CN109602585A - 一种导盲眼镜及其防撞预警方法 - Google Patents

一种导盲眼镜及其防撞预警方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109602585A
CN109602585A CN201811451997.7A CN201811451997A CN109602585A CN 109602585 A CN109602585 A CN 109602585A CN 201811451997 A CN201811451997 A CN 201811451997A CN 109602585 A CN109602585 A CN 109602585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blind
glasses
image
barrier
guiding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811451997.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109602585B (zh
Inventor
金守峰
高磊
陈蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Polytechnic University
Original Assignee
Xian Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Polytechnic University filed Critical Xian Polytechnic University
Priority to CN201811451997.7A priority Critical patent/CN109602585B/zh
Publication of CN109602585A publication Critical patent/CN109602585A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109602585B publication Critical patent/CN109602585B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/06—Walking aids for blind persons
    • A61H3/061—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/56—Extraction of image or video features relating to colour
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/58—Recognition of moving objects or obstacles, e.g. vehicles or pedestrians; Recognition of traffic objects, e.g. traffic signs, traffic lights or roads
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01—Constructive details
    • A61H2201/0173—Means for preventing injuries
    • A61H2201/0184—Means for preventing injuries by raising an alarm
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165—Wearable interfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

本发明公开的一种导盲眼镜，包括眼镜架及安装在眼镜架上的镜片，眼镜架前侧分别安装有摄像头、照明灯、光线传感器，眼镜架一条支腿端部安装有耳机，眼镜架的另一条支腿端部外侧安装有控制按键，还包括控制盒。本发明公开的一种导盲眼镜的防撞预警方法，具体按照以下步骤实施；步骤1、拍摄多张连续图像；步骤2、对多张连续图像进行预处理；步骤3、识别盲道，若无法识别则重新拍摄照片返回步骤1重新开始；步骤4、对盲道区域内的障碍物进行识别，若无法识别则重新拍摄照片返回步骤1重新开始；步骤5、计算障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，并对导盲眼镜使用者预警提醒。本发明的一种导盲眼镜，能够随身携带、便于操控、通过防撞预警方法能够有效地提醒使用者与障碍物之间的距离。

Description

一种导盲眼镜及其防撞预警方法
技术领域
