一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统及方法，所述系统包括：智能终端；测绘模块；蓝牙信标设备，修正模块，路径规划模块，语音模块；所述方法包括：测绘模块测绘实际场景的电子地图；根据电子地图布置蓝牙信标设备；通过智能终端传感器获取用户运动信息，并通过运动信息计算用户定位信息；通过智能终端和蓝牙信标设备的信息交换获取用户定位信息；修正模块对定位信息和运动信息进行修正；用户通过语音模块输入目的地信息；路径规划模块根据定位信息和目的地信息规划用户路径。在站内只要开启手机蓝牙开关即可实现与站内蓝牙感知网络通信，通过语音交互实现室内定位导航，为视觉障碍群体提供出行便利服务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统及方法
本专利技术涉及导盲领域，尤其涉及一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统及方法。
技术介绍
中国曾在上世纪80年代进行过视力残疾状况调查。结果显我国有视觉残障患者近1300万，其中盲人约550万，低视力约750万，14岁以下儿童盲及低视力的主要病因为先天性遗传病眼病，如先天性白內障、先天性小眼球小角膜、视网膜色素变性、白化病、视神经萎缩等。60岁以上老年人盲或低視力的主要病因为白內障。中国每年会出现新盲人大约45万，低视力135万，即约每分钟就会出现一个盲人，3个低视力患者。如果不采取有力措施，到2020年我国视力残疾人数将为目前的4倍，即将达到5000余万。视觉障碍群体是社会中需要关心的弱势群体，对于所有视觉障碍患者而言独自出门是一个较大的难题。随着城市发展，轨道交通的日益繁衍，在日常出行中，占据的比重也越来越大，由于轨道交通车站站内环境不一致，有些位于地下，有些位于地上，有些轨道在中间，有些站台在中间，有些站台在上下层，对于普通人而言，虽然复杂的站内情况，但可以根据车站内随处可见的路线指引、导航标识寻找需要到达的目的地，但对于视觉障碍人员而言，复杂的地铁路网和车站环境，会带给他们极大的不便。虽然当前地铁的服务已经较为完善，发现盲人乘坐地铁会主动提供服务，但是，在客流高峰时很容易不能及时观察到盲人进站；此外由于工作人员分身乏术，也容易耽搁盲人时间。并且由于很多盲人自尊较强，并不是很愿意让人觉得他有视力缺陷，需要让人帮忙，他们更愿意自行乘坐地铁出行。但是他们自行乘坐地铁又会出现找不到上车点、卫生间等各类目的地情况。室内定位导航技术随着智能通信技术、物联网技术的兴起和发展日趋成熟，随着智能手机的发展及语音助手等功能在智能手机上的覆盖率越来越高，因此，建立一套室内导航系统结合语音系统辅助能够为视觉障碍群体提供一种新型的导盲辅助工具。视觉障碍群体在地铁环境中自主出行经常出现如下几种问题：场景1：找不到上车点视觉障碍群体在地铁场景中有乘车的需求，但是如何自主到达开往某一方向的上车点却缺乏有效手段。如果视觉障碍群体已经到达了站台层，如果不结合地铁站内语音播报及到站车辆进站的列车运行声音，仍旧无法确认坐车的方向。即便能确认坐车的方向，视觉障碍群体也无法及时赶上列车。场景2：找特定出口难视觉障碍群体在地铁站经常碰到出口众多，而视觉障碍群体即便知道自己要去哪个出口，却无法从盲道的指引中获知当前所走的方向是否为所要去的出口，因此导致可能会多走很多冤枉路。场景3：找洗手间难车站内虽然已经提供了无障碍卫生间，但是是否需要进出站，哪个洗手间离目前位置更近一些，位置在什么地方对于视觉障碍群体来说是很难自主找到。
技术实现思路
鉴于目前存在的上述问题，本专利技术提供一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统及方法，通过语音交互实现室内定位导航，为视觉障碍群体提供出行便利服务。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，包括：智能终端，用于通过传感器获取用户运动信息，并通过运动信息计算用户定位信息；测绘模块，用于测绘实际场景电子地图，所述电子地图中包括盲道和路网信息；蓝牙信标设备，根据电子地图布置并可与智能终端交换信息获取用户定位信息；修正模块，用于通过多源融合定位技术对定位信息和运动信息进行修正；路径规划模块，用于根据定位信息规划用户路径；语音模块，用于视障用户与导乘系统的交互。依照本专利技术的一个方面，所述智能终端安装陀螺仪、三轴加速度传感器和电子罗盘传感器，可获取行进过程中各类信息，根据获取的运动轨迹和速度配合陀螺仪和三轴加速度传感器测量移动的角度和加速度的信息，计算下一刻的位置，并通过电子地图显示。依照本专利技术的一个方面，通过获取所述智能终端在所述蓝牙信标设备中产生距离和信号强度的指纹特征，再根据多个蓝牙信标的指纹特征交叉通过卡尔曼滤波和加权质心的蓝牙定位算法获取用户定位信息。依照本专利技术的一个方面，所述修正模块包含误差反馈模型、惯导融合模型及多源融合模型三个子模块。依照本专利技术的一个方面，所述误差反馈模型实时获取不同传感器的误差并进行修正；所述惯导融合模型通过智能算法推算出姿态、速度、位移信息，利用多源融合模型提供的反馈信息进一步修正惯性定位轨迹的准确度；所述多源融合模型智能融合来自不同数据源的异构数据并且给出最佳位置估计。