一种盲人导航方法及盲人导航设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及导航领域，公开一种盲人导航方法及盲人导航设备，导航方法包括：获得用户所处环境的图像信息；根据所述图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离；根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，当用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。该盲人导航方法可在用户外出行动时，在需通过设有交通信号灯的路口时，该导航方法可识别用户是否到达路口，以针对该路口的交通信号灯指示情况进行后续的导航工作，提高了用户到达路口时的安全性。
【专利说明】
_种盲人导航方法及盲人导航设备
技术领域
[0001]本发明涉及导航领域，特别涉及一种盲人导航方法及盲人导航设备。
【背景技术】
[0002]据世界卫生组织估计，全世界有盲人4000-4500万，中国约有盲人600-700万，占世界盲人总数的18%。盲人的日常生活中存在诸多不便，尤其在外出行动时，复杂的交通环境为盲人的安全出行带来了巨大隐患。如何保障盲人的出行安全是全社会需解决的问题。
[0003]目前有多种供盲人使用的导航设备，如具有导航功能的智能手杖等导航设备，可获取使用者周围的环境信息并通过语音输出进行路线引导，但是，此类导航设备不具备识别用户是否到达路口的功能，盲人在使用此类设备外出行走时，在需通过路口时，不能及时得到针对通过路口的导航信息，使盲人的出行仍具有较大的安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种盲人导航方法及盲人导航设备，具有判定用户是否到达路口的功能，可提高盲人外出行走的安全性。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案:
[0006]—种盲人导航方法，包括:
[0007]获得用户所处环境的图像信息；
[0008]根据所述图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离；
[0009]根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，当用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。
[0010]该盲人导航方法可在获得用户所处环境的图像信息之后，通过图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，并据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，在用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，在用户外出行动时，在需通过设有交通信号灯的路口时，该导航方法可识别用户是否到达路口，以针对该路口的交通信号灯指示情况进行后续的导航工作，提高了用户到达路口时的安全性。
[0011]优选地，所述根据所述图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，包括:
[0012]根据所述图像信息生成交通信号灯形状信息；
[0013]根据生成的所述交通信号灯形状信息中的交通信号灯的尺寸大小和用户与交通信号灯之间的距离对应的变化关系确定用户与交通信号灯之间的距离。
[0014]优选地，所述根据所述图像信息生成交通信号灯形状信息，包括:
[0015]对获得的图像信息进行增强处理；
[0016]将增强处理后的图像信息由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；
[0017]根据图像信息中的亮度分量提取特定亮度区域的边缘特征，并将提取的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比，提取特定亮度区域中的交通信号灯图形，以生成交通信号灯形状信息。
[0018]优选地，所述根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，包括:
[0019]将用户与交通信号灯之间的距离与预设的第一距离阈值进行对比；
[0020]当用户与交通信号灯之间的距离小于或等于所述第一距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。
[0021]优选地，所述根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，包括:
[0022]获取路口宽度距离；
[0023]计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值；
[0024]当所述差值小于或等于所述第二距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。
[0025]优选地，还包括:
[0026]在判定用户处于到达路口状态时，根据所述图像信息确定交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息，并获得用户的加速度信息；
[0027]根据所述交通信号灯颜色信息、所述交通信号灯时长信息和所述加速度信息生成导航信息，所述导航信息包括停止信息和前进信息。
[0028]优选地，所述根据所述图像信息确定交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息，包括:
[0029]根据提取的交通信号灯图形中的色相分量确定交通信号灯的颜色，并生成交通信号灯颜色信息；
[0030]识别特定的交通信号灯图形中的数字图像，以确定交通信号灯的剩余时长，并生成交通信号灯时长信息。
[0031]优选地，所述根据所述加速度信息、所述交通信号灯颜色信息和所述交通信号灯时长信息生成导航信息，包括:
