一种智能导盲眼镜的制作方法

1.本发明涉及导盲装置技术领域，尤其涉及一种智能导盲眼镜。


背景技术：

2.我国是世界上盲人最多的国家，因此盲人的交通出行是一项不容忽视的民生问题，导盲眼镜、导盲拐杖、导盲犬和盲道等设施设备都一定程度上为盲人解决了出行问题。
3.目前常见的导盲眼镜一般通过搭载gps实现定位导航功能，通过红外、超声波等传感器对环境中障碍物的距离和方位进行检测，并为盲人提供简单的语音提醒，辅助盲人出行，但此种辅助手段为盲人提供的出行辅助信息有限，且不能满足室内外全场景的导盲需求。一方面，传统的gps技术定位精度不足，通常为10～50米，可能导致盲人走错路或者偏离实际盲道线；另一方面，常用的红外、超声波等传感器的环境感知能力较弱，无法对盲道线、红绿灯、障碍物性状等信息进行实时感知；另外，常见的导盲眼镜提醒方式也较为单一，语音提醒只适用于听觉正常的盲人，对于失去听觉的盲人则无法提供有效辅助。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种定位精度高且适用于室内室外各类场合的智能导盲眼镜。
5.本发明的所述智能导盲眼镜包括高精定位模块、图像识别模块、中央处理模块和智能交互模块，所述高精定位模块、所述图像识别模块和所述智能交互模块分别与所述中央处理模块连接，所述高精定位模块能够接收并处理导航卫星信号和差分数据，生成高精度定位数据并发送至所述中央处理模块；所述图像识别模块能够采集并分析图像数据，生成图像分析结果并发送至所述中央处理模块；所述中央处理模块能够处理所述高精度定位数据和所述图像分析结果，生成用于提醒用户行进的提醒信息；所述智能交互模块能够接收来自所述中央处理模块的所述提醒信息，根据所述提醒信息的内容以震动和/或声音的形式指示用户行进。
6.进一步地，所述智能导盲眼镜还包括超声波传感器、磁场传感器和陀螺仪，所述超声波传感器能够对用户周围的障碍物进行距离检测，生成用于判断用户和障碍物之间距离的障碍物距离信息，所述磁场传感器能够检测磁场方向，生成用于判断用户行进路线的方位信息，所述陀螺仪能够检测所述智能导盲眼镜的空间位置，生成用于判断用户穿戴所述智能导盲眼镜是否正确以及用户行进方向的空间位置信息。
7.进一步地，所述智能导盲眼镜还包括移动通讯模块，所述移动通讯模块与所述中央处理模块连接，所述移动通讯模块能够进行远程数据通讯获取地图数据并将所述地图数据发送至所述中央处理模块。
8.进一步地，所述高精定位模块包括gnss天线和高精定位芯片，所述gnss天线用于接收高精度的所述导航卫星信号，所述高精定位芯片用于处理所述导航卫星信号和所述差分数据，所述高精定位芯片能够根据所述导航卫星信号、所述差分数据和所述地图数据生
成导航路线。
9.进一步地，所述图像识别模块包括高清摄像头和图像处理器，所述高清摄像头用于采集所述图像数据，所述图像处理器用于通过ai视觉识别分析技术以图像识别算法处理所述图像数据，生成包括红绿灯、盲道线和障碍物的状态在内的所述图像分析结果。
10.进一步地，所述中央处理模块能够接收并处理所述障碍物距离信息、所述方位信息、所述空间位置信息、所述导航路线和所述所述图像分析结果，实时生成用于指示用户行进的提醒信息。
11.进一步地，所述智能交互模块包括震动马达、麦克风和耳机，所述震动马达用于根据所述提醒信息以不同的强度、频率、时长和/或次数的震动指示用户行进，所述耳机用于根据所述提醒信息以声音指示用户行进，所述麦克风用于接收用户的语音指令并发送至所述中央处理模块。
12.进一步地，所述智能导盲眼镜包括导盲眼镜本体，所述高精定位模块、所述图像识别模块、所述中央处理模块、所述智能交互模块、所述超声波传感器、所述磁场传感器、所述陀螺仪和所述移动通讯模块集成于所述导盲眼镜本体内。
