借助振动反馈感知环境图像的系统技术方案

本发明专利技术为借助振动反馈感知环境图像的系统，利用图像获取模块进行外部环境的实时获取，且获取的信息为具有深度信息的深度图像，并利用信息处理模块提取出深度图像中具有的物体深度信息和轮廓信息，由轮廓信息完成振动范围的选择，然后根据深度信息进行相应轮廓范围内的频率振动，其中深度信息就是指的外部运动的物体距离用户的距离，然后将振动范围和振动频率都传输至振动模块进行振动，且当用户距离变化物体趋近时，振动频率增大；当用户距离变化物体趋远时，振动频率减小；因此用户能够感知到所面临的实时变化的外部环境中有哪些物体正在逐步接近自身，以轮廓信息反映物体的外形，振动的快慢反应距离，从而引导用户在实时变化的外部环境中行走。

A system of sensing environment image with vibration feedback

【技术实现步骤摘要】
借助振动反馈感知环境图像的系统
本专利技术涉及辅助盲人感知外界信息的
，尤其涉及一种借助振动反馈感知环境图像的系统。
技术介绍
信息技术的飞速发展为人们的生活提供了很大的便利。例如，平板计算机和/或智能手机等便携式电子设备可以将周边情况拍摄下来，并且通过网络与他人分享。此类便携式电子设备基本都是为视觉正常人士设计的。其中，视觉是人类接收外界信息的最重要途径，其中大约80%的外界信息是通过视觉感知的。然而，对于存在视觉障碍的人士而言，由于其难以借助视觉接收外界信息，给他们生活带来诸多不便，严重限制了他们的生活空间，故其不得不通过其他途径感知外部世界，例如，听觉或触觉。虽然，现在亦有一小部份电子产品是为失明人士设计，但是这些电子产品都是借助声音作为信息传递媒介，使得用户通过其听觉接收信息。然而，在一些嘈杂的场合或者对于根本不包含声音信息的图像，声音就根本无法作为传递媒介来传送信息，并且语音辅助装置需要用户等语音说完话，听完再联想分析环境，等大脑分析完后，动态环境早已发生改变，对于生活确实有帮助，但容易发生误判；还有一种则通过手术将图像信息连接视觉神经的技术上，这种手段手术难度大，价格昂贵，并不能大面积推广，触觉替代视觉，是一种将视觉图像转换成触觉图像的过程。触觉图像以触觉阵列的形式让盲人感知。从实现途径上可分为直接重构和感官替代两大类，直接重构是指直接刺激人类的皮肤而产生触觉感，感官替代是指用其它感觉器官替代皮肤接受触觉信号间接地判断触觉感，所以需要一种更加先进的技术来辅助盲人进行生活。专利
技术实现思路
针对上述技术中存在的如：触觉图像通常采用盲文的方式来进行信息传达，但是这样的技术方案对于有实时性要求的设备还是有不足之处，本专利技术提供一种借助振动反馈感知环境图像的系统，触觉替代视觉，是一种将视觉图像转换成触觉图像的过程，并由振动设备进行环境与用户的相对距离，并以振动的频率来表征出距离的远近，帮助失明人士能够正常生活。具体为一种借助振动反馈感知环境图像的系统，其特征在于，包括：图像获取模块，用于用户随身携带时对身体外部环境进行实时获取并形成深度图像，并将所述深度图像传送至信息处理模块；所述信息处理模块获取所述深度图像中的物体深度信息，所述信息处理模块根据所述物体深度信息输出振动频率信号，贴合在用户身体皮肤敏感区的振动模块接受到所述振动频率信号进行振动，在所述振动模块振动中，当用户距离变化物体趋近时，振动频率增大；当用户距离变化物体趋远时，振动频率减小，从而引导用户在实时变化的外部环境中行走。作为优选，所述信息处理模块还获取所述深度图像中的物体轮廓信息，并识别所述物体轮廓信息用以选定反馈区域信号；且所述振动模块的振动范围为所述反馈区域信号标定的范围。作为优选，所述振动模块包括由多个独立振动单元阵列排布，所述深度图像的分辨率与所述振动单元阵列点对点比例对应。作为优选，所述图像获取模块获取的深度图像分辨率与所述振动模块的阵列排布呈1:1比例匹配。作为优选，所述每个所述振动单元与所述深度图像的像素坐标一一对应。作为优选，其特征在于，所述物体轮廓信息包括外部环境中物体的长度、宽度信息，所述物体深度信息包括外部环境中物体与所述图像获取模块的距离。作为优选，所述反馈区域信号根据所述物体轮廓信息进行标定，以形成所述振动范围的X方向长度与Y方向长度，所述振动频率信号根据所述物体深度信息进行标定，以输出在所述振动范围内的每个振动触点不同的振动频率。作为优选，所述信息处理模块在获取到所述深度图像时进行去躁处理。作为优选，所述图像采集模块为RGB-D传感器、RGB相机、超声波、激光、光图像传感器、三维地形探测器、其中的一种或多种的组合，所述图像采集模块还包括利用通信获取图像。作为优选，所述振动模块由阵列排布的扁平振动马达或陶瓷震荡片组成。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术利用图像获取模块进行外部环境的实时获取，且获取的信息为具有深度信息的深度图像，并利用信息处理模块提取出深度图像中具有的物体深度信息和轮廓信息，由轮廓信息完成振动范围的选择，然后根据深度信息进行相应轮廓范围内的频率振动，其中深度信息就是指的外部运动的物体距离用户的距离，然后将振动范围和振动频率都传输至振动模块进行振动，且当用户距离变化物体趋近时，振动频率增大；当用户距离变化物体趋远时，振动频率减小；因此用户能够感知到所面临的实时变化的外部环境中有哪些物体正在逐步接近自身，以轮廓信息反映出物体的外形，振动的快慢反应出距离，从而引导用户在实时变化的外部环境中行走。附图说明图1为本专利技术的系统架构图；图2为本专利技术的系统示意框图；图3为本专利技术的信息处理模块提取深度信息和轮廓信息示意图；图4为本专利技术其中一个实施例的振动模块结构示意图。主要元件符号说明如下：1、图像获取模块；11、深度图像；111、物体深度信息；112、物体轮廓信息；2、信息处理模块；21、振动频率信号；22、反馈区域信号；3、振动模块；31、振动单元。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。在现有技术中，帮助失明人士进行环境感知的手段基本可以概括为三种，一是通过语音的方式，利用图像数据库进行物体和语音的匹配识别，当设备摄取到周围环境的图像后，反馈出语音信号，然后将语音传递给使用者，但是这个过程需要大量的匹配数据，不然很容易出现信息的缺失和误判，让失明人士对环境也造成误判，并且语音传递给失明人士时，还需要依靠失明人士根据以往的经验重新再脑海中构建出环境图像，这样既不能满足实时性，又对一些先天性失明人士、或者是年纪较小和判断能力不足的人士非常的不友好；二是通过高科技手术将芯片直接连接视觉神经，但是这样的做法局限性也是显而易见的；所以以上两种方法的试用范围都有所局限；而第三种，也就是通过升降式的机械结构进行图像或者盲文的显示，这样做既不能满足实时性要求，而且要用户能够懂得盲人并且对触觉刺激比较敏感，显然也不是一种很好的方式，对于实时变化的周遭环境，显然实时性不够。而本专利技术提供一种借助振动反馈来感知环境图像的系统，具备有实时性和较少前提条件就能应用的优势，利用图像获取模块进行外部环境的实时获取，且获取的信息为具有深度信息的深度图像，并利用信息处理模块提取出深度图像中具有的物体深度信息和轮廓信息，由轮廓信息完成振动范围的选择，然后根据深度信息进行相应轮廓范围内的频率振动，其中深度信息就是指的外部运动的物体距离用户的距离，然后将振动范围和振动频率都传输至振动模块进行振动，且当用户距离变化物体趋近时，振动频率增大；当用户距离变化物体趋远时，振动频率减小；因此用户能够感知到所面临的实时变化的外部环境中有哪些物体正在逐步接近自身，以轮廓信息反映出物体的外形，振动的快慢反应出距离，从而引导用户在实时变化的外部环境中行走。那么具体为一种借助振动反馈感知环境图像的系统，包括：请参阅图1-图3，图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助振动反馈感知环境图像的系统，其特征在于，包括：/n图像获取模块，用于用户随身携带时对身体外部环境进行实时获取并形成深度图像，并将所述深度图像传送至信息处理模块；所述信息处理模块获取所述深度图像中的物体深度信息，/n所述信息处理模块根据所述物体深度信息输出振动频率信号，贴合在用户身体皮肤敏感区的振动模块接受到所述振动频率信号进行振动，在所述振动模块振动中，当用户距离变化物体趋近时，振动频率增大；当用户距离变化物体趋远时，振动频率减小，从而引导用户在实时变化的外部环境中行走。/n