本发明属于可穿戴设备技术领域，具体涉及一种导盲眼镜及其防撞预警方法。
背景技术
视觉***是人类感知客观世界最重要的***之一，人类获取外界信息中视觉信息占了80％以上。因此，对视觉信息的缺失或减退，使视障人群难以感知周围环境信息，自由出行受到阻碍，生活自理等方面也受到了诸多限制，给该群体的日常生活带来了很多的不便和麻烦，是导致其生活质量下降的主要因素。世界卫生组织预测到2020年全球视障人口数量将会增长到7500万人，我国第六次人口普查和中国第二次残疾人调查资料统计数据显示，我国视障人群达到877万人，是全世界最多的国家。并且随着我国老龄化人口持续增多，视障人群也在急剧增加，如何解决视障人群的安全出行问题，提高该群体的生活质量，备受社会关注。
目前，视障人群的出行主要借助盲道和手持盲杖，但是盲道区域的局限性和盲杖所能提供的空间信息量均无法使视障人群安全出行。此外，只有少数视障者使用导盲犬来引领出行，但是导盲犬训练学习时间较长、成本高，难以满足视障人群的实际需求。导盲机器人由于在移动载体上集成了多种传感器，可以感知环境信息，引导视障者安全出行。但是导盲机器人适应环境的能力不高、使用范围有限。而现有技术中存在的导盲助行装置往往由于带有移动载体，或因体积较大而无法随身携带，或因操控麻烦等原因给视障人群的使用带来不必要的麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导盲眼镜，能够随身携带、便于操控、有效地提醒使用者与障碍物之间的距离。
本发明所采用的技术方案是：一种导盲眼镜，包括眼镜架及安装在眼镜架上的镜片，眼镜架前侧分别安装有摄像头、照明灯、光线传感器，摄像头位于眼镜架前侧中心处，眼镜架一条支腿端部安装有耳机，眼镜架的另一条支腿端部外侧安装有控制按键，
还包括控制盒，控制盒内安装有主控器以及与主控器相连的图像处理器、电池、振动模块、语音模块、蓝牙通信模块及WiFi通信模块，
摄像头通过视频线与控制盒内的图像处理器连接，控制按键、耳机分别通过数据线与控制盒内的主控器、语音模块连接，照明灯、光线传感器均通过数据线与控制盒内的主控器连接，主控盒根据光线传感器传递的光线强弱信号控制照明灯的开启关闭。
本发明的特点还在于，
控制按键上划分有不同按键区，每个按键区上均设有盲文文字，方便盲人操作。
眼镜架采用硬质铝合金材料，便于眼镜架与脸部贴合不掉落。
本发明所采用的第二种技术方案是，种导盲眼镜的防撞预警方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、拍摄获得导盲眼镜使用者行进方向的多张连续图像；
步骤2、对多张连续图像进行预处理，增加图像对比度，降低图像噪声；
步骤3、根据预处理后的图像的颜色特征、纹理特征提取盲道特征，识别盲道，若无法提取到盲道特征则重新拍摄照片返回步骤1开始，否则进行步骤4；
步骤4、对盲道区域内的障碍物进行识别，确定静态障碍物、动态障碍物，若无法确定到静态障碍物、动态障碍物，则重新拍摄照片返回步骤1开始，否则进行步骤5；
步骤5、根据步骤4确定的静态障碍物、动态障碍物计算障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，并对导盲眼镜使用者预警提醒。
步骤2中的预处理过程为采用直方图均衡化、同态滤波算法对多张连续图像进行处理。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、采用颜色空间转换模型将预处理后的图像的RGB模型转换为Lab颜色空间模型，得到Lab颜色空间模型中盲道图像的b分量特征，颜色空间转换模型为：
其中，X、Y、Z是图像的三个刺激值，X0、Y0、Z0是CTE标准照明的三个刺激值，L*表示图像明度，a*、b*表示图像色度；
步骤3.2、采用灰度共生矩阵，选择0°、45°、90°、135°四个方向角度对图像进行统计，得到四个分别为P0°、P45°、P90°、P135°的灰度共生矩阵；
步骤3.3、结合经步骤3.1得到的盲道图像的b分量特征和经步骤3.2得到的四个分别为P0°、P45°、P90°、P135°的灰度共生矩阵，采用最大类间方差法对图像进行分割，初步得到盲道区域；
步骤3.4、对经步骤3.3初步得到的盲道区域采用Canny算子提取盲道边缘特征，再通过Hough变换提取盲道边缘特征，得到最终完整的盲道区域。
步骤4具体按照以下步骤实施：
步骤4.1、确定静态障碍物
步骤4.1.1、忽略每一张图像中盲道区域的上方区域，提取盲道区域；
步骤4.1.2、计算经步骤4.1.1得到的盲道区域的垂直和水平两个方向上的灰度值，计算经步骤4.1.1得到的盲道区域的熵来判别盲道区域内是否存在静态障碍物，当盲道区域的垂直和水平两个方向上的灰度值均小于盲道区域的熵，则存在静态障碍物；
步骤4.2、确定动态障碍物
步骤4.2.1、对每相邻的三张图像采用三帧差法进行检测，的三帧差法公式为
其中，Fk-1(x，y)、Fk(x，y)、Fk+1(x，y)为连续的第k-1、k、k+1帧图像，G1(x,y)、G2(x,y)为帧差后的图像；
