[发明专利]基于深度图的盲人辅助行走装置及其辅助方法

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉领域，具体涉及一种基于深度图的盲人辅助行走装置及其辅助方法。

背景技术

目前，世界上存在着相当数量的盲人，他们都面临着独立出行的障碍，而这一障碍主要是由于他们无法很好地避让前方的障碍物。由于治愈视力缺陷不是短期内能够实现的，所以辅助盲人行走的装置显得尤为重要，其主要作用是根据前方的障碍物分布来提前提示盲人，以留有时间进行避让。

当前，这一问题已有了许多相关的设备与研究。然而，这些设备及研究并没有很好地解决辅助盲人独立出行的问题。例如，现有的大部分辅助盲人行走的设备采用超声波、红外线或雷达来探测物体，但这些方法不仅受到方向性的局限，而且无法辨别障碍物的大小，因此不能提供准确而全面的避让信息。公告号为CN101999982的发明专利公开了一种基于立体视觉的盲人辅助行走装置及其辅助方法，采用双目摄像头实时采集当前场景的两个视角，并采用一些图像处理算法来分析道路边缘以及障碍物；这一方法虽然能够提供较为准确而全面的避让信息，但是其需要采集的信息量较大，需要一定的存储空间；同时处理这一信息的算法也较为复杂，对于处理器具有较高的要求。再者，这一方法主要针对道路检测，对于室内等空旷的环境的适用效果有待检测。同时，当前的装置大多采用语音进行提示，这一方式不仅容易受到周围嘈杂噪声的干扰，而且需要听完提示音的这段延时才能获取到准确的信息，缺乏直观性。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明目的是：提供一种基于深度图的盲人辅助行走装置及其辅助方法，该辅助行走装置结构简单，成本低廉，无需处理器进行复杂的处理和计算，设备的响应速度快。

本发明的技术方案是：一种基于深度图的盲人辅助行走装置，包括深度摄像机、处理器和振动阵列模块，所述深度摄像机连接处理器，所述振动阵列连接处理器的输出端，所述深度摄像机用于采集图像并输出深度图，所述处理器根据灰度值进行处理并控制振动阵列模块中振动电机的振动强度，所述振动阵列模块为由至少一个振动电机组成阵列结构。

优选的，所述振动阵列模块的大小为M*N，所述处理器根据振动阵列模块的大小M*N将采集到的深度图划分为M*N个方块，获取每个方块的最小的灰度值，组成一个M*N的灰度值矩阵，所述灰度值矩阵与振动阵列模块中的振动电机一一对应，根据灰度值矩阵中的灰度值控制振动阵列模块中相应振动电机的振动强度。

优选的，所述深度摄像机的像素大小为M*N。

优选的，所述深度摄像机放置在头部，所述处理器和振动阵列模块绑定在手臂上。

本发明还公开了一种基于深度图的盲人辅助行走装置的辅助行走方法，包括以下步骤：

S01：使用深度摄像机采集某一方向的图像并输出深度图；

S02：根据振动阵列模块的大小M*N将采集到的深度图划分为M*N个方块，获取每个方块的最小的灰度值，组成一个M*N的灰度值矩阵，所述灰度值矩阵与振动阵列模块中的振动电机一一对应，根据灰度值矩阵中的灰度值控制振动阵列模块中相应振动电机的振动强度；

S03：当用户根据振动无法获取非常清晰的行走方案时，可以转动头部来获取其他方向的信号，重复步骤S01、S02，直至获得清晰的障碍物分布概况。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1．该辅助行走装置结构简单，成本低廉，无需处理器进行复杂的处理和计算，设备的响应速度快。

2．盲人通过振动阵列模块中不同的振动电机的振动强度来辨别障碍物的位置和距离，不易受外界环境的干扰，而且响应速度快。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明基于深度图的盲人辅助行走装置的结构框图；

图2为本发明基于深度图的盲人辅助行走装置的工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例：