一种智能导盲方法
【技术领域】
[0001]本发明属于导盲技术领域，具体涉及一种智能导盲方法。
【背景技术】
[0002]人们生活中，尤其在一些特殊人群领域，比如盲人、老年人在行走引导方面存在许多困难。目前，盲人出行主要依靠导盲杖和导盲犬的帮助，导盲犬需要长时间训练，价格昂贵，而且饲养麻烦，成本较高;导盲杖虽然使用方便，价格低廉，但探测范围小；另外，在红绿灯交叉路口、人车混杂路段以及没有交通标示的环境，盲人仅仅依靠导盲杖出行比较困难和危险。
[0003]随着科技的不断进步，如何能够提供一种有效的导盲方法，为盲人朋友的出行提供精确、具体的指引，一直以来是社会中关注的焦点。申请号为【201510423197.4】的发明专利申请提出一种导盲方法及导盲系统，其中导盲方法包括如下步骤:定位盲人当前的位置；拍摄当前位置的路面信息;对当前位置的路面信息进行分析，并将分析结果语音通知盲人。此种方式仅通过定位和对拍摄的路面信息进行对比分析，将所拍摄的路面信息与预存的路面信息进行对比，进而为盲人出行起到提醒作用。
[0004]但是，上述方式难以实现对复杂路况的实时分析，对于实时变化的路况，未能对行走路线上的障碍物、坑洼、行人、车辆及交通信号灯等做出准确的检测和合理的评估;并且也未能根据具体路况对盲人行走出行路线进行精确的路径规划，进而不能合理提供优选的出行方式，为盲人出行带来不便。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述现有技术中存在的缺陷提出一种智能导盲装置及安装有该装置的导盲杖，针对目前导盲装置路况探测的不足，提出利用图像检测和识别的方法进行路况的实时检测，能够实现结合复杂路况实时状况进行路径规划及路况实时分析，对使用者进行实时提示，结合GPS精确定位，为盲人提供优先的的出行方式。
[0006]为了达到上述目的，本发明提出一种智能导盲方法，包括:
51、获取位置信息:通过导航定位装置获取用户当前位置信息，并且根据用户指定的目的地信息，获取目的地位置信息；
52、路径规划分析:根据上述当前位置信息和目的地位置信息规划路径，确定出行路线；
53、路况实时分析:通过图像采集装置获取出行路线的实时路况图像，进而对路况进行实时分析输出实时导航信息，并播报给用户，以提示用户根据所述实时导航信息行走，对路况实时分析具体包括以下步骤:
530、结合地图及定位信息判断是否需要进行交叉路口的交通信号检测，若是，则执行S31;否则，执行S32;
531、分析交通信息号灯状态，并提示用户； 532、构建混合高斯模型，对获取的路况图像进行背景分析获得图像背景，从而获得前景图像ig息;
533、根据上述前景图像信息进行特征分析，判断路面信息及行人、车辆信息，并提示用户。
[0007]进一步的，所述步骤S2包括:
521、搜索交叉路口点:限定搜索范围，结合地图信息及定位信息确定用户位置与目的地之间及其周边地带的交叉路口点；
522、交叉路口点路径筛选:对上述交叉路口点之间的路径进行筛选处理，并作为狄克斯特拉方法的候选顶点，两个交叉路口点之间的步行路径作为候选顶点边长；
523、确定最优路径:结合上述步骤，通过狄克斯特拉方法获得最优出行路线；
通过提高路径规划的候选节点及边长空间，降低狄克斯特拉方法的输入规模，从而保证路径规划的时间效率。
[0008]进一步的，所述步骤S31包括:
5311、检测信号灯位置:对红、黄、绿三种颜色进行水平和垂直积分投影，通过比较三种积分投影在水平和垂直方向的峰值组合，确定交通信号灯位置范围；
5312、信号灯颜色、形状匹配:对候选范围按照红、黄、绿三种颜色进行图像分割，分析每一分割区域的边缘，获得形状，与预存交通信号灯模板进行匹配；
5313、确定信号灯状态:交通信号组合识别，获得交通信号灯状态，并提示用户；
相比于传统方法简单有效，满足实时分析效率，同时结合图像分割和边缘检测进行形状颜色匹配，分析速度快，正确识别效率高。
[0009]进一步的，所述步骤S33包括并行执行的以下步骤，:
5331、分析路面信息并提示用户:对图像进行边缘检测和形态学方法分析，分析前景物体图像的位置和面积信息，做出是否为坑洼的路况判断并做出提示，有效减少坑洼、障碍物等的实时分析时间，大大提尚检测效率；
5332、分析车辆信息并提示用户:分析前景图像的Harr特征，与预存车辆模板匹配，匹配成功则判断为车辆，进而分析车辆位置并做出提示；
