矫正角度，进行导航。进一步的，识别人行横道线步骤之前还包括步骤：采集人行横道线图像，对应的，识别人行横道线具体为：采用Hough变换识别人行横道线。进一步的，所述确定盲人距离人行横道线的水平偏移量具体为：根据所述导盲手杖行走图像，确定盲人距离人行横道线的最短连线的长度，和盲人距离人行横道线的最短连线与水平线的夹角，根据所述长度和所述夹角，确定所述水平偏移量。进一步的，所述确定偏移矫正角度具体为：获取盲人相邻的两点间的行走距离和前进角度，根据所述行走距离和前进角度确定所述偏移矫正角度。进一步的，在所述识别人行横道线步骤之前，还包括步骤：对交通灯路口进行识别，其中，对交通灯进行识别具体为：如有交通灯音频提示，则通过采集音频提示数据对交通灯路口进行识别，否则，通过采集交通灯图像进行交通灯路口的识别。进一步的，在对交通灯路口进行识别步骤之后还包括步骤：发出触发指令，触发采集人行横道线图像。另一方面，本专利技术还提出了一种用于人行横道线处的盲人导航装置，其特征在于，包括：第一识别模块，用于识别人行横道线；确定模块，用于确定盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，其中，所述水平偏移量和偏移矫正角度通过采集导盲手杖行走图像确定；导航模块，用于根据所述水平偏移量和所述偏移矫正角度，进行导航。进一步的，还包括信息采集模块，所述信息采集模块用于采集人行横道线图像。进一步的，还包括第二识别模块，所述第二识别模块用于对交通灯路口进行识别，其中，所述第二识别模块用于对交通灯路口进行识别具体为：如有交通灯音频提示，则通过采集音频提示数据对交通灯路口进行识别，否则，通过采集交通灯图像进行交通灯路口的识别。进一步的，还包括触发模块，所述触发模块用于发送触发指令，触发所述信息采集模块采集人行横道线图像。本专利技术实施例提出的用于人行横道线处的盲人导航方法及装置，首先识别人行横道线，而后确定盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，其中，水平偏移量和偏移矫正角度通过采集导盲手杖行走图像确定，根据盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，为盲人进行导航，这样就可以使得盲人在过人行横道的过程中，实时得到自己位置与人行横道线的位置偏差情况，从而根据确定的水平偏移量和偏移矫正角度实时矫正自己的行进轨迹，从而能够顺利度过人行横道，提高了盲人行走人行横道的安全性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的盲人导航方法的流程图；图2中(a)手杖Z字形运动轨迹及实时视角图解；(b)视障人士行走人行横道线视角图解；(c)相机广角镜头原理图；图3中(a)导盲手杖摆动周期的分解；(b)导盲手杖在一个摆动周期沿Z轴的加速度计读数；(c)在含噪人行横道、盲道和柏油路上敲击导盲手杖所得的音频采样特征信号图4为本专利技术实施例提供的盲人偏移矫正角度获取示意图；图5为本专利技术实施例提供的盲人导航装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的盲人导航装置的另一结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。本专利技术下述各实施例提供用于人行横道线处的盲人导航方法，需要利用移动终端和导盲手杖结合使用，如：将移动终端安装在导盲手杖上，其中，移动终端可以为手机、PAD等。下述通过多个具体的实例进行说明。本专利技术实施例中以手机为例进行说明。将手机安装在导盲手杖上，当盲人在用导盲手杖进行走路时，导航手杖在手中会经历一个曲折的运动轨迹，通过在导盲手杖上的手机的摄像头进行拍摄，模拟广角镜头，可以了解盲人的行走轨迹。图1为本专利技术提供的一种用于人行横道线处的盲人导航方法的流程图。如图1所示，该方法可包括：S101、识别人行横道线；具体地，利用手机的摄像头进行盲人在人行横道线行走图像的拍摄，然后通过图像识别算法对人行横道线进行识别。S102、确定盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，其中，水平偏移量和偏移矫正角度通过采集导盲手杖行走图像确定；进一步的，确定盲人距离人行横道线的水平偏移量具体为：根据所述导盲手杖行走图像，确定盲人距离人行横道线的最短连线的长度，和盲人距离人行横道线的最短连线与水平线的夹角，根据所述长度和所述夹角，确定所述水平偏移量。