CN111643324A - 一种智能盲人眼镜 - Google Patents

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兰晓松
常红星
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Abstract

本发明公布了一种智能盲人眼镜，主要包括双目摄像头模块、骨导传感器模块、振动传感器、5G模块、蓝牙模块、Wifi模块、电池、LED显示模块、处理器、开关按钮、USB充电口、连接带等。本智能盲人眼镜通过双目摄像头模块采集视觉信息，经过智能盲人眼镜上处理器及视觉算法处理，实现双目立体视觉测距与避障、盲道识别、物体检测识别、语音播报交互、文字识别辅助阅读、人脸检测识别及表情识别等功能，同时通过配对的手机及相应APP，可实现导航、社交等更多功能，提升视障人士环境感知能力、自主行动能力、与人沟通交互能力，使其基本实现生活自理和自助阅读学习，能参加更多工种的工作。

Description

一种智能盲人眼镜
技术领域
本发明涉及导盲设备技术领域，具体为一种智能盲人眼镜。
背景技术
据中国盲人协会数据显示，2013年中国有1731万盲人，每年新增盲人约45万。盲人缺少感知外界的手段，出行有很大的障碍，经常摔倒、受伤，一直是弱势群体。一般来说，盲人主要通过手杖或者导盲犬出行。依靠手杖探测的效率低、范围小，且无法解决过马路等问题；依靠导盲犬的成本高昂且供给严重不足。
近年来，随着AI技术的快速发展，盲人智能辅助工具逐渐获得青睐，目标产品主要包括电子导盲犬、智能手杖和盲人视觉辅助眼镜三个方向，分别通过牵引、手握、佩戴的方式为盲人提供服务,共同的发展趋势是集成导航、避障、目标检测、场景理解等智能功能。电子导盲犬可看作“加牵引杆的缩微自动驾驶汽车”，由于摄像头安装位置很低致使其视野范围小，且上下楼梯时需要携带；智能手杖在普通盲杖的基础上增加了部分智能功能(避障、盲道检测)，由于摄像头安装位置较低且随着手杖在行进过程中频繁摇摆致使视野范围小、图像质量差；盲人视觉辅助眼镜前端(佩戴于头部)通过双目摄像头采集信息，后端(放在背包或口袋中)利用人工智能技术实现智能功能，具有重量轻、成本低、易佩戴、观测范围远等优点，是目前盲人智能辅助工具的发展方向，因此，本发明设计一种智能盲人眼镜以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的是面向视障人士日常工作起居和外出导航需求，利用当前日益发展成熟的人工智能视觉技术，基于双目摄像机采集单元与强大的嵌入式计算平台，综合利用先进的双目立体视觉、障碍物探测与规避、基于深度神经网络的图像识别、结合浅层和深度特征的语义分割等技术，研制具有高性能视觉探距与避障、物体识别与播报、感知定位与导航、语音交互、文字识别朗读、人脸表情识别等功能的穿戴式智能盲人视觉辅助眼镜，提升视障人士环境感知能力、自主行动能力、与人沟通交互能力，使其基本实现生活自理和自助阅读学习，能参加更多工种的工作。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种智能盲人眼镜，主要包括：镜片、双目摄像头、镜架、电池、骨传导耳机、软连接带、LED显示屏、开关机按钮、5G卡槽、拾音孔、中央处理器及电路***模块、充电口、双目电路板等。所述智能盲人眼镜的特征是：
所述的双目摄像头及配套的双目电路板置于眼镜前端，并与所述的信息中央处理器及电路***模块及电池相连，所述的信息中央处理器及电路***模块包括双目视觉信息的采集输入、图像视频信息处理、语音信息采集输入、处理及输出。其中可智能处理的功能包括：高性能视觉探距与避障、物体识别与播报、感知定位与导航、语音交互、文字识别朗读、人脸表情识别、远程视频交互指导等。
所述的LED显示屏与信息中央处理器连接，佩戴者可使用语音控制LED显示的内容、请求及提醒，平时显示佩戴者身份提醒。
所述的软连接带，所述的软连接带能根据盲人头型任意伸缩调整大小，LED显示屏与中央处理器通过软连接带中的线路连接。
所述运行于前端的盲人导航APP专为盲人设计，通过无线连接，针对盲人设计开发，全程采用人性化的语音交互；步行、公交导航、附近感兴趣区域导航，一步导到位置，无缝衔接；融合视觉和前端眼镜，解决最后几米的定位精度瓶颈；加入线路记忆，个人化定制活动路线功能导航提示。
所述的交互方式，通过拾音孔与拾音设备获取盲人语音控制交互命令，通过中央信息处理器处理做出程序和语音响应及反馈，全程采用语音交互。
所述的信息智能处理方式，前端眼镜处理计算复杂度低实时性要求高的应用算法，对于计算复杂度高的基于深度神经网络的算法，通过5G模块将图像序列传输到云端进行实时处理与反馈，另外5G网络也可用于亲人远程视频交互指导。
