CN109645633B - 一种手杖、导航方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种手杖、导航方法、装置，手杖包括手杖主体，所述手杖主体的顶部设有手杖握把，所述手杖主体嵌入有无线网络模块、处理器、定位模块、输出模块和供电模块，其中：所述供电模块用于向所述无线网络模块、处理器、定位模块、输出模块提供电能；所述无线网络模块，用于接收服务器发送的导航路径，并传输给所述处理器；所述处理器，用于通过定位模块对所述手杖进行定位，并根据所述导航路径进行导航，并生成导航提示信息给输出模块输出。本申请提供的手杖，通过给手杖加入智能导航和提醒的功能，为行动不便的人和盲人出行带来了极大的方便。

Description

一种手杖、导航方法、装置

技术领域

本发明涉及手杖技术领域，特别涉及一种手杖、导航方法、装置。

背景技术

现有技术中，为行动不便或者盲人提供帮助的手杖，一般只有辅助和支撑的功能，当用户走路、视力等都可能存在问题时，现有技术中的手杖在使用的过程中，由于功能单一，导致使用时的不便。

发明内容

本发明提供了一种手杖、导航方法、装置，给手杖加入了导航和提醒的功能，更好地帮助行动不便的人和盲人出行。

为了达到上述目的，本发明提供了一种手杖，包括手杖主体，所述手杖主体的顶部设有手杖握把，所述手杖主体嵌入有无线网络模块、处理器、定位模块、输出模块和供电模块，其中：

所述供电模块用于向所述无线网络模块、处理器、定位模块、输出模块提供电能；

所述无线网络模块，用于接收服务器发送的导航路径，并传输给所述处理器；

所述处理器，用于通过定位模块对所述手杖进行定位，并根据所述导航路径进行导航，并生成导航提示信息给输出模块输出。

本发明提供的手杖，在普通的手杖基础上，在手杖内部加入无线网络模块、处理器、定位模块、输出模块和供电模块，其中，当用户需要出行时，利用手机在服务器中预置目的地，通过服务器查找出导航路径，无线网络模块将导航路径发送给处理器，处理器通过定位模块对手杖进行定位，并根据导航路径进行导航，同时生成导航提示信息给输出模块输出，告知给用户，用户根据输出模块输出的信息前进。因此，本发明提供的手杖，通过给手杖加入导航和提醒的功能，帮助行动不便的人和盲人在出行时更加方便地到达目的地。

优选地，所述手杖还包括：第一摄像头，位于手杖主体背离所述手杖握把的一侧且靠近手杖主体的顶端，用以采集行进方向的环境图像。

作为一种可实施方案，所述处理器用于：

检测所述第一摄像头采集的环境图像中是否包含交通信号灯，并在确定包含交通信号灯时，确定行进方向上的交通信号灯颜色，以及根据确定的交通信号灯颜色生成导航提示信息，和/或，

