一种视障人士行路安全导航方法

一种视障人士行路安全导航方法
【专利摘要】本发明提供一种视障人士行路安全导航方法，通过设置有摄像头的鞋进行行路指引，包括以下步骤：(1)在使用之前将分别设置于鞋底前端和鞋底前端侧面的摄像头通过电源开关开启；(2)鞋底前端的摄像头采集使用者行进方向上的图像，并将图像传送至图像处理模块；(3)图像处理模块对图像进行处理后进行图像识别，并通过处理器判断出行进方向上是否有障碍物。与现有技术相比，本发明提供一种视障人士行路安全导航方法，能够将盲人面前的景象成像，并进行判断，对盲人的行动路线进行实时矫正导航，而且能探测路面障碍以及结构(水泥路面、沙地、湿地等路况)给出盲人提示，提前做好预警。
【专利说明】一种视障人士行路安全导航方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及视障人士导航【技术领域】，尤其涉及一种视障人士行路安全导航方法。

【背景技术】
[0002]视障人士出行困难是人所共知的，如盲人一般都是依靠一根手杖，或者是外加一条导盲犬，但是这样的方式并不可靠，局限性很大，长时间的拄杖点地会造成人的疲劳，而且探索范围小；导盲犬容易受外界因素的诱惑，从而误导盲人；即使盲人问路，也由于其视力的障碍，他人也很难正确指引盲人。而其他视力障碍疾病患者如视网膜劈裂或者老年黄斑病变的患者，他们的出行也是非常不便的，由于他们大多数只能清晰的看到某一特定视觉角度的图像，其余角度的图像均模糊不清，这样的情况下他们的出行是极其不安全的，但是现在没有一种安全出行的导航设备和方法帮助他们进行行路安全辅助。
[0003]因此，需要一种视障人士行路安全导航方法，以避免上述缺陷。


【发明内容】

[0004]本发明的目的在于提供一种视障人士行路安全导航方法，解决视障人士安全出行的问题。
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种视障人士行路安全导航方法，通过设置有摄像头的鞋进行行路指引，包括以下步骤:
[0006](I)在使用之前将分别设置于鞋底前端和鞋底前端侧面的摄像头通过电源开关开启;
[0007](2)鞋底前端的摄像头采集使用者行进方向上的图像，并将图像传送至图像处理模块；
[0008](3)图像处理模块对图像进行处理后进行图像识别，并通过处理器判断出行进方向上是否有障碍物；
[0009](4)如果行进方向上有障碍物，则处理器控制设置于鞋底前端的红外测距设备开启进行障碍物距离测量，并将障碍物距离数据发送至处理器，处理器结合距离数据计算出障碍物的宽度和高度；
[0010](5)处理器通过语音方式将步骤(4)测得的距离数据通知给使用者提醒前方有障碍物；
[0011](6)当步骤(4)得到的宽度数据小于使用者两脚行进宽度的一半时，移动终端提醒使用者继续前进，如果上述数据是使用者左脚摄像头采集到的，提醒使用者右脚前进，如果上述数据是使用者右脚摄像头采集到的，提醒使用者左脚前进；此时使用者继续前进，位于鞋底前端侧面的摄像头采集障碍物侧面的图像，并将图像传送至图像处理单元进行图像处理；处理器根据图像和红外测距数据进行障碍物长度计算，得出障碍物的长度数值；
[0012](7)将障碍物的长度数值与使用者的步幅进行比较，如果障碍物的长度小于使用者步幅，并且障碍物高度小于使用者的迈步高度，则判断其可以迈过；如果障碍物的长度数值大于使用者的步幅或者高度大于使用者的迈步高度，则提醒使用者改变行进路线；
[0013](8)当步骤(4)得到的宽度数据大于使用者两脚行进宽度的一半时，移动终端提醒使用者改变行进路线。
[0014]进一步的，所述电源开关、图像处理模块、红外测距设备和处理器设置于鞋底内；或者电源开关和红外测距设备设置于鞋底上，图像处理模块和处理器设置于一个移动终端内，移动终端通过无线方式与设置于鞋底内的无线收发器连接。