步骤4.2.2、对帧差后的图像G1(x,y)、G2(x,y)选取阈值T进行二值化处理，二值化处理过程为:
式中，T为阈值，D1(x，y)、D2(x，y)为二值化后的图像，
其中阈值T根据帧差后的图像G1(x,y)、G2(x,y)灰度值的分布选取；
步骤4.2.3、将经步骤4.2.2得到的二值化后的图像D1(x，y)、D2(x，y)进行逻辑“与”运算：
式中，R(x，y)为“与”运算后得到的图像；
步骤4.2.4、采用灰度投影算法对“与”运算后得到的图像在水平、数值方向上进行灰度投影，得到“与”运算后得到的图像在两个方向上的两条曲线，再通过互相关函数对两条曲线进行互相关计算，得到这两条品曲线的互相关曲线，通过互相关曲线上的峰值点确定动态障碍物。
步骤5具体按照以下步骤实施：
步骤5.1、将步骤4得到的静态障碍物、动态障碍物信息代入测距公式计算静态障碍物、动态障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，测距公式为：
其中，H为摄像头安装高度，h为静态障碍物或动态障碍物的高度，f为摄像头焦距，u，v，u0，v0，ax，ay为摄像头的内参数；
步骤5.2、根据步骤5.1计算得到的静态障碍物、动态障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，对导盲眼镜使用者预警提醒：当距离小于3米时，则导盲眼镜使用者处在不安全的区域，主控盒通过语音模块、振动模块对导盲眼镜使用者发出障碍物存在警告，当距离大于7米时，主控盒发出安全语音信号，当距离大于3米和小于7米时，***发出障碍物存在预警信号。
本发明的有益效果是：本发明的一种导盲眼镜，其制备工艺简单，成本低廉，适合进行大规模生产推广，能够随身携带、便于操控、通过防撞预警方法能够有效地提醒使用者与障碍物之间的距离，避免使用者撞上盲道上的障碍物，给使用者的出行带来极大地便利。
附图说明
图1是本发明一种导盲眼镜的外观结构图；
图2是本发明一种导盲眼镜的防撞预警方法流程图。
其中，1.耳机，2.照明灯，3.摄像头，4.镜片，5.眼镜架，6.控制盒，7.控制按键，8.光线传感器。
具体实施方式
以下结合附图以及技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。
本发明提供的一种导盲眼镜，如图1所示，包括眼镜架5及安装在眼镜架5上的镜片4，眼镜架5前侧分别安装有摄像头3、照明灯2、光线传感器8，摄像头3位于眼镜架5前侧中心处，眼镜架5一条支腿端部安装有耳机1，眼镜架5的另一条支腿端部外侧安装有控制按键7，
还包括控制盒6，控制盒6内安装有主控器以及与主控器相连的图像处理器、电池、振动模块、语音模块、蓝牙通信模块及WiFi通信模块，
摄像头3通过视频线与控制盒6内的图像处理器连接，控制按键7、耳机1分别通过数据线与控制盒6内的主控器、语音模块连接，照明灯2、光线传感器8均通过数据线与控制盒6内的主控器连接，主控盒6根据光线传感器8传递的光线强弱信号控制照明灯2的开启关闭，从而在光线黑暗时，控制照明灯2打开辅助摄像头3拍摄清晰照片。
进一步地，控制按键7上划分有不同按键区，每个按键区上均设有盲文文字，方便盲人操作。
进一步地，眼镜架5采用硬质铝合金材料，便于眼镜架5与脸部贴合不掉落。
一种基于如上所述导盲眼镜的防撞预警方法，如图2所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、拍摄获得导盲眼镜使用者行进方向的多张连续图像；
步骤2、对多张连续图像进行预处理，增加图像对比度，降低图像噪声；
步骤3、根据预处理后的图像的颜色特征、纹理特征提取盲道特征，识别盲道，若无法提取到盲道特征则重新拍摄照片返回步骤1开始，否则进行步骤4；
步骤4、对盲道区域内的障碍物进行识别，确定静态障碍物、动态障碍物，若无法确定到静态障碍物、动态障碍物，则重新拍摄照片返回步骤1开始，否则进行步骤5；
步骤5、根据步骤4确定的静态障碍物、动态障碍物计算障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，并对导盲眼镜使用者预警提醒。
进一步地，步骤2中的预处理过程为采用直方图均衡化、同态滤波算法对多张连续图像进行处理。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、采用颜色空间转换模型将预处理后的图像的RGB模型转换为Lab颜色空间模型，得到Lab颜色空间模型中盲道图像的b分量特征，颜色空间转换模型为：
其中，X、Y、Z是图像的三个刺激值，X0、Y0、Z0是CTE标准照明的三个刺激值，L*表示图像明度，a*、b*表示图像色度；
步骤3.2、采用灰度共生矩阵，选择0°、45°、90°、135°四个方向角度对图像进行统计，得到四个分别为P0°、P45°、P90°、P135°的灰度共生矩阵；
步骤3.3、结合经步骤3.1得到的盲道图像的b分量特征和经步骤3.2得到的四个分别为P0°、P45°、P90°、P135°的灰度共生矩阵，采用最大类间方差法对图像进行分割，初步得到盲道区域；