[0032]根据所述交通信号灯颜色信息判断当前交通信号灯的颜色是否为绿色，在所述交通信号灯的颜色不为绿色时，生成所述停止信息；
[0033]在当前所述交通信号灯颜色为绿色时，生成交通信号灯的时长信息，并获得用户的加速度信息，根据获得的加速度信息确定用户的平均行进速度；
[0034]根据所述平均行进速度和所述交通信号灯时长的乘积生成理论行走距离，并将所述理论行走距离与所述距离信息进行对比；
[0035]当所述理论行走距离大于所述距离信息时，生成所述行走信息；
[0036]当所述理论行走距离小于所述距离信息时，生成所述停止信息。
[0037]优选地，还包括:
[0038]将所述导航信息转换为音频信号发送至语音装置，以控制语音装置将所述音频信号转换为声音并进行播放。
[0039]优选地，还包括:
[0040]根据获得的加速度信息判断用户是否摔倒，当所述加速度信息在竖直方向上的值大于设定值时判断用户摔倒，并且在判断用户摔倒时生成告警信号；
[0041]控制告警装置根据所述告警信号发出告警。
[0042]优选地，所述控制告警装置根据所述告警信号发出告警告，包括:
[0043]控制告警装置根据所述告警信号发出声光警告。
[0044]优选地，还包括:
[0045]当生成告警信号时还控制通信装置向相关联的移动终端进行呼叫并发送预定内容的摔倒告警信息。
[0046]优选地，所述预定内容的摔倒告警信息包括摔倒提示信息和所述用户的位置信息。
[0047]本发明还提供了一种盲人导航设备，包括佩戴于用户头部的图像采集装置和导航装置，所述图像采集装置的输出端与所述导航装置的输入端连接，其中:
[0048]所述图像采集装置用于获得用户所处环境的图像信息并将所述图像信息发送至所述导航装置；
[0049]所述导航装置用于根据所述图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，并根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，当用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。
[0050]该盲人导航设备包括图像采集装置和导航装置，通过图像采集装置采集用户所处环境中的图像信息，并由导航装置处理该图像信息以确定用户与交通信号灯之间的距离，并根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，在用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态;该导航设备可识别用户是否通过正在路口，提高了用户到达路口时的安全性。在用户外出行动时，在需通过设有交通信号灯的路口时，该导航设备可识别用户是否到达路口，以针对该路口的交通信号灯指示情况进行后续的导航工作，提高了用户到达路口时的安全性。
[0051]优选地，所述导航装置包括交通信号灯形状信息模块和距离判定模块，所述交通信号灯形状信息模块的输入端与所述图像采集模块的输出端连接，所述距离判定模块的输入端与所述交通信号灯形状信息模块的输出端连接；
[0052]所述交通信号灯形状信息模块用于对获得的图像信息进行增强处理，并将增强处理后的图像信息由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，并根据图像信息中的亮度分量提取特定亮度区域的边缘特征，并将提取的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比，以提取特定亮度区域中的交通信号灯图形，并生成交通信号灯形状信息；
[0053]所述距离判定模块用于根据生成的所述交通信号灯形状信息中的交通信号灯的尺寸大小和用户与交通信号灯之间的距离对应的变化关系确定用户与交通信号灯之间的距离，并生成交通信号灯距离信息。
[0054]优选地，所述导航装置还包括状态判定模块，所述状态判定模块的输入端与所述距离判定模块的输出端连接；
[0055]所述状态判定模块用于接收来自所述距离判定模块的所述交通信号灯距离信息，将用户与交通信号灯之间的距离与预设的第一距离阈值进行对比；
[0056]当用户与交通信号灯之间的距离小于或等于所述第一距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，并生成导航指令信息。
[0057]优选地，所述盲人导航设备还包括设置于交通信号灯上的辅助导航装置；
[0058]所述导航装置还包括状态判定模块，所述状态判定模块的输入端与所述距离判定模块的输出端连接，所述辅助导航装置与位于其有效传输距离内的所述状态判定模块无线连接；
[0059]所述辅助导航装置用于存储其所在的交通信号灯所处的路口宽度信息、并将所述路口宽度信息发送至与其无线连接的所述导航装置；
[0060]所述状态判定模块用于接收来自所述辅助导航装置的路口宽度距离信息，并计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值，当所述差值小于或等于所述第二距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，并生成导航指令信息。
[0061]优选地，所述盲人导航设备还包括佩戴于用户头部的加速度检测装置，所述加速度检测装置的输出端与所述导航装置的输入端连接；
[0062]所述导航装置还包括交通信号灯颜色信息模块和交通信号灯时长信息模块，所述交通信号灯颜色信息模块的输入端与所述交通信号灯形状信息模块的输出端连接，所述交通信号灯时长信息模块的输入端与所述交通信号灯颜色信息模块的输出端连接；
[0063]所述导航装置还包括导航信息模块，所述导航信息模块的输入端分别与所述状态判定模块、所述交通信号灯颜色信息模块、所述交通信号灯时长信息模块、所述加速度检测装置和所述辅助导航装置的输出端连接，其中:
[0064]所述加速度检测装置用于获得用户的加速度信息并将所述加速度信息发送至所述导航信息模块；
[0065]所述交通信号灯颜色信息模块用于根据提取的交通信号灯图形中的色相分量确定交通信号灯的颜色，生成交通信号灯颜色信息并发送至所述导航信息模块；
[0066]所述交通信号灯时长信息模块用于识别提取的交通信号灯图形中的数字图像，以确定交通信号灯的剩余时长，生成交通信号灯时长信息并发送至所述导航信息模块；