具体实施方式如下：因为利用手机的摄像头即相机模块进行照片的拍摄，相机模块在盲人用导盲手杖行走过程中会有最佳视角，引入角度检测范围r来描述相机所拓宽的最佳角度即内置摄像头的扩展视角。假设将相机的最佳视角设置为α，将β和γ分别定义为导盲手杖左旋转角度和右旋转角度。如图2所示，通过几何分析，我们可以得到导盲手杖的角度检测范围为r≈α+β+γ。由于导盲手杖在运动过程中无法捕获清晰人行横道线信息，因此设定一个图像自动获取机制尤为关键。本专利技术在实施过程中，可以利用手机内置加速度传感器波形变化作为拍摄信号，也可以利用导盲手杖敲击地面时短暂的稳定间隙来作为拍摄人行横道线的稳定时刻指示器，结合阈值检测方法使用麦克风模块跟踪碰撞信号，具体如图3所示。通过自动生成拍摄信号，能够很好的触发摄像头获取人行横道线信息即采集人行横道线图像。获取清晰的人行横道线图像后，盲人导航装置将会利用传感器来读取盲人与人行横道线的相对位置，相对位置通过<旋转角度(θ)，水平位移(d)>进行描述，具体按照：其中，μ+β为在盲人左边拍摄的角度；μ+γ为在盲人右边拍摄的角度。μ为靠近盲人最近的条纹线到水平线的夹角，水平位移用来引导视觉障碍者行至最靠近行人的人行横道线中央，s为盲人到最靠近的人行横道线之间的直线距离。由相机给定的校正信息(焦距f)，相机的方向(已经得到的β和γ)和距离地面的高度，我们可以进一步估算出水平偏移量d为d＝s·cos(μ)+l/2，其中l为人行横道线的长度。进一步的，确定偏移矫正角度具体为：获取盲人行进中相邻的两点间的行走距离和前进角度，根据行走距离和前进角度确定偏移矫正角度。在计算机视觉中，我们设计了一个基于几何分析的增量行走指标(anIncrementalWalkingheadingsRectificationscheme简称IWR)。如图4所示：假设盲人在人行横本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，包括以下步骤：识别人行横道线；确定盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，其中，所述水平偏移量和偏移矫正角度通过采集导盲手杖行走图像确定；根据所述水平偏移量和所述偏移矫正角度，进行导航。

【技术特征摘要】
1.一种用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，包括以下步骤：识别人行横道线；确定盲人距离人行横道线的水平偏移量和偏移矫正角度，其中，所述水平偏移量和偏移矫正角度通过采集导盲手杖行走图像确定；根据所述水平偏移量和所述偏移矫正角度，进行导航。2.根据权利要求1所述的用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，识别人行横道线之前还包括步骤：采集人行横道线图像，对应的，识别人行横道线具体为：采用Hough变换识别人行横道线。3.根据权利要求1所述的用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，所述确定盲人距离人行横道线的水平偏移量具体为：根据所述导盲手杖行走图像，确定盲人距离人行横道线的最短连线的长度，和盲人距离人行横道线的最短连线与水平线的夹角，根据所述长度和所述夹角，确定所述水平偏移量。4.根据权利要求1所述的用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，所述确定偏移矫正角度具体为：获取盲人行进中相邻的两点间的行走距离和前进角度，根据所述行走距离和所述前进角度确定所述偏移矫正角度。5.根据权利要求2所述的用于人行横道线处的盲人导航方法，其特征在于，在所述识别人行横道线步骤之前，还包括步骤：对交通灯路口进行识别，其中，对交通灯路口进行识别具体为：如有交通灯音频提示，则通过采集音频提示...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈枫，叶青，段书凯，王丽丹，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50