[发明专利]一种基于分布式多源异构传感技术的智能视障辅助系统

说明书

本发明公开了一种基于分布式多源异构传感技术的智能视障辅助系统，其特点是该智能视障辅助系统包括分布式设置，且通讯连接的头戴设备、背心、腰带、手环、手杖和导盲机器犬，整合了红外测距传感器、远红外成像技术、GPS、超声测距传感器、深度相机、RGB相机等传感模块，进行多源异构传感器之间的协作数据获取和数据间的协同处理分析，以满足视障人士的室内、外定位及避障等不同应用的需求。本发明与现有技术相比具有室内、外定位和交互阅读等功能，准确获取复杂应用场景下的有效信息和精准全面的传递，以满足不同环境下的视障辅助，帮助视障人士有效避障，结构简单，使用方便，可靠性高。

技术领域

本发明涉多种定位模式和文字图像识别处理技术领域，具体地说是一种基于分布式多源异构传感技术的智能视障辅助系统。

背景技术

视障人士（包括部分视障人士和全盲人士）由于视觉缺失造成了生活上的诸多不便 , 因此人们一直在努力研究辅助装置来提高视障人士生活质量，设计智能视障辅助系统能为视觉障碍人士提供帮助，这已经成为现今研究热点，在该领域已有不少辅助视障人士的成果及应用。

申请号：2013203817903公开了一种视障人士手杖，该视障人士手杖为传统的视障辅助工具，其探测距离有限，只能检测脚边的障碍物，也无法反映远处和空中的状况，使用时需视障人士反复移动手杖，才能获知面前的情况，既费时也费力。

申请号：2015205123794公开了一种视障人士环境感知器，该感知器虽然采用超声波技术、激光测距技术、双目视觉技术、激光散斑编码技术、激光雷达技术、毫米波雷达技术、热成像技术、全球定位系统(GPS)，但基于超声波技术和激光测距技术的测距范围有限，只能实现单点测距，获取的信息量太少，且耗电多，设备笨重，只能实现报警功能，容易受环境干扰。此外，该设备是集中式的传感形式，存在传感距离有限、传感信息冗余等局限性，由于在多变的场景下，视障人士对于外围环境分辨，并且对信息获取要求较高。

导盲犬可以为视障人士提供帮助，但是导盲犬的训练和养护费用是高昂的，普通家庭难以承担。有些场合，导盲犬不能陪同视障人士进入，比如公交车和火车站，因此导盲犬的辅助是有局限性的。

现有技术的助盲工具大多是基于单源传感的系统，为了解决上述问题，因此，亟待开发能满足各种环境条件下的基于分布式多源异构传感技术的智能视障辅助系统。目前没有发现有关类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种基于分布式多源异构传感技术的智能视障辅助系统，采用分布式架构的多源异构传感技术，通过不同传感器采集的信息，准确获取复杂应用场景下的有效信息和精准全面的传递，以满足不同环境下的视障辅助，实现室内、外定位及避障等功能，结构简单，使用方便，可靠性高。

本发明的目的是这样实现的：一种基于分布式多源异构传感技术的智能视障辅助系统，其特点是该智能视障辅助系统包括分布式设置，且双向通讯连接的头戴设备、背心、腰带、手环、手杖和导盲机器犬，所述头戴式设备上设有语音反馈模块、深度相机和第一RGB相机；所述背心上设有与第一CPU处理器连接的第一GPU处理器和第一振动反馈模块；所述腰带上设有环状超声波测距及传感器；所述手环上设有与蓝牙模块连接的第二振动反馈模块和GPS模块；所述手杖上设有无线定位模块、栅栏状激光器和红外测距及传感器；所述导盲机器犬由第二CPU处理器连接的第二RGB相机、远红外相机、补光模块、第二GPU处理器和超声波测距及传感器组成；所述第一GPU处理器与语音反馈模块、深度相机、第一RGB相机和环状超声波测距及传感器为通讯连接；所述蓝牙模块与环状超声波测距及传感器、无线定位模块、栅栏状激光器和红外测距及传感器为通讯连接；所述第二CPU处理器与无线定位模块、栅栏状激光器和红外测距及传感器为通讯连接；所述语音反馈模块、第一振动反馈模块、第二振动反馈模块将头戴设备、腰带、手杖和导盲机器犬所获得的避障信息通过语音和触感反馈给用户。

所述导盲机器犬将采集得到的数据输入深度网络模型进行辅助避障。