[0067]所述导航信息模块用于在接收来自所述状态判定模块的所述导航指令信息后，根据所述交通信号灯颜色信息判断交通信号灯的颜色是否为绿色，在所述交通信号灯的颜色不为绿色时，生成停止?目息；
[0068]在当前所述交通信号灯颜色为绿色时，根据所述加速度信息计算所述用户的平均行进速度，并根据所述平均行进速度和所述交通信号灯时长的乘积生成理论行走距离，并将所述理论行走距离与所述距离信息进行对比；
[0069]当所述理论行走距离大于所述距离信息时，生成行走信息；当所述理论行走距离小于所述距离信息时，生成停止信息。
[0070]优选地，还包括佩戴于用户头部的语音装置，所述语音装置的输入端与所述导航信息模块的输出端连接；
[0071]所述导航信息模块还用于将所述导航信息转换为音频信号发送至语音装置；
[0072]所述语音装置用于将所述音频信号转换为声音并进行播放。
[0073]优选地，所述语音装置包括至少一个耳机，所述耳机的输入端与所述导航装置的输出端连接，并用于将所述音频信号转换为声音并进行播放。
[0074]优选地，还包括摔倒告警装置，所述摔倒告警装置包括摔倒检测模块和告警模块，所述摔倒检测模块的输入端与所述加速度检测装置的输出端连接，所述告警模块的输入端与所述摔倒检测模块的输出端连接；
[0075]所述摔倒检测模块用于根据获得的加速度信息判断用户是否摔倒，当所述加速度信息在竖直方向上的值大于设定值时判断用户摔倒，并且在判断用户摔倒时生成告警信号并将所述告警信息发送至所述告警模块；
[0076]所述告警模块用于根据所述告警信息发出告警。
[0077]优选地，所述摔倒告警装置包括告警声音模块和告警灯光模块，所述告警声音模块和所述告警灯光模块的输入端分别与所述加速度处理装置的输出端连接，且所述告警声音模块用于根据所述告警信号发出告警声音、所述告警灯光模块用于根据所述告警信号发出告警灯光。
[0078]优选地，还包括通信装置，所述通信装置的输入端与所述摔倒告警装置的输出端连接，且用于在接收所述告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送预定内容的摔倒告警信息。
[0079]优选地，所述通信装置包括摔倒提示模块和位置模块，所述摔倒提示模块和所述位置模块的输入端分别与所述加速度处理装置的输出端连接，且所述摔倒提示模块用于在接收所述告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送摔倒提示信息、所述位置模块用于在接收所述告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送用户的位置信息。
[0080]优选地，所述图像采集装置包括至少一个摄像头，所述摄像头的输出端与所述导航装置的输入端连接，且用于拍摄用户所处环境的图像并生成图像信息，并将所述图像信息发送至所述导航装置。
【附图说明】
[0081]图1是本发明实施例一提供的一种盲人导航方法中判断用户是否处于到达路口状态的方法的流程图；
[0082]图2是图1中步骤SlOl的具体步骤的流程图；
[0083]图3是图2中步骤SlOll的具体步骤的流程图；
[0084]图4是图1中步骤S103的一种实现方式中的具体步骤的流程图；
[0085]图5是图1中步骤S103的另一种实现方式中的具体步骤的流程图；
[0086]图6是在判断用户处于到达路口状态后提供导航的方法流程图；
[0087]图7是图6中的步骤S107的具体步骤的流程图；
[0088]图8是图6中的步骤S108的具体步骤的流程图；
[0089]图9是本发明实施例二中提供的一种盲人导航设备的结构示意图。
[0090]附图标记:
[0091 ]10，图像采集装置;20，导航装置;21，交通信号灯形状信息模块；
[0092]22，距离判定模块;23，状态判定模块;24，交通信号灯颜色信息模块；
[0093]25，交通信号灯时长信息模块;26，导航信息模块;30，辅助导航装置；
[0094]40，加速度检测装置;50，语音装置;60，摔倒告警装置；
[0095]61，摔倒检测模块;62，告警模块;621，告警灯光模块；
[0096]622，告警声音模块;70，通信装置;71，摔倒提示模块；
[0097]72，位置模块。
【具体实施方式】
[0098]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0099]实施例一:
[0100]如图1所示，本实施例提供了一种盲人导航方法，包括:
[0101]步骤SlOl，获得用户所处环境的图像信息；
[0102]步骤S102，根据图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离；
[0103]步骤S103，根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离；
[0104]步骤S104，判断用户与路口之间的距离是否小于预设的距离阈值，当用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，执行步骤S105;当用户与路口之间的距离大于或等于预设的距离阈值时，执行步骤SlOl;
[0105]步骤S105，判定用户处于到达路口状态。
[0106]该盲人导航方法中，采用步骤SlOl获得用户所处环境的图像信息，并采用步骤S102通过图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，采用步骤S103根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，采用步骤S104判断用户与路口之间的距离是否小于预设的距离阈值，在用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，在用户外出行动时，在需通过设有交通信号灯的路口时，该导航方法可识别用户是否到达路口，以针对该路口的交通信号灯指示情况进行后续的导航工作，提高了用户到达路口时的安全性。
[0107]如图2所示的一种优选方式中，步骤SlOl，根据图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，包括:
[0108]步骤SlOll，根据图像信息生成交通信号灯形状信息；
[0109]步骤S1012，根据生成的交通信号灯形状信息中的交通信号灯的尺寸大小和用户与交通信号灯之间的距离对应的变化关系确定用户与交通信号灯之间的距离。
[0110]该优选方式中，步骤SlOll中的交通信号灯形状信息包括交通信号灯的外形和尺寸大小；因用户的行进方向朝向交通信号灯所在方向且逐渐靠近交通信号灯，所以连续采集到的同一交通信号灯的尺寸大小逐渐变大，在步骤S1012中，根据用户与交通信号灯之间的距离的变化、和采集到的交通信号灯的尺寸大小的变化之间的关系，可计算出用户与交通信号灯之间的距离。
[0111]如图3所示的一种优选方式中，步骤SlOll，根据图像信息生成交通信号灯形状信息，包括:
[0112]步骤SlOlll，对获得的图像信息进行增强处理；
[0113]步骤S10112，将增强处理后的图像信息由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间；
[0114]步骤S10113，根据图像信息中的亮度分量提取特定亮度区域的边缘特征；
[0115]步骤S10114，将提取的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比；
[0116]步骤S10115，提取特定亮度区域中的交通信号灯图形，生成交通信号灯形状信息。
[0117]该优选方式中，步骤SlOlll中的图像增强处理可采用去噪和直方图均衡化方法，以增强图像的局部对比度；
[0118]步骤S10113中的特定亮度区域的亮度值可依据交通信号灯的常见亮度设置，可采用Canny算子边缘检测算法提取图像信息中的特定亮度区域的边缘特征；
[0119]因步骤S10113中提取出的特定亮度区域可能会包含汽车尾灯或霓虹灯等发光物体，为准确提取交通信号灯的图形，步骤S10114中需将提取出的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比，预设的交通信号灯的边缘特征可包括交通信号灯的高度特征和轮廓特征；
[0120]步骤S10115中提取出的交通信号灯形状信息包括交通信号灯的外形信息和尺寸大小信息。
[0121]本实施例中，步骤S103，根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，可采用如下两种方式实现:
[0122]实现方式一，如图4所示，步骤S103，根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，包括:
[0123]步骤S1031，将用户与交通信号灯之间的距离与预设的第一距离阈值进行对比；
[0124]步骤S1032，当用户与交通信号灯之间的距离小于或等于第一距离阈值时，执行步骤S1033;当用户与交通信号灯之间的距离大于第一距离阈值时，执行步骤S1031;
[0125]步骤S1033，判定用户处于到达路口状态。
[0126]该实现方式中，为保证用户在通过路口时的安全，预设的第一距离阈值应大于马路宽度的最大值，可根据用户所在城市的路况进行调整，本实施例中，具体地，预设的第一距离阈值选取30m。
[0127]实现方式二，如图5所示，步骤S103，根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，包括:
[0128]步骤S1031，获取路口宽度距离；
[0129]步骤S1032，计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值；
[0130]步骤S1033，判断差值是否小于或等于第二距离阈值，当差值小于或等于第二距离阈值时，执行步骤S1034;当差值大于第二距离阈值时，执行步骤S1032;
[0131]步骤S1034，判定用户处于到达路口状态。
[0132]该实现方式中，计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值，即可得到用户与路口距用户最近一侧的距离，第二距离阈值可小于第一距离阈值，本实施例中，具体地，第二距离阈值为5m，即用户和路口距用户最近一侧的距离小于或等于5m时，判定用户处于到达路口状态。
[0133]如图6所示的一种优选方式中，在判定用户处于到达路口状态时，该导航方法还包括:
[0134]步骤S106，获得用户的加速度信息；
[0135]步骤S107，根据图像信息确定交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息；
[0136]步骤S108，根据加速度信息、交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息生成导航?目息，导航?目息包括停止?目息和前进?目息。
[0137]本优选方式中，在判定用户处于到达路口状态时，可根据路口的交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息，结合用户的加速度信息，生成用于指导用户前进或停止的导航?目息，
[0138]如图7所示的一种优选方式中，步骤S107，根据图像信息确定交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息，包括:
[0139]步骤S1071，根据提取的交通信号灯图形中的色相分量确定交通信号灯的颜色，并生成交通信号灯颜色信息；
[0140]步骤S1072，识别特定的交通信号灯颜色信息中的数字图像，以确定交通信号灯的剩余时长，并生成交通信号灯时长信息。
[0141]如图8所示的一种优选方式中，步骤S108，根据加速度信息、交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息生成导航信息，包括:
[0142]步骤S1081，根据所述交通信号灯颜色信息判断当前交通信号灯的颜色是否为绿色，在交通信号灯的颜色为绿色时，执行步骤S1082;在交通信号灯的颜色不为绿色时，执行步骤S1085;
[0143]步骤S1082，生成交通信号灯的时长信息，并获得用户的加速度信息，根据获得的加速度信息确定用户的平均行进速度；
