[发明专利]一种用于视障人士自主出行的安全设备

权利要求书

1.一种用于视障人士自主出行的安全设备，其特征在于：包括控制器，所述控制器与视频采集模块、语音输入输出模块、定位模块、导盲模块、导航模块、图像处理模块相连，

所述视频采集模块用于采集盲道上的视频信息，所述图像处理模块用于多视频信息进行处理，获取盲道的走向及其上的障碍物，所述定位模块用于实时获取视障人士的位置信息，所述导航模块用于根据视障人士的目的地，规划行走路径，所述语音输入输出模块用于采集视障人士的语音输入，根据导航模块规划的行走路径、图像处理模块获取盲道的走向及其上的障碍物，进行语音播报，所述导盲模块用于辅助视障人士行走，并对障碍物报警提醒。

2.根据权利要求1所述的用于视障人士自主出行的安全设备，其特征在于：所述图像处理模块包括盲道识别模块、走向获取模块和障碍物识别模块，所述盲道识别模块用于接收所述视频信息，利用RGB-HSV阈值判别式将其对应的每帧图像进行盲道分割，利用形态学开运算对分割出的多个盲道区域进行去噪，获得多个伪盲道区域，利用盲道的纹理特征对多个伪盲道区域进行判断，从中找出真盲道区域；所述走向获取模块用于根据真盲道区域的四个顶点，通过走向判别式，判断真盲道区域的转弯方向；所述障碍物识别模块用于在真盲道区域内选取最大内接矩形，利用一维数组和行变量对最大内接矩形逐行进行遍历，根据遍历结果判断前方是否有障碍物。

3.根据权利要求2所述的用于视障人士自主出行的安全设备，其特征在于：四个所述顶点包括左上顶点lefttop、右上顶点righttop、左下顶点leftdown、右下顶点rightdown，所述转弯方向包括左转方向、右转方向、向左侧偏离走向、向右侧偏离走向。

4.根据权利要求1所述的用于视障人士自主出行的安全设备，其特征在于：所述控制器通过websocket协议和stomp子协议实现与远程控制平台通讯，通过无线通讯模块与视频采集模块、导盲模块相连，所述远程控制平台用于显示视障人士实时的路径信息和位置信息，所述视频采集模块设置为装载有摄像头的眼镜，所述导盲模块设置为装载有振动器的导盲手杖。

5.一种基于权利要求1所述的用于视障人士自主出行的安全设备进行盲道的走向及其上的障碍物判断的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、利用RGB-HSV阈值判别式对所述视频信息中的每帧图像进行盲道分割，获得多个伪盲道区域，利用盲道的纹理特征对多个伪盲道区域进行判断，从中找出真盲道区域；

步骤二、根据真盲道区域的四个顶点，通过走向判别式，判断真盲道区域的转弯方向；

步骤三、在真盲道区域内选取最大内接矩形，利用一维数组和行变量对最大内接矩形逐行进行遍历，根据遍历结果判断前方是否有障碍物。

6.根据权利要求5所述的用于视障人士自主出行的安全设备进行盲道的走向及其上的障碍物判断的方法，其特征在于获取真盲道区域的方法包括以下步骤：

步骤①、根据盲道的颜色特征，利用如下所示的RGB-HSV阈值判别式，将所述视频信息中的每帧图像由RGB颜色空间格式转换为HSV颜色空间格式，识别出其中的所有盲道成分，分割出多个盲道区域；

其中，r、g、b分别表示原始图像的RGB色彩空间的参数，其取值范围为0～255；h₁、h₂分别表示HSV色彩空间中H分量的阈值下、上限；s₁、s₂分别表示HSV色彩空间中S分量的阈值下、上限；v₁、v₂分别表示HSV色彩空间中v分量的阈值下、上限；max、min分别表示R、G、B三值的最大值与最小值；

步骤②、利用形态学开运算对分割出的多个盲道区域先进行边缘复制填充，再进行三次膨胀、两次腐蚀，完成去噪，获得多个伪盲道区域；

步骤③、利用边缘检测算法对多个伪盲道区域进行边缘检测，再利用霍夫直线检测算法进行直线检测，找出其中的所有直线，根据直线的斜率判断各个直线之间的平行和垂直关系，进而找出真盲道区域。