[0015]进一步的，所述移动终端或者鞋底内的处理器通过耳机向使用者发送通知信息，耳机通过有线或者无线的方式与移动终端连接。
[0016]进一步的，所述使用者的步幅测定是通过鞋底内的陀螺仪传感器进行测量的；或者通过将使用者的步幅人工测量后输入移动终端。
[0017]进一步的，所述处理器可以通过移动终端控制设置于摄像头后部的步进电机对摄像头角度进行调整；或者
[0018]所述处理器可以通过陀螺仪传感器测得的使用者脚步迈进角度对摄像头后部的步进电机进行控制，进而控制摄像头进行角度调整。
[0019]进一步的，所述耳机上设置有头戴显示器，头戴显示器可以显示摄像头的实时影像。
[0020]进一步的，所述头戴显示器还可以通过设置于其侧部的可调角度摄像头显示不同角度方位的实时图像。
[0021]进一步的，所述移动终端在使用者行路之前，通过GPS模块对行进路线进行规划；使用者通过语音输入进行目的地设定，始发地通过GPS模块自动定位或者使用者语音输入。
[0022]进一步的，所述使用者在出行之前通过移动终端上的带有盲文的模式按钮或者语音输入不同的出行模式，所述出行模式包括走路、出租车或公交车。
[0023]进一步的，所述步骤(3)中，如果图像处理模块通过移动终端的处理器识别出图像中有红绿灯图像，则启动移动终端中的红绿灯颜色识别模块，通过颜色识别通知使用者在绿灯时通行，并且提示红绿灯读秒时间。
[0024]与现有技术相比，本发明提供一种视障人士行路安全导航方法，能够将盲人面前的景象成像，并进行判断，对盲人的行动路线进行实时矫正导航，而且能探测路面障碍以及结构(水泥路面、沙地、湿地等路况)给出盲人提示，提前做好预警。

【专利附图】

【附图说明】
[0025]图1为本申请的检测流程图；
[0026]图2为本发明实施例一的硬件支持结构图；
[0027]图3为本发明实施例二的硬件支持结构图。

【具体实施方式】
[0028]为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应认为只是局限在所述的实施例。
[0029]实施例一
[0030]如图1和图2所示，本实施例提供一种视障人士行路安全导航方法，通过设置有摄像头的鞋进行行路指引，包括以下步骤:
[0031]首先在使用之前将分别设置于鞋底前端和鞋底前端侧面的摄像头通过电源开关开启。
[0032]本申请的中提到的鞋底可以是专门设计的导盲鞋自带的固定式鞋底，也可以是能够拆卸并且与其他鞋子任一安装组合的可分离的鞋底。本申请中首选为一种可分离式鞋底，这种鞋底通过绑带或者其他方式与市售的其他鞋子固定。如果不能分离那么使用者只能固定的穿一双鞋子，或者要购买多双不同的带有这种鞋底的鞋子，这样给使用者带来了很大不便，购买多双需要大量金钱，只买一双不方便使用。
[0033]在不使用的时候，断掉电源开关，以节省电量消耗，提高单次充电的使用效率，并且，当使用者在家里时，提醒的声音会影响使用者的听觉灵敏性，打扰使用者的正常生活。
[0034]在使用者打开电源后，使用者正常行进，此时鞋底前端的摄像头采集使用者行进方向上的图像，并将图像传送至图像处理模块。图像处理模块对图像进行处理后进行图像识别，并通过处理器判断出行进方向上是否有障碍物。
[0035]此识别过程可以是对单一图片进行处理，也可以对连续的影像进行处理，处理过程主要是针对图像的像素区域进行分解，然后针对图像的图形特征以及这些图形特征在图像或者影像中所处的位置进行分析。
[0036]在此实施例中，主要针对图像进行处理，如果传输的是影像信息，则将影像分解为一帧一帧的图片，然后进行分析。这样做的主要原因在于，如果要对影像进行实时分析，那么其需要的处理器以及图像处理单元就会十分的庞杂，体积和成本都会增加，但是对实时影像进行分析，分析的准确性会大大提高，所以这两种方式可以根据需要选择，但是如果过将图像处理单元和处理器放入鞋底内部，则最佳的选择只能是对图片进行处理。
