室外导盲模块、导盲装置及其导盲方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种室外导盲模块、导盲装置及其导盲方法，本发明专利技术的导盲方法基于卫星地图的拓扑地图，实现语音确定目的地；节点信息帮助高效完成初步路径规划工作；地图扩放与栅格化使障碍检测与临时地图融合，实现快速精确的动态避障工作；并且，本发明专利技术通过单目相机的色度分析、阴影去除，单双目融合下的距离测算、特殊障碍识别，大大提高了环境影响下障碍的识别率与障碍空间信息的获取。与障碍空间信息的获取。与障碍空间信息的获取。

【技术实现步骤摘要】
室外导盲模块、导盲装置及其导盲方法


[0001]本专利技术涉及智能装备领域，具体涉及室外导盲模块、导盲装置及其导盲方法。

技术介绍

[0002]目前主流的导盲方法可以分为机器导盲与动物导盲。其中机器导盲往往模拟动物导盲的模式使用牵引式的方法，但其缺陷在于，户外的环境往往存在很多的地形变化，翻越不同的地形对机器本身的要求极高，如路边台阶、颠簸路面等；导盲犬在这方面有显著优势，可以无视地形影响，但导盲犬本身没有目的性，只是起到避障的功能，而且本身价值高及养护成本高。相对室内环境来讲，户外的空间环境反而比较简单，且人在渐变环境下行走时身体起伏状况并不大，因此，如何设计一种基于视觉的可穿戴式导盲装置一直是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种室外导盲模块、导盲装置及其导盲方法，以解决
技术介绍
中提到的技术问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：室外导盲模块，包括：供电模块，为其它模块提供电源；GPS模块，在用户行进过程中，实时获取用户的定位信息，并将用户的实时定位信息传送至信息处理单元；障碍物识别模块，在用户行进过程中，识别用户在不同位置时的障碍物信息，并将识别的障碍物信息传送至信息处理单元；语音模块，获取用户发出的目的地语音信息并进行识别，并将识别后的目的地信息传送至信息处理单元；信息处理单元，用于在接收到障碍物信息、目的地信息以及用户的实时定位信息后，切换路径规划模块的工作状态；路径规划模块，内置有离线地图信息，当信息处理单元接收到目的地信息后，控制路径规划模块规划初始路径；当信息处理单元接收到障碍物信息后，实时规划行进路径。
[0005]进一步的，还包括特征标识获取模块，当 GPS模块获取的用户定位信息位于路口时，信息处理单元控制特征标识获取模块持续获取图像，并根据图像判断通行情况。
[0006]进一步的，还包括连接至语音模块的蓝牙模块，该蓝牙模块通过蓝牙连接件与用户进行交互工作。
[0007]进一步的，所述场景信息识别模块和特征标识获取模块在工作时，通过单目相机、深度相机以及红外光发射器采集相应的信息。
[0008]本专利技术的室外导盲装置，包括导盲模块主体和与导盲模块主体相匹配的外壳，外壳的左右两端设置有固定带连接处并通过固定带实现该导盲装置的固定，所述导盲模块主体采用上述的室外导盲模块。
[0009]进一步的，所述外壳的中间位置开设有与导盲模块主体相匹配的滑槽，导盲模块主体通过滑槽可插拔的固定在外壳内。
[0010]本专利技术室外导盲装置的导盲方法，包括以下步骤：步骤1、在使用前，通过离线方式下载所需的地图信息；步骤2、使用时，用户通过语音向室外导盲装置发送目的地语音信息，室外导盲装置的语音模块获取用户发出的目的地语音信息并进行识别，并将识别后的目的地信息传送至信息处理单元；步骤3、信息处理单元在接收到目的地信息后，控制路径规划模块规划初始路径；步骤4、在用户行进过程中，通过GPS模块实时获取用户的定位信息，并通过场景信息识别模块识别用户在不同位置时的障碍物信息，然后将识别的障碍物信息以及实时定位信息传送至信息处理单元；步骤5、当信息处理单元接收到障碍物信息时，控制路径规划模块实时规划行进路径，重复该步骤，直至抵达目标点。
[0011]进一步的，当 GPS模块获取的用户定位信息位于路口时，信息处理单元控制特征标识获取模块持续获取图像，并根据图像判断通行情况。
[0012]进一步的，步骤5中，当信息处理单元接收到障碍物信息时，依据环境情况生成局部地图，实时规划行进路径过程中，导航信息通过不断的语音提醒用户行走方向，直至抵达目的地。
[0013]进一步的，步骤3在初始路径规划完成后，室外导盲装置通过语音播报对用户进行提醒。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术基于卫星地图的拓扑地图，实现语音确定目的地；节点信息帮助高效完成初步路径规划工作；并将障碍检测与临时地图融合，实现快速精确的动态避障工作。
