[发明专利]一种基于景物听觉感知的导盲手电及导盲方法

权利要求书

1.一种基于景物听觉感知的导盲方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、超声波信号的采集

通过微处理器模块(50)对超声波发射模块(10)发送数据的时间t₁及超声波接收模块(20)接收数据的时间t₂所形成的测距时间差t₂-t₁内的数据进行周期性采集，采样时间在0.1s到1s，并对采集的数据用微处理器模块(50)通过DMA进行传输至内存，得到检测的超声波回波信号是超声波检测模块根据检测物体距离反射回来的信号，超声波回波信号为f₁(t)；

步骤二、对步骤一得到的超声波回波信号f₁(t)逐级扫描，依据斜率的变化取峰值A[i].i＝1，2，3...以步骤一得到的时间差t₂-t₁为横坐标，峰值A[i].i＝1，2，3...为纵坐标构建函数关系，即A[i]＝f(t₂-t₁)，超声波降频信号峰值与时间差的函数关系a(t),t＝t₂-t₁，将函数a(t),t＝t₂-t₁作为输出音频信号的幅值量，而测得的距离x＝vt，将距离与输出信号的频率产生映射关系，得出距离和频率的映射关系公式为a为1/x的比例参数，b为调整参数；输出音频信号m_o(t)，其中输出音频信号的幅值随着超声波回波强度的改变而改变，输出音频信号的频率随着超声波检测到的距离值的改变而改变；

步骤三、基于前方路面灰度图的平坦度检测

获取深度相机检测模块(30)采集到的RGB图像和深度图，获得拍摄对象的深度信息即三维的位置和尺寸信息；对RGB图像变换生成灰度图,并对灰度图和深度图作canny边缘检测，获取灰度图中的像素点灰度值；

采用灰度差分统计法计算图像的灰度值对比度描述纹理图像的特征：设(x,y)为图像中的一点，(x+Δx，y+Δy)为图像中的另一点，则两点间的灰度差分值为g_Δ(x,y)＝g(x,y)-g(x+Δx,y+Δy)式中，g_Δ为灰度差分；

设灰度差分的所有可能取值共有m级，令点(x,y)在整幅图像上移动，累计出g_Δ(x,y)取各个数值的次数，由此便可以做出g_Δ(x,y)的直方图，由直方图可以知道g_Δ(x,y)取值的概率p_Δ(i),i在1～m之间取值,当g(i,y)＞＞g(i+Δi,y)，则说明概率分布不平均，灰度值不平坦，当g(i,y)＝g(i+Δi,y)时，说明概率分布平均，灰度值平坦；

步骤四﹑将地面平坦度检测信息通过添加的噪声信号表现音频：

对步骤三中的灰度值的平坦度用空间频率的低频成分和高频成分的强弱对比表现出来：利用音频信号叠加上不同频率白噪声表示平坦度，并通过音频处理模块(40)以音频信号输出，从听觉感官感知，从而来判断前方地面平坦度；

白噪声的参数频率为

其中，是图像灰度差分值中相邻灰度值对比求和后的平均值，m是将灰度值变换为频率的系数，用于表示图像平坦性，频率大于10Hz表示路面不平坦；频率为5Hz-10Hz人耳听不见表示路面平坦；频率在20-2000Hz间说明平坦度在2-3成，频率在2000-6000Hz间说明平坦度在4-6成，频率在6000-10000Hz间说明平坦度在7-8成。