一種智能導盲方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于導盲技術領域，具體涉及一種智能導盲方法。
【背景技術】
[0002]人們生活中，尤其在一些特殊人群領域，比如盲人、老年人在行走引導方面存在許多困難。目前，盲人出行主要依靠導盲杖和導盲犬的幫助，導盲犬需要長時間訓練，價格昂貴，而且飼養麻煩，成本較高;導盲杖雖然使用方便，價格低廉，但探測范圍小；另外，在紅綠燈交叉路口、人車混雜路段以及沒有交通標示的環境，盲人僅僅依靠導盲杖出行比較困難和危險。
[0003]隨著科技的不斷進步，如何能夠提供一種有效的導盲方法，為盲人朋友的出行提供精確、具體的指引，一直以來是社會中關注的焦點。申請號為【201510423197.4】的發明專利申請提出一種導盲方法及導盲系統，其中導盲方法包括如下步驟:定位盲人當前的位置；拍攝當前位置的路面信息;對當前位置的路面信息進行分析，并將分析結果語音通知盲人。此種方式僅通過定位和對拍攝的路面信息進行對比分析，將所拍攝的路面信息與預存的路面信息進行對比，進而為盲人出行起到提醒作用。
[0004]但是，上述方式難以實現對復雜路況的實時分析，對于實時變化的路況，未能對行走路線上的障礙物、坑洼、行人、車輛及交通信號燈等做出準確的檢測和合理的評估;并且也未能根據具體路況對盲人行走出行路線進行精確的路徑規劃，進而不能合理提供優選的出行方式，為盲人出行帶來不便。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對上述現有技術中存在的缺陷提出一種智能導盲裝置及安裝有該裝置的導盲杖，針對目前導盲裝置路況探測的不足，提出利用圖像檢測和識別的方法進行路況的實時檢測，能夠實現結合復雜路況實時狀況進行路徑規劃及路況實時分析，對使用者進行實時提示，結合GPS精確定位，為盲人提供優先的的出行方式。
[0006]為了達到上述目的，本發明提出一種智能導盲方法，包括:
51、獲取位置信息:通過導航定位裝置獲取用戶當前位置信息，并且根據用戶指定的目的地信息，獲取目的地位置信息；
52、路徑規劃分析:根據上述當前位置信息和目的地位置信息規劃路徑，確定出行路線；
53、路況實時分析:通過圖像采集裝置獲取出行路線的實時路況圖像，進而對路況進行實時分析輸出實時導航信息，并播報給用戶，以提示用戶根據所述實時導航信息行走，對路況實時分析具體包括以下步驟:
530、結合地圖及定位信息判斷是否需要進行交叉路口的交通信號檢測，若是，則執行S31;否則，執行S32;
531、分析交通信息號燈狀態，并提示用戶； 532、構建混合高斯模型，對獲取的路況圖像進行背景分析獲得圖像背景，從而獲得前景圖像ig息;
533、根據上述前景圖像信息進行特征分析，判斷路面信息及行人、車輛信息，并提示用戶。
[0007]進一步的，所述步驟S2包括:
521、搜索交叉路口點:限定搜索范圍，結合地圖信息及定位信息確定用戶位置與目的地之間及其周邊地帶的交叉路口點；
522、交叉路口點路徑篩選:對上述交叉路口點之間的路徑進行篩選處理，并作為狄克斯特拉方法的候選頂點，兩個交叉路口點之間的步行路徑作為候選頂點邊長；
523、確定最優路徑:結合上述步驟，通過狄克斯特拉方法獲得最優出行路線；
通過提高路徑規劃的候選節點及邊長空間，降低狄克斯特拉方法的輸入規模，從而保證路徑規劃的時間效率。
[0008]進一步的，所述步驟S31包括:
5311、檢測信號燈位置:對紅、黃、綠三種顏色進行水平和垂直積分投影，通過比較三種積分投影在水平和垂直方向的峰值組合，確定交通信號燈位置范圍；
5312、信號燈顏色、形狀匹配:對候選范圍按照紅、黃、綠三種顏色進行圖像分割，分析每一分割區域的邊緣，獲得形狀，與預存交通信號燈模板進行匹配；
5313、確定信號燈狀態:交通信號組合識別，獲得交通信號燈狀態，并提示用戶；
相比于傳統方法簡單有效，滿足實時分析效率，同時結合圖像分割和邊緣檢測進行形狀顏色匹配，分析速度快，正確識別效率高。
[0009]進一步的，所述步驟S33包括并行執行的以下步驟，:
5331、分析路面信息并提示用戶:對圖像進行邊緣檢測和形態學方法分析，分析前景物體圖像的位置和面積信息，做出是否為坑洼的路況判斷并做出提示，有效減少坑洼、障礙物等的實時分析時間，大大提尚檢測效率；