附图说明
[0015]图1是本专利技术室外导盲装置的导盲方法的流程示意图；图2是实施例中提供的室外导盲装置的结构示意图；图3是实施例中提供的障碍识别的流程示意图；图4是实施例中提供的特征标识获取的流程示意图；图5是实施例中提供的初始路径规划的流程示意图；图中标记：1、固定带连接处，2、左深度相机，3、开机键，4、红外光发射器，5、右深度相机，6、单目相机，7、导盲模块主体，8、外壳。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]本专利技术的室外导盲模块主要包括：供电模块，为其它模块提供电源；GPS模块，在用
户行进过程中，实时获取用户的定位信息，并将用户的实时定位信息传送至信息处理单元；障碍物识别模块，在用户行进过程中，识别用户在不同位置时的障碍物信息，并将识别的障碍物信息传送至信息处理单元；语音模块，获取用户发出的目的地语音信息并进行识别，并将识别后的目的地信息传送至信息处理单元；信息处理单元，用于在接收到障碍物信息、目的地信息以及用户的实时定位信息后，切换路径规划模块的工作状态；路径规划模块，内置有离线地图信息，当信息处理单元接收到目的地信息后，控制路径规划模块规划初始路径；当信息处理单元接收到障碍物信息后，实时规划行进路径；特征标识获取模块，当 GPS模块获取的用户定位信息位于路口时，信息处理单元控制特征标识获取模块持续获取图像，并根据图像判断通行情况；连接至语音模块的蓝牙模块，该蓝牙模块通过蓝牙连接件与用户进行交互工作。
[0018]其中，为避免外界噪声对设备与使用者的影响，使用蓝牙耳机完成设备与用户的交互工作；运行内存较大的可编程逻辑器件作为信息处理单元。在使用前，需通过离线方式下载所需的地图信息。使用时，使用者通过蓝牙耳机发送目的点语音信息，路径规划模块开始规划初始路径，完成规划后通过语音播报提醒使用者；开始行程后，通过GPS模块获取较精准定位信息，通过单目相机与深度相机获得场景信息，判别盲道、红绿灯、人行横道等；在遇到障碍物时，依据环境情况生成局部地图，运行过程中，导航信息通过不断的语音提醒使用者行走方向，直至抵达目的地。
[0019]本专利技术提供的室外导盲装置包括导盲模块主体7和与导盲模块主体相匹配的外壳8，外壳8的左右两端设置有固定带连接处1并通过固定带（未在图中画出）实现该导盲装置的固定，所述导盲模块主体7采用上述的室外导盲模块，本实施例提供的室外导盲装置将上述室外导盲模块的各个模块集成在电路板上，并选配锂电池为供电模块，然后在导盲模块主体7的外壁上依次设置固定带连接处1，左深度相机2，开机键3，红外光发射器4，右深度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.室外导盲模块，其特征在于，包括：供电模块，为其它模块提供电源；GPS模块，在用户行进过程中，实时获取用户的定位信息，并将用户的实时定位信息传送至信息处理单元；障碍物识别模块，在用户行进过程中，识别用户在不同位置时的障碍物信息，并将识别的障碍物信息传送至信息处理单元；语音模块，获取用户发出的目的地语音信息并进行识别，并将识别后的目的地信息传送至信息处理单元；信息处理单元，用于在接收到障碍物信息、目的地信息以及用户的实时定位信息后，切换路径规划模块的工作状态；路径规划模块，内置有离线地图信息，当信息处理单元接收到目的地信息后，控制路径规划模块规划初始路径；当信息处理单元接收到障碍物信息后，实时规划行进路径。2.根据权利要求1所述的室外导盲模块，其特征在于，还包括特征标识获取模块，当 GPS模块获取的用户定位信息位于路口时，信息处理单元控制特征标识获取模块持续获取图像，并根据图像判断通行情况。3.根据权利要求1所述的室外导盲模块，其特征在于，还包括连接至语音模块的蓝牙模块，该蓝牙模块通过蓝牙连接件与用户进行交互工作。4.根据权利要求1所述的室外导盲模块，其特征在于，所述场景信息识别模块和特征标识获取模块在工作时，通过单目相机、深度相机以及红外光发射器采集相应的信息。5.室外导盲装置，其特征在于，包括导盲模块主体和与导盲模块主体相匹配的外壳，外壳的左右两端设置有固定带连接处并通过固定带实现该导盲装置的固定，所述导盲模块主体采用权利要求1
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4任一项所述的室外导盲模块。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春阳，谢赛宝，陈帆，黄艳，隋新，班宇煊，马琳，李红钰，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：