步骤3.4、对经步骤3.3初步得到的盲道区域采用Canny算子提取盲道边缘特征，再通过Hough变换提取盲道边缘特征，得到最终完整的盲道区域。
步骤4具体按照以下步骤实施：
步骤4.1、确定静态障碍物
步骤4.1.1、忽略每一张图像中盲道区域的上方区域，提取盲道区域；
步骤4.1.2、计算经步骤4.1.1得到的盲道区域的垂直和水平两个方向上的灰度值，计算经步骤4.1.1得到的盲道区域的熵来判别盲道区域内是否存在静态障碍物，当盲道区域的垂直和水平两个方向上的灰度值均小于盲道区域的熵，则存在静态障碍物；
步骤4.2、确定动态障碍物
步骤4.2.1、对每相邻的三张图像采用三帧差法进行检测，的三帧差法公式为
其中，Fk-1(x，y)、Fk(x，y)、Fk+1(x，y)为连续的第k-1、k、k+1帧图像，G1(x,y)、G2(x,y)为帧差后的图像；
步骤4.2.2、对帧差后的图像G1(x,y)、G2(x,y)选取阈值T进行二值化处理，二值化处理过程为:
式中，T为阈值，D1(x，y)、D2(x，y)为二值化后的图像，
其中阈值T根据帧差后的图像G1(x,y)、G2(x,y)灰度值的分布选取；
步骤4.2.3、将经步骤4.2.2得到的二值化后的图像D1(x，y)、D2(x，y)进行逻辑“与”运算：
式中，R(x，y)为“与”运算后得到的图像；
步骤4.2.4、采用灰度投影算法对“与”运算后得到的图像在水平、数值方向上进行灰度投影，得到“与”运算后得到的图像在两个方向上的两条曲线，再通过互相关函数对两条曲线进行互相关计算，得到这两条品曲线的互相关曲线，通过互相关曲线上的峰值点确定动态障碍物。
步骤5具体按照以下步骤实施：
步骤5.1、将步骤4得到的静态障碍物、动态障碍物信息代入测距公式计算静态障碍物、动态障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，测距公式为：
其中，H为摄像头安装高度，h为静态障碍物或动态障碍物的高度，f为摄像头焦距，u，v，u0，v0，ax，ay为摄像头的内参数；
步骤5.2、根据步骤5.1计算得到的静态障碍物、动态障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，对导盲眼镜使用者预警提醒：当距离小于3米时，则导盲眼镜使用者处在不安全的区域，主控盒6通过语音模块、振动模块对导盲眼镜使用者发出障碍物存在警告，当距离大于7米时，主控盒6发出安全语音信号，当距离大于3米和小于7米时，***发出障碍物存在预警信号。
本发明的一种导盲眼镜，其制备工艺简单，成本低廉，适合进行大规模生产推广，能够随身携带、便于操控、通过防撞预警方法能够有效地提醒使用者与障碍物之间的距离，避免使用者撞上盲道上的障碍物，给使用者的出行带来极大地便利。
本发明的一种导盲眼镜的防撞预警方法，融合颜色特征、纹理特征的盲道识别检测算法。在Lab颜色空间中提取盲道的黄色b分量，以最大类间方差法对盲道图像进行分割，通过盲道的纹理特征，采用Canny算子对盲道的边缘点进行初步提取，再通过Hough变换进一步对盲道边缘点进行优化，同时融合分割后的盲道区域，有效地识别出盲道。
由于盲道沿线环境复杂，且障碍物的出现具有不可预知性和不确定性，对于正前方的障碍物本发明采用基于单帧图像进行处理，通过对获取的图像建立感兴趣区域，即忽略每一张图像中盲道区域的上方区域，提取盲道区域，来减小障碍物搜索范围，再对该区域分别进行两个方向的边缘检测进一步减小障碍物区域，最后计算图像熵来判断该区域是否真正存在障碍物。
对于盲道两侧突然出现的运动障碍物本发明采用基于序列图像进行处理，在三帧差法基础上融合灰度投影算法对运动障碍物进行检测，该方法能够在背景运动情况下有效检测出盲道两侧突然出现的运动障碍物。
在实现了盲道区域内障碍物检测定位的基础上，本发明设计了预警提醒，在假设盲道路面是水平的前提下，通过视觉***的标定确定了世界坐标系与图像坐标系的几何关系，通过测距，估计出视障者与障碍物之间的实际距离，并依据实际距离，发出安全语音信号、预警信号、警告3种不同形式的信号，有效地保障视障人群的人身安全。

Claims (8)

1.一种导盲眼镜，其特征在于，包括眼镜架(5)及安装在眼镜架(5)上的镜片(4)，所述眼镜架(5)前侧分别安装有摄像头(3)、照明灯(2)、光线传感器(8)，所述摄像头(3)位于眼镜架(5)前侧中心处，所述眼镜架(5)一条支腿端部安装有耳机(1)，所述眼镜架(5)的另一条支腿端部外侧安装有控制按键(7)，
还包括控制盒(6)，所述控制盒(6)内安装有主控器以及与主控器相连的图像处理器、电池、振动模块、语音模块、蓝牙通信模块及WiFi通信模块，
所述摄像头(3)通过视频线与控制盒(6)内的图像处理器连接，所述控制按键(7)、耳机(1)分别通过数据线与控制盒(6)内的主控器、语音模块连接，所述照明灯(2)、光线传感器(8)均通过数据线与控制盒(6)内的主控器连接，所述主控盒(6)根据光线传感器(8)传递的光线强弱信号控制照明灯(2)的开启关闭。