13.进一步地，所述导盲眼镜本体包括眼镜框架和眼镜带，所述眼镜带连接所述眼镜框架的左右两端，所述眼镜带用于将所述眼镜框架固定于用户的眼前且正对前方，所述耳机安装于所述眼镜带上、与用户耳朵相对的位置上。
14.进一步地，所述震动马达安装于所述眼镜框架上、与用户前额左右两侧相对的位置上。
15.本发明的智能导盲眼镜通过高精定位模块将卫星定位的精度从米级提高到厘米级，并提升了导航的可用性和可靠性，室内外的导盲需求，通过移动通讯模块结合高精地图，实现精准的导航路线规划，真正实现点对点的导盲功能，本发明还通过图像识别模块大大提升了环境感知能力，感知包括红绿灯、盲道线在内的盲道关键数据，为盲人行进提供可靠、有用的参考信息，让盲人安全、放心的出行，本发明还通过智能交互模块以震动和/或声音的形式指示用户行进或警告用户，具有直接简单、提醒触达率高、适用面广的优点。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
17.图1为本发明提供的智能导盲眼镜的系统示意图。
18.图2为本发明中的导盲眼镜本体的示意图。
具体实施方式
19.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
20.请参阅图1，本发明的智能导盲眼镜包括高精定位模块、图像识别模块、中央处理模块、智能交互模块和移动通讯模块，述高精定位模块、图像识别模块、智能交互模块和移动通讯模块分别与中央处理模块连接。
21.进一步地，智能导盲眼镜还包括超声波传感器5、磁场传感器6和陀螺仪7，超声波传感器5能够对用户周围的障碍物进行距离检测，生成用于判断用户和障碍物之间距离的障碍物距离信息，磁场传感器6能够检测磁场方向，生成用于判断用户行进路线的方位信息，陀螺仪7能够检测智能导盲眼镜的空间位置，生成用于判断用户穿戴智能导盲眼镜是否正确以及用户行进方向的空间位置信息。
22.进一步地，智能导盲眼镜还包括移动通讯模块，移动通讯模块与中央处理模块连接，移动通讯模块能够进行远程数据通讯获取地图数据并将地图数据发送至中央处理模块。在本实施例中，移动通讯模块包括能够进行4g网络连接的4g模块、4g sim卡和4g天线。
23.进一步地，高精定位模块包括gnss天线1和高精定位芯片2，gnss天线1用于接收高精度的导航卫星信号，高精定位芯片2用于处理导航卫星信号和差分数据，高精定位芯片2能够根据导航卫星信号、差分数据和地图数据生成导航路线。在本实施例中，使用ppp-rtk模组进行厘米级的高精度卫星导航定位，由于在高精度卫星导航定位时会产生一定的误差，还需与地面基站交换数据进行比对，纠正后得到用于精准定位的差分数据。
24.进一步地，图像识别模块包括高清摄像头3和图像处理器4，高清摄像头3用于采集图像数据，图像处理器4用于通过ai视觉识别分析技术，以图像识别算法处理图像数据，生成包括红绿灯、盲道线和障碍物的状态在内的图像分析结果。在本实施例中，图像分析结果包括红绿灯的颜色，盲道线的走向以及障碍物的形状和动态，中央处理模块能够通过判断红绿灯的颜色和倒计时判断用户是否能够过马路，通过判断盲道线的走向判断用户是否偏离盲道线，通过判断障碍物的形状和动态判断用户是否需要躲避障碍物。
25.进一步地，中央处理模块能够接收并处理障碍物距离信息、方位信息、空间位置信息、导航路线和图像分析结果，实时生成用于指示用户行进的提醒信息。在本实施例中，提醒信息包括提醒用户停止或继续前行、快到路口时提醒用户转向和距离、偏离路线或盲道线时提醒用户矫正、面临移动或静止的障碍物时提醒用户注意、面对红绿灯时提醒用户颜色交替和倒计时等。