[0144]步骤S1083，根据所述平均行进速度和所述交通信号灯时长的乘积生成理论行走距离；
[0145]步骤S1084，判断理论行走距离是否大于用户与交通信号灯之间的距离，当理论行走距离小于用户与交通信号灯之间的距离时，执行步骤S1084;当理论行走距离大于用户与交通信号灯之间的距离时，执行步骤S1085;
[0146]步骤S1085，生成停止信息。
[0147]步骤S1086，生成行走信息。
[0148]该优选方式中，在用户处于到达路口状态时，在交通信号灯不为绿色时，生成停止信息，以防止用户继续前进而造成危险;在交通信号灯为绿色时，则根据用户行走的平均速度和交通信号灯的剩余时长的乘积生成理论行走距离，以用于判断用户在交通信号灯的绿灯剩余时长内能否通过路口，在用户能通过路口时，生成前进信息，在用户不能通过路口时，生成停止?目息。
[0149]该方式可针对路口的交通信号灯的颜色和剩余时间进行导航，提高了用户通过路口时的安全性。
[0150]如图6所示的一种优选方式中，该导航方法还包括:
[0151]步骤S109，将导航信息转换为音频信号发送至语音装置，以控制语音装置将音频信号转换为声音并进行播放；则导航信息中的停止信息可为提示用户停止行进的语音信息，如语音“前方路口不能通过，请停止”或其他相关语音;导航信息中的前进信息可为提示用户前进的语音信息，如语音“前方路口可通过，请前进”或其他相关语音。
[0152]该优选方式中，将导航信息通过语音播放，可提高对盲人用户进行导航时的使用便利性。
[0153]为检测用户是否摔倒，并针对用户摔倒时进行相应的告警，如图6所示的一种优选方式中，上述导航方法还包括:
[0154]步骤S201，判断加速度信息在竖直方向上的值是否大于设定值，当加速度信息在竖直方向上的值大于设定值时，执行步骤S202;
[0155]步骤S202，判断用户摔倒，生成告警信号；
[0156]步骤S203，控制告警装置根据告警信号发出告警。
[0157]因用户摔倒时其加速度在竖直方向上突然发生变化，因此在获取用户的加速度信息后，当检测到用户的加速度在竖直方向上的变化值大于设定值后，则判断用户摔倒，此时生成告警信号并控制告警装置发出告警，以引起周围的注意，降低用户进一步发生危险的概率。
[0158]优选地，为在用户摔倒时进一步因其周围的注意，步骤S202中，控制告警装置根据告警信号发出告警告，包括:
[0159]控制告警装置根据告警信号发出声光警告，如发出告警灯光和告警声音。
[0160]优选地，为在用户摔倒时通知相关人员到场解决问题，还包括:
[0161]步骤S204，控制通信装置根据告警信号向相关联的移动终端进行呼叫，并发送预定内容的摔倒告警信息。
[0162]具体地，预定内容的摔倒告警信息包括摔倒提示信息和用户的位置信息，相关人员在接受到摔倒提示信息后可根据用户的位置信息前往用户摔倒现场，以对用户实施救援工作。
[0163]实施例二:
[0164]本实施例提供了一种盲人导航设备，如图9所示，包括佩戴于用户头部的图像采集装置10和导航装置20，图像采集装置10的输出端与导航装置20的输入端连接，其中:
[0165]图像采集装置10用于获得用户所处环境的图像信息并将图像信息发送至导航装置20;
[0166]导航装置20用于根据图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，并根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，当用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。
[0167]该盲人导航设备包括图像采集装置10和导航装置20，通过图像采集装置10采集用户所处环境中的图像信息，并由导航装置20处理该图像信息以确定用户与交通信号灯之间的距离，并根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，在用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态；该导航设备可识别用户是否通过正在路口，提高了用户到达路口时的安全性。在用户外出行动时，在需通过设有交通信号灯的路口时，该导航设备可识别用户是否到达路口，以针对该路口的交通信号灯指示情况进行后续的导航工作，提高了用户到达路口时的安全性。
[0168]参见图9，一种优选方式中，图像采集装置10包括至少一个摄像头，摄像头的输出端与导航装置20的输入端连接，且用于拍摄用户所处环境的图像并生成图像信息，并将图像信息发送至导航装置20。
[0169]参见图9，一种优选方式中，导航装置20包括交通信号灯形状信息模块21和距离判定模块22，交通信号灯形状信息模块21的输入端与图像采集模块的输出端连接，距离判定模块22的输入端与交通信号灯形状信息模块21的输出端连接；
[0170]交通信号灯形状信息模块21用于对获得的图像信息进行增强处理，具体地，可采用去噪和直方图均衡化方法，以增强图像的局部对比度;并将增强处理后的图像信息由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，并根据图像信息中的亮度分量提取特定亮度区域的边缘特征，具体地，特定亮度区域的亮度值可依据交通信号灯的常见亮度设置，可采用Canny算子边缘检测算法提取图像信息中的特定亮度区域的边缘特征；因提取出的特定亮度区域可能会包含汽车尾灯或霓虹灯等发光物体，为准确提取交通信号灯的图形，需将提取出的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比，预设的交通信号灯的边缘特征可包括交通信号灯的高度特征和轮廓特征;将提取的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比，以提取特定亮度区域中的交通信号灯图形，并生成交通信号灯形状信息；
[0171]距离判定模块22用于根据生成的交通信号灯形状信息中的交通信号灯的尺寸大小和用户与交通信号灯之间的距离对应的变化关系确定用户与交通信号灯之间的距离，并生成交通信号灯距离信息，具体地，因用户的行进方向朝向交通信号灯所在方向且逐渐靠近交通信号灯，所以连续采集到的同一交通信号灯的尺寸大小逐渐变大，根据用户与交通信号灯之间的距离的变化、和采集到的交通信号灯的尺寸大小的变化之间的关系，可计算出用户与交通信号灯之间的距离。
