[发明专利]基于激光方向传感器和人工智能云台的识路装置及方法

权利要求书

1.一种基于激光方向传感器和人工智能云台的识路装置，其特征在于，包括激光方向传感器、头戴式双轴防抖摄像机和双耳定位方向感应器头箍；

所述的激光方向传感器包括7个激光二极管，其中一个正向指示激光二极管、三个向右指示激光二极管和三个向左指示激光二极管，用于照射在使用人耳背沟上的不同位置产生47度以下的温度；向右和向左指示激光二极管依据到正向指示激光二极管的距离，由远到近依次向照射耳背沟，正向指示激光二极管照射在耳背沟最高点，从而指示盲人向左右转身或向正前方前进；激光方向传感器通过箍身的电路，与头戴式双轴防抖摄像机的人工智能装置相连，接受人工智能装置控制；三个向左指示激光二极管依据到正向指示激光二极管的距离，由远到近依次是A3、A2、A1激光二极管；三个向右指示激光二极管依据到正向指示激光二极管的距离，由远到近依次是B3、B2、B1激光二极管；

所述的头戴式内外双轴防抖定向摄像机，包括右云台电机、下云台电机、防水外壳、摄像头、人工智能装置和网络通讯单元；

右云台电机单元在机身外，负责上下防抖和定向；

下云台电机单元在机身内，负责左右防抖；

摄像头包括人体动作估计单目摄像头模组；

人工智能装置包括定位单元、人体动作估计单元、地形预拍摄储存单元和道路障碍物分析单元；人工智能装置用于分析带有圆点的提示砖，提醒前面多远是提示盲道，用于分析带有圆点的提示砖后面的盲道情况，提醒提示盲道后是转折还是离断，用于识别行进盲道，接收激光方向传感器的方向信息并作出方向纠正指示，使盲人始终在盲道上行走；定位单元用于收取定位和方向信息，计算盲人到目标的距离和方向；人体动作估计单元用于将实时视频的关键点定位在10个像素以内的人体关节，从而在视频中实时和准确地识别人体姿态，定位关键点位置，从而判断前面5米的盲道是否已有或即将有人进入；地形预拍摄储存单元用于储存预先用头戴式内外双轴防抖定向摄像机在道路安全无障碍物的情况下拍摄的视频的关键帧，标上位置信息；道路障碍物分析单元用于根据位置信息将实时视频的关键帧与地形预拍摄储存单元的对应的关键帧对比，评估前面5米的盲道是否增加了障碍物；

所述的双耳定位方向感应头箍，包括箍身、摄像机固定端和感应器固定端；

箍身包括方向传感器，内置锂电池，USB接口；其中方向传感器通过箍身的电路，与头戴式双轴防抖摄像机的人工智能装置相连，接受人工智能装置控制；方向传感器在箍身的中间，用于感应头箍的方向；

摄像机固定端由二颗固定螺丝、套接段和摄像机固定段组成；套接段用于套入箍身适当位置使方向传感器的正方向是使用人的脸部正前方，固定螺丝用于固定箍身与套接段；摄像机固定段用于连接右云台电机单元；

感应器固定端由二颗固定螺丝、套接段、激光方向传感器壳固定段和骨传导耳机组成；套接段用于套入箍身适当位置使方向传感器的正方向是使用人的脸部正前方，固定螺丝用于固定箍身与套接段；激光方向传感器壳包括散热孔，用于放置激光方向传感器；

所述的基于激光方向传感器和人工智能云台的识路装置，激光方向传感器的使用步骤如下：

A、设置激光二极管A3、B3在人体与前进方向角度是90度以上时照射，激光二极管A2、B2在人体与前进方向角度是50-90度时照射，激光二极管A1、B1在人体与前进方向角度是10-49度时照射；设置启用激光方向传感器；设置照射温度；盲人控制自已头部与身体同向；设置沿盲道前进方向为前进方向；

B、人工智能装置根据箍身的方向传感器，判断盲人与前进方向向左偏转了100度；

C、人工智能装置控制向右指示激光二极管B3照射，盲人耳背沟感受到B3的热量后，顺势向右转身，减少向左偏转的角度到90度时，B3停止照射，B2开始照射；盲人耳背沟感受到B2的热量后，继续向右转身，减少向左偏转的角度到50度时，B2停止照射，B1开始照射；盲人耳背沟感受到B1的热量后，继续向右转身，减少向左偏转的角度到10度时，B1停止照射；

D、盲人继续向右转身但放慢速度，减少向左偏转的角度到3度时，正向指示激光二极管照射，直到盲人停止转身，如果这时盲人在正向的左右偏转不超过3度时且没有前进时，继续照射；如果这时盲人正向的左右偏转在3-10度之间时，正向指示激光二极管闪射；如果这时盲人在正向的左右偏转不超过3度时且前进时，停止照射；

所述的基于激光方向传感器和人工智能云台的识路装置的使用方法，步骤如下：

A、盲人购买基于激光方向传感器和人工智能云台的识路装置后，由家人或售货员调节摄像机固定端和感应器固定端，使箍身的方向传感器正方向与盲人脸部正前方的方向一致；由家人或售货员调节激光方向传感器的照射温度，使盲人能舒适地感受热量；

B、家人或志愿者在路上人少的时候，戴上基于激光方向传感器和人工智能云台的识路装置在盲人有可能走的盲道走几次，直到所有盲道都存在没有障碍物的关键帧图片，人工智能装置自动标记关键帧图片的定位信息并保存在地形预拍摄储存单元和上传商业地图软件共享；

C、盲人戴上基于激光方向传感器和人工智能云台的识路装置和盲杖出门，人工智能装置根据定位信息提取当前地形的关键帧图片，判断是否有障碍物；人工智能装置根据人体动作估计单元判断前行的盲道附近是否有行人，行人的方向是否走向盲道；人工智能装置根据激光方向传感器判断盲人行走方向是否正确；

D、如果盲人行走方向不正确，人工智能装置控制根据方向偏移程度和方向，由离正向指示激光二极管最远的向右或向左指示激光二极管发光，按向正向指示激光二极管由远到近的顺序，以及盲人转身的速度，照射在盲人方向偏移的耳背沟产生热量，到盲人方向正确时，正向指示激光二极管照射在盲人耳背沟最高点，表示目前方向正确；

E、如果盲道前行5米内没有障碍物和行人，且盲人方向正确，则通过骨传导耳机通知盲人可以快走5米；如果环境吵闹，设置三个向右指示激光二极管和三个向左指示激光二极管闪照为可以快走5米的信号；

F、在盲人快走5米途中，重复步骤C、D，判断前面5米是否可以快走；

G、盲人在快走时可以轻提盲杖在空中探路，在不能快走时用盲杖探路前进，直到到达目的地。