[0037]如果行进方向上有障碍物，则处理器控制设置于鞋底前端的红外测距设备开启进行障碍物距离测量，并将障碍物距离数据发送至处理器，处理器结合距离数据计算出障碍物的宽度和高度。
[0038]在现有技术中，多单一采用通过图像进行分析然后得出距离等信息或者只使用红外线设备进行测距，这样的方式过于单一，只采用影像分析则测距，其内部处理器及图像芯片需要具有这样的功能，这样其成本的体积就会大大增加，并且测得的数据准确性差，误差率大，不能提供很好的数据支持；而单一采用红外测距则无法进行下步骤中的长度。高度和宽度的判断，无法与本申请的功能结合，其实用性大打折扣，无法实现安全的导航。
[0039]本申请中的方案将距离数据与图像处理后的图片中的障碍物的宽高数据进行运算，通过函数运算计算得出具体的障碍物宽度和高度，这样测算方法需要通过图像处理部分和红外测距部分的功能结合才能够实现，并且图像处理部分和红外测距部分的功能结合，通过简单的函数运算即可得到准确的数值，这样的方式节省了处理器的运算压力，使得处理器在选型时有更多的选择余地，通过低端的处理器即可实现，节省设计和生产的成本。
[0040]在测得障碍物后，处理器将测得的距离数据通知给使用者提醒前方有障碍物。在这里可以通过耳机进行语音提醒也可以通过震动等其他的提醒方式。现有技术中大多通过振动方式进行提醒，振动方式只能提醒大概的距离，无法提供具体数值，而通过语音的方式提醒，直接并且直观，使用者可以根据语音的提醒预先判断。并且如果通过振动方式提醒，则需要在鞋底内部或者鞋面上加装振动部件，振动部件一般采用振子或者振动电机。振动电机成本较高且需要其他辅助设备配合，不易安装；振子虽然成本较低，但是其通过磁圈触动振膜产生震动力，震动幅度小且使用寿命短，在振子发生损坏时无法给使用者提供提醒，给使用者带来不便。而通过语音提醒只需要使用一个现成的蓝牙耳机即可，使用方便且安全可靠，给使用者的安全提供必要保障。
[0041]当通过上述检测过程得到的宽度数据小于使用者两脚行进宽度的一半时，移动终端提醒使用者继续前进。
[0042]如果上述数据是使用者左脚摄像头采集到的，提醒使用者右脚前进，如果上述数据是使用者右脚摄像头采集到的，提醒使用者左脚前进；此时使用者继续前进，位于鞋底前端侧面的摄像头采集障碍物侧面的图像，并将图像传送至图像处理单元进行图像处理；处理器根据图像和红外测距数据进行障碍物长度计算，得出障碍物的长度数值；
[0043]在现有技术中，一般采用单摄像头采集图像辨别障碍物，单摄像头的方案采集图像是二维还是三维取决于其设置的高度，也就是说，如果摄像头的设置高度高于障碍物，则摄像头可以拍摄到障碍物的长度信息，如果摄像头的设置高度低于障碍物，则不能拍到障碍物的长度信息。这样的设置存在很大的缺陷，如果不能拍到障碍物的长度信息，则无法判断使用者是否能迈过，如果障碍物过长而导盲系统无法提醒使用者，那么使用者可能会被绊倒，这就增加了使用者的风险。就算单摄像头拍到了障碍物的长度信息，但是由于拍摄角度问题，其无法准确得出障碍物的具体长度，这样就会产生误差，无法准确的提示使用者是否前进或者是否规避，这样会给使用者带来很大的困扰。
[0044]在现有技术中，还有一种情况就是通过单摄像头与其他设备配合使用进行长度测量的，这些其他设备包括设置于使用者身上或者其他部位的另一摄像头，超声波测距仪、密度分析设备、或者通过手杖等前方设备等。
[0045]其中超声波测距仪、密度分析设备等辅助设备成本高、可靠性低、较易损坏，并且这些设备较容易受到外界因素的干扰，不能得到准确的数据，其实不适用于导盲方案中。
[0046]使用手杖配合的情况下，使用者出行必须带着手杖，这样增加了使用者的负担，并且这种情况的数据测算需要无线收发系统的配合，如果在信号源较复杂的情况下，无线传输受阻，数据就不能及时传输，这样也给使用者带来了极大的不便。