5333、分析行人信息并提示用户:分析前景图像的方向梯度直方图(HOG)特征，并与预存行人模板匹配，匹配成功则判断为行人，进而分析行人位置并做出提示；
通过针对不同的检测目标确定特征分析区域，减少特征分析的数据量，使得行人和车辆检测能够达到实时性，提尚时间效率。
[0010]进一步的，所述步骤S32中，对构建的混合高斯模型的高斯子模型采用循环更新的方法，通过循环更新高斯子模型，避免每次分析的时间浪费，在本发明的应用场景中，背景相对单一并变化缓慢，有效且大大提高了时间效率。
[0011]进一步的，所述步骤S3中，在用户根据所述导航信息行走的过程中，不断的通过导航定位设备获取所述盲人用户的当前位置信息，并判断所述当前位置信息是否偏离所述规划路径，若所述当前位置信息偏离所述规划路径，则输出提示信息引导用户修正行走方向，回到所述规划路径。
[0012]进一步的，在用户根据所述导航信息行走的过程中，若遇到紧急情况下可拨打紧急电话求助，安全有保障。
[0013]进一步的，所述步骤S3中地图信息通过无线通讯设备实时更新，保证数据的实时有效，提高导航效率与准确度。
[0014]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于:
1.本发明方法通过:获取位置信息;路径规划分析;路况实时分析:结合地图及定位信息判断是否需要进行交叉路口的交通信号检测;分析交通信息号灯状态，并提示用户；构建混合高斯模型，对获取的路况图像进行背景分析获得图像背景，进而获得前景图像信息;根据上述前景图像信息进行特征分析，判断路面信息及行人、车辆信息，并提示用户，实现复杂路况的监测分析；
2、通过采集视觉图像相当于正常人眼所看到的视野，通过图像对路况进行实时分析，能够实现对交通信号、障碍物、坑洼、行人、车辆等做出准确的检测和合理的评估，给使用者以合理及时的语音提示;为特殊人群领域特别是盲人、老年人的出行提供方便，实现精确定位、路径导航、路况检测及语音提示功能。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本发明实施例所述的路况实时分析结构流程图；
图2为本发明实施例所述的路径规划分析结构流程图。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供一种智能导盲装置及安装有该装置的导盲杖，下面结合不同实施例对本发明做进一步地说明。
[0018]本发明提出一种智能导盲方法，包括:S1、获取位置信息:通过导航定位获取当前位置信息，并且根据用户输入的目的地信息的信号，获取目的地位置信息；S2、路径规划分析:根据上述当前位置信息和目的地位置信息确定最优出行路线；S3、路况实时分析:获取出行路线之间的实时路况图像，对路况进行实时分析，并将实时导航信息提示用户，使用户根据所述导航信息行走，包括:
530、结合地图及定位信息判断是否需要进行交叉路口的交通信号检测，若是，则执行S31;若否，则执行S32;
531、分析交通信息号灯状态，并提示用户；
532、构建混合高斯模型，对获取的路况图像进行背景分析获得图像背景，进而获得前景图像ig息;
533、根据上述前景图像信息进行特征分析，判断路面信息及行人、车辆信息，并提示用户。
[0019]参考图2，S21、搜索交叉路口点:限定搜索范围，结合地图信息及定位信息确定用户位置与目的地之间及其周边地带的交叉路口点；S22、交叉路口点路径筛选:对上述交叉路口点之间的路径进行筛选处理，并作为狄克斯特拉方法的候选顶点，两个交叉路口点之间的步行路径作为候选顶点边长;S23、确定最优路径:结合上述步骤，通过狄克斯特拉方法获得最优出行路线为路径规划分析的结构流程图。
[0020]具体的，首先结合地图信息及定位信息确定用户位置与目的地之间及其周边地带的交叉路口点，搜索交叉路口点:由于本实施例用户面向特殊人群(盲人或老年人)，因此本方法通过路径规划范围限制模块对路径规划范围进行约束，例如，当用户位置地点距离目的地超过10公里时提示用户重新设置稍近距离目的地(10公里以内)，而对于10公里之内的目的地点，交叉路口搜索范围也限制在用户位置地点和目的地周边5公里范围内，通过如此操作，使得交叉路口点数目减少，提高了狄克斯特拉方法的时间效率限定搜索范围；
然后，将存在步行路径的交叉路口点作为狄克斯特拉方法的候选顶点，考虑到本发明的使用