2.如权利要求1所述的一种导盲眼镜及其防撞预警方法，其特征在于，所述控制按键(7)上划分有不同按键区，每个按键区上均设有盲文文字，方便盲人操作。
3.如权利要求1或2所述的一种导盲眼镜及其防撞预警方法，其特征在于，所述眼镜架(5)采用硬质铝合金材料，便于眼镜架(5)与脸部贴合不掉落。
4.如权利要求1—3所述的一种导盲眼镜的防撞预警方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、拍摄获得导盲眼镜使用者行进方向的多张连续图像；
步骤2、对多张连续图像进行预处理，增加图像对比度，降低图像噪声；
步骤3、根据预处理后的图像的颜色特征、纹理特征提取盲道特征，识别盲道，若无法提取到盲道特征则重新拍摄照片返回步骤1开始，否则进行步骤4；
步骤4、对盲道区域内的障碍物进行识别，确定静态障碍物、动态障碍物，若无法确定到静态障碍物、动态障碍物，则重新拍摄照片返回步骤1开始，否则进行步骤5；
步骤5、根据步骤4确定的静态障碍物、动态障碍物计算障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，并对导盲眼镜使用者预警提醒。
5.如权利要求4所述的一种导盲眼镜及其防撞预警方法，其特征在于，所述步骤2中的预处理过程为采用直方图均衡化、同态滤波算法对多张连续图像进行处理。
6.如权利要求4所述的一种导盲眼镜及其防撞预警方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、采用颜色空间转换模型将预处理后的图像的RGB模型转换为Lab颜色空间模型，得到Lab颜色空间模型中盲道图像的b分量特征，所述颜色空间转换模型为：
其中，X、Y、Z是图像的三个刺激值，X0、Y0、Z0是CTE标准照明的三个刺激值，L*表示图像明度，a*、b*表示图像色度；
步骤3.2、采用灰度共生矩阵，选择0°、45°、90°、135°四个方向角度对图像进行统计，得到四个分别为P0°、P45°、P90°、P135°的灰度共生矩阵；
步骤3.3、结合经步骤3.1得到的盲道图像的b分量特征和经步骤3.2得到的四个分别为P0°、P45°、P90°、P135°的灰度共生矩阵，采用最大类间方差法对图像进行分割，初步得到盲道区域；
步骤3.4、对经步骤3.3初步得到的盲道区域采用Canny算子提取盲道边缘特征，再通过Hough变换提取盲道边缘特征，得到最终完整的盲道区域。
7.如权利要求4所述的一种导盲眼镜及其防撞预警方法，其特征在于，所述步骤4具体按照以下步骤实施：
步骤4.1、确定静态障碍物
步骤4.1.1、忽略每一张图像中盲道区域的上方区域，提取盲道区域；
步骤4.1.2、计算经步骤4.1.1得到的盲道区域的垂直和水平两个方向上的灰度值，计算经步骤4.1.1得到的盲道区域的熵来判别盲道区域内是否存在静态障碍物，当盲道区域的垂直和水平两个方向上的灰度值均小于盲道区域的熵，则存在静态障碍物；
步骤4.2、确定动态障碍物
步骤4.2.1、对每相邻的三张图像采用三帧差法进行检测，所述的三帧差法公式为
其中，Fk-1(x，y)、Fk(x，y)、Fk+1(x，y)为连续的第k-1、k、k+1帧图像，G1(x,y)、G2(x,y)为帧差后的图像；
步骤4.2.2、对帧差后的图像G1(x,y)、G2(x,y)选取阈值T进行二值化处理，所述二值化处理过程为:
式中，T为阈值，D1(x，y)、D2(x，y)为二值化后的图像，
其中阈值T根据帧差后的图像G1(x,y)、G2(x,y)灰度值的分布选取；
步骤4.2.3、将经步骤4.2.2得到的二值化后的图像D1(x，y)、D2(x，y)进行逻辑“与”运算：
式中，R(x，y)为“与”运算后得到的图像；
步骤4.2.4、采用灰度投影算法对“与”运算后得到的图像在水平、数值方向上进行灰度投影，得到“与”运算后得到的图像在两个方向上的两条曲线，再通过互相关函数对两条曲线进行互相关计算，得到这两条品曲线的互相关曲线，通过互相关曲线上的峰值点确定动态障碍物。
8.如权利要求4所述的一种导盲眼镜及其防撞预警方法，其特征在于，所述步骤5具体按照以下步骤实施：
步骤5.1、将步骤4得到的静态障碍物、动态障碍物信息代入测距公式计算静态障碍物、动态障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，所述测距公式为：
其中，H为摄像头安装高度，h为静态障碍物或动态障碍物的高度，f为摄像头焦距，u，v，u0，v0，ax，ay为摄像头的内参数；
步骤5.2、根据步骤5.1计算得到的静态障碍物、动态障碍物与导盲眼镜使用者之间的距离，对导盲眼镜使用者预警提醒：当距离小于3米时，则导盲眼镜使用者处在不安全的区域，主控盒(6)通过语音模块、振动模块对导盲眼镜使用者发出障碍物存在警告，当距离大于7米时，主控盒(6)发出安全语音信号，当距离大于3米和小于7米时，***发出障碍物存在预警信号。