[0047]与其余的双摄像头方案不同，本申请的两个摄像头设置于同一高度，并且均设置于鞋底中，这样的设计使得处理器不用处理现有技术中双摄像头方案的高度、角度差别问题，减少了处理器的运算量。行进过程中采集数据主要是采集地面上的障碍物数据，所以将摄像头放在更贴近于地面的鞋底前端，更有利于采集行进方向上的地面情况，不会因为拍摄角度问题造成大的误差，基于上述理由，红外线测距设备最优位置为摄像头的一侧并且要求摄像头的进光光轴与红外线测距设备的光轴平行。并且现对于现有技术的测算方案本申请的准确性更高，能够为使用者提供更好地保护。
[0048]现有技术中一般情况是将摄像头放置于鞋面上或者使用者的身上，这样的设计在摄像头收到外力时，会产生角度的变化，这种角度的变化会给图像数据的处理带来较大的误差，如果将摄像头设置于鞋的前端，这样的情况虽然会避免，但是视力障碍的使用者在行进过程中难免会磕磕碰碰，这样摄像头极易受到损坏，镜片破碎后无法采集图像数据。本申请的方案中，可以在摄像头伸出鞋底的部分外围增加一圈防磕碰的胶圈用以保护镜头，胶圈伸出鞋底的长度要大于摄像头伸出鞋底的长度，这样胶圈就可以有效地保护镜头。在此方案的基础上还可以在胶圈的前端增加一个保护镜，这样可以防止尖锐的物体刺穿胶圈损伤镜头。
[0049]在测量计算出障碍物的长度数据后，将障碍物的长度数值与使用者的步幅进行比较，如果障碍物的长度小于使用者步幅，并且障碍物高度小于使用者的迈步高度，则判断其可以迈过；如果障碍物的长度数值大于使用者的步幅或者高度大于使用者的迈步高度，则提醒使用者改变行进路线。在此实施例中，使用者的步幅测定是通过鞋底内的陀螺仪传感器进行测量的。
[0050]每个人的步幅和步高都是不同的，同样的障碍物，有的人能迈过，有的人不能，这是由使用者的身高、腿长和走路习惯决定的。并且行进过程中，步幅和步高会随着路况的改变而改变，如上坡时和下坡时，这两者就会发生变化。所以即使准确的测算出了障碍物的长、宽、高，如果没有使用者的步幅和步高数据相配合，也无法准确判断出使用者是否能越过障碍物，这样的情况对于使用者来说是很危险的。所以本申请使用陀螺仪传感器在使用者行进过程中实时测量使用者的步幅和步高，这样无论使用者行进在任何路况下均能做到准确的判断和提醒，这样的方案是需要鞋底的两个摄像头和陀螺仪传感器之间的密切配合才能达到的，这是一个有机的系统，不能随意的拆分使用。
[0051]当处理器得到的宽度数据大于使用者两脚行进宽度的一半时，提醒使用者改变行进路线。
[0052]使用者的双脚行进的宽度也是需要陀螺仪传感器进行测量的，与上述同样的道理，使用者不同，路况不同，两脚的行进宽度也不同，只有实时的进行测量，才能得到准确的比较基数，这样才能准确的提醒使用者，其原因和原理与上述相同，在这里不再赘述。
[0053]在本实施例中，电源开关、图像处理模块、红外测距设备和处理器设置于鞋底内。这样的设计有利于盲人使用。盲人出行与常人不同，经常会有可磕碰的情况发生。将电子设备均设置于鞋底内部，可以减少使用者携带物品的数量，在磕碰时不会因物品跌落造成物品损坏失效。并且如果物品太多，使用者在出行前需要找齐所有物品，这样也增加了找东西的麻烦，给使用者带来不便。
[0054]将电子设备均设置于鞋底内的另一个原因是图像处理模块、红外测距设备、摄像头和处理器之间需要进行通讯连接，如果将这些组件设置于不同的设备中，那么为了使用方便需要进行无线传输，为了实现无线传输的可靠性，需要传输设备的传输功率、传输精度和传输距离达到很高的要求，这样在无形中增加了成本。如果选用小功率的传输设备，虽然成本下降，但是不能保证传输的效果，这样造成数据损失会降低实用性，增加使用者的危险系数。
[0055]鞋底内的处理器通过耳机向使用者发送通知信息，耳机通过无线的方式与移动终端连接。