本发明采用上述方案主要有以下效果：全语音交互，双目测距避障、识别本地及云端一体化解决方案，内置针对盲人设计的导航APP一步导位、无缝衔接、人性精准，LED显示屏语音自定义提醒，5G云端处理及远程流畅交互。
附图说明
图1为本实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明的目的是面向视障人士日常工作起居和外出导航需求，利用当前日益发展成熟的人工智能视觉技术，基于双目摄像机采集单元与强大的嵌入式计算平台，综合利用先进的双目立体视觉、障碍物探测与规避、基于深度神经网络的图像识别、结合浅层和深度特征的语义分割等技术，研制具有高性能视觉探距与避障、物体识别与播报、感知定位与导航、语音交互、文字识别朗读、人脸表情识别等功能的穿戴式智能盲人视觉辅助眼镜，提升视障人士环境感知能力、自主行动能力、与人沟通交互能力，使其基本实现生活自理和自助阅读学习，能参加更多工种的工作。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种智能盲人眼镜，镜片1、双目摄像头2、镜架3、电池4、骨传导耳机5、软连接带6、LED显示屏7、开关机按钮8、5G卡槽9、拾音孔10、中央处理器及电路***模块11、充电口12、双目电路板13等，智能盲人眼镜的特征是：
双目摄像头2及配套的双目电路板13置于眼镜前端，并与信息中央处理器及电路***模块11及电池4相连，信息中央处理器及电路***模块11包括双目视觉信息的采集输入、图像视频信息处理、语音信息采集输入、处理及输出。其中可智能处理的功能包括：高性能视觉探距与避障、物体识别与播报、感知定位与导航、语音交互、文字识别朗读、人脸表情识别、远程视频交互指导等。
LED显示屏7与信息中央处理器连接，佩戴者可使用语音控制LED显示的内容、请求及提醒，平时显示佩戴者身份提醒。
软连接带6，软连接带能根据盲人头型任意伸缩调整大小，LED显示屏7与中央处理器11通过软连接带6中的线路连接。
运行于前端的盲人导航APP专为盲人设计，通过无线连接，针对盲人设计开发，全程采用人性化的语音交互；步行、公交导航、附近感兴趣区域导航，一步导到位置，无缝衔接；融合视觉和前端眼镜，解决最后几米的定位精度瓶颈；加入线路记忆，个人化定制活动路线功能导航提示。
交互方式，通过拾音孔10与拾音设备获取盲人语音控制交互命令，通过中央信息处理器11处理做出程序和语音响应及反馈，全程采用语音交互。
信息智能处理方式，前端眼镜处理计算复杂度低实时性要求高的应用算法，对于计算复杂度高的基于深度神经网络的算法，通过5G模块将图像序列传输到云端进行实时处理与反馈；另外5G网络也可用于亲人远程视频交互指导。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能盲人眼镜，主要包括：镜片(1)、双目摄像头(2)、镜架(3)、电池(4)、骨传导耳机(5)、软连接带(6)、LED显示屏(7)、开关机按钮(8)、5G卡槽(9)、拾音孔(10)、中央处理器及电路***模块(11)、充电口(12)、双目电路板(13)，其特征在于：所述的双目摄像头(2)及配套的双目电路板(13)置于眼镜前端，并与所述的信息中央处理器及电路***模块(11)及电池(4)相连，所述的信息中央处理器及电路***模块(11)包括双目视觉信息的采集输入、图像视频信息处理、语音信息采集输入、处理及输出。
2.根据权利要求1所述的一种智能盲人眼镜，其特征在于：所述的LED显示屏(7)与信息中央处理器连接，佩戴者可使用语音控制LED显示的内容、请求及提醒，平时显示佩戴者身份提醒。
3.根据权利要求1所述的一种智能盲人眼镜，其特征在于：所述的软连接带(6)，所述的软连接带能根据盲人头型任意伸缩调整大小，LED显示屏(7)与中央处理器(11)通过软连接带(6)中的线路连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能盲人眼镜，其特征在于：所述运行于前端的盲人导航APP专为盲人设计，通过无线连接，其特征在于：针对盲人设计开发，全程采用人性化的语音交互；步行、公交导航、附近感兴趣区域导航，一步导到位置，无缝衔接；融合视觉和前端眼镜，解决最后几米的定位精度瓶颈；加入线路记忆，个人化定制活动路线功能导航提示。
5.根据权利要求1所述的一种智能盲人眼镜，其特征在于：所述的交互方式，通过拾音孔(10)与拾音设备获取盲人语音控制交互命令，通过中央信息处理器(11)处理做出程序和语音响应及反馈，全程采用语音交互。
6.根据权利要求1所述的一种智能盲人眼镜，其特征在于：所述的信息智能处理方式，前端眼镜处理计算复杂度低实时性要求高的应用算法，对于计算复杂度高的基于深度神经网络的算法，通过5G模块将图像序列传输到云端进行实时处理与反馈；另外5G网络也可用于亲人远程视频交互指导。
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