CN201811451997.7A 2018-11-30 2018-11-30 一种导盲眼镜及其防撞预警方法 Active CN109602585B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811451997.7A CN109602585B (zh) 2018-11-30 2018-11-30 一种导盲眼镜及其防撞预警方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811451997.7A CN109602585B (zh) 2018-11-30 2018-11-30 一种导盲眼镜及其防撞预警方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109602585A true CN109602585A (zh) 2019-04-12
CN109602585B CN109602585B (zh) 2022-02-22

Family

ID=66006495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811451997.7A Active CN109602585B (zh) 2018-11-30 2018-11-30 一种导盲眼镜及其防撞预警方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109602585B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110623820A (zh) * 2019-07-15 2019-12-31 电子科技大学 一种可穿戴式智能导盲装置
CN113080550A (zh) * 2021-05-12 2021-07-09 新疆爱华盈通信息技术有限公司 用于识别障碍物的头巾及其识别障碍物的方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101336856A (zh) * 2008-08-08 2009-01-07 西安电子科技大学 辅助视觉***的信息获取与传递方法
WO2011083963A2 (ko) * 2010-01-06 2011-07-14 (주) 부성 리싸이클링 Ｒｆｉｄ 블록을 이용한 시각장애인 보행방향 안내 유도시스템 및 그 방법
CN102184550A (zh) * 2011-05-04 2011-09-14 华中科技大学 一种动平台地面运动目标检测方法
CN103637900A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 北京航空航天大学 基于图像识别的智能导盲杖
CN203825313U (zh) * 2013-12-16 2014-09-10 智博锐视（北京）科技有限公司 盲人导航眼镜
CN104173174A (zh) * 2014-08-22 2014-12-03 河海大学常州校区 一种便携式助行导盲装置及方法
CN104778723A (zh) * 2015-04-09 2015-07-15 海视英科光电（苏州）有限公司 红外图像中利用三帧差法进行移动侦测的方法
CN106074098A (zh) * 2016-06-13 2016-11-09 金英子 一种用于视觉障碍者的导航***
CN106709518A (zh) * 2016-12-20 2017-05-24 西南大学 基于Android平台的盲道识别***
RO132133A2 (ro) * 2016-03-03 2017-09-29 Gafencu Daniela În Calitate De Tutore A Minorei Gafencu Miruna-Alexandra Dispozitiv portabil individual şi metodă de orientare în deplasare, destinate persoanelor cu deficienţe severe de vedere
CN107456363A (zh) * 2017-08-10 2017-12-12 李海强 多功能导盲手杖
CN108524209A (zh) * 2018-03-30 2018-09-14 江西科技师范大学 导盲方法、***、可读存储介质及移动终端

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101336856A (zh) * 2008-08-08 2009-01-07 西安电子科技大学 辅助视觉***的信息获取与传递方法
WO2011083963A2 (ko) * 2010-01-06 2011-07-14 (주) 부성 리싸이클링 Ｒｆｉｄ 블록을 이용한 시각장애인 보행방향 안내 유도시스템 및 그 방법
CN102184550A (zh) * 2011-05-04 2011-09-14 华中科技大学 一种动平台地面运动目标检测方法