[0056]上述描述中已经论述过语音提醒和震动提醒的优缺点，在此不再赘述。本实施例中采用无线耳机连接，这样可以节省使用者的麻烦，毕竟通过有线的方式连接会有插头脱出或者折断的危险。并且此实施例中最佳的耳机方案为单耳耳机，双耳无线耳机虽然能够屏蔽掉外界的噪音，使使用者专注于接收提醒减少因漏听提醒造成危险的可能性。但是视障人士的听觉相对于正常人来说要灵敏，由于视力受阻，其接受外界事物信息的方式主要靠听觉，单耳耳机在接收提示的同时能够让使用者感知外界声音，增加使用者的感知途径，进一步增加安全性。
[0057]在本实施例的技术方案中，处理器可以通过陀螺仪传感器测得的使用者脚步迈进角度对摄像头后部的步进电机进行控制，进而控制摄像头进行角度调整。
[0058]每个人的步态均与其他人不同，其中一个重要的步态特征就是迈进的角度，如有的人外八字，有的人内八字，还有人两只脚的迈进角度存在差异，所以使用者在正常行进时，其两只脚的迈进方向成为了摄像头采样的一个很大影响因素，这个因素影响了采样的准确性进而影响了数据测量的准确，这样很难给使用者一个正确的提示指导。本实施例的方案中，将使用者的迈进角度数据通过陀螺仪传感器进行测量，通过处理器的计算得出准确的摄像头调整角度，并通过步进电机进行精确的调整，以使图像采集的数据尽可能的精确而真实，达到更好的安全效果。这需要陀螺仪传感器、步进电机和处理器的实施配合才能完成，这三者的配合效果突出，在本申请中作为一个整体缺一不可。
[0059]在本实施例中，耳机上可以设置一个头戴显示器，头戴显示器用于显示摄像头的实时影像。并且进一步的可以在头戴显示器的侧部安装可调角度摄像头。
[0060]此项设计对于盲人是没有用处的，如果使用者是一个盲人，这部分组件是可以去除的。但是，对于很多眼部疾病患者(例如黄斑病变、视网膜劈裂、眼底病变等症状的患者)，这项设计有很大的作用。很多眼部疾病的患者他们不是全部的视觉丧失，很多的病人可以清晰地看到某一特定角度的物体，但对于其他的视觉角度上的物体则无法看清。针对这一情况，本申请的方案中加入了上述设计，在不安装头戴显示器侧部摄像头的时候，头戴显示器可以在使用者能看到的视角位置的小块区域显示鞋底摄像头的实时图像，以方便使用者看清脚下的道路。在安装头戴显示器侧部摄像头的情况下，通过调整显示器侧部摄像头的角度，将其对准使用者的可视角度无法达到区域并在头戴显示器上实时显示，这样让摄像头的视角代替使用者的视角缺失，帮助使用者看清原本无法看清的区域，增加使用者的行路安全性。
[0061]本实施例的方案需要硬件设备的支持才能实现，实现本实施例的硬件结构如图2所示，其中I为鞋底、2为开关、3为前摄像头、4为侧摄像头、5为图像处理模块、6为处理器、7为红外测距设备、8为胶圈、10为头戴显示设备。
[0062]实施例二
[0063]如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于:
[0064]电源开关和红外测距设备设置于鞋底上，图像处理模块和处理器设置于一个移动终端内，移动终端通过无线方式与设置于鞋底内的无线收发器连接。
[0065]将图像处理模块和处理器设置于移动终端中，此种方式不适合盲人，适合轻度视力障碍者。将图像处理模块和处理器设置于鞋底中虽然提高了数据传输的可靠性，但是此种方式造成的鞋底模具的制造困难，并且在智能手机越来越普及的今天，图像处理模块和处理器均为手机的标准配置，只需要在手机内安装相应的客户端软件就可以省掉图像处理模块和处理器的费用，节省了成本，但是盲人一般都不会配有触摸屏的智能手机，且智能软件的使用对于盲人来说也是一种困难，所以其只适合轻度视力障碍的人使用。
[0066]当然，也可以相应的配套制造适合于盲人使用的专用终端，这就需要根据实际情况让使用者自主选择。
[0067]移动终端内的处理器通过耳机向使用者发送通知信息，耳机通过有线或者无线的方式与移动终端连接。
[0068]与实施例1不同，如果使用终端设备的话，耳机可以选择有线方式连接，这样就避免了无线耳机在信号复杂环境下的数据传输丢失，进一步提高了可靠性。当然，因为使用了终端设备，这就避免了插头脱出或者折断的危险，并且由于耳机有线连接，在耳机摘下后再次佩戴时省去了寻找耳机的烦恼。
