[发明专利]一种基于双目立体视觉的导盲眼镜

说明书

本发明公开一种基于双目立体视觉的导盲眼镜，包括：专用眼镜(1)、主控盒(2)、振动腰带(3)、耳机线(5)、耳塞(6)、视频电缆(4)和电池；上电后，图像采集模块(8)对两个微型摄像头(7)的图像传感器参数进行配置同时采集图像数据，然后通过视频电缆(4)传输给主控盒(2)进行处理；通过耳机将信息播报给盲人，同时将信息发送给振动腰带(3)，振动控制模块(10)控制腰带电机(11)振动，提醒盲人注意前方障碍物；用户可通过专用拨号键盘(9)实现快速拨号。本发明探测精度高、范围广、频率快、佩戴方便、重量轻、续航时间长，具有十分广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种导盲眼镜，特别是一种基于双目立体视觉的导盲眼镜。

背景技术

导盲眼镜是由盲人或视力障碍者佩戴的，为自身行走提供导航功能的辅具，属于一种导盲设备。传统的导盲眼镜主要采用超声波测距、红外测距或微型雷达测距，通过安装在眼镜上的测距传感器感知前方物体，根据物体远近发出警示声或振动提醒盲人，缺点是信息单一，传感器只能测量一个方向的障碍物距离信息，另外超声测距传感器波束角导致测量精度较差，而雷达则存在成本昂贵的缺点。基于摄像头的导盲眼镜主要用于识别物体，无距离信息，不知道前方物体远近，如国外研发的新型导盲产品有舌头导盲仪BrainPort，通过微型摄像机感知环境，将图像亮度转换成电脉冲刺激盲人舌头，从而识别物体，但是缺乏距离信息，立体世界平面化，盲人需要经过专门训练才能识别部分物体。

随着机器视觉技术的逐渐成熟，尤其是立体视觉的能力，为盲人实现或替代部分生理视觉功能提供了可行性。虽然长期以来科研人员一直致力于研究开发基于双目立体视觉的导盲设备，但是由于图像信息处理的运算量巨大，不得不使用计算机来完成这项任务，因此设备无法实现小型化、便携化，研究进展停留在实验室阶段，无法实现产品化。虽然目前出现了基于双目立体视觉的导盲眼镜，但信息处理通过智能手机实现，而盲人用户操作智能手机应用软件特别困难，所以也不方便盲人使用。因此基于双目立体视觉技术，采用微型摄像头模组和片上系统处理器，研制以专用眼镜和微小型控制盒为核心组件的导盲眼镜，能够实现导盲设备的小型化、便携化、低成本和低功耗，具有较高的价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于双目立体视觉的导盲眼镜，解决传统导盲设备测量信息少、缺乏距离信息，或者有距离信息但因设备庞大无法实用的问题。

一种基于双目立体视觉的导盲眼镜，包括：专用眼镜、主控盒、振动腰带、耳机线、耳塞、视频电缆和电池。所述专用眼镜包括：镜架、微型摄像头和图像采集模块；主控盒包括：图像处理模块和专用拨号键盘；振动腰带包括：微型振动电机和振动控制模块。其中，所述微型摄像头为两个，微型振动电机为多个。

专用眼镜的镜片后端是一个长条形的图像采集模块，两个微型摄像头安装在图像采集模块两端，图像采集模块整体包含在镜片上方的镜架内部，仅将两微型摄像头的镜头孔露出，镜头外端面与镜片表面齐平，专用眼镜通过一根视频电缆与主控盒相连，视频电缆的眼镜端连接器位于镜腿末端。

主控盒放置在盲人口袋内，是图像信息处理、导航信息生成和拨号通话的核心。主控盒内置图像处理模块，正面是专用拨号键盘，背面是电池盒及其盖板，侧面电气接口包括：视频电缆接口和3.5mm音频/麦克接口，分别用于连接专用眼镜和耳机线。主控盒内部具备蓝牙通信模块，用于和振动腰带进行通信，发送振动控制信息给振动腰带。

振动腰带系在盲人腰间，是导盲信息的输出终端之一。腰带内部均匀分布多个微型振动电机，腰带端部内置振动控制模块和电池，振动控制模块对微型振动电机进行驱动控制，与主控盒之间通过蓝牙通信。

主控盒与专用眼镜通过视频电缆连接，耳机线接入主控盒，腰带与主控盒通过蓝牙无线通信。

图像采集模块的功能为：驱动控制两个微型摄像头，控制微型摄像头曝光时间和增益，采集微型摄像头输出的彩色图像数据。同时图像采集模块还包含惯性测量芯片，具备加速度和角速度数据采集功能。