AI盲人导航眼镜制造技术

本发明专利技术公开一种AI（Artificial Intelligent）盲人导航眼镜，所述的眼镜由：眼镜框架和安装在眼镜框架上的PCBA组成。所述的PCBA安装了双目摄像头、6轴IMU传感器、嵌入式AI处理器、语音处理器、蓝牙/WiFi模组和移动数据传输模组。双目摄像头和6轴IMU传感器采集周边环境视频图像和运动轨迹，AI导航处理器通过视觉算法完成环境特征识别、空间匹配、深度信息提取及三维重建，并通过对环境特征的语音描述，帮助盲人建立环境三维感知。语音描述通过骨传导耳机输出给盲人，佩戴所述眼镜的盲人在语音的提示下导航和避障，实现自由行走。

AI Blind Navigation Glasses

【技术实现步骤摘要】
AI盲人导航眼镜
本专利技术涉及人工智能领域，特别是涉及一种AI盲人导航眼镜。。
技术介绍
机器人视觉系统是指用摄像机感知和其它传感器感知，用AI实现人的视觉功能，即实现对客观三维世界的识别，特别是对周围环境的详细感知，从而使机器人拥有类似人类感受环境的能力。目前主流的机器人视觉系统有单目视觉、双目立体视觉、多目视觉和全景视觉等。双目视觉系统由两个摄像机组成，利用三角测量原理获得场景的深度信息，并且可以重建周围景物的三维形状和位置，类似人眼的体视功能，在机器人定位导航、避障和地图构建等方面得到了广泛的应用。导航技术是移动机器人的一项核心技术之一，移动机器人通过实际系统感知环境信息和自身状态，实现在有障碍的环境中面向目标的自主运动，如测距、避障、目标物跟踪、轨迹跟踪、局部定位、路标识别等。现今,盲人的外出主要依靠传统的盲道、手杖和导航犬等。已经面世的盲人导航系统大多基于超声波识别系统,现有的超声波导盲产品往往只能够判别出前方是否有障碍以及障碍的距离,而这些并不能够给盲人带来实质性的帮助。而GPS全球定位系统进行导航则存在着一个精度的问题,最多只能提供一个大概的地点,而且存在着危险性。利用移动机器人导航技术，开发技术先进、性能良好、功能完善、通用性强、成本低廉的AI盲人导航系统，能够快速应用于盲人残障人群,帮助盲人实现对环境的感知、测距、避障、局部定位、路标识别等，实现自由行走。盲人的世界是黯淡的，没有光亮没有色彩，生活中也会遇到太多的不方便，科技的发展也在不断地研发各种设备帮助盲人和视障患者能够最大化的完善视力。因此，本专利技术提出了一种AI盲人导航眼镜，盲人佩戴所述的眼镜，通过人工智能导航和语音提示，实现克服障碍自由行走。
技术实现思路
基于上述，本专利技术公开一种AI（ArtificialIntelligent）盲人导航眼镜，所述的眼镜由：眼镜框架和安装在眼镜框架上的PCBA组成。所述的PCBA安装了双目摄像头、6轴IMU传感器、嵌入式AI处理器、语音处理器、蓝牙/WiFi模组和移动数据传输模组。双目摄像头和6轴IMU传感器采集周边环境视频图像和运动轨迹，AI导航处理器通过视觉算法完成环境特征识别、空间匹配、深度信息提取及三维重建，并通过对环境特征的描述，帮助盲人建立环境三维感知。语音描述通过骨传导耳机输出给盲人，佩戴所述眼镜的盲人在语音的提示下导航和避障，实现自由行走。所述AI盲人导航眼镜，在开始使用时，先由正常人引导带所述眼镜的盲人沿预先规划路径走一回（称为“训练”），所述的盲人导航眼镜采集线路周边环境信息，重建三维环境和提取特征，存于数据库中。当盲人重走训练过的路线时，所述的眼镜实时采集周围环境数据，重建三维图形，提取所在点周边环境特征，经与数据库中保存该点特征进行比对，用算法决定盲人下一步需要前行的方向，并将结果通过声音传递给盲人，形成立体反馈信息，实现盲人导航。根据本公开的一方面，所述的盲人导航眼镜由外壳（镜架）、PCBA板、前茶色玻璃挡板、骨传导耳机、佩带等组成。优选地，所述的外壳采用塑料材料注塑成型，其形状要美观，便于安装PCBA板，佩戴舒适。优选地，所述的眼镜框架在正前方安装有防护茶色玻璃，保护双目摄像头的同时，又不影响其摄像效果。进一步，佩戴所述眼镜的盲人可以通过转动头部采集周边环境的图像，从而方便地感知周边环境。优选地，所述的骨传导耳机直接做成所述眼镜框架的一部分，通过耳机输出声音来环境描述周边环境及特征，给盲人导航的同时，还不影响使用者对其它声音的接收。优选地，所述的眼镜架上有电源开关，采用锂电池供电。优选地，所述的锂电池采用无线充电系统充电。优选地，所述的眼镜架上还有麦克风插口，盲人使用者通过语音完成各种指令和信息交互，如打开电源，输入终点目标等。根据本公开的另一方面，所述的PCBA板上安装了双目摄像头、6轴IMU传感器、嵌入式AI处理器、语音处理器、蓝牙/WiFi模组、移动数据通信模组、锂电池和无线充电系统等。