通过在眼窝周围提供由智能电话图像获取驱动的触觉反馈建立对周围环境感知的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种通过在眼窝周围提供由智能电话图像获取驱动的触觉反馈建立对周围环境感知的系统和方法。具体地，本发明专利技术涉及一种为视觉障碍者导航的系统和方法。本发明专利技术的所述系统通过提供能够提供触觉反馈的可穿戴设备来辅助视觉障碍者。图像获取设备，如智能电话的相机被用于获取实时图像，安装于智能电话上的数字图像分析模块对所述实时图像进行进一步分析。处理过的图像随后被模拟成数字视觉矩阵，其进一步传送至所述可穿戴设备。触觉反馈提供工具安装在所述可穿戴设备上，可穿戴设备根据所述视觉矩阵的拦截和解读情况启动。本发明专利技术还公开一种通过处理所述数字图像识别路径中障碍的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所涉及领域为使视觉障碍者能够在例如智能电话等图像获取设备的帮助下导航的视觉障碍者辅助解决方案。本说明书中的术语定义本说明书中“用户”一词表示但不限于需要辅助导航周围环境的视觉障碍者。本说明书中“可穿戴系统”一词表示但不限于将作为整个系统的一部分被所述“用户”佩戴的定制设备。本说明书中“智能电话”一词表示但不限于至少具有操作系统、处理功能、相机和蓝牙的手持移动设备。本说明书中“触觉反馈”一词表示通过对用户施加力、震动或运动来利用触觉优势的反馈技术。本说明书中“蓝牙通信”一词表示用于所述智能电话和所述可穿戴系统之间无线通信的无线技术。以上定义是对本领域一般定义的补充。
技术介绍
世界上有许多患有视觉障碍的人。视觉障碍者日常工作中面临的一个主要挑战就是如何导航通过周围那些他们不知道的障碍。虽然目前市场上已经有试图解决这一问题的可用方案，但正如下文所述，它们都存在这样或那样的不足，没有一个具体的方案能够有效解决这一问题。让盲人看见是一项艰巨的任务，但换个角度，让他们能感觉到周围的环境则是可行的。传统方式之一是利用拐杖或经过训练的狗的帮助。其它一些针对视觉障碍者的现有导航系统则依赖于昂贵的对周围环境的物理强化或是昂贵的传感设备，因此很少得到应用。正在研究的实时系统暴露出典型的问题是：体积庞大、接合身体部位、使用特别设计的昂贵的传感器，以及用于准确导航目的的对用户的有限输入。其它一些系统则依赖于强化各式各样的传感器，例如超声传感器，由于此类传感器感应范围各不相同，加上其它声波的干扰，这种传感器很容易出错。此外，触觉反馈被应用于与“自然”人的视觉不相关的其他领域。因此，需要有一种通过提供触觉反馈来建立对周围环境的感知的系统和方法克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的部分目的是致力于改善现有技术中存在的一个或多个问题，或至少提供一种如下所述的有益选择：本专利技术的一个目的是提供一种通过提供与物体位置和周围环境中的运动相对应的策略性反馈，建立对周围物体的感知，从而为视觉障碍者提供导航帮助的系统和方法。本专利技术的另一个目的是通过常见的智能电话获取物体图像，建立一种利用实时图像数据计算位置和方向的计算方法。本专利技术还有一个目的，就是通过利用高吞吐量的无线通信通道，如3G、4G和LTE，实现云端图像处理并生成总信号。通过本专利技术中提出的实施例将显而易见，所述方法将用于通过涉及多种因素的事件序列对获取图像执行端到端感知体验。结合附图阅读本说明书，本专利技术的其他目的和优势会更加明显。这些附图并非意在限制本专利技术的范围。一方面，本专利技术提供一种通过在视觉障碍用户眼窝周围提供触觉反馈建立对周围环境的感知的系统。所述系统包括图像获取设备，其用于获取实时图像。所述图像获取设备适应对应于障碍物位置、方向及其组合的视觉矩阵。所述系统进一步包括至少一个图像处理模块，
其安装于所述图像获取设备和云服务器中的任意一个上，所述云服务器用于处理获取图像并将所述获取图像映射成视觉矩阵。所述系统还包括至少一个可穿戴眼镜，供所述视觉障碍用户佩戴。所述可穿戴眼镜适用于无线接收来自所述图像获取设备的所述视觉矩阵。所述系统还包括多个微电机，其位于所述可穿戴眼镜上，其中，所述多个微电机根据所述视觉矩阵的拦截和解读情况启动，并向所述视觉障碍用户提供触觉反馈。另一方面，本专利技术提供一种向视觉障碍用户提供触觉反馈的方法。所述方法包括使用图像获取设备获取图像。所述方法进一步包括：在所述图像获取设备中处理所述获取图像，使用碰撞检测模块检测碰撞点并将其划分到碰撞高概率、中等概率和低概率区内。所述方法还包括根据所述碰撞检测模块的分类生成视觉矩阵。此外，所述方法还包括将所述视觉矩阵发送至所述视觉障碍用户佩戴的可穿戴眼镜，并根据所述视觉矩阵的拦截和解读情况启动位于所述可穿戴眼镜上的多个微电机，向所述视觉障碍用户提供触觉反馈。特别地，其中所述图像获取设备为智能电话。附图说明本专利技术提供这样一种系统和方法，其通过例如智能电话相机的图像获取设备获取图像，向视觉障碍者提供触觉反馈，从而建立对周围物体的感知，下面将借助于附图对所述系统和方法进行详细阐述，附图中：图1和2示出根据本专利技术的一方面，通过为视觉障碍者提供触觉反馈建立对周围环境的感知的系统的架构；图3示出根据本专利技术的可佩带系统的架构；图4a示出根据本专利技术的另一方面，通过为视觉障碍者提供触觉反馈建立对周围环境的感知的方法流程图；图4b示出图1所示系统的图形展示；以及图5示出图1所示系统的云端架构。