一种盲人导航方法、装置及系统与流程

本发明涉及盲人导航技术领域，具体涉及到一种盲人导航方法、装置及系统。

背景技术：

盲人(视障人士)由于视觉缺失，无法直接观察身边的环境，在出行时往往会有极大的不便利性和危险性。盲人必须依靠导盲基建(盲道、盲文标识)和辅助设备(导盲手杖，导盲犬等)进行户外活动。但是传统辅助设备信息获取的能力限制了盲人的活动范围和自由度，因此人们对新型导盲系统的需求日渐明显。

群智感知是指大量普通用户使用移动终端设备作为基本感知单元，通过移动互联网进行协作，实现感知任务分发与感知数据收集利用，从而完成大规模、复杂的社会感知任务。目前，群智感知已经开始应用于大规模城市感知和环境感知，为盲人户外导航智能规划提供了可能性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种盲人导航方法、装置及系统，将群智感知技术运用到盲人导航中，提高了导航的准确性。

本发明提出了一种盲人导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定当前的地理位置；

获取所述当前的地理位置的路况信息，其中，所述路况信息通过多用户群智感知数据确定；

根据所述路况信息，进行导航。

进一步的，所述路况信息包括：盲道信息和障碍物信息。

进一步的，所述路况信息通过多用户群智感知数据确定具体为：获取多用户在所述当前的地理位置的感知数据，根据所述感知数据确定所述路况信息。

进一步的，所述根据所述感知数据确定所述路况信息具体为：对所述感知数据分别进行特征级融合、像素级融合和决策级融合，以确定所述路况信息。

进一步的，所述获取多用户在所述当前的地理位置的感知数据具体为：以众包的方式获取所述感知数据。

另一方面，本发明还提出了一种盲人导航装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定当前的地理位置；

获取模块，用于获取所述当前的地理位置的路况信息，其中，所述路况信息通过多用户群智感知数据确定；

导航模块，用于根据所述路况信息，进行导航。

进一步的，还包括信息采集模块，所述信息采集模块用于获取多用户在所述当前的地理位置的感知数据。

进一步的，还包括数据处理模块，所述数据处理模块用于对所述感知数据分别进行特征级融合、像素级融合和决策级融合，以确定所述路况信息。

进一步的，所述信息采集模块中用于获取多用户在所述当前的地理位置的感知数据具体为通过众包的方式进行获取。

再一方面，本发明还提出了一种盲人导航系统，包括以上盲人导航装置。

本发明实施例提出的盲人导航方法、装置及系统，在确定当前的地理位置后，根据多用户群智感知数据来确定当前的地理位置的路况信息，并且根据路况信息进行导航。由于当前的地理位置的路况信息是通过多用户群智感知数据确定的，就是可以通过多个用户在该地理位置感知的数据综合确定路况信息，那么相比于现有技术，数据更加全面、丰富，根据这些全面、丰富的数据得到的路况信息就会更加准确，从而为盲人导航更加准确，用户体验更好。

附图说明

图1为本发明实施例提供的盲人导航方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的盲人导航装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的盲人导航装置的另一结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。

本发明下述各实施例提供的盲人导航方法，可由客户端设备和服务器交互执行。其中，该客户端设备可以为移动终端如手机、PAD等。

下述通过多个具体的实例进行说明。

图1为本发明提供的一种盲人导航方法的流程图。该方法可由客户端设备和服务器交互执行。如图1所示，该方法可包括：

S101、确定当前的地理位置；

具体地，地理位置可以为盲人所在的位置的经纬度信息。地理位置的确定方式可以为GPS导航方式。

S102、获取当前的地理位置的路况信息，其中，路况信息通过多用户群智感知数据确定；

进一步的，路况信息通过多用户群智感知数据确定具体为：获取多用户在当前的地理位置的感知数据，根据该感知数据确定所述路况信息。

群智感知，利用了传感器技术的发展，多个用户通过传感器采集感知数据，将感知数据上传到服务器，通过服务器来进行数据处理和融合，得到处理结果，并将处理结果传回客户端。

本发明实施例中以手机为例进行说明。

其中，手机与导盲手杖可以结合使用，将手机安装在导航手杖上，利用手机的传感器和摄像头、麦克风等器件来采集盲人用导盲手杖的行走轨迹数据，从而了解盲人的行走情况。

手机内置有多个传感器，如加速度传感器、陀螺仪可以用来采集加速度数据、角速度数据，手机中内置摄像头可以用来录像和拍摄照片，手机中内置的麦克风可以用来采集语音数据，每个用户利用自己的手机可以对所在的地理位置进行感知数据的采集，如拍摄该地理位置的路况照片，并且读取拍摄时的地理位置的经纬度，陀螺仪的角度，光照等传感器信息，将这些信息统一上传到服务器上，服务器对这些感知数据进行存储。