[0069]使用者的步幅测定是将使用者的步幅人工测量后输入移动终端。
[0070]在实施例1中，陀螺仪传感器要测量多种数据，这就需要多轴的陀螺仪传感器或者使用多个传感器才能实现，这样就增加了硬件成本。在本实施例中，预先对使用者的步态数据进行测量，整个测量过程可以在预设的道路模拟环境中进行，这样可以采集到不同坡度，不同路面，甚至是不同温湿度情况下的使用者的步态，将这些数据存入移动终端后，可以在多种路面情况下为障碍物及路面情况测量提供较为准确的数据支持。同样，本实施例可以采用结构简单的陀螺仪传感器，结构越简单，其可靠性越高、故障率越低，能够达到长期使用而免维护的效果，省去了使用者维护设备的费用和时间。
[0071]处理器可以通过移动终端控制设置于摄像头后部的步进电机对摄像头角度进行调整。
[0072]此方案应对于轻度视障或者黄斑病变等疾病的患者，手动调整摄像头难免有角度调整不到位的情况，并且如果可调角度摄像头采用手动调整模式，其定位支撑部件一般会采用机械类的支撑结构，如万向球头等，但是此类部件在长时间调整后，由于磨损会出现松动情况，不能提供良好的定位支撑。而通过移动终端对步进电机进行控制调整可以避免这一情况的发生。不采用陀螺仪传感器进行控制调整主要是上述使用者的视力虽然受到限制，但是还是有一定的可视机会，所以他们可以根据自己的意愿和需要进行调整，方便使用。
[0073]图3是实施例2的硬件支持结构示意图，图中9为移动终端设备、10为头戴显示设备。
[0074]实施例三
[0075]如图3所示，本实施例与上述两个实施例的区别在于:
[0076]如果盲人使用移动终端与鞋底摄像头配合时，移动终端在使用者行路之前，通过GPS模块对行进路线进行规划；使用者通过语音输入进行目的地设定，始发地通过GPS模块自动定位或者使用者语音输入。
[0077]盲人出行除了其熟悉的路线外，其他路线均要依靠问路来到达目的地，设置了 GPS模块，其在出行之前通过语音输入的方法输入了目的地，则GPS就会制定出正确的出行路线，并且通过语音提示盲人其正确的出行方向，方便了盲人使用，减少其多走冤枉路的可倉泛。
[0078]移动终端上设置的带有盲文的模式按钮，包括步行、出租车或公交车等不同的模式。使用者可以根据不同的出行计划和出行需求自行选择，此按钮的功能需要GPS模块配合使用，如没有GPS模块，按钮无法达到作用。当然，也可以通过语音输入的方式进行，但是语音输入的方式也需要一个语音输入启动按钮的配合，并通过GPS提供行路规划。
[0079]如果图像处理模块通过移动终端的处理器识别出图像中有红绿灯图像，则启动移动终端中的红绿灯颜色识别模块，通过颜色识别通知使用者在绿灯时通行，并且提示红绿灯读秒时间。
[0080]盲人行进过程中最危险的就是过马路，由于盲人不可视，所以看不到红绿灯信号，无法进行识别，由于现在机器视觉的技术发展，颜色识别，特别是红绿识别技术日渐成熟，将红绿灯识别技术放入本申请的方案中，可以在出现红绿灯的场合进行识别，为了减少误判的可能性，此功能可以与GPS定位系统配合，判断是否处于路口位置，并且进行红绿灯读秒识别，尽可能的保证盲人的出行安全。
[0081]显然，本领域的技术人员可以对发明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。
【权利要求】