具体实施方式现在将结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述。所述优选实施例不限制本专利技术的范围和界限。以下描述仅当作示例和说明。结合下文中的非限制性实施例，对本专利技术的实施例及其各种技术特征和优点进行详细解释。为避免本专利技术的实施例中出现不必要的模糊，已省略对公知部件和处理技术的描述。本专利技术所用示例的目的仅在于方便理解本专利技术所述实施例的实施方式，并进一步使本领域技术人员能够实施本专利技术所述的实施例。因此，所述示例同样不应该被理解为限制本专利技术所述实施例的范围。所述系统和方法用于利用无线技术为视觉障碍者提供触觉反馈从而建立对周围环境的感知，进而解放用户的双手。所述系统和方法在视觉障碍者眼窝周围提供策略性反馈，从而以多方向的方式提供一种替代视觉的更全面、自然的感觉。所述系统的所述可穿戴系统本身很紧凑，可以像普通眼镜一样佩戴，因此十分轻巧、容易携带、快捷便利。所述系统使用诸如智能电话相机的图像获取设备作为输入设备，从而彻底避免了使用昂贵、附加的实时视觉辅助设备。进一步说，所述智能电话还是一种通信工具和使用GPS、Wi-Fi及听觉和语音反馈的附加导航输入设备，因此可以为用户提供强化体验。截止到目前为止，市场上还没有出现利用智能手机的相机作为“虚拟眼”处理实时图像，使用可穿戴系统进行无线通信的产品。所述可穿戴系统又在眼睛周围提供关于障碍详细方向和位置的触觉反馈。本专利技术构想一种为视觉障碍者导航的系统和方法。本专利技术的所述系统包括但不限于识别路径上的障碍和提供直观、引导性的反馈来帮助视觉障碍者导航绕过所述障碍。所述系统通过使用数字图像分析算法为视觉障碍者提供直观的触觉反馈以辅助视觉障碍者，所述数字图像分析算法处理由智能电话的相机获取的实时图像。参见图1所示，系统100用于为视觉障碍者提供触觉反馈从而建立对周围环境的感知。所述系统100包括图像获取设备101、至少一
个图像处理模块(未标出)、至少一个可穿戴眼镜103供视觉障碍用户佩戴、以及多个微电机104。在优选实施例中，所述图像获取设备101为智能电话。所述图像获取设备101获取实时图像。所述图像获取设备101构造为具有对应于障碍物位置、方向及其组合的视觉矩阵。所述图像处理模块安装于所述图像获取设备101和云服务器105中的任意一个上，所述云服务器用于处理获取图像并将所述获取图像映射成视觉矩阵。所述至少一个可穿戴眼镜103供视觉障碍用户佩戴，并适用于无线接收来自所述图像获取设备的所述视觉矩阵。在一个实施例中，所述无线方式为蓝牙通信102。所述多个微电机104安装于所述可穿戴眼镜103上，所述多个微电机104根据所述视觉矩阵的拦截和解读情况启动，并向所述视觉障碍用户提供触觉反馈。所述可穿戴眼镜10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过在视觉障碍用户眼窝周围生成触觉反馈建立对周围环境的感知的系统，所述系统包括：图像获取设备，其用于获取实时图像，所述图像获取设备具有对应于障碍物位置、方向及其组合的视觉矩阵；至少一个图像处理模块，其安装于所述图像获取设备和云服务器中的任意一个上，所述云服务器用于处理获取的图像并将所述获取图像映射成视觉矩阵；至少一个可穿戴眼镜，供视觉障碍用户佩戴，所述可穿戴眼镜适用于无线接收来自所述图像获取设备的所述视觉矩阵；以及多个微电机，其位于所述可穿戴眼镜上，其中，所述多个微电机根据所述视觉矩阵的拦截和解读情况启动，并向所述视觉障碍用户提供触觉反馈。

【技术特征摘要】
2015.04.22 IN 1632/MUM/20151.一种通过在视觉障碍用户眼窝周围生成触觉反馈建立对周围环境的感知的系统，所述系统包括：图像获取设备，其用于获取实时图像，所述图像获取设备具有对应于障碍物位置、方向及其组合的视觉矩阵；至少一个图像处理模块，其安装于所述图像获取设备和云服务器中的任意一个上，所述云服务器用于处理获取的图像并将所述获取图像映射成视觉矩阵；至少一个可穿戴眼镜，供视觉障碍用户佩戴，所述可穿戴眼镜适用于无线接收来自所述图像获取设备的所述视觉矩阵；以及多个微电机，其位于所述可穿戴眼镜上，其中，所述多个微电机根据所述视觉矩阵的拦截和解读情况启动，并向所述视觉障碍用户提供触觉反馈。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像获取设备为智能电话。3.根据权利要求1所述的系统，其中，图像获取设备通过4G/LTE通道与所述云服务器通信。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述图像处理模块为碰撞检测模块，其用于检测碰撞点并将其划分到碰撞高概率、中等概率和低概率区内。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述视觉矩阵为包括具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·博哈特，
申请(专利权)人：特斯马恒达有限公司，
类型：发明
国别省市：印度;IN