依照本专利技术的一个方面，所述语音模块可与用户交互获取目的地信息，并实时指导用户沿规划路径行走。依照本专利技术的一个方面，所述路径规划模块可获取电子地图中的盲道位置信息，根据用户目的地信息和当前定位信息，在电子地图上规划通过盲道到达目的地的最佳路径。依照本专利技术的一个方面，所述用户运动信息偏离规划路径方向时，通过语音模块提示用户，并在偏离过久时通过路径规划模块进行路径重规划。一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统的语音导盲导乘方法，包括以下步骤：测绘模块测绘实际场景的电子地图；根据电子地图布置蓝牙信标设备；通过智能终端传感器获取用户运动信息，并通过运动信息计算用户定位信息；通过智能终端和蓝牙信标设备的信息交换获取用户定位信息；修正模块对定位信息和运动信息进行修正；用户通过语音模块输入目的地信息；路径规划模块根据定位信息和目的地信息规划用户路径。依照本专利技术的一个方面，所述路径规划模块根据定位信息规划用户路径后还包括以下步骤：若用户运动信息偏离规划路径方向时，提示用户，并在偏离过久时根据当前定位信息通过路径规划模块进行路径重规划。本专利技术实施的优点：本专利技术所述的一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，包括：智能终端，用于通过传感器获取用户运动信息，并通过运动信息计算用户定位信息；测绘模块，用于测绘实际场景电子地图，所述电子地图中包括盲道和路网信息；蓝牙信标设备，根据电子地图布置并可与智能终端交换信息获取用户定位信息；修正模块，用于通过多源融合定位技术对定位信息和运动信息进行修正；路径规划模块，用于根据定位信息规划用户路径；语音模块，用于视障用户与导乘系统的交互。提供一种基于蓝牙、惯性导航及地图路径为视觉障碍群体提供定位、导航服务的室内定位成熟解决方案，通过在轨交站内部署蓝牙信标设备，完成蓝牙感知网络建设。在站内只要开启手机蓝牙开关即可实现与站内蓝牙感知网络通信，通过语音交互实现室内定位导航，为视觉障碍群体提供出行便利服务。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所述的一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统示意图；图2为本专利技术所述的一种基于多源融合定位的语音导盲导乘方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，其特征在于，包括：/n智能终端，用于通过传感器获取用户运动信息，并通过运动信息计算用户定位信息；/n测绘模块，用于测绘实际场景电子地图，所述电子地图中包括盲道和路网信息；/n蓝牙信标设备，根据电子地图布置并可与智能终端交换信息获取用户定位信息；/n修正模块，用于通过多源融合定位技术对定位信息和运动信息进行修正；/n路径规划模块，用于根据定位信息规划用户路径；/n语音模块，用于视障用户与导乘系统的交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，其特征在于，包括：
智能终端，用于通过传感器获取用户运动信息，并通过运动信息计算用户定位信息；
测绘模块，用于测绘实际场景电子地图，所述电子地图中包括盲道和路网信息；
蓝牙信标设备，根据电子地图布置并可与智能终端交换信息获取用户定位信息；
修正模块，用于通过多源融合定位技术对定位信息和运动信息进行修正；
路径规划模块，用于根据定位信息规划用户路径；
语音模块，用于视障用户与导乘系统的交互。


2.根据权利要求1所述的基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，其特征在于，所述智能终端安装陀螺仪、三轴加速度传感器和电子罗盘传感器，可获取行进过程中各类信息，根据获取的运动轨迹和速度配合陀螺仪和三轴加速度传感器测量移动的角度和加速度的信息，计算下一刻的位置，并通过电子地图显示。


3.根据权利要求2所述的基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，其特征在于，通过获取所述智能终端在所述蓝牙信标设备中产生距离和信号强度的指纹特征，再根据多个蓝牙信标的指纹特征交叉通过卡尔曼滤波和加权质心的蓝牙定位算法获取用户定位信息。


4.根据权利要求3所述的基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，其特征在于，所述修正模块包含误差反馈模型、惯导融合模型及多源融合模型三个子模块。


5.根据权利要求4所述的基于多源融合定位的语音导盲导乘系统，其特征在于，所述误差反馈模型实时获取不同传感器的误差并进行修正；所述惯导融合模型通过智能算法推算出姿态、速度、位移信息，利用多源融合模型提供的反馈信息进一步修正惯...

【专利技术属性】
技术研发人员：万明俊，
申请(专利权)人：上海询诺通信科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31