一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法技术

本发明专利技术提供一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法，属于盲人用品技术领域，具体包括：基于盲杖上安装的超声波测距装置实时获取前方障碍物情况，并当盲杖的前方存在障碍物时，获取盲杖与障碍物的距离，并当距离小于第一阈值时，至少在第一时间阈值后，基于超声波测距装置获取障碍物与盲杖的距离，并判断障碍物与盲杖的距离是否小于第一阈值，若是，基于盲杖上安装的图像识别装置对障碍物进行识别，并根据障碍物的类型的不同通过语音模块输出避让建议，若否，则判断所述障碍物为可移动的，并通过盲杖上的震动模块输出提醒，从而进一步提升了盲杖使用的稳定性和可靠性。进一步提升了盲杖使用的稳定性和可靠性。进一步提升了盲杖使用的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法


[0001]本专利技术属于盲人用品
，尤其涉及一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法。

技术介绍

[0002]为了实现基于盲杖的障碍物测量和导航，在授权专利技术专利授权公告号CN103584982B《一种移动通讯设备盲杖导航方法》中通过移动通讯设备的探测波发射与接收装置发射探测波并记录发射的时间，探测波遇到阻挡物反射，记录接收到反射波的时间，通过发射时间、反射时间与探测波的传播速度计算阻挡物与探测器的距离L；通过移动通讯设备的重力传感器获取探测器的倾斜角度θ；根据倾斜角度θ与距离L计算出探测器距离阻挡物的高度H，H＝L
×
sinθ，探测器与阻挡物的距离L发生变化时得到探测器与不同阻挡物的高度差ΔH；当高度差ΔH超过设定阈值时，通过移动通讯设备的震动发生器发出震动信号提示有障碍物，但是却存在以下技术问题：
[0003]1、无法实现对障碍物类型的识别，在实际的障碍物测量过程中，存在大量的固定的不可移动的障碍物以及井盖缺失等空洞的情况，若不能实现对障碍物的类型的识别，则有可能会导致意外伤害情况的出现。
[0004]2、无法根据超声波装置对障碍物的测量结果实现对障碍物类型的识别的开启，对于行人或者动物等可移动的障碍物，若实时进行障碍物的识别，有可能在到达障碍物的时候，已经发生了移动，则会导致不必要的电能浪费，同时也会导致电能的消耗过多，同样有可能导致意外伤害情况的出现。
[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法。