麦克风还可以用来采集用户周围环境的音频，根据采集音频来识别用户的一些环境，如是处于街道还是处于交通灯路口等。

还可以通过麦克风采集盲人用导盲手杖敲击地面的声音的特点来识别盲人当前的状态。

另外，也可以通过用户拍摄照片，通过图像识别来确定用户的位置，是否处于交通灯路口等。

通过手机上的电子罗盘可以用来确定盲人用导盲手杖的正面朝向，从而确定盲人的行走方向。

多用户的感知数据可以通过多模传感器来进行获取。

通过加速度数据采集，可以识别静止、行走、跑动、上/下楼梯、上/下电梯7种运动状态。

通过摄像头拍照可以更加清楚的了解周围环境信息。

其中，每个用户的手机和服务器组建为一个局域网，用户将自己采集的感知数据上传到服务器，服务器根据这些感知数据，确定对应地理位置的路况信息。

S103、根据路况信息，进行导航。

在得到路况信息后，为盲人进行导航。

具体地，导航的方式可以通过语音播报的方式。本发明实施例对此并不做具体限定。

本发明实施例提出的盲人导航方法，在确定当前的地理位置后，根据多用户群智感知数据来确定当前的地理位置的路况信息，并且根据路况信息进行导航。由于当前的地理位置的路况信息是通过多用户群智感知数据确定的，就是可以通过多个用户在该地理位置感知的数据综合确定路况信息，那么相比于现有技术，数据更加全面、丰富，根据这些全面、丰富的数据得到的路况信息就会更加准确，从而为盲人导航更加准确，用户体验更好。

进一步的，获取多用户在当前的地理位置的感知数据具体为：以众包的方式获取感知数据。

众包模式是指一个公司或机构把过去由员工执行的工作任务，以自由自愿的形式外包给非特定的(而且通常是大型的)大众网络的做法模式。

众包模式其实就是把传统上由企业内部员工承担的工作，通过互联网以自由自愿的形式转交给企业外部的大众群体来完成的一种组织模式。

在本发明实施例中，对于每个地理位置的路况可以通过每个参与的用户采集感知数据来获得。每个用户参与完成地理位置的感知数据采集的过程就可以称之为众包的方式。

另外，通过众包的方式，可以将感知任务进行分解，分配到最合适的终端来完成，从而提高高质量感知数据的权重。

并且，对于采集到的感知数据可以进行有效识别分类，对判定为无效的数据进行舍弃，从而增加了高质量感知数据的聚合比例。

进一步的，手机在采集到感知数据后，对感知数据进行预处理，从而可以减少感知数据的上传量，提高了上传效率，降低了手机的能耗。

对于多用户上传的感知数据，可以采用分布式存储在多个服务器上。具体地，通过Hadoop的HDFS分布式文件系统进行存储。

HDFS是一个高度容错性的系统，适合部署在廉价的机器上。HDFS能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。

另外，还可以通过七牛云存储、Amazon云存储的方式对感知数据进行存储。本发明对此并不做具体限定。

具体地，云平台计算可以采用并行分布式计算的Map-Reduce模型以及分布式流式计算Streaming模型。

在具体架构上，可以搭建分布式Hadoop或Spark集群，采用Spark Streaming、Twitter Storm的流处理来对系统进行设计。

采用分布式流式的处理方式，一方面可以将群智感知数据进行地理位置实时标定，另一方面可以使得盲人在户外实时接收到所处环境的实时周遭信息。采用分布式并行处理方法，不仅可以将大批量的路径规划任务提交给分布式集群计算，大大提高二次路径规划的效率，还可以在大规模请求时优化请求调度，此外，在盲人户外行动中收集到的各项数据，通过大数据平台分析可以得到用户的户外运动报告，对于盲人户外活动起到指导性作用。