[0172]参见图9，一种优选方式中，导航装置20还包括状态判定模块23，状态判定模块23的输入端与距离判定模块22的输出端连接；
[0173]状态判定模块23用于接收来自距离判定模块22的交通信号灯距离信息，将用户与交通信号灯之间的距离与预设的第一距离阈值进行对比；为保证用户在通过路口时的安全，预设的第一距离阈值应大于马路宽度的最大值，可根据用户所在城市的路况进行调整，本实施例中，具体地，预设的第一距离阈值选取30m。
[0174]当用户与交通信号灯之间的距离小于或等于第一距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，并生成导航指令信息。
[0175]优选地，为进一步提高对用户是否处于到达路口状态判断的准确性，参见图9，盲人导航设备还包括设置于交通信号灯上的辅助导航装置30;辅助导航装置30与位于其有效传输距离内的状态判定模块23无线连接；
[0176]辅助导航装置30用于存储其所在的交通信号灯所处的路口宽度信息、并将路口宽度信息发送至与其无线连接的导航装置20;
[0177]则状态判定模块23用于接收来自辅助导航装置30的路口宽度距离信息，并计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值，当差值小于或等于第二距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，并生成导航指令信息。计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值，即可得到用户与路口距用户最近一侧的距离，第二距离阈值可小于第一距离阈值，本实施例中，具体地，第二距离阈值为5m，即用户和路口距用户最近一侧的距离小于或等于5m时，判定用户处于到达路口状态。
[0178]参见图9，一种优选方式中，为检测用户行进的加速度，盲人导航设备还包括佩戴于用户头部的加速度检测装置40，加速度检测装置40的输出端与导航装置20的输入端连接；
[0179]导航装置20还包括交通信号灯颜色信息模块24和交通信号灯时长信息模块25，交通信号灯颜色信息模块24的输入端与交通信号灯形状信息模块21的输出端连接，交通信号灯时长信息模块25的输入端与交通信号灯颜色信息模块24的输出端连接；
[0180]导航装置20还包括导航信息模块26，导航信息模块26的输入端分别与状态判定模块23、交通信号灯颜色信息模块24、交通信号灯时长信息模块25、加速度检测装置40和辅助导航装置30的输出端连接，其中:
[0181]加速度检测装置40用于获得用户的加速度信息并将加速度信息发送至导航信息模块26;
[0182]交通信号灯颜色信息模块24用于根据提取的交通信号灯图形中的色相分量确定交通信号灯的颜色，生成交通信号灯颜色信息并发送至导航信息模块26;
[0183]交通信号灯时长信息模块25用于识别提取的交通信号灯图形中的数字图像，以确定交通信号灯的剩余时长，生成交通信号灯时长信息并发送至导航信息模块26;
[0184]导航信息模块26用于在接收来自状态判定模块23的导航指令信息后，根据交通信号灯颜色信息判断交通信号灯的颜色是否为绿色，在交通信号灯的颜色不为绿色时，生成停止?目息;
[0185]在当前交通信号灯颜色为绿色时，根据加速度信息计算用户的平均行进速度，并根据平均行进速度和交通信号灯时长的乘积生成理论行走距离，并将理论行走距离与距离?目息进行对比；
[0186]当理论行走距离大于距离信息时，生成行走信息；当理论行走距离小于距离信息时，生成停止?目息。
[0187]参见图9，一种优选方式中，为便于为盲人用户提供导航，可将导航信息转换为语音输出，上述盲人导航设备还包括佩戴于用户头部的语音装置50，语音装置50的输入端与导航信息模块26的输出端连接；
[0188]导航信息模块26还用于将导航信息转换为音频信号发送至语音装置50;
[0189]语音装置50用于将音频信号转换为声音并进行播放。
[0190]导航信息中的停止信息可为提示用户停止行进的语音信息，如语音“前方路口不能通过，请停止”或其他相关语音；导航信息中的前进信息可为提示用户前进的语音信息，如语音“前方路口可通过，请前进”或其他相关语音。
[0191]优选地，语音装置50包括至少一个耳机，耳机的输入端与导航装置20的输出端连接，并用于将音频信号转换为声音并进行播放。
[0192]如图9所示的一种优选方式中，为检测用户是否摔倒，并针对用户摔倒时进行相应的告警，上述盲人导航设备还包括摔倒告警装置60，摔倒告警装置60包括摔倒检测模块61和告警模块62，摔倒检测模块61的输入端与加速度检测装置40的输出端连接，告警模块62的输入端与摔倒检测模块61的输出端连接；
[0193]摔倒检测模块61用于根据获得的加速度信息判断用户是否摔倒，当加速度信息在竖直方向上的值大于设定值时判断用户摔倒，并且在判断用户摔倒时生成告警信号并将告警信息发送至告警模块62;
[0194]告警模块62用于根据告警信息发出告警。
[0195]因用户摔倒时其加速度在竖直方向上突然发生变化，因此在获取用户的加速度信息后，当检测到用户的加速度在竖直方向上的变化值大于设定值后，则判断用户摔倒，并控制告警装置发出告警，以因其周围的注意，降低用户进一步发生危险的概率。
[0196]优选地，参见图9，摔倒告警装置60包括告警声音模块622和告警灯光模块621，告警声音模块622和告警灯光模块621的输入端分别与加速度处理装置的输出端连接，且告警声音模块622用于根据告警信号发出告警声音、告警灯光模块621用于根据告警信号发出告警灯光，告警声音和告警灯光可在用户摔倒时引起周围的注意，降低用户进一步发生危险的概率。
[0197]参见图9，一种优选方式中，为在用户摔倒时通知相关人员到场解决问题，上述盲人导航设备还包括通信装置70，通信装置70的输入端与摔倒告警装置60的输出端连接，且用于在接收告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送预定内容的摔倒告警信息。