【技术特征摘要】
1.一种借助振动反馈感知环境图像的系统，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于用户随身携带时对身体外部环境进行实时获取并形成深度图像，并将所述深度图像传送至信息处理模块；所述信息处理模块获取所述深度图像中的物体深度信息，
所述信息处理模块根据所述物体深度信息输出振动频率信号，贴合在用户身体皮肤敏感区的振动模块接受到所述振动频率信号进行振动，在所述振动模块振动中，当用户距离变化物体趋近时，振动频率增大；当用户距离变化物体趋远时，振动频率减小，从而引导用户在实时变化的外部环境中行走。


2.根据权利要求1所述的借助振动反馈感知环境图像的系统，其特征在于，所述信息处理模块还获取所述深度图像中的物体轮廓信息，并识别所述物体轮廓信息用以选定反馈区域信号；且所述振动模块的振动范围为所述反馈区域信号标定的范围。


3.根据权利要求2所述的借助振动反馈感知环境图像的系统，其特征在于，所述振动模块包括由多个独立振动单元阵列排布，所述深度图像的分辨率与所述振动单元阵列点对点比例对应。


4.根据权利要求3所述的借助振动反馈感知环境图像的系统，其特征在于，所述图像获取模块获取的深度图像分辨率与所述振动模块的阵列排布呈1:1比例匹配。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：何兴，
申请(专利权)人：何兴，
类型：发明
国别省市：广东;44