CN203825313U (zh) * 2013-12-16 2014-09-10 智博锐视（北京）科技有限公司 盲人导航眼镜
CN103637900A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 北京航空航天大学 基于图像识别的智能导盲杖
CN104173174A (zh) * 2014-08-22 2014-12-03 河海大学常州校区 一种便携式助行导盲装置及方法
CN104778723A (zh) * 2015-04-09 2015-07-15 海视英科光电（苏州）有限公司 红外图像中利用三帧差法进行移动侦测的方法
RO132133A2 (ro) * 2016-03-03 2017-09-29 Gafencu Daniela În Calitate De Tutore A Minorei Gafencu Miruna-Alexandra Dispozitiv portabil individual şi metodă de orientare în deplasare, destinate persoanelor cu deficienţe severe de vedere
CN106074098A (zh) * 2016-06-13 2016-11-09 金英子 一种用于视觉障碍者的导航***
CN106709518A (zh) * 2016-12-20 2017-05-24 西南大学 基于Android平台的盲道识别***
CN107456363A (zh) * 2017-08-10 2017-12-12 李海强 多功能导盲手杖
CN108524209A (zh) * 2018-03-30 2018-09-14 江西科技师范大学 导盲方法、***、可读存储介质及移动终端

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汤智超: "导盲机器人的交通标志视觉识别技术研究", 《计算机技术与发展》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110623820A (zh) * 2019-07-15 2019-12-31 电子科技大学 一种可穿戴式智能导盲装置
CN113080550A (zh) * 2021-05-12 2021-07-09 新疆爱华盈通信息技术有限公司 用于识别障碍物的头巾及其识别障碍物的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109602585B (zh) 2022-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106846734B (zh) 一种疲劳驾驶检测装置及方法
CN106022304B (zh) 一种基于双目相机的实时人体坐姿情况检测方法
CN106682603B (zh) 一种基于多源信息融合的实时驾驶员疲劳预警***
CN101950355B (zh) 基于数字视频的驾驶员疲劳状态检测方法
WO2020029444A1 (zh) 一种驾驶员驾驶时注意力检测方法和***
CN106241584A (zh) 一种基于扶梯安全的智能视频监控***及方法
CN110246305A (zh) 一种基于机器视觉的疲劳驾驶检测预警***及方法
CN106022235B (zh) 基于人体探测的遗漏孩童检测方法
CN108053615A (zh) 基于微表情的驾驶员疲劳驾驶状态检测方法
CN104899869A (zh) 基于rgb-d相机和姿态传感器的平面和障碍检测方法
CN101593425A (zh) 一种基于机器视觉的疲劳驾驶监控方法及***
CN103902958A (zh) 人脸识别的方法
CN104013414A (zh) 一种基于移动智能手机的驾驶员疲劳检测***
CN109255298A (zh) 一种动态背景中的安全帽检测方法与***
CN109612993A (zh) 一种零件质量检测***及方法
CN106600640A (zh) 一种基于rgb‑d相机的人脸识别辅助眼镜
CN107563346A (zh) 一种基于人眼图像处理实现驾驶员疲劳判别的方法
CN109602585A (zh) 一种导盲眼镜及其防撞预警方法
CN202088896U (zh) 基于驾驶员面部识别的机动车安全控制***
CN109165630A (zh) 一种基于二维人眼识别的疲劳监测方法
CN104123549A (zh) 一种用于疲劳驾驶实时监测的眼睛定位方法
CN108108651B (zh) 基于视频人脸分析的驾驶员非专心驾驶检测方法及***
CN112241647B (zh) 一种基于深度相机的危险驾驶行为预警装置和方法
CN116503794A (zh) 一种驾驶舱机组的疲劳检测方法
CN108805060A (zh) 一种斑马线型人行横道检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant