一种适合马路低头族的安全出行装置的制作方法

本发明涉及智能危险预警技术领域，具体地，涉及一种适合马路低头族的安全出行装置。

背景技术：

无线网络的发展以及智能移动终端产品的普及，给我们的生活带来极大的便捷，但是由于生活节奏的加快，更多人选择利用零碎的时间，比如走路的时间，通过移动端进行休闲娱乐。“马路低头族”已经成为一个庞大人群，对交通安全构成巨大威胁。如何让他们在出行中不用“步步惊心”，是目前全世界共同面临的问题。以往的辅助性的安全出行装置只是针对于视觉或听觉有障碍的人群，而且只是弥补单一方面的缺陷。在外观来讲，大多数现有设备都显得笨拙不便，容易吸引异样关注。所以需要一个专门的设备，为出行中注意力分散的人群提供预警功能，保障这些人群的出行安全，减少交通事故的发生。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适合马路低头族的安全出行装置。本发明设有深度图像采集模块、麦克风，用于进行深度图像和声音信息的采集。在背包内部设有基于ARM架构的嵌入式微处理器、存储器、电源等模块。一方面，通过微处理器对深度传感器采集到的深度图像数据进行分析，进行障碍物的判断，并通过触觉形式给予使用者以提示，进行障碍的规避。另一方面，通过对麦克风采集到的声音数据进行分析，根据声音的类别，告知使用者提高警惕。通过上述方式，本发明能够在一定程度上弥补马路低头族因注意力分散而降低的警惕性，实现使用者在行进过程中的对危险的及时预警，对人们的安全出行起到辅助作用。

根据本发明提供的一种适合马路低头族的安全出行装置，包括：深度图像采集模块、声音采集模块、微处理器、输出模块；

所述深度图像采集模块、声音采集模块与所述微处理器相连；

所述微处理器用于：

根据自所述深度图像采集模块接收的深度图像数据流获得障碍物位置信息、障碍物形状信息和障碍物速度信息，和

根据自所述声音采集模块接收的声音信息获得障碍物运动信息和障碍物类型，和

根据所述障碍物运动信息对所述障碍物位置信息和障碍物速度信息进行修正，根据所述障碍物形状信息对所述障碍物类型进行修正，根据修正后的障碍物类型、修正后的障碍物位置信息、修正后的障碍物速度信息和预设阈值信息判断是否向所述输出模块发送预警信息以及所述预警信息的内容。

作为一种优化方案，所述输出模块包括震动组件，和/或播放器。

作为一种优化方案，所述输出模块包括与移动设备连接的无线通信模块；所述无线通信模块根据所述预警信息向所述移动设备发送即显信息和/或预警音触发信号。

作为一种优化方案，所述深度图像采集模块包括深度摄像头。

作为一种优化方案，还包括存储模块，所述存储模块与所述微处理器相连；所述存储模块用于存储所述声音特征文件映射表，所述声音特征文件映射表中包括多种类型声音特征文件；

所述微处理器用于历遍所述声音特征文件映射表并与自所述声音采集模块接收的声音信息对比，获得该声音信息对应的障碍物类型。

作为一种优化方案，所述震动组件为震动手环。

作为一种优化方案，还包括前置安装盒；所述深度图像采集模块、声音采集模块都设置于所述前置安装盒中，所述前置安装盒正面设有与所述深度图像采集模块对应的透明窗口和与所述声音采集模块对应的通孔，所述前置安装盒背面设置可拆卸连接组件。

作为一种优化方案，所述可拆卸连接组件包括绑带、和/或魔术贴。

作为一种优化方案，所述微处理器进一步用于：

根据深度图像数据流获得与时间线对应的多个灰度图像，根据所述灰度图像获得深度信息识别障碍物并进行偏移距离计算，获得所述障碍物位置信息，所述障碍物位置信息包括边缘距离和深度距离；

根据多个时间点对应的所述障碍物位置信息获得所述障碍物速度信息。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提供的适合马路低头族的安全出行装置，通过对深度图像以及声音信息的分析，帮助使用者及时地规避危险。不仅能为使用者指引方位和避障，而且让使用者对例如汽车鸣笛等异常声音，也能够及时反应。另外，本发明在普通背包的基础上进行改进，外观上只是在背包的肩带上设置了一个黑色盒状装置，避免引起路人异样眼光，适合经常边走路边听歌或低头玩手机的“马路低头族”使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是一种适合马路低头族的安全出行装置结构示意图；

图2是一种获取深度图像数据流并进行数据处理的流程示意图；

图3是一种获取声音信息并进行数据处理的流程示意图；

图4是一种适合马路低头族的安全出行装置安装于背包的示意图。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明提供的一种适合马路低头族的安全出行装置的实施例中，如图1所示，包括：深度图像采集模块、声音采集模块、微处理器、输出模块；

所述深度图像采集模块、声音采集模块与所述微处理器相连；

所述微处理器用于：

根据自所述深度图像采集模块接收的深度图像数据流获得障碍物位置信息、障碍物形状信息和障碍物速度信息，和

根据自所述声音采集模块接收的声音信息获得障碍物运动信息和障碍物类型，和

根据所述障碍物运动信息对所述障碍物位置信息和障碍物速度信息进行修正，根据所述障碍物形状信息对所述障碍物类型进行修正，根据修正后的障碍物类型、修正后的障碍物位置信息、修正后的障碍物速度信息和预设阈值信息判断是否向所述输出模块发送预警信息以及所述预警信息的内容。

本实施例中，所述声音采集模块根据声音的多普勒效应从接收的声音信息中可以获得声音发出源的靠近和远离的方向、速度，从而获得所述障碍物运动信息。

作为一种实施例，所述输出模块包括震动组件，和/或播放器。输出模块用于与人交互，当输出模块包括震动组件和播放器时，人在感受到输出模块的震动、蜂鸣或语音提示后警醒，抬头看障碍物并进行躲避动作。