进一步的，根据感知数据确定路况信息具体为：对感知数据分别进行特征级融合、像素级融合和决策级融合，以确定路况信息。

根据群智感知数据的差异性，可以将数据融合的过程抽象为三个层次级，即特征级融合、像素级融合、决策级融合。

特征级融合，尽管用户上传的感知数据存在很大的差异性，但是用户通过手机记录并上传的感知数据会记录下采集时间和采集地点，这些信息对于每个手机用户都是一致的，所以可以依据这些特征信息对数据进行分类。

像素级融合，对完成特征级融合的数据，因为还没有对感知数据本身的质量做过滤处理，所以会有大量的重复数据、质量欠佳的数据和干扰数据。针对这样的数据，可以利用协同过滤的数据挖掘方法、先进的图像处理技术和模糊关联算法对数据进行像素级的融合，提炼出具有相对准确信息的数据。

决策级融合，完成上述两级融合之后的数据拥有较高的数据质量，但是缺乏逻辑上的统一性。针对这样的数据可以依据决策树模型和逻辑归一化的方法进行决策级的融合，归纳出代表性强和指示信息完整的数据，然后通过服务器将数据发布到用户的手机上。对感知数据去粗取精、去伪存真，让精炼后的感知数据可以高精度的反映物理世界，因此决策级融合将成为提升群智感知质量的重要一环。

多用户的感知数据进行融合后得到路况信息，根据路况信息就可以为盲人进行导航。

需要说明的是：路况信息包括盲道信息和障碍物信息，但是路况信息并不局限于这两种信息，本发明对此并不做具体限定。

进一步的，服务器定期更新多用户的感知数据。这样可以保证地理位置路况信息的及时准确性。

另外，手机可以通过蓝牙与导盲手杖进行数据的传输，导盲手杖在接收到路况信息后，可以传达给使用者，帮助他们随时调整前进方向。

具体地，导盲手杖可以包括蓝牙耳机，通过蓝牙耳机接收手机传送来的路况信息，并且将路况信息传达给使用者。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种盲人导航装置，包括：

确定模块21，用于确定当前的地理位置；

获取模块22，用于获取当前的地理位置的路况信息，其中，路况信息通过多用户群智感知数据确定；

导航模块23，用于根据路况信息，进行导航。

本发明实施例提出的盲人导航装置，在确定当前的地理位置后，根据多用户群智感知数据来确定当前的地理位置的路况信息，并且根据路况信息进行导航。由于当前的地理位置的路况信息是通过多用户群智感知数据确定的，就是可以通过多个用户在该地理位置感知的数据综合确定路况信息，那么相比于现有技术，数据更加全面、丰富，根据这些全面、丰富的数据得到的路况信息就会更加准确，从而为盲人导航更加准确，用户体验更好。

进一步的，如图3所示，还包括信息采集模块24，用于获取多用户在当前的地理位置的感知数据。

进一步的，如图3所示，还包括数据处理模块25，用于对感知数据分别进行特征级融合、像素级融合和决策级融合，以确定路况信息。

进一步的，信息采集模块24中获取多用户在当前的地理位置的感知数据是以众包的方式进行获取。

需要说明的是：数据处理模块25还包括对感知数据进行数据的预处理。

本发明实施例还提供了一种盲人导航系统，包括上述的盲人导航装置。

本发明实施例提出的盲人导航系统，在确定当前的地理位置后，根据多用户群智感知数据来确定当前的地理位置的路况信息，并且根据路况信息进行导航。由于当前的地理位置的路况信息是通过多用户群智感知数据确定的，就是可以通过多个用户在该地理位置感知的数据综合确定路况信息，那么相比于现有技术，数据更加全面、丰富，根据这些全面、丰富的数据得到的路况信息就会更加准确，从而为盲人导航更加准确，用户体验更好。

其中，盲人导航系统可以包括客户端设备和服务器。其中，客户端设备可以为手机、PAD等。

对于确定模块21、获取模块22、导航模块23为客户端设备执行，具体可以为客户端设备中的处理器来执行。

对于信息采集模块24为客户端设备来执行，可以为客户端设备的传感器、摄像头来执行。

对于数据处理模块25可以为服务器来执行，因为服务器具有很强的数据处理的能力，由服务器来对多用户的感知数据进行处理，处理速度将会大大提高，处理时间将会大大减少。

客户端设备和服务器之间可以相互通信，传送数据信息。

具体地，客户端设备和服务器处于同一局域网中，可以通过无线的方式进行通信。这种方式，数据传送时间比较快，效率比较高。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。