一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備及控制該設(shè)備的導(dǎo)航定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備及控制該設(shè)備的導(dǎo)航定位方法。這種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備及控制該設(shè)備的導(dǎo)航定位方法采用語(yǔ)音對(duì)話的交互方式，充分彌補(bǔ)了視覺(jué)障礙人群在視覺(jué)方面的不足，使用戶與系統(tǒng)之間的交互更為便捷，通過(guò)和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)相互通信的結(jié)構(gòu)，解決了盲人室外出行方案以及對(duì)盲人的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可遠(yuǎn)程在線控制或指導(dǎo)導(dǎo)盲設(shè)備的動(dòng)作，確保盲人出行的準(zhǔn)確性與安全性，通過(guò)移動(dòng)通信技術(shù)與衛(wèi)星定位技術(shù)，有效地解決了盲人的通信與定位問(wèn)題。采用了GPS和RFID聯(lián)合定位，有效的彌補(bǔ)了GPS的定位誤差以及GPS失效時(shí)的問(wèn)題，確保了盲人定位的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】
一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備及控制該設(shè)備的導(dǎo)航定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子信息網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備及控制該設(shè)備的導(dǎo)航定位方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]視力障礙是一種對(duì)人類生活質(zhì)量影響很嚴(yán)重的疾病。全球視力障礙者約有1.4億人。其中4500萬(wàn)人為盲人，平均每5秒鐘世界便會(huì)誕生一個(gè)盲人。我國(guó)約有視力障礙患者近 1300萬(wàn)人，其中盲人約550萬(wàn)，每年還以45萬(wàn)的數(shù)量遞增。對(duì)于大部分盲人來(lái)說(shuō)，影響他們生活質(zhì)量的主要原因是不能自由行走，他們不能像正常人一樣靈活的避開(kāi)環(huán)境中的障礙物。 培養(yǎng)一只導(dǎo)盲犬的費(fèi)用在30萬(wàn)以上，正常家庭難以承受經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且導(dǎo)盲犬的訓(xùn)練周期相對(duì)較長(zhǎng)，服務(wù)壽命相對(duì)較短。因此，導(dǎo)盲犬機(jī)器人的研制有著非常實(shí)際的意義和廣泛的用途。據(jù)查閱相關(guān)資料，現(xiàn)在的導(dǎo)盲器具的研究和應(yīng)用基本上可分為三類:第一類是導(dǎo)盲手杖，在手杖上面加裝各種裝置來(lái)達(dá)到探測(cè)障礙和導(dǎo)盲的作用，第二類是穿戴設(shè)備，在導(dǎo)盲犬或者盲人身上穿戴導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)盲，第三類是機(jī)器人，通過(guò)自動(dòng)或半自動(dòng)方式導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)一定的控制功能，從而幫助盲人。隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，研發(fā)導(dǎo)盲機(jī)器人成為輔助盲人正常生活的最好選擇之一。
[0003]但是現(xiàn)有的導(dǎo)盲機(jī)器人通過(guò)超聲波和探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)障礙物和盲道的識(shí)別，但這種方法在室外復(fù)雜環(huán)境下有一定的局限性，并且無(wú)法對(duì)一些交通信號(hào)的識(shí)別，不具備路徑規(guī)劃功能，不能有效的完成導(dǎo)盲任務(wù)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)盲設(shè)備中引導(dǎo)方式不方便、不安全、實(shí)時(shí)性不強(qiáng)和人機(jī)交互差等不足之處，幫助盲人室外精確的定位，同時(shí)引導(dǎo)方式便捷、安全性能較高、實(shí)時(shí)性較強(qiáng)、人機(jī)交互較方便，在實(shí)際情況下能夠最大程度地為盲人完成導(dǎo)盲任務(wù)，提供一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，解決以上技術(shù)問(wèn)題；