1.一种视障人士行路安全导航方法，通过设置有摄像头的鞋进行行路指引，其特征在于:包括以下步骤: (1)在使用之前将分别设置于鞋底前端和鞋底前端侧面的摄像头通过电源开关开启； (2)鞋底前端的摄像头采集使用者行进方向上的图像，并将图像传送至图像处理模块； (3)图像处理模块对图像进行处理后进行图像识别，并通过处理器判断出行进方向上是否有障碍物； (4)如果行进方向上有障碍物，则处理器控制设置于鞋底前端的红外测距设备开启进行障碍物距离测量，并将障碍物距离数据发送至处理器，处理器结合距离数据计算出障碍物的宽度和高度； (5)处理器通过语音方式将步骤(4)测得的距离数据通知给使用者提醒前方有障碍物； (6)当步骤(4)得到的宽度数据小于使用者两脚行进宽度的一半时，移动终端提醒使用者继续前进，如果上述数据是使用者左脚摄像头采集到的，提醒使用者右脚前进，如果上述数据是使用者右脚摄像头采集到的，提醒使用者左脚前进；此时使用者继续前进，位于鞋底前端侧面的摄像头采集障碍物侧面的图像，并将图像传送至图像处理单元进行图像处理；处理器根据图像和红外测距数据进行障碍物长度计算，得出障碍物的长度数值； (7)将障碍物的长度数值与使用者的步幅进行比较，如果障碍物的长度小于使用者步幅，并且障碍物高度小于使用者的迈步高度，则判断其可以迈过；如果障碍物的长度数值大于使用者的步幅或者高度大于使用者的迈步高度，则提醒使用者改变行进路线； (8)当步骤(4)得到的宽度数据大于使用者两脚行进宽度的一半时，移动终端提醒使用者改变行进路线。
2.如权利要求1所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述电源开关、图像处理模块、红外测距设备和处理器设置于鞋底内；或者电源开关和红外测距设备设置于鞋底上，图像处理模块和处理器设置于一个移动终端内，移动终端通过无线方式与设置于鞋底内的无线收发器连接。
3.如权利要求2所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述移动终端或者鞋底内的处理器通过耳机向使用者发送通知信息，耳机通过有线或者无线的方式与移动终端连接。
4.如权利要求2所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述使用者的步幅测定是通过鞋底内的陀螺仪传感器进行测量的；或者通过将使用者的步幅人工测量后输入移动终端。
5.如权利要求2所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述处理器通过移动终端控制设置于摄像头后部的步进电机对摄像头角度进行调整；或者 所述处理器通过陀螺仪传感器测得的使用者脚步迈进角度对摄像头后部的步进电机进行控制，进而控制摄像头进行角度调整。
6.如权利要求2所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述耳机上设置有头戴显示器，头戴显示器显示摄像头的实时影像。
7.如权利要求6所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述头戴显示器还通过设置于其侧部的可调角度摄像头显示不同角度方位的实时图像。
8.如权利要求2所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述移动终端在使用者行路之前，通过GPS模块对行进路线进行规划；使用者通过语音输入进行目的地设定，始发地通过GPS模块自动定位或者使用者语音输入。
9.如权利要求2所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述使用者在出行之前通过移动终端上的带有盲文的模式按钮或者语音输入不同的出行模式，所述出行模式包括步行、出租车或公交车。
10.如权利要求1所述的视障人士行路安全导航方法，其特征在于:所述步骤(3)中，如果图像处理模块通过移动终端的处理器识别出图像中有红绿灯图像，则启动移动终端中的红绿灯颜色识别模块，通过颜色识别通知使用者在绿灯时通行，并且提示红绿灯读秒时间。
【文档编号】G01C21/00GK104127302SQ201410374431
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】杨兵 申请人:青岛歌尔声学科技有限公司