一种基于UWB定位的导盲修正方法技术

本发明专利技术提供的一种基于UWB定位的导盲修正方法，属于UWB定位领域，包括：S101：基于UWB通信连接获取导盲对象的当前平面位置数据；S102：根据所述当前平面位置数据计算所述导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度，所述当前导盲路线是与历史平面位置数据具有90度角的路线；S103：当所述偏移角度大于或等于角度阈值时，输出语音提示信息提示所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走。通过将UWB定位技术应用在导盲机器人上，根据导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度提示导盲对象正确的行走路线，提高了导盲机器人的定位精度，保证了盲人导航的安全性；通过控制导盲机器人对导盲对象的接触式行走导盲，进一步提高了盲人导航的安全性。

A correction method of guide blindness based on UWB location

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB定位的导盲修正方法
本专利技术涉及UWB定位领域，特别涉及一种一种基于UWB定位的导盲修正方法。
技术介绍
残障人士作为社会中的一个特殊群体，需要借助一些辅助手段才能像正常人一样生活，例如，盲人可以使用导盲犬出行。使用导盲犬会出现较多不确定性因素(例如，导盲犬受到某些惊吓会乱跑)，给盲人的出行带来较多的安全隐患。随着互联网技术的发展，具备导航功能的智能终端(例如，智能手机)通过定位用户的位置，为用户导航到达目的地的行驶路线，但对于盲人来说，由于定位精度的限制智能终端的导航功能还不能满足盲人的需求，例如，由于智能终端是通过GPS或者北斗星定位技术进行实时定位，民用的定位精度一般在2米以下，平均在10米左右，在导航盲人安全行驶方面来说这个定位精度较低，降低了对盲人导航的安全性。专利文献CN105686935B公开了一种智能导盲方法包括：获取位置信息；路径规划分析；路况实时分析：结合地图及定位信息判断是否需要进行交叉路口的交通信号检测；分析交通信息号灯状态，并提示用户；构建混合高斯模型，对获取的路况图像进行背景分析获得图像背景，进而获得前景图像信息；根据上述前景图像信息进行特征分析，判断路面信息及行人、车辆信息，并提示用户。专利文献CN105030491B公开了一种导盲方法及导盲系统，其中导盲方法包括如下步骤：定位盲人当前的位置；拍摄当前位置的路面信息；对当前位置的路面信息进行分析，并将分析结果语音通知盲人。导盲系统包括：定位装置，其用于定位盲人当前的位置；拍摄装置，其用于拍摄当前位置的路面信息；处理器，其用于对拍摄装置拍摄的当前位置的路面信息进行分析，并生成一分析结果；语音提示器，其语音播报处理器生成的分析结果。上述两个专利文献均公开了导盲方法，但是上述公开的导盲方法虽然能起到一定的导盲作用，但是定位范围较小，仍然不能无法精准定位，导盲效果受到一定的限制。
技术实现思路
为解决现有技术中移动通信基站普遍存在的天线增益和垂直面辐射范围无法兼得的技术难题，且天线结构复杂，占地面积大，能耗高，本专利技术提出的小型化介质圆柱透镜多波束天线，是一种基于人工介质圆柱透镜的垂直/水平极化双流多波束天线，具体技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种基于UWB定位的导盲修正方法，包括如下步骤：S101：基于UWB通信连接获取导盲对象的当前平面位置数据；所述当前平面位置数据为导盲对象当前的正面人形平面化后的平面数据，所述平面化是将立体的导盲对象处理为平面对象；S102：根据所述当前平面位置数据计算所述导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度；所述当前导盲路线为与历史平面位置数据具有90°的路线，所述历史平面位置数据为所述导盲对象在当前时刻之前按照所述当前导盲路线正确行走时的正面人形图像数据；S103，当所述偏移角度大于或等于角度阈值时，输出语音提示信息提示所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走；所述角度阈值保证所述导盲对象没有偏离导盲路线的最大偏移角度；所述语音提示信息包括提示所述导盲对象行走至正确的当前导盲路线上需要改变的方向和角度。本专利技术提供的另一种基于UWB定位的导盲修正方法，包括如下步骤：S201：基于UWB通信连接获取导盲对象身上多个定位标签的标签位置数据；所述标签位置数据为所述定位标签当前的坐标数据；S202：对所述多个定位标签的标签位置数据进行数据平面化处理，生成所述导盲对象当前正面人形平面化后对应的当前平面位置数据；所述当前平面位置数据为导盲对象当前的正面人形平面化后的平面数据，所述平面化是将立体的导盲对象处理为平面对象；S203：计算当前导盲路线与所述当前平面位置数据之间的角度数据；所述当前导盲路线为与历史平面位置数据具有90°的路线，所述历史平面位置数据为所述导盲对象在当前时刻之前按照所述当前导盲路线正确行走时的正面人形图像数据；S204：将所述角度数据与90度之间的差值确定为所述导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度；S205：当所述偏移角度大于或等于角度阈值时，输出语音提示信息提示所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走；所述角度阈值保证所述导盲对象没有偏离导盲路线的最大偏移角度；所述语音提示信息包括提示所述导盲对象行走至正确的当前导盲路线上需要改变的方向和角度；S206，当预设时间段内未检测到所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走时，控制所述导盲机器人行走至所述导盲对象身边对所述导盲对象进行接触式行走导盲。优选地，所述平面化处理采用高斯去噪算法去除所有标签位置数据的抖动，将所有标签位置数据归置到所述导盲对象当前正面人形对应的平面上。优选地，所述多个定位标签包括至少三个定位标签，在所述多个定位标签的标签位置数据中随机或按照一定规则选择三个标签位置数据,所述一定规则为从多个定位标签中选择三个距离变化最大的三个标签位置数据。优选地，所述三个标签位置数据采用三点成面的数学原理生成所述导盲对象当前正面人形平面化后对应的当前平面位置数据。另一方面，本专利技术提供了一种基于UWB定位的导盲修正系统，包括控制系统；所述控制系统包括位置数据获取模块、偏移角度计算模块和提示信息输出模块；位置数据获取模块，用于基于UWB通信连接获取导盲对象的当前平面位置数据；所述当前平面位置数据为导盲对象当前的正面人形平面化后的平面数据，所述平面化是将立体的导盲对象处理为平面对象；偏移角度计算模块，用于根据所述当前平面位置数据计算所述导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度；所述当前导盲路线为与历史平面位置数据具有90°的路线，所述历史平面位置数据为所述导盲对象在当前时刻之前按照所述当前导盲路线正确行走时的正面人形图像数据；提示信息输出模块，用于当所述偏移角度大于或等于角度阈值时，输出语音提示信息提示所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走；所述角度阈值保证所述导盲对象没有偏离导盲路线的最大偏移角度；所述语音提示信息包括提示所述导盲对象行走至正确的当前导盲路线上需要改变的方向和角度。优选地，所述控制系统还包括运动控制模块，所述运动控制模块用于当预设时间段内未检测到所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走时，控制所述导盲机器人行走至所述导盲对象身边对所述导盲对象进行接触式行走导盲。优选地，所述位置数据获取模块包括标签数据获取单元、位置数据生成单元；所述标签数据获取单元用于基于UWB通信连接获取导盲对象身上多个定位标签的标签位置数据；位置数据生成单元，用于对所述多个定位标签的标签位置数据进行数据平面化处理，生成所述导盲对象当前正面人形平面化后对应的当前平面位置数据。优选地，所述位置数据生成单元包括：数据选择子单元，用于在所述多个定位标签的标签位置数据中选择三个标签位置数据；数据生成子单元，用于采用所述三个标签位置数据生成所述导盲对象当前正面人形平面化后对应的当前平面位置数据。优选地，所述偏移角度计算模块包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB定位的导盲修正方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS101：基于UWB通信连接获取导盲对象的当前平面位置数据；/n所述当前平面位置数据为导盲对象当前的正面人形平面化后的平面数据，所述平面化是将立体的导盲对象处理为平面对象；/nS102：根据所述当前平面位置数据计算所述导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度；/n所述当前导盲路线为与历史平面位置数据具有90°的路线，所述历史平面位置数据为所述导盲对象在当前时刻之前按照所述当前导盲路线正确行走时的正面人形图像数据；/nS103，当所述偏移角度大于或等于角度阈值时，输出语音提示信息提示所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走；/n所述角度阈值保证所述导盲对象没有偏离导盲路线的最大偏移角度；所述语音提示信息包括提示所述导盲对象行走至正确的当前导盲路线上需要改变的方向和角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB定位的导盲修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101：基于UWB通信连接获取导盲对象的当前平面位置数据；
所述当前平面位置数据为导盲对象当前的正面人形平面化后的平面数据，所述平面化是将立体的导盲对象处理为平面对象；
S102：根据所述当前平面位置数据计算所述导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度；
所述当前导盲路线为与历史平面位置数据具有90°的路线，所述历史平面位置数据为所述导盲对象在当前时刻之前按照所述当前导盲路线正确行走时的正面人形图像数据；
S103，当所述偏移角度大于或等于角度阈值时，输出语音提示信息提示所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走；
所述角度阈值保证所述导盲对象没有偏离导盲路线的最大偏移角度；所述语音提示信息包括提示所述导盲对象行走至正确的当前导盲路线上需要改变的方向和角度。