[0005]—種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，包括機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，所述機(jī)器人本體包括車身和導(dǎo)航模塊，所述車身由下至上依次分為四層:第一層設(shè)有驅(qū)動(dòng)模塊和電源轉(zhuǎn)換模塊； 第二層設(shè)有攝像模塊、超聲波傳感器、驅(qū)動(dòng)裝置控制器和主電源模塊;第三層設(shè)有導(dǎo)航控制模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊和GPRS模塊;第四層設(shè)有終端設(shè)備控制器、衛(wèi)星定位模塊和RFID模塊， 所述終端設(shè)備控制器分別與所述攝像模塊、所述RFID模塊、所述衛(wèi)星定位模塊、所述GPRS模塊、所述語(yǔ)音識(shí)別模塊和所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器信號(hào)連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器與導(dǎo)航控制模塊和所述超聲波傳感器信號(hào)連接，同時(shí)所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)模塊，所述主電源模塊通過(guò)所述電源轉(zhuǎn)換模塊分別給上述各個(gè)模塊供電，所述機(jī)器人本體通過(guò)所述GPRS模塊和所述遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。
[0006]上述的智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，所述終端設(shè)備控制器包括手機(jī)、平板電腦、筆記本、PC 電腦等中的一種或多種。
[0007]上述的智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器包括至少一個(gè)的單片機(jī)微控制器。
[0008]上述的智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，所述遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)是一臺(tái)連接有GPRS模塊并且嵌有地圖軟件的遠(yuǎn)程監(jiān)控界面的計(jì)算機(jī)。
[0009]上述的智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，所述導(dǎo)航控制模塊包括盲文鍵盤和緊急按鈕。
[0010]本發(fā)明的目的還在于實(shí)時(shí)播報(bào)當(dāng)前地理位置信息和路況信息，提供豐富的語(yǔ)音導(dǎo)航信息，尤其是在十字交叉路口的導(dǎo)航方案，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)實(shí)時(shí)對(duì)盲人進(jìn)行監(jiān)控， 并與盲人進(jìn)行通信，必要時(shí)還可遠(yuǎn)程在線控制，并在路徑的關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)時(shí)地用語(yǔ)音來(lái)提示盲人具體的行走方案，使盲人能夠按照預(yù)定規(guī)劃的路徑準(zhǔn)確到達(dá)目的地，本發(fā)明將提供一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，解決以上技術(shù)問(wèn)題。
[0011]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，包括以下步驟:
[0012]步驟A，采用衛(wèi)星定位模塊和地圖軟件采集使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息；
[0013]步驟B，將所述采集的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息生成導(dǎo)航語(yǔ)音音頻文件，并將導(dǎo)航語(yǔ)音音頻文件與所述采集的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息進(jìn)行一一匹配形成導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)，并將導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入到終端設(shè)備控制器中；
[0014]步驟C，同時(shí)在行進(jìn)的道路上以及該城市重要標(biāo)志性建筑物旁及交叉路口設(shè)置人工導(dǎo)航路標(biāo)及RFID標(biāo)簽，所述標(biāo)簽里包含地理位置信息與路徑導(dǎo)航方案；
[0015]步驟D，使用者發(fā)出語(yǔ)音指令通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別模塊將出行信息傳輸?shù)浇K端設(shè)備控制器里，終端設(shè)備控制器處理語(yǔ)音指令后再通過(guò)GPRS模塊將當(dāng)前出行的起始點(diǎn)與目的地傳遞給遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)；
[0016]步驟E，遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)接收到終端設(shè)備控制器發(fā)來(lái)的信息后，將接收到的出行目的地與起始點(diǎn)信息導(dǎo)入到地圖軟件中規(guī)劃出一條行走路徑，規(guī)劃完成后遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)通過(guò) GPRS模塊將相應(yīng)的行走路徑發(fā)送到機(jī)器人本體，機(jī)器人本體接收行走路徑后可按照行走路徑自主移動(dòng)；