优选地，所述的双目摄像头，6轴IMU传感器和嵌入式AI处理器构成了所述的双目视觉系统。进一步，所述的双目摄像头用来采集周边环境视频图像，与所述的6轴IMU传感器构成环境感知系统。进一步，所述的6轴IMU传感器用来确定空间运动轨迹，与所述的周边视频图像一起完成空间精确定位。优选地，所述的嵌入式AI处理器，用来运行SLAM（Simultaneouslocalizationandmapping）算法，即“同步定位与建图”算法，完成立体匹配、深度信息提取及周围环境三维重建等功能。进一步，所述的周围环境三维重建可以简化处理成以周围环境特征表示的简化三维模型。进一步，所述的AI处理器还完成线路规划、周围环境特征描述、导航避障等功能。优化地，所述的语音处理器用来将所述的导航避障指令转换成为语音输出，并通过骨传导耳机输出给使用者，帮助其导航和避障。还接收和处理通过麦克风输入的语音信息，从而完成盲人使用者与系统的互动。进一步，所述的PCBA板上有耳机输出接口和麦克风输入接口。进一步，所述的移动数据模组将所述的眼镜通过移动互联网与前端连接起来，完成与云前端的数据交换。这样，本地周围环境三维数据可以存储在云前端，所述眼镜在使用时才调用。优选地，所述蓝牙/WiFi模组中，WiFi用来像移动数据模组那样，通过互联网完成与前端的数据交换与通讯。进一步，所述的蓝牙用来集成具有蓝牙功能的耳机和麦克风等设备。根据本公开的再一方面，所述的盲人导航眼镜在所在使用地首次使用时，先要对自己所在区域行走路径进行规划，并通过训练对周边环境完成三维重建。如果在重复使用地区使用，由于已经完成了行走路径规划和周边环境三维重建，可以直接调用已有数据使用。优选地，在首次使用区域，由正常人引导佩戴所述盲人导航眼镜的盲人在规划路径上行走，一边行走一边通过双目摄像头和6轴IMU传感器采集周边环境三维信息。进一步，PCBA上的嵌入式AI处理器，将通过算法和软件，完成周边环境的图像、姿态数据采集和周边环境三维重建。进一步，PCBA上的嵌入式AI处理器，对重建的三维环境进行特征标注和简化，并将其送到云端存储。进一步，PCBA上的嵌入式AI处理器处理后，简化重建的周边三维环境，将通过特征、位置关系用语音向盲人使用者描述，帮助其建立一个整体的环境立体图。根据本公开的再一方面，所述的盲人导航眼镜在使用时，其佩戴的双目摄像头和6轴IMU传感器将周边信息通过图像和运动轨迹采集给所述PCBA板上的嵌入式AI处理器进行处理。所述的AI处理器运行SLAM算法、完成立体匹配、深度信息提取及周围环境三维重建。优选地，所述的AI处理器将即时重建的周围环境三维重建数据将与路径规划时获取的周围环境三维特征比较，给出导航与避障指令。优选地，所述的语音处理系统将从所述的AI处理器那里获得的导航与避障指令处理成语音，再通过语音提示给所述的盲人导航和避障。根据本公开的再一方面，所述的盲人导航眼镜用语音导航和避障。所述AI处理器给出的导航和避障指令，通过语音处理系统处理成语音导航避障提示。优选地，所述的语音输出采用骨传导耳机传递给盲人，且所述的骨传导耳机与眼镜佩戴支架做成一体，便于佩戴和使用。进一步，在语音导航时，以周边场景特征点为参考物提示盲人，向左、右、前、后行走和避本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.AI盲人导航眼镜，其特征在于：由外壳（镜架）、PCBA板、前茶色玻璃挡板、骨传导耳机、佩带等组成。

【技术特征摘要】
1.AI盲人导航眼镜，其特征在于：由外壳（镜架）、PCBA板、前茶色玻璃挡板、骨传导耳机、佩带等组成。2.如权利要求1所述的AI盲人导航眼镜，其特征在于：在所述的PCB板上安装双目摄像头、6轴IMU传感器、AI处理器、语音处理器、蓝牙/WiFi模组、移动数据通信模组、麦克风输入接口、骨传感耳机输出接口。3.如权利要求1所述的AI盲人导航眼镜，其特征在于：通过所述双目摄像头和6轴IMU传感器采集环境信息，通过AI处理器运行先进的SLAM算法，完成空间匹配、深度信息提取和三维重建，通过语音处理实现语音环境描述、导航和避障。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：秦绮玲，刘亚平，王天鸿，
申请(专利权)人：苏州米特希赛尔人工智能有限公司，苏州赫米兹健康科技有限公司，河南补天石科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32