2.一种基于UWB定位的导盲修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
S201：基于UWB通信连接获取导盲对象身上多个定位标签的标签位置数据；所述标签位置数据为所述定位标签当前的坐标数据；
S202：对所述多个定位标签的标签位置数据进行数据平面化处理，生成所述导盲对象当前正面人形平面化后对应的当前平面位置数据；所述当前平面位置数据为导盲对象当前的正面人形平面化后的平面数据，所述平面化是将立体的导盲对象处理为平面对象；
S203：计算当前导盲路线与所述当前平面位置数据之间的角度数据；所述当前导盲路线为与历史平面位置数据具有90°的路线，所述历史平面位置数据为所述导盲对象在当前时刻之前按照所述当前导盲路线正确行走时的正面人形图像数据；
S204：将所述角度数据与90°之间的差值确定为所述导盲对象相对于当前导盲路线的偏移角度；
S205：当所述偏移角度大于或等于角度阈值时，输出语音提示信息提示所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走；
所述角度阈值保证所述导盲对象没有偏离导盲路线的最大偏移角度；所述语音提示信息包括提示所述导盲对象行走至正确的当前导盲路线上需要改变的方向和角度；
S206，当预设时间段内未检测到所述导盲对象按照所述当前导盲路线行走时，控制所述导盲机器人行走至所述导盲对象身边对所述导盲对象进行接触式行走导盲。


3.一种如权利要求2所述的基于UWB定位的导盲修正方法，其特征在于，所述平面化处理采用高斯去噪算法去除所有标签位置数据的抖动，将所有标签位置数据归置到所述导盲对象当前正面人形对应的平面上。


4.一种如权利要求2所述的基于UWB定位的导盲修正方法，其特征在于，所述多个定位标签包括至少三个定位标签，在所述多个定位标签的标签位置数据中随机选择三个标签位置数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈如申，黎勇跃，季伟栋，高枫，章俊，何安生，谢庆超，
申请(专利权)人：南京申宁达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32