所述处理器用于检测所述第一摄像头采集的环境图像中是否包含人群，并在确定包含人群时，确定行进方向上的人群状态是否为拥挤状态，以及根据确定的人群状态生成导航信息。

作为一种可实施方案，所述处理器具体用于：

若所述交通信号灯的颜色为红色或黄色，则从定位模块获取定位位置，确定该定位位置相距导航路径中所述交通信号灯所处的路口的距离；

若所述距离小于预设距离，且生成用于提示在原地等待的导航提示信息。

作为一种可实施方案，所述处理器具体用于：

若行进方向上处于预设距离中的人群状态为拥挤状态，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息。

作为一种可实施方案，所述处理器还用于：

检测所述第一摄像头采集的环境图像中是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

优选地，所述手杖主体的底部设有防滑垫。

优选地，所述手杖还包括：

第二摄像头，位于所述手杖主体背离所述手杖的一侧且靠近所述手杖主体的底部，用以采集行进方向上的道路图像。

作为一种可实施方案，所述处理器具体用于：

检测所述第二摄像头采集的道路图像是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

优选地，所述手杖主体的底部设有手杖底盘，所述手杖底盘背离所述手杖主体的一侧边缘设有不少于三个支撑架。

优选地，所述第二摄像头位于所述手杖底盘朝向地面的一侧，用以采集行进方向上的道路图像。

作为一种可实施方案，所述处理器具体用于：

检测所述第二摄像头采集的道路图像是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

优选地，所述支撑架为减震弹簧。

优选地，所述手杖还包括接地橡胶，所述减震弹簧的一端与所述手杖底盘连接，另一端与所述接地橡胶连接。

优选地，所述支撑架的数量为4个。

优选地，所述手杖握把的材料为软木或乳胶质。

本发明还提供了导航方法，应用于手杖，所述方法包括：

接收服务器发送的导航路径；

对所述手杖进行定位，并根据所述导航路径进行导航；

生成导航提示信息并输出。

作为一种可实施方案，该方法还包括：

采集行进方向的环境图像；

检测所述环境图像中是否包含交通信号灯，并在确定包含交通信号灯时，确定行进方向上的交通信号灯颜色；

所述生成导航提示信息，包括：

根据确定的交通信号灯颜色生成导航提示信息。

作为一种可实施方案，该方法还包括：

采集行进方向的环境图像；

检测环境图像中是否包含人群，并在确定包含人群时，确定行进方向上的人群状态是否为拥挤状态，

所述生成导航提示信息，包括：

根据确定的人群状态生成导航信息。

作为一种可实施方案，根据确定的交通信号灯颜色生成导航提示信息，包括：

若所述交通信号灯的颜色为红色或黄色，处理器则从定位模块获取定位位置，确定该定位位置相距导航路径中所述交通信号灯所处的路口的距离；

若所述距离小于预设距离，且生成用于提示在原地等待的导航提示信息。

作为一种可实施方案，根据确定的人群状态生成导航信息，包括：

若行进方向上处于预设距离中的人群状态为拥挤状态，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息。

作为一种可实施方案，该方法还包括：

检测环境图像中是否包含盲道；

在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

附图说明

图1为本发明提供的手杖的结构示意图；

图2为本发明提供的手杖包含第二摄像头的结构示意图；

图3为本发明提供的手杖包含手杖底盘的结构示意图；

图4为本发明提供的手杖底盘的俯视结构示意图；

图5为本发明提供的手杖主体各模块的结构关系图；

图6为本发明提供的手杖进行导航的步骤示意图；

图7为本发明提供的手杖应用场景示意图。

图中：

1-手杖主体；11-无线网络模块；12-处理器；13-定位模块；

14-输出模块；15-供电模块；2-手杖握把；3-第一摄像头；

4-防滑垫；5-第二摄像头；6-手杖底盘；61-减震弹簧；

62-接地橡胶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1及图5，本发明提供了一种手杖，包括手杖主体1，手杖主体1的顶部设有手杖握把2，手杖主体1嵌入有无线网络模块11、处理器12、定位模块13、输出模块14和供电模块15，其中：

供电模块15用于向无线网络模块11、处理器12、定位模块13、输出模块14提供电能；

无线网络模块11用于接收服务器发送的导航路径，并传输给服务器；

处理器12用于通过定位模块13对手杖进行定位，并根据导航路径进行导航，并生成导航提示信息给输出模块14输出。

本发明提供的手杖，在普通的手杖基础上，在手杖主体1内部加入了无线网络模块11、处理器12、定位模块13、输出模块14和供电模块15，使得手杖具有了智能导航和智能提醒的作用。其中，当用户需要出行时，利用手机在服务器中预置目的地，通过服务器查找出导航路径，无线网络模块11将导航路径发送给处理器12，处理器12通过定位模块13对手杖进行定位，并根据导航路径进行导航，同时生成导航提示信息给输出模块14输出，告知给用户，用户根据输出模块14输出的信息前进。因此，本发明提供的手杖，通过给手杖加入导航和提醒的功能，能够帮助行动不便的人和盲人在出行时更加方便地到达目的地。

具体地，供电模块15为蓄电池，方便充电使用。

一种可实施方案是，处理器12内部配置有蓝牙功能，能够将生成的提示信息转化成音频推送到用户的蓝牙耳机。另一种可实施方案是，处理器12直接将生成的提示信息转化成音频，以外放的形式告知用户，并在手杖的握把上设置提醒装置，当发出提示信息的同时，提醒装置以震动的形式提醒用户。

进一步地，本发明提供的手杖还设有第一摄像头3，该摄像头设置于手杖主体1背离手杖握把2的一侧且靠近手杖主体1的顶端，用以采集行进方向的环境。第一摄像头3采集的图像发送给处理器12，处理器12通过分析辨别环境图像里包含的内容，然后将结果发送给输出模块14输出，告知给用户。