[0198]优选地，通信装置70包括摔倒提示模块71和位置模块72，摔倒提示模块71和位置模块72的输入端分别与摔倒检测模块61的输出端连接，且摔倒提示模块71用于在接收告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送摔倒提示信息、位置模块72用于在接收告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送用户的位置信息。相关人员在接受到摔倒提示信息后可根据用户的位置信息前往用户摔倒现场，以对用户实施救援工作。
[0199]显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种盲人导航方法，其特征在于，包括: 获得用户所处环境的图像信息； 根据所述图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离； 根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，当用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。2.根据权利要求1所述的盲人导航方法，其特征在于，所述根据所述图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，包括: 根据所述图像信息生成交通信号灯形状信息； 根据生成的所述交通信号灯形状信息中的交通信号灯的尺寸大小和用户与交通信号灯之间的距离对应的变化关系确定用户与交通信号灯之间的距离。3.根据权利要求2所述的盲人导航方法，其特征在于，所述根据所述图像信息生成交通信号灯形状信息，包括: 对获得的图像信息进行增强处理； 将增强处理后的图像信息由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间； 根据图像信息中的亮度分量提取特定亮度区域的边缘特征，并将提取的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比，提取特定亮度区域中的交通信号灯图形，以生成交通信号灯形状信息。4.根据权利要求1所述的盲人导航方法，其特征在于，所述根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，包括: 将用户与交通信号灯之间的距离与预设的第一距离阈值进行对比； 当用户与交通信号灯之间的距离小于或等于所述第一距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。5.根据权利要求1所述的盲人导航方法，其特征在于，所述根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，包括: 获取路口宽度距离； 计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值； 当所述差值小于或等于所述第二距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。6.根据权利要求1-5任一项所述的盲人导航方法，其特征在于，还包括: 在判定用户处于到达路口状态时，根据所述图像信息确定交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息，并获得用户的加速度信息； 根据所述交通信号灯颜色信息、所述交通信号灯时长信息和所述加速度信息生成导航信息，所述导航信息包括停止信息和前进信息。7.根据权利要求6所述的盲人导航方法，其特征在于，所述根据所述图像信息确定交通信号灯颜色信息和交通信号灯时长信息，包括: 根据提取的交通信号灯图形中的色相分量确定交通信号灯的颜色，并生成交通信号灯颜色信息； 识别特定的交通信号灯颜色信息中的数字图像，以确定交通信号灯的剩余时长，并生成交通信号灯时长信息。8.根据权利要求6所述的盲人导航方法，其特征在于，所述根据所述加速度信息、所述交通信号灯颜色信息和所述交通信号灯时长信息生成导航信息，包括: 根据所述交通信号灯颜色信息判断当前交通信号灯的颜色是否为绿色，在所述交通信号灯的颜色不为绿色时，生成所述停止信息； 在当前所述交通信号灯颜色为绿色时，生成交通信号灯的时长信息，并获得用户的加速度信息，根据获得的加速度信息确定用户的平均行进速度； 根据所述平均行进速度和所述交通信号灯时长的乘积生成理论行走距离，并将所述理论行走距离与所述距离信息进行对比； 当所述理论行走距离大于所述距离信息时，生成所述行走信息； 当所述理论行走距离小于所述距离信息时，生成所述停止信息。9.根据权利要求6所述的盲人导航方法，其特征在于，还包括: 将所述导航信息转换为音频信号发送至语音装置，以控制语音装置将所述音频信号转换为声音并进行播放。10.根据权利要求6所述的盲人导航方法，其特征在于，还包括: 根据获得的加速度信息判断用户是否摔倒，当所述加速度信息在竖直方向上的值大于设定值时判断用户摔倒，并且在判断用户摔倒时生成告警信号； 控制告警装置根据所述告警信号发出告警。11.根据权利要求10所述的盲人导航方法，其特征在于，所述控制告警装置根据所述告警信号发出告警告，包括: 控制告警装置根据所述告警信号发出声光警告。12.根据权利要求10所述的盲人导航方法，其特征在于，还包括: 当生成告警信号时还控制通信装置向相关联的移动终端进行呼叫并发送预定内容的摔倒告警信息。13.根据权利要求12所述的盲人导航方法，其特征在于，所述预定内容的摔倒告警信息包括摔倒提示信息和所述用户的位置信息。14.一种盲人导航设备，其特征在于，包括佩戴于用户头部的图像采集装置和导航装置，所述图像采集装置的输出端与所述导航装置的输入端连接，其中: 所述图像采集装置用于获得用户所处环境的图像信息并将所述图像信息发送至所述导航装置； 所述导航装置用于根据所述图像信息确定用户与交通信号灯之间的距离，并根据用户与交通信号灯之间的距离判断用户与路口之间的距离，当用户与路口之间的距离小于预设的距离阈值时，判定用户处于到达路口状态。15.