[发明专利]电子点阵式智能盲人图像触觉传感装置和传感实现方法

说明书

技术领域    

本发明涉及一种传感装置和传感实现方法，尤其涉及一种电子点阵式智能盲人图像触觉传感装置和传感实现方法。

背景技术

我国是世界上人口最多的国家，同时也是世界上盲人最多的国家。盲人作为社会的弱势群体，在日常生活中存在诸多不便，如何使盲人能够像正常人一样生活，感知到周围丰富多彩的环境，获取到物体形状、色彩及亮度信息，以提高盲人生活质量，一直是人们研究的一个重要领域。而现有的盲人生活辅助工具仅仅适用于盲人在单独外出行动时，避免由于没有视觉辅助而造成安全隐患。随着计算机视觉、模式识别技术和多媒体技术的发展，人们开始尝试使用信息化的电子装置辅助盲人生活。在盲人生活辅助领域，一般采用听觉或触觉来代替视觉传递信息的功能。因为盲人虽然视觉功能丧失，但是盲人的触觉功能超常灵敏，甚至超于视觉功能完好的正常人数倍。因此，盲人生活辅助工具具有采用触觉信息来传递周围环境信息的可能。

申请号为CN02143161.2的专利《盲人步行用辅助器》公开了一种盲人步行用辅助器，具备测距单元，测量到障碍物的距离；传递单元，根据利用该测距单元所测量的距离而得到的障碍物立体信息，把障碍物的存在用触觉或声音进行传递。该专利主要面向障碍物的识别，利用物体识别元件来识别双目摄像头图像中的物体，并通过声音将识别信息传递给盲人。但是，盲人在使用该装置时也会存在诸多问题。第一，如果环境中存在多种物体，盲人将同时听到多个物体的提示声音，使盲人很难分辨单独的提示声音；第二，如果盲人听到的多个物体提示声音存在一定的时间间隔，则获取整个环境信息的时间将会延长，降低了盲人获得环境信息的速度；第三，由于盲人的位置处于不断变化中，而该发明对于新旧物体识别的方式相同，不具备距离判断功能，导致新识别出的物体很难与已经识别出的物体区分开，将会造成信息传递不准确，导致安全隐患。

申请号为CN200710039632.9的专利《基于物体辨识的盲人生活辅助装置》公开了一种基于物体辨识的盲人生活辅助装置，其中：物体信息缓冲单元存储环境中已检测出的每一个物体的种类信息、图像中的位置坐标，相对盲人的三维位置信息、特征信息和注意力等级；物体检测单元检测图像传感器的探测区域内是否有可以被检测的物体，比对检测到的物体是否是已有记录的物体，并将新检测到的物体在图像中的位置坐标和物体的类别信息存入物体信息缓冲单元，并给予最高的注意力等级；物体测距单元测量物体信息缓冲单元中每一个物体相对于盲人的三维位置信息；感觉替代单元将物体信息缓冲单元中的物体按盲人的要求转换为声音信号或触觉信号，使盲人能感知环境中物体的存在。该能够持续识别外部环境中新出现的物体，并通过提示信息的准确率和速度，提高了盲人认知环境的效率。

以上两种发明都仅仅能够为盲人提示路况，而无法实现盲人对于周围环境形状、色彩及亮度的认知，无法提升盲人的生活质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子点阵式智能盲人图像触觉传感装置和传感实现方法，能够使盲人感知到生活环境中物体的形状、色彩和亮度，提升盲人的生活质量，同时可为盲人出行提供准确的即时信息，避免安全隐患。

本发明采用下述技术方案：

一种电子点阵式智能盲人图像触觉传感装置，包括图像采集模块，用于采集周围物体的形状、色彩及亮度信息；数据处理模块，用于接收图像采集模块采集到的周围物体形状、色彩及亮度信息，并根据图像采集模块采集到的信息输出不同的控制信号，控制电流产生模块和触觉产生装置对人体产生不同范围、强度和频率的电流刺激；电流产生模块，用于在数据处理模块的控制下产生不同强度的电流，电流通过触觉产生装置对人体产生刺激；触觉产生装置，用于接收数据处理模块输出的控制信号，利用电流产生模块产生不同强度的电流对人体产生不同范围、强度和频率的电流刺激。

所述的数据处理模块包括中央处理单元和与中央处理单元连接的缓存单元，中央处理单元将色彩和亮度信息转化为不同强度和频率的电流信号，采用的转换公式为                                               ，其中、和分别为R、G、B三基色频率转化系数，R、G、B分别为图像采集模块采集到的红、绿、蓝三基色数值，为各像素合成频率；所述的图像采集模块的信号输出端连接中央处理单元的信号输入端，中央处理单元的信号输出端连接电流产生模块的输入端，电流产生模块的输出端连接触觉产生装置的电流输入端，中央处理单元的控制信号输出端连接触觉产生装置。