5332、分析車輛信息并提示用戶:分析前景圖像的Harr特征，與預存車輛模板匹配，匹配成功則判斷為車輛，進而分析車輛位置并做出提示；
5333、分析行人信息并提示用戶:分析前景圖像的方向梯度直方圖(HOG)特征，并與預存行人模板匹配，匹配成功則判斷為行人，進而分析行人位置并做出提示；
通過針對不同的檢測目標確定特征分析區域，減少特征分析的數據量，使得行人和車輛檢測能夠達到實時性，提尚時間效率。
[0010]進一步的，所述步驟S32中，對構建的混合高斯模型的高斯子模型采用循環更新的方法，通過循環更新高斯子模型，避免每次分析的時間浪費，在本發明的應用場景中，背景相對單一并變化緩慢，有效且大大提高了時間效率。
[0011]進一步的，所述步驟S3中，在用戶根據所述導航信息行走的過程中，不斷的通過導航定位設備獲取所述盲人用戶的當前位置信息，并判斷所述當前位置信息是否偏離所述規劃路徑，若所述當前位置信息偏離所述規劃路徑，則輸出提示信息引導用戶修正行走方向，回到所述規劃路徑。
[0012]進一步的，在用戶根據所述導航信息行走的過程中，若遇到緊急情況下可撥打緊急電話求助，安全有保障。
[0013]進一步的，所述步驟S3中地圖信息通過無線通訊設備實時更新，保證數據的實時有效，提高導航效率與準確度。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在于:
1.本發明方法通過:獲取位置信息;路徑規劃分析;路況實時分析:結合地圖及定位信息判斷是否需要進行交叉路口的交通信號檢測;分析交通信息號燈狀態，并提示用戶；構建混合高斯模型，對獲取的路況圖像進行背景分析獲得圖像背景，進而獲得前景圖像信息;根據上述前景圖像信息進行特征分析，判斷路面信息及行人、車輛信息，并提示用戶，實現復雜路況的監測分析；
2、通過采集視覺圖像相當于正常人眼所看到的視野，通過圖像對路況進行實時分析，能夠實現對交通信號、障礙物、坑洼、行人、車輛等做出準確的檢測和合理的評估，給使用者以合理及時的語音提示;為特殊人群領域特別是盲人、老年人的出行提供方便，實現精確定位、路徑導航、路況檢測及語音提示功能。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發明實施例所述的路況實時分析結構流程圖；
圖2為本發明實施例所述的路徑規劃分析結構流程圖。
【具體實施方式】
[0017]本發明提供一種智能導盲裝置及安裝有該裝置的導盲杖，下面結合不同實施例對本發明做進一步地說明。
[0018]本發明提出一種智能導盲方法，包括:S1、獲取位置信息:通過導航定位獲取當前位置信息，并且根據用戶輸入的目的地信息的信號，獲取目的地位置信息；S2、路徑規劃分析:根據上述當前位置信息和目的地位置信息確定最優出行路線；S3、路況實時分析:獲取出行路線之間的實時路況圖像，對路況進行實時分析，并將實時導航信息提示用戶，使用戶根據所述導航信息行走，包括:
530、結合地圖及定位信息判斷是否需要進行交叉路口的交通信號檢測，若是，則執行S31;若否，則執行S32;
531、分析交通信息號燈狀態，并提示用戶；
532、構建混合高斯模型，對獲取的路況圖像進行背景分析獲得圖像背景，進而獲得前景圖像ig息;
533、根據上述前景圖像信息進行特征分析，判斷路面信息及行人、車輛信息，并提示用戶。
[0019]參考圖2，S21、搜索交叉路口點:限定搜索范圍，結合地圖信息及定位信息確定用戶位置與目的地之間及其周邊地帶的交叉路口點；S22、交叉路口點路徑篩選:對上述交叉路口點之間的路徑進行篩選處理，并作為狄克斯特拉方法的候選頂點，兩個交叉路口點之間的步行路徑作為候選頂點邊長;S23、確定最優路徑:結合上述步驟，通過狄克斯特拉方法獲得最優出行路線為路徑規劃分析的結構流程圖。
[0020]具體的，首先結合地圖信息及定位信息確定用戶位置與目的地之間及其周邊地帶的交叉路口點，搜索交叉路口點:由于本實施例用戶面向特殊人群(盲人或老年人)，因此本方法通過路徑規劃范圍限制模塊對路徑規劃范圍進行約束，例如，當用戶位置地點距離目的地超過10公里時提示用戶重新設置稍近距離目的地(10公里以內)，而對于10公里之內的目的地點，交叉路口搜索范圍也限制在用戶位置地點和目的地周邊5公里范圍內，通過如此操作，使得交叉路口點數目減少，提高了狄克斯特拉方法的時間效率限定搜索范圍；
然后，將存在步行路徑的交叉路口點作為狄克斯特拉方法的候選頂點，考慮到本發明的使用