根据权利要求14所述的盲人导航设备，其特征在于，所述导航装置包括交通信号灯形状信息模块和距离判定模块，所述交通信号灯形状信息模块的输入端与所述图像采集模块的输出端连接，所述距离判定模块的输入端与所述交通信号灯形状信息模块的输出端连接； 所述交通信号灯形状信息模块用于对获得的图像信息进行增强处理，并将增强处理后的图像信息由RGB颜色空间转换到HSV颜色空间，并根据图像信息中的亮度分量提取特定亮度区域的边缘特征，并将提取的特定亮度区域的边缘特征与预设的交通信号灯的边缘特征对比，以提取特定亮度区域中的交通信号灯图形，并生成交通信号灯形状信息； 所述距离判定模块用于根据生成的所述交通信号灯形状信息中的交通信号灯的尺寸大小和用户与交通信号灯之间的距离对应的变化关系确定用户与交通信号灯之间的距离，并生成交通信号灯距离信息。16.根据权利要求15所述的盲人导航设备，其特征在于，所述导航装置还包括状态判定模块，所述状态判定模块的输入端与所述距离判定模块的输出端连接； 所述状态判定模块用于接收来自所述距离判定模块的所述交通信号灯距离信息，将用户与交通信号灯之间的距离与预设的第一距离阈值进行对比； 当用户与交通信号灯之间的距离小于或等于所述第一距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，并生成导航指令信息。17.根据权利要求15所述的盲人导航设备，其特征在于，所述盲人导航设备还包括设置于交通信号灯上的辅助导航装置； 所述导航装置还包括状态判定模块，所述状态判定模块的输入端与所述距离判定模块的输出端连接，所述辅助导航装置与位于其有效传输距离内的所述状态判定模块无线连接； 所述辅助导航装置用于存储其所在的交通信号灯所处的路口宽度信息、并将所述路口宽度信息发送至与其无线连接的所述导航装置； 所述状态判定模块用于接收来自所述辅助导航装置的路口宽度距离信息，并计算用户与交通信号灯之间的距离与路口宽度距离的差值，当所述差值小于或等于所述第二距离阈值时，判定用户处于到达路口状态，并生成导航指令信息。18.根据权利要求14-17任一项所述的盲人导航设备，其特征在于，所述盲人导航设备还包括佩戴于用户头部的加速度检测装置，所述加速度检测装置的输出端与所述导航装置的输入端连接； 所述导航装置还包括交通信号灯颜色信息模块和交通信号灯时长信息模块，所述交通信号灯颜色信息模块的输入端与所述交通信号灯形状信息模块的输出端连接，所述交通信号灯时长信息模块的输入端与所述交通信号灯颜色信息模块的输出端连接； 所述导航装置还包括导航信息模块，所述导航信息模块的输入端分别与所述状态判定模块、所述交通信号灯颜色信息模块、所述交通信号灯时长信息模块、所述加速度检测装置和所述辅助导航装置的输出端连接，其中: 所述加速度检测装置用于获得用户的加速度信息并将所述加速度信息发送至所述导航ig息模块； 所述交通信号灯颜色信息模块用于根据提取的交通信号灯图形中的色相分量确定交通信号灯的颜色，生成交通信号灯颜色信息并发送至所述导航信息模块； 所述交通信号灯时长信息模块用于识别提取的交通信号灯图形中的数字图像，以确定交通信号灯的剩余时长，生成交通信号灯时长信息并发送至所述导航信息模块； 所述导航信息模块用于在接收来自所述状态判定模块的所述导航指令信息后，根据所述交通信号灯颜色信息判断交通信号灯的颜色是否为绿色，在所述交通信号灯的颜色不为绿色时，生成停止?目息； 在当前所述交通信号灯颜色为绿色时，根据所述加速度信息计算所述用户的平均行进速度，并根据所述平均行进速度和所述交通信号灯时长的乘积生成理论行走距离，并将所述理论行走距离与所述距离信息进行对比； 当所述理论行走距离大于所述距离信息时，生成行走信息；当所述理论行走距离小于所述距离信息时，生成停止信息。19.根据权利要求18所述的盲人导航设备，其特征在于，还包括佩戴于用户头部的语音装置，所述语音装置的输入端与所述导航信息模块的输出端连接； 所述导航信息模块还用于将所述导航信息转换为音频信号发送至语音装置； 所述语音装置用于将所述音频信号转换为声音并进行播放。20.根据权利要求19所述的盲人导航设备，其特征在于，所述语音装置包括至少一个耳机，所述耳机的输入端与所述导航装置的输出端连接，并用于将所述音频信号转换为声音并进行播放。21.根据权利要求18所述的盲人导航设备，其特征在于，还包括摔倒告警装置，所述摔倒告警装置包括摔倒检测模块和告警模块，所述摔倒检测模块的输入端与所述加速度检测装置的输出端连接，所述告警模块的输入端与所述摔倒检测模块的输出端连接； 所述摔倒检测模块用于根据获得的加速度信息判断用户是否摔倒，当所述加速度信息在竖直方向上的值大于设定值时判断用户摔倒，并且在判断用户摔倒时生成告警信号并将所述告警信息发送至所述告警模块； 所述告警模块用于根据所述告警信息发出告警。22.根据权利要求21所述的盲人导航设备，其特征在于，所述告警模块包括告警声音模块和告警灯光模块，所述告警声音模块和所述告警灯光模块的输入端分别与所述摔倒检测模块的输出端连接，且所述告警声音模块用于根据所述告警信号发出告警声音、所述告警灯光模块用于根据所述告警信号发出告警灯光。23.根据权利要求21所述的盲人导航设备，其特征在于，还包括通信装置，所述通信装置的输入端与所述摔倒检测模块的输出端连接，且用于在接收所述告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送预定内容的摔倒告警信息。24.根据权利要求23所述的盲人导航设备，其特征在于，所述通信装置包括摔倒提示模块和位置模块，所述摔倒提示模块和所述位置模块的输入端分别与所述加速度处理装置的输出端连接，且所述摔倒提示模块用于在接收所述告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送摔倒提示信息、所述位置模块用于在接收所述告警信号时向相关联的移动终端进行呼叫并发送用户的位置信息。25.根据权利要求14所述的盲人导航设备，其特征在于，所述图像采集装置包括至少一个摄像头，所述摄像头的输出端与所述导航装置的输入端连接，且用于拍摄用户所处环境的图像并生成图像信息，并将所述图像信息发送至所述导航装置。
【文档编号】A61H3/06GK105832501SQ201610170391
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】孙蒙蒙
【申请人】京东方科技集团股份有限公司