技术实现思路

[0006]为实现本专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法。
[0008]一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法，其特征在于，具体包括：
[0009]S11基于盲杖上安装的超声波测距装置实时获取前方障碍物情况，并判断所述盲杖的前方是否存在障碍物，若是，则进入步骤S12；
[0010]S12基于所述超声波测距装置获取所述盲杖与障碍物的距离，并判断所述距离是否小于第一阈值，若是，则进入步骤S13，若否，则基于所述盲杖的移动速度、移动时间、所述距离，确定所述盲杖与所述障碍物的实时距离，并当所述实时距离小于第一阈值时，进入步骤S13；
[0011]S13至少在第一时间阈值后，基于所述超声波测距装置获取所述障碍物与所述盲杖的距离，并判断所述障碍物与所述盲杖的距离是否小于第一阈值，若是，则进入步骤S14，
若否，则判断所述障碍物为可移动的，并通过所述盲杖上的震动模块输出提醒；
[0012]S14基于盲杖上安装的图像识别装置对所述障碍物的类型进行识别，并根据所述障碍物的类型的不同通过语音模块输出避让建议。
[0013]通过第一阈值的设置，从而避免了图像识别装置实时开启导致的耗电量较多的技术问题的出现，在保证识别的精准性的基础上，同时也降低了电能消耗，进一步提升了盲杖使用的便利性和可靠性。
[0014]通过第一时间阈值的设置，从而实现了从超声波测距的角度对障碍物的类型的判断，进一步减少了需要进行图像识别对障碍物的类型进行识别的数量，在保证识别的准确性的基础上，也进一步减少了电能的消耗。
[0015]通过采用图像识别装置实现对障碍物的识别，从而进一步提升了整体的识别的准确性，防止由于超声波测距装置无法进行障碍物的类型的识别，从而导致的意外伤害的情况的出现，进一步提升了盲杖的使用可靠性。
[0016]进一步的技术方案在于，所述盲杖采用模块化设计，具体的包括腕带、手柄、杖体、杖尖四个模块，其中所述杖体采用伸缩式设计。
[0017]进一步的技术方案在于，所述第一阈值根据所述盲杖的移动速度、盲杖的使用的可靠性要求、盲杖的电池容量进行确定，其中所述盲杖的移动速度越快，盲杖的使用的可靠性要求越高、盲杖的电池容量越大，则所述第一阈值越大。
[0018]进一步的技术方案在于，所述第一时间阈值构建的具体步骤为：
[0019]S21判断所述盲杖的移动速度是否大于第一速度阈值，若是，则将基本时间阈值作为所述第一时间阈值，若否，则进入步骤S22；
[0020]S22判断所述盲杖的使用者的年纪是否大于第一年纪阈值，若是，则将所述基本时间阈值作为所述第一时间阈值，若否，则进入步骤S23；
[0021]S23基于所述盲杖的使用者的年纪、盲杖的移动速度作为输入集，并将所述输入集输入至基于机器学习算法的预测模型中，得到所述盲杖的第一时间阈值。
[0022]通过动态的第一时间阈值的构建，从而实现了从多角度对时间阈值的判断，在保证使用者的安全性的前提下，通过第一时间阈值的区分，进一步实现了了更少的电能消耗，保证了盲杖的使用的安全性和可靠性。
[0023]进一步的技术方案在于，所述基本时间阈值根据图像识别装置的识别时间进行确定，其中所述图像识别装置的识别时间越长，则所述基本时间阈值越大。
[0024]进一步的技术方案在于，所述盲杖的移动速度根据所述盲杖在上一月的移动速度的平均值进行确定。
[0025]进一步的技术方案在于，对所述障碍物的类型进行识别的具体步骤为：
[0026]S31基于所述图像识别装置实时获取所述障碍物的图像，并基于所述障碍物的图像进行特征提取得到HOG特征；
[0027]S32将所述HOG特征传输至基于SSA
‑
SVM算法的分类模型中，得到分类预测结果；
[0028]S33基于所述分类预测结果确定所述障碍物的类型。
[0029]通过基于HOG特征实现对障碍物的类型的识别，从而实现了对障碍物的类型的识别，保证了识别的准确性和可靠性，并且进一步采用基于SSA算法优化的SVM算法的分类模型的构建，进一步提升了障碍物的类型识别的效率，防止由于障碍物的识别效率过低导致
的安全隐患的技术问题的出现。
[0030]进一步的技术方案在于，当所述障碍物的类型为可移动的，则通过所述盲杖上的震动模块输出提醒；当所述障碍物的类型为固定的，则通过语音模块输出障碍物的类型以及所述盲杖与所述障碍物的距离。
[0031]另一方面，本专利技术提供了一种终端装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时，实现上述的一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法。
[0032]其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0033]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0034]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波测距以及语音模块的盲杖导航方法，其特征在于，具体包括：S11基于盲杖上安装的超声波测距装置实时获取前方障碍物情况，并判断所述盲杖的前方是否存在障碍物，若是，则进入步骤S12；S12基于所述超声波测距装置获取所述盲杖与障碍物的距离，并判断所述距离是否小于第一阈值，若是，则进入步骤S13，若否，则基于所述盲杖的移动速度、移动时间、所述距离，确定所述盲杖与所述障碍物的实时距离，并当所述实时距离小于第一阈值时，进入步骤S13；S13至少在第一时间阈值后，基于所述超声波测距装置获取所述障碍物与所述盲杖的距离，并判断所述障碍物与所述盲杖的距离是否小于第一阈值，若是，则进入步骤S14，若否，则判断所述障碍物为可移动的，并通过所述盲杖上的震动模块输出提醒；S14基于盲杖上安装的图像识别装置对所述障碍物的类型进行识别，并根据所述障碍物的类型的不同通过语音模块输出避让建议。2.如权利要求1所述的盲杖导航方法，其特征在于，所述盲杖采用模块化设计，具体的包括腕带、手柄、杖体、杖尖四个模块，其中所述杖体采用伸缩式设计。3.如权利要求1所述的盲杖导航方法，其特征在于，所述第一阈值根据所述盲杖的移动速度、盲杖的使用的可靠性要求、盲杖的电池容量进行确定，其中所述盲杖的移动速度越快，盲杖的使用的可靠性要求越高、盲杖的电池容量越大，则所述第一阈值越大。4.如权利要求1所述的盲杖导航方法，其特征在于，所述第一时间阈值构建的具体步骤为：判断所述盲杖的移动速度是否大于第一速度阈值，若是，则将基本时间阈值作为所述第一时间阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦婉，李靖雯，韩雪红，伏满晓，李伟丽，陈志，
申请(专利权)人：河南推拿职业学院，
类型：发明
国别省市：