[0017]步驟F，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星定位模塊不斷接收衛(wèi)星定位信息，并與存放在終端設(shè)備控制器里的導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息實(shí)時(shí)地進(jìn)行對(duì)比，如果在兩者的經(jīng)煒度信息相同或者在一定的匹配閾值范圍內(nèi)，就會(huì)通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前的位置信息以及相應(yīng)的導(dǎo)航方案；當(dāng)機(jī)器人本體進(jìn)入到RFID標(biāo)簽設(shè)定的范圍內(nèi)，安裝在機(jī)器人本體上的RFID模塊讀寫器就會(huì)讀出該RFID標(biāo)簽里的信息，從而觸發(fā)語(yǔ)音播報(bào)該標(biāo)簽里的地理位置信息及相應(yīng)的導(dǎo)航方案。
[0018]上述的控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，還包括步驟G，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，由攝像模塊不斷獲取路面導(dǎo)航信息以及盲道信息，并實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人本體與盲道之間的位置關(guān)系，如果機(jī)器人本體在移動(dòng)過(guò)程中偏離了盲道，則會(huì)自動(dòng)通過(guò)語(yǔ)音模塊提示使用者，使用者聽(tīng)到該語(yǔ)音提示后，則通過(guò)導(dǎo)航控制模塊修正當(dāng)前的行走狀況。
[0019]上述的控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，還包括步驟H，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，如果盲道上有障礙物阻擋，安裝在機(jī)器人本體前方的超聲波傳感器檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)， 機(jī)器人本體就會(huì)采取相應(yīng)的避障策略進(jìn)行避障。
[0020]上述的控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，還包括步驟I，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)GPRS模塊將衛(wèi)星定位模塊接收到的地理位置信息不斷發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，使在遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)旁的第三方人員可以實(shí)時(shí)的對(duì)使用者進(jìn)行監(jiān)控并可遠(yuǎn)程指導(dǎo)使用者的前行，在遇到意外情況時(shí)，使用者通過(guò)緊急按鈕或者語(yǔ)音功能來(lái)控制GPRS模塊對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行呼救，同時(shí)將使用者相應(yīng)的衛(wèi)星定位信息發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)上，從而采取相應(yīng)的措施，最終完成導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航。
[0021]上述的控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，還包括當(dāng)某些地方由于盲道信息丟失時(shí)，可以充分利用路邊設(shè)置的RFID標(biāo)簽幫助使用者進(jìn)行輔助導(dǎo)航，當(dāng)盲道信息恢復(fù)時(shí)，通過(guò)機(jī)器人本體前方的攝像模塊進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，指引導(dǎo)盲設(shè)備回到盲道上來(lái)繼續(xù)行走，當(dāng)使用者需要過(guò)馬路的時(shí)候，由安裝在機(jī)器人本體前方的攝像模塊識(shí)別路口的紅綠燈狀況，從而將識(shí)別后相關(guān)信息通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)給使用者，指導(dǎo)使用者過(guò)馬路。
[0022]有益效果:由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明這種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備及控制該設(shè)備的導(dǎo)航定位方法采用語(yǔ)音對(duì)話的交互方式，充分彌補(bǔ)了視覺(jué)障礙人群在視覺(jué)方面的不足， 使用戶與系統(tǒng)之間的交互更為便捷、且提供了娛樂(lè)方面的功能，如播放音樂(lè)，語(yǔ)音上網(wǎng)聊天等，更富有人性化，采用導(dǎo)盲機(jī)器人和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)相互通信的結(jié)構(gòu)，便捷有效地解決了盲人室外出行方案以及對(duì)盲人的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可遠(yuǎn)程在線控制或指導(dǎo)導(dǎo)盲設(shè)備的動(dòng)作，確保盲人出行的準(zhǔn)確性與安全性通過(guò)移動(dòng)通信技術(shù)GPRS與衛(wèi)星定位技術(shù)，有效地解決了盲人的通信與定位問(wèn)題，任何移動(dòng)終端及智能設(shè)備均可使用本裝置，推廣潛力巨大。采用了 GPS和 RFID聯(lián)合定位，有效的彌補(bǔ)了GPS的定位誤差以及GPS在某些情況下失