具体地，在此过程中，处理器12用于：

检测第一摄像头3采集的环境图像中是否包含交通信号灯，并在确定包含交通信号灯时，确定行进方向上的交通信号灯颜色，以及根据确定的交通信号灯颜色生成导航提示信息，同时，处理器12还用于检测第一摄像头3采集的环境图像中是否包含人群，并在确定包含人群时，确定行进方向上的人群状态是否为拥挤状态，以及根据确定的人群状态生成导航信息。

进一步地，若交通信号灯的颜色为红色或黄色，处理器12则从定位模块13获取定位位置，确定该定位位置相距导航路径中交通信号灯所处的路口的距离；

若距离小于预设距离，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息，比如：现在是红灯，请在原地等待。

或者，若行进方向上处于预设距离中的人群状态为拥挤状态，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息，比如：前方人群拥挤，请在原地等待。

进一步地，第一摄像头3还可采集行进方向上的道路图像，将图像发送给处理器12之后，处理器12进行分析辨别图像中的道路是否包含盲道，若包含盲道，则处理器12通过定位模块13生成导航路径，并生成提示信息，引导用户走到盲道上去。对于盲人来说，走盲道更加的安全，也方便辨别行进前方的路。

进一步地，手杖主体1的底部设有防滑垫4，以使手杖在与地面接触时起到防滑的作用，保护用户的安全。

进一步地，如图2所示，手杖还包括第二摄像头5，一种可实施方案是，该摄像头位于手杖主体1背离手杖的一侧且靠近手杖主体1的底部，用以采集行进方向上的道路图像。通过设置第一摄像头3和第二摄像头5，使得两个摄像头分工明确，第一摄像头3采集交通信号灯以及人群的图像，第二摄像头5靠近手杖主体1的底部，更方便采集道路的图像，也使得手杖的功能更完善，第二摄像头5采集的道路图像发送给处理器12后，处理器12分析辨别图像中是否含有盲道，若包含盲道，则通过定位模块13生成导航路径，通过输出模块14将提示信息告知用户，将用户引导到盲道上。

在此过程中，处理器12具体用于：检测第二摄像头5采集的道路图像是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

另一种可实施方案是，如图3及图4所示，本发明提供的手杖还包括手杖底盘6，在手杖底盘6的边缘设置有不少于三个支撑架以支撑手杖与地面的接触，第二摄像头5设置一手杖底盘6朝向地面的一侧。在此过程中，处理器12具体用于：检测第二摄像头5采集的道路图像是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。将第二摄像头5设置于手杖底盘6朝向地面的一侧，既保证了手杖的美观，又能够有效地采集到行进方向上的道路图像。

第一摄像头3采集行进方向上的环境图像和道路图像，并通过卷积神经网络算法进行深度学习训练，以辨别环境中的交通信号灯、人群状态以及道路状况，并将训练模型进行封装，设置于处理器12中。或者，第一摄像头3采集行进方向上的环境图像，第二摄像头5采集行进道路上的道路图像，均通过卷积神经网络算法进行深度学习训练，以使第一摄像头3辨别环境中的交通信号灯和人群状态，第二摄像头5辨别道路状况，并将训练模型进行封装，设置于处理器12中。

进一步地，支撑架可以为减震弹簧61，用于减轻手杖晃动与冲击，更加有利于保证用户使用时的安全。

进一步地，手杖还包括接地橡胶62，减震弹簧61的一端与手杖底盘6连接，另一端与接地橡胶62连接，接地橡胶62用以防滑，以保证用户的安全。

其中一种可实施方案时，手杖底盘6底部的支撑架数量为4个，可以更加有利于手杖的平衡，也保证了手杖的美观。

具体地，手杖握把2的材料为软木或者乳胶质，这些材料使用时，用户的手不易出手汗，更有利于抓住。

基于相同的发明构思，本申请还提供一种利用手杖进行导航和提醒的方法，参考图6为该方法的流程示意图，包括：

S101：接收服务器发送的导航路径；

S102：对所述手杖进行定位，并根据所述导航路径进行导航；

S103：生成导航提示信息并输出。

进一步地,作为一种可实施方案，该方法还包括：在导航过程中，采集行进方向的环境图像，并检测所述环境图像中是否包含交通信号灯，并在确定包含交通信号灯时，确定行进方向上的交通信号灯颜色。若交通信号灯的颜色为红色或黄色，则获取定位位置，确定该定位位置相距导航路径中所述交通信号灯所处的路口的距离。前述步骤S103可执行为若距离小于预设距离，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息。

