[发明专利]一种场景复现的导盲方法与系统

权利要求书

1.一种场景复现的导盲方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用相机不断获取盲人所处实时场景的图像流信息；

步骤2：利用激光雷达不断获取盲人所处实时场景的距离点云集信息；

步骤3：对相机和激光雷达进行组合标定，获得两者的联合标定外参；

步骤4：利用联合标定外参对图像流信息和距离点云集信息进行融合，获得融合场景信息，再对融合场景信息进行目标检测，实现对盲道、红绿灯、斑马线、人、车、树、建筑物的目标检测和位置确立；

步骤5：根据检测获得的盲道和斑马线进行最佳路径的选择；

步骤6：对检测获得的人、车的运动目标进行估计区域的计算；

步骤7：根据运动目标的估计区域，计算运动目标的估计区域位移变化，通过运算估计道路风险指数和风险等级；

步骤8：根据检测的目标、最佳路径以及道路风险指数、风险等级，通过人机交互的方式反馈给盲人；

所述步骤7中道路风险指数的计算公式如下：

道路风险指数＝∑各类型的路段事故风险指数；

各类型导致的路段事故风险指数的计算公式如下：

路段事故风险指数＝事故发生概率*事故严重程度*k1*路段内运动目标趋于盲人位移速度*k2*盲人运动速度*天气环境影响系数*k3/运动目标距盲人的距离；

其中，事故发生概率、事故严重程度、天气环境影响系数由实际路段交通状况决定，k1指路段内运动目标趋于盲人位移速度系数，k2指盲人运动速度系数，k3指运动目标距盲人的距离系数；

所述步骤7中道路风险指数的范围为0-100，指数越大，表示道路风险越大；将指数分为三个风险等级，其中0-69为绿色安全等级，70-89为黄色警告等级，90及以上为红色危险等级。

2.根据权利要求1所述的一种场景复现的导盲方法，其特征在于，所述步骤2中激光雷达选择3D激光雷达。

3.根据权利要求1所述的一种场景复现的导盲方法，其特征在于，所述步骤5具体为：

根据检测获得的盲道和斑马线进行路径规划，获得不同条候选路径；如果盲道和斑马线上有障碍物阻挡时，则以当前盲人所在位置以及盲道或斑马线构建坐标系，并在坐标系内产生从盲人当前位置到目的位置的一簇平滑曲线并作为候选路径；计算各条候选路径的代价函数，选择代价函数最小的候选路径作为最佳路径。

4.根据权利要求1所述的一种场景复现的导盲方法，其特征在于，所述步骤8中人机交互的方式包括语音播报和握把震动；

所述语音播报，是指获得融合场景信息后，根据检测的目标、最佳路径将路口、红灯、紧急情况下停车的路况通过蓝牙耳机将导盲道路信息情况实时播报给盲人；

所述握把震动，是指根据道路风险指数、风险等级，在道路风险指数达到黄色警告等级后，握把的震动模块会开始震动，且指数越大，震动越剧烈，提示盲人存在紧急停车的情况。

5.用于实施权利要求1所述的一种场景复现的导盲方法的一种场景复现的导盲系统，其特征在于，包括总控制模块及与其相连的机器视觉模块和激光雷达模块；其中，总控制模块用于系统控制、场景融合复现、目标检测、语音识别、路径规划和信号传递；

机器视觉模块用于采集盲人所处实时场景的图像流信息，激光雷达模块用于采集盲人所处实时场景的距离点云集信息。

6.根据权利要求5所述的一种场景复现的导盲系统，其特征在于，所述机器视觉模块为相机；相机与总控制模块通讯方式采用局域网通讯。

7.根据权利要求5所述的一种场景复现的导盲系统，其特征在于，所述激光雷达模块为3D激光雷达，3D激光雷达的最远范围为50m，采集频率50HZ，上下扫描角共15°，上下扫描范围可达-1.3m到12m。

8.根据权利要求5所述的一种场景复现的导盲系统，其特征在于，

所述总控制模块包括微处理器、控制芯片、定位模块、语音模块、超声波模块、电机驱动模块、蓝牙耳机模块、握把震动模块组成；

微处理器与机器视觉模块、激光雷达模块、控制芯片、语音模块和蓝牙耳机模块相连；

控制芯片还与定位模块、超声波模块、电机驱动模块和握把震动模块相连；

所述握把震动模块，用于微处理器计算出实时场景的道路风险指数后，当道路风险指数达到黄色警告等级时，握把震动模块会开始震动，且道路风险指数越大，震动越剧烈，提示盲人存在紧急停车的情况；

所述微处理器模块，用于将图像流信息和距离点云集信息进行实时场景融合、目标检测、路径规划、道路风险指数和风险等级的判别。