[发明专利]盲人避障提示装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及盲人辅助行走技术，尤其涉及盲人避障提示装置。

背景技术

人类对外界环境信息的获取很大一部分来自视觉系统，视觉缺失和视力残疾给盲人和视障患者在生活上带来极大的困难，尤其是对安全行走极具挑战性。为了帮助盲人行走，近年来，国内外研究者利用超声波、红外、激光、摄像头等传感器研发了多种盲人辅助行走系统。超声波、激光、红外等只能检测一定方向/高度上障碍物，而通过双摄像头采集图像以获取物体与摄像头距离的方法计算复杂度高，资源消耗量大，难以实时地提供准确的提示。理想的盲人避障系统应该具有：实时性、准确性、低成本、低功耗、便携性等特点。但现有系统在功能和性能上还远没有达到满足盲人安全行走的实际需求。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种盲人避障提示装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种盲人避障提示装置，包括：

深度传感器，用于采集盲人行进前方的场景的深度图；

图像传感器，用于采集盲人行进前方的场景的彩色图像；

声音采集器，用于向盲人行进前方发送特定波段的声波并采集该波段的声波反射信息；

障碍物检测部件，用于基于所采集的场景的深度图和彩色图像以及声波反射信息来检测在盲人行进前方是存在障碍物还是可通行；

交互反馈部件，用于根据所述障碍物检测部件的检测结果向盲人提示其行走前方的障碍物或可通行区域的情况。

上述装置中，所述障碍物检测部件可识别所述深度图中的地面区域，并判断该深度图中除地面区域之外是否还存在其他深度数据，如果存在，则判定为检测到障碍物。

上述装置中，所述障碍物检测部件在检测到障碍物后，还可检测所述深度图中障碍物左方的或右方的区域是否为地面区域，并将检测结果提供给交互反馈部件。

上述装置中，所述障碍物检测部件还可检测所述地面区域中是否存在深度缺失区域，如果存在，则判断所述彩色图像中与该深度缺失区域对应的部分的颜色是否为深色；如果是深色并且采集到的声波反射信息不均匀，则判定为检测到障碍物。

上述装置中，所述障碍物检测部件还可保存最近一段时间的障碍物检测结果。所述障碍物检测部件还可在相邻帧之间对障碍物进行跟踪，如果在除去相邻两帧数据之间的位移的基础上，相邻帧检测到的障碍物的距离、位置和/或尺寸特征的差异小于设定的阈值，则判定为检测到同一障碍物。

上述装置中，所述障碍物检测部件还可保存最近一次或几次检测到障碍物时采集的彩色图像；以及在当前没有采集到深度图时，将当前采集的彩色图像的RGB颜色信息和之前保存的彩色图像的RGB颜色信息进行匹配；如果能匹配上，则基于当前采集的声波反射信息获取与障碍物距离，如果该距离小于设定的距离阈值，则判定为检测到障碍物并立即指示交互反馈组件对盲人进行提示。

上述装置中，所述交互反馈部件在障碍物检测部件检测到障碍物时，根据当前位置与障碍物的距离来对盲人进行不同的提示，如果该距离小于设定的距离阈值则提示盲人近处有障碍物，如果距离大于设定的距离阈值则提示盲人远处有障碍物，请慢行。所述交互反馈部件在障碍物检测部件没有检测到障碍物时，提示盲人前方可安全行走。所述交互反馈部件还可以在检测结果为近处有障碍物时，可提示盲人通过左移或右移绕过障碍物。

又一方面，本发明提供了一种盲人避障提示方法，包括：

步骤1,经由深度传感器采集盲人行进前方的场景的深度图、经由图像传感器采集盲人行进前方的场景的彩色图像、以及经由声音采集器向盲人行进前方发送特定波段的声波并采集该波段的声波反射信息；

步骤2，基于所采集的场景的深度图和彩色图像以及声波反射信息来检测在盲人行进前方是存在障碍物还是可通行；

步骤3，根据所述检测的结果向盲人提示其行走前方的障碍物或可通行区域的情况。

上述方法中，所述步骤2可包括识别所述深度图中的地面区域，并判断该深度图中除地面区域之外是否还存在其他深度数据，如果存在，则判定为检测到障碍物。

上述方法中，所述步骤2还可包括在检测到障碍物后，检测所述深度图中障碍物左方的或右方的区域是否为地面区域，并将检测结果提供给交互反馈部件。