26.进一步地，智能交互模块包括震动马达9、麦克风10和耳机11，震动马达9用于根据提醒信息以不同的强度、频率、时长和/或次数的震动指示用户行进，耳机11用于根据提醒信息以声音指示用户行进，麦克风10用于接收用户的语音指令并发送至中央处理模块。
27.进一步地，请一并参阅图2，智能导盲眼镜包括导盲眼镜本体，导盲眼镜本体包括眼镜框架18和眼镜带19，高精定位模块、图像识别模块、中央处理模块、智能交互模块、超声波传感器5、磁场传感器6、陀螺仪7和移动通讯模块集成于导盲眼镜本体内，眼镜带19连接眼镜框架18的左右两端，眼镜带19用于将眼镜框架18固定于用户的眼前且正对前方，耳机11安装于眼镜带19上、与用户耳朵相对的位置上，震动马达9安装于眼镜框架18上、与用户前额左右两侧相对的位置上。
28.具体地，导盲眼镜本体还包括中央处理芯片8、4g模组12、电源管理模组13、电池14、电源开关15、电源指示灯16、充电口17和散热孔20，4g模块、4g卡和4g天线集成于4g模组12内，高精定位模块的gnss天线1和高精定位芯片2、移动通讯模块的4g模组12、图像识别模块的高清摄像头3和图像处理器4、超声波传感器5、磁场传感器6和陀螺仪7均集成在眼镜框架18内，其中高清摄像头3设于眼镜框架18的前端。
29.在使用本发明的智能导盲眼镜时，用户首先通过麦克风10进行语音输入，下达导
航任务，中央处理模块接收语音指令并调用高精定位模块和移动通讯模块分别进行高精度定位并制定适合盲人用户行走的导航路线。在用户行进的过程中，中央处理模块实时根据高精定位模块发送的精准位置数据对比导航路线，实时检测用户是否偏离导航路线，类似地，中央处理模块还实时根据磁场传感器6发送的方位信息和陀螺仪7发送的空间位置信息实时检测用户的行进方向是否正确，若用户偏离导航路线或行进方向不正确，则中央处理模块生成对应的提醒信息，通过智能交互模块以震动和/或声音的形式警告用户，如语音提示：“您已偏离路线十米，前方左转”，或是在用户行进至需转弯的位置时控制左侧的震动马达9震动以提示用户左转，或是同时执行震动和语音提示。与此同时，中央处理模块实时接收图像识别模块采集的图像数据，对行进方向120
°
区域内的物体进行探测分析，对红绿灯的颜色，盲道线的走向以及障碍物的形状和动态进行分析并生成对应的提醒信息，类似地，中央处理模块还实时接收超声波传感器5发送的障碍物距离信息，判断用户行进方向上是否有障碍物，若存在障碍物或检测到红绿灯的颜色，盲道线的走向以及障碍物的形状和动态则生成对应的提醒信息，通过智能交互模块以震动和/或声音的形式警告用户，如语音提示：“前方五米内有正在移动的行人，请避让”、“红绿灯七秒后变为绿灯”、“导盲线将在前方八米右转”等，或是在用户行进至需停止的位置时控制两侧的震动马达9高频震动，在红绿灯即将变色时低频短促震动，或是同时执行震动和语音提示。
30.综上，本发明的智能导盲眼镜通过高精定位模块将卫星定位的精度从米级提高到厘米级，并提升了导航的可用性和可靠性，室内外的导盲需求，通过移动通讯模块结合高精地图，实现精准的导航路线规划，真正实现点对点的导盲功能，本发明还通过图像识别模块大大提升了环境感知能力，感知包括红绿灯、盲道线在内的盲道关键数据，为盲人行进提供可靠、有用的参考信息，让盲人安全、放心的出行，本发明还通过智能交互模块以震动和/或声音的形式指示用户行进或警告用户，具有直接简单、提醒触达率高、适用面广的优点。
31.以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。