[发明专利]一种视障人士用便携式智能导盲设备及导盲方法

说明书

本发明公开了一种视障人士用便携式智能导盲设备及导盲方法，属于导盲设备技术领域，智能导盲设备包括便携式机体、控制器、体征传感器、摄像头和耳机，设备还包括云服务系统和实时定位系统，在便携式机体上设置盲道、换乘和紧急呼救按键，通过置于用户颈部的摄像头实时采集环境图像信息传送给控制器，通过实时定位系统获取用户实时位置信息传送给控制器，通过体征传感器获取用户的实时生命体征信息传送给控制器、控制器对环境图像信息、实时位置信息和生命体征信息进行处理并通过耳机、云服务系统的网页或浏览器向用户、家属、志愿者或医疗机构提供盲道指示、地铁站内换乘、安全监护和紧急呼救信息。

技术领域

本发明涉及导盲设备技术，尤其涉及一种视障人士用便携式智能导盲设备及导盲方法。

背景技术

在中国，视障人群是一个很大的弱势群体。但我国社会导盲设备现状却仍存在很多问题亟待解决，这两者之间形成了强烈矛盾：我国盲人出行基础设施还十分不完善、不规范，且设施完善所需时间周期较长；常见辅助工具主要有导盲杖和导盲犬两种，然而导盲杖功能过于局限而导盲犬可控性差且价格昂贵——社会急需新型导盲设备。

现有的导盲设备以超声波等手段为主，此类方式大多以窄范围内测距为基础，难以适应复杂多变的实际路况，在及时性、准确性、稳定性、普适性等多方面存在问题。在国内外市场中，商业化的智能导盲产品为数不多，同时大多有传感技术落后，欠智能化且人机交互困难的通病，并没有大面积推广，同时也存在成本高昂，定价过高的情况。盲道识别实际上属于图像场景识别，通过对图像内容信息检索进行图像分类，在此领域中有着许多的相关研究：或是使用基于特征提取的深度学习，在获取大数据后进行深度学习模型训练，但需要计算量较大，不适用于嵌入式应用场景的内存受限等特殊需求。或是基于纹理或模型方法对处理单幅盲道图像，同样计算量较大，实时性较差，且不易对盲道的道路情况进行具体分析。或是需要对现有盲道添加外设，如增设UHF标签，之后才可进行识别，虽效果较好，但对使用环境要求过高，不适用于现今绝大多数使用场景。另一方面，企业缺乏与盲人使用者的深入沟通了解，对用户体验和需求把握有偏差，且收集用户意见反馈环节较为薄弱，研发的产品存在标志性过强、操作复杂、可靠性低等弊端，甚至引发了盲人群体的抵触情绪。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能化的及时、准确、稳定和普适性强的导盲设备。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种视障人士用便携式智能导盲设备，所述智能导盲设备包括便携式机体、控制器、体征传感器、摄像头和耳机，设备还包括云服务系统和实时定位系统，在所述便携式机体上设置盲道、换乘和紧急呼救按键，通过置于用户颈部的摄像头实时采集环境图像信息传送给所述控制器，通过所述实时定位系统获取用户实时位置信息传送给所述控制器，通过体征传感器获取用户的实时生命体征信息传送给所述控制器、所述控制器对环境图像信息、实时位置信息和生命体征信息进行处理并通过耳机、云服务系统的网页或浏览器向用户、家属、志愿者或医疗机构提供盲道指示、地铁站内换乘、安全监护和紧急呼救信息。

优选的，实时定位系统包括GPS和UWB，由GPS实现室外定位，由UWB实现室内定位，并通过云服务器使得用户、家属、志愿者或医疗机构能够通过浏览网页或手机客户端实时得知用户的身体状态和地理位置。

优选的，所述体征传感器包括体温传感器和心率传感器，所述耳机采用骨传导耳机。

优选的，所述控制器采用嵌入式集成控制器，优选为STM32F407ZGT控制器，所述控制器集成了包括语音识别、定位、按键、体征监测、换乘规划、报警、语音播报的功能模块，控制器实时解算来自各子模块的实时数据，并在综合传感数据后，得出用户所处的环境情况及自身状态，完成信息采集传输和智能指令导盲功能。

优选的，语音识别模块选用讯飞XFMT101，通过UART作为通信接口，以STM32解析识别结果，利用JQ8400FL芯片进行语音播报，实现人机交互。