若交通信号灯的颜色为绿色，则先生成将用户引导到路口的提示，并识别该绿灯剩余的时间，若绿灯剩余的时间大于等于10秒，前述步骤S103可执行为生成注意安全，继续前进的导航提示信息；若绿灯剩余的时间小于10秒，则前述步骤S103可执行为生成原地等待的导航提示信息。

通过采集行进方向上的交通信号灯的图像，能够帮助视力不好的人或者是盲人在过马路的时候大大降低出现危险的隐患，更大地保证了用户的安全。

进一步地作为一种可实施方案，该方法还包括，在导航过程中：采集行进方向的环境图像，检测环境图像中是否包含人群，并在确定包含人群时，确定行进方向上的人群状态是否为拥挤状态。前述步骤S103可执行为若行进方向上处于预设距离中的人群状态为拥挤状态，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息；若行进方向上处于预设距离中的人群状态不拥挤，则生成用于提示继续前行的导航提示信息。

通过采集行进前方的人群状态，当人多时，则先暂停前进，降低了用户因为人群拥挤而导致的被撞或被撞倒的风险，保障了用户的安全。

进一步地，作为一种可实施方案，该方法还包括，在导航过程中：检测环境图像中是否包含盲道，前述步骤S103可执行为在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息；当确定不包含盲道时，则生成让用户继续前进的导航提示信息。

通过识别道路中是否有盲道，并在确定有盲道后将用户引导到盲道上行走，更加有利于保障用户的安全。

其中，在实现上述目的时，利用图像采集装置进行采集行进前方的环境图像，将图像发送给处理器，处理器通过分析辨别，得出结果通过输出模块输出给用户。

值得注意的是，本发明的采用的图像采集装置可以包括一个摄像头，也可以包括多个摄像头(如前述的第一摄像头和第二摄像头，第一摄像头用于采集交通信号灯和人群状态的图像，第二摄像头用于采集道路图像)，多个摄像头分工合作，使得手杖在功能上更加完善。

下面结合图7所示的应用场景示意图，对本申请中导航方法做进一步说明：

首先通过手机定位到目的地，并生成导航路径，并将导航路径通过通信网络将导航路径传输给手杖。在导航的过程中，图像采集装置采集行进前方的环境图像，通过通信网络传输给手杖，并通过手杖对环境图像进行分析识别，得出前进或原地等待的提示信息。其中，手杖分析识别图像采集装置采集的图像，包括但不仅限于以下的内容：

检测所述环境图像中是否包含交通信号灯，并在确定包含交通信号灯时，确定行进方向上的交通信号灯颜色。若交通信号灯的颜色为红色或黄色，则获取定位位置，确定该定位位置相距导航路径中所述交通信号灯所处的路口的距离。若距离小于预设距离，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息。若交通信号灯的颜色为绿色，则先生成将用户引导到路口的提示，并识别该绿灯剩余的时间，若绿灯剩余的时间大于等于10秒，生成注意安全，继续前进的导航提示信息；若绿灯剩余的时间小于10秒，生成原地等待的导航提示信息。

检测环境图像中是否包含人群，并在确定包含人群时，确定行进方向上的人群状态是否为拥挤状态。若行进方向上处于预设距离中的人群状态为拥挤状态，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息；若行进方向上处于预设距离中的人群状态不拥挤，则生成用于提示继续前行的导航提示信息。

检测环境图像中是否包含盲道，在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息；当确定不包含盲道时，则生成让用户继续前进的导航提示信息。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种手杖，包括手杖主体，所述手杖主体的顶部设有手杖握把，其特征在于，所述手杖主体嵌入有无线网络模块、处理器、定位模块、输出模块和供电模块，其中：

