[发明专利]一种场景复现的导盲方法与系统

说明书

本发明公开了一种场景复现的导盲方法与系统。方法中分别利用相机和激光雷达获取盲人所处场景的图像流和距离点云集信息；对相机和激光雷达进行组合标定，获得联合标定外参；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，再进行目标检测和位置确立；进行最佳路径的选择；对运动目标进行估计区域的计算；计算运动目标的估计区域位移变化，估计道路风险指数和风险等级；通过人机交互反馈给盲人。系统由总控制模块及与其相连的机器视觉模块和激光雷达模块组成。本发明收集更多的道路信息，包括道路标识，道路障碍物的具体位置与距离，道路风险指数和等级，可拓展性强，大大的增加盲人在道路上的行驶安全，为盲人出行提供更可靠的安全保障。

技术领域

本发明属于移动式智能导盲技术领域的一种导盲方法和系统，具体涉及了一种场景复现的导盲方法与系统。

背景技术

盲人是人类社会群体中的弱势群体，而且据调查表明，盲人数量每年都在增加，有数量增大的趋势，为盲人提供安全、可靠、智能高效的出行，成为社会进步的一个重要标志。目前，常见有盲道、盲杖、导盲犬等来辅助盲人出行，而盲道由于规划不合理、被非机动车随意占用等原因，使得盲道的出现并未给盲人提供太大的帮助。盲杖则由于设计简单，不能在复杂的交通环境下为盲人提供准确的道路信息，且由其感应距离较近，能感知的障碍物低矮，不能对盲人的安全出行提供安全保障。某种程度上，导盲犬可以带领盲人安全出行，但导盲犬培养时间长，且价格昂贵、饲养麻烦。

现有的盲人出行工具虽在一定程度上为盲人的出行提供了帮助，但由于在实际应用中存在很多局限性，并不能为盲人安全出行提供保障。彻底解决这一问题，移动式导盲机器人出现。它可实现的功能完全覆盖其他导盲机器人，且可扩展性强，是近年来广受关注、发展迅速的导盲机器人类型。此外，移动式导盲机器人采用机器人先行、盲人跟随的导航方式，大大降低了盲人受伤的概率，显著提高了盲人在室内外行走的效率和安全性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种场景复现的导盲方法与系统，可以完成对盲道、红绿灯、斑马线、人、车等道路信息，再利用激光雷达与机器视觉融合确定道路内目标识别，在微处理器内进行实时场景复现建模，估算自身位置，确定道路标识位置，对道路风险指数进行判定，通过实时场景复现的建模实现机器人的安全精准避障及最优路线选择。

本发明的技术方案如下：

1、一种场景复现的导盲方法

方法包括以下步骤：

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2中激光雷达选择3D激光雷达。

所述步骤5具体为：