作为一种实施例，所述输出模块包括与移动设备连接的无线通信模块；所述无线通信模块根据所述预警信息向所述移动设备发送即显信息和/或预警音触发信号。当输出模块包括与移动设备连接的无线通信模块时，输出模块向“低头族”手持的手机或平板或其他移动设备发送即时显示信息和预警音触发信号，该移动设备屏幕上立即显示出警告信息，并发出预设的预警音提示“低头族”警醒。这往往能直接打断“低头族”看手机的动作。

作为一种实施例，所述深度图像采集模块包括深度摄像头。

作为一种实施例，还包括存储模块，所述存储模块与所述微处理器相连；所述存储模块用于存储所述声音特征文件映射表，所述声音特征文件映射表中包括多种类型声音特征文件；

所述微处理器用于历遍所述声音特征文件映射表并与自所述声音采集模块接收的声音信息对比，获得该声音信息对应的障碍物类型。

作为一种实施例，所述震动组件为震动手环。

作为一种实施例，还包括前置安装盒；所述深度图像采集模块、声音采集模块都设置于所述前置安装盒中，所述前置安装盒正面设有与所述深度图像采集模块对应的透明窗口和与所述声音采集模块对应的通孔，所述前置安装盒背面设置可拆卸连接组件。

作为一种实施例，所述可拆卸连接组件包括绑带、和/或魔术贴，装置安装于背包上如图4所示。

作为一种实施例，所述微处理器进一步用于：

根据深度图像数据流获得与时间线对应的多个灰度图像，根据所述灰度图像获得深度信息识别障碍物并进行偏移距离计算，获得所述障碍物位置信息，所述障碍物位置信息包括边缘距离和深度距离；

根据多个时间点对应的所述障碍物位置信息获得所述障碍物速度信息。

以下为一种可选的实施例：

一种适合马路低头族的安全出行装置，包括：传感器采集模块、微处理器模块、电源模块、存储模块、输出模块。其中微处理器模块分别与传感器采集模块、存储模块、电源模块采用接线的方式相连，处理器与输出模块采用蓝牙的方式相连。本实施例中声音采集模块为麦克风。

传感器采集模块主要包括深度摄像头、红外发射器和麦克风。深度摄像头、红外发射器配合组成所述深度图像采集模块。通过所述的传感器的深度摄像头采集到深度图像数据，并通过麦克风采集到声音数据。传感器采集模块与背包整体相连，传感器采集模块以黑色的盒状外观，置于书包背带上面，其位置可根据使用者的实际需求进行调整，一般可以调整到使用者的前方肩部位置，以使摄像头的方向向前。

微处理器模块中的嵌入式微处理器采用基于ARM的架构，可实现实时监控，不用停止处理器的运行就可以读写和修改存储器。另外在稳定性、功耗、性能等方面都有上佳表现。由于芯片本身存储容量不大，所以外置存储器，用于存储深度数据以及声音模型数据库数据。输出模块采用手环震动方式实现，主要提醒障碍方位以及危险提醒，提高使用者的注意力，防止因继续的注意力分散，而发生危险。电源模块用于为其他模块供电。基于ARM架构的嵌入式微处理器、存储器、电源等模块置于背包内部。

如图2所示，在本实施例中，通过深度摄像头获取深度图像数据流，将深度数据流传输给处理器进行障碍物的识别。构成有效障碍物的条件与物体的位置和与人的相对大小有关。所有阻碍运动的物体都可判断为障碍。

深度数据是一个深度距离的二维数组。利用深度数组构造出一个灰度图像，在得到坐标值后，返回深度数组查找需要的深度信息，并进行偏移距离的计算。将障碍物对应的深度像素转换为距人的实际距离，处理器根据一定的几何关系，对数据进行读取判断。在本实施例子中，只需要X方向和Z方向的两个距离，即边缘距离和深度距离。

对于一个地面凸起的障碍物而言，其可能存在三种位置关系，根据不同的位置关系，接收相应的边缘距离进行后续计算。两个障碍物存在合并的可能性，当都位于左边时，将其视为一个整体，只要最右边的边缘距离即可。当都位于右边，同样只需最左边的边缘距离。若一个在左一个在右，则判断两个物体间的距离是否大于阈值，即人体是否能直接穿过；若小于阈值，则分别计算避开的偏移距离，选择最小偏移距离的避障路线。

如图3所示，在本实施例中，通过传感器的麦克风采集到声音数据，并将数据传递给微处理器模块，通过对声音数据的分析，对物体进行初步判断。具体而言，传感器内含数字信号处理器，可以用来强化接受声音的清晰度同时处理噪声。由于受到声音接收覆盖角度的限制，接收到声音后默认为从前方声源发出。所以本发明采取声音接收与视觉接收装置可分离的方法，根据使用者的不同需求，有针对性地锁定声音监测区域。

当声音信号的能量大于阈值时，对声音数据进行进一步的分析，提取声音频率范围以及高频维持时间等特征，并与前期建立的声音模型数据库中存储的声音特征参数及不同类别的声音模型进行匹配，实现声音的分类。声音模型大类上包括：人声模型和车辆喇叭声模型。所述的声音信号的能量是指声音的振幅。根据声音的类别，微处理器通过输出模块，给予使用者反馈，提醒低头族提高注意力，注意危险的来临。

在本实施例中，当视觉避障和声音预警同时启动时，采用听觉优先躲避原则即当检测到车辆声音优先判断为预警而向输出模块发送预警信息。声音预警一般的产生来源为动态，给予使用者的反应时间短，所以采用听觉优先原则。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。