所述供电模块用于向所述无线网络模块、处理器、定位模块、输出模块提供电能；

所述无线网络模块，用于接收服务器发送的导航路径，并传输给所述处理器，其中，所述导航路径是所述服务器根据其它设备在所述服务器中预置目的地确定出的；

所述处理器，用于通过定位模块对所述手杖进行定位，并根据所述导航路径进行导航，并生成导航提示信息给输出模块输出；

第一摄像头，位于手杖主体背离所述手杖握把的一侧且靠近手杖主体的顶端，用以采集行进方向的环境图像；

所述处理器用于检测所述第一摄像头采集的环境图像中是否包含人群，并在确定包含人群时，确定行进方向上的人群状态是否为拥挤状态，以及根据确定的人群状态生成导航信息；若行进方向上处于预设距离中的人群状态为拥挤状态，则生成用于提示在原地等待的导航提示信息；

其中，所述处理器设置有封装的训练模型，其中所述训练模型是基于预先利用所述第一摄像头采集行进方向上的环境图像和道路图像，并通过卷积神经网络算法进行深度学习训练，以辨别环境中的交通信号灯、人群状态以及道路状况的方式得到的；

第二摄像头，位于所述手杖主体背离所述手杖的一侧且靠近所述手杖主体的底部，用以采集行进方向上的道路图像；

所述处理器还用于：检测所述第二摄像头采集的道路图像是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

2.根据权利要求1所述的手杖，其特征在于，所述处理器还用于：

检测所述第一摄像头采集的环境图像中是否包含交通信号灯，并在确定包含交通信号灯时，确定行进方向上的交通信号灯颜色，以及根据确定的交通信号灯颜色生成导航提示信息。

3.根据权利要求2所述的手杖，其特征在于，所述处理器具体用于：

若所述交通信号灯的颜色为红色或黄色，则从定位模块获取定位位置，确定该定位位置相距导航路径中所述交通信号灯所处的路口的距离；

若所述距离小于预设距离，且生成用于提示在原地等待的导航提示信息。

4.根据权利要求1所述的手杖，其特征在于，所述处理器还用于：

检测所述第一摄像头采集的环境图像中是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

5.根据权利要求1所述的手杖，其特征在于，所述手杖主体的底部设有防滑垫。

6.根据权利要求1所述的手杖，其特征在于，所述手杖主体的底部设有手杖底盘，所述手杖底盘背离所述手杖主体的一侧边缘设有不少于三个支撑架。

7.根据权利要求6所述的手杖，其特征在于，还包括第二摄像头，所述第二摄像头位于所述手杖底盘朝向地面的一侧，用以采集行进方向上的道路图像。

8.根据权利要求6所述的手杖，其特征在于，所述支撑架为减震弹簧。

9.根据权利要求8所述的手杖，其特征在于，所述手杖还包括接地橡胶，所述减震弹簧的一端与所述手杖底盘连接，另一端与所述接地橡胶连接。

10.根据权利要求6所述的手杖，其特征在于，所述支撑架的数量为4个。

11.根据权利要求1-10任一项所述的手杖，其特征在于，所述手杖握把的材料为软木或乳胶质。

12.一种导航方法，其特征在于，应用于如权利要求1-11中任一所述手杖，所述方法包括：

接收服务器发送的导航路径，其中，所述导航路径是所述服务器根据其它设备在所述服务器中预置目的地确定出的；

对所述手杖进行定位，并根据所述导航路径进行导航；

生成导航提示信息并输出；

所述方法还包括：

通过第一摄像头采集行进方向的环境图像；

检测所述环境图像中是否包含人群，并在确定包含人群时，确定行进方向上的人群状态是否为拥挤状态；根据确定的人群状态生成导航信息；

通过第二摄像头采集行进方向的道路图像；

检测所述第二摄像头采集的道路图像是否包含盲道，并在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：

检测所述环境图像中是否包含交通信号灯，并在确定包含交通信号灯时，确定行进方向上的交通信号灯颜色；

所述生成导航提示信息，还包括：

根据确定的交通信号灯颜色生成导航提示信息。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据确定的交通信号灯颜色生成导航提示信息，包括：

若所述交通信号灯的颜色为红色或黄色，处理器则从定位模块获取定位位置，确定该定位位置相距导航路径中所述交通信号灯所处的路口的距离；

若所述距离小于预设距离，且生成用于提示在原地等待的导航提示信息。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，还包括：

检测环境图像中是否包含盲道；

在确定包含盲道时，根据确定的盲道位置生成用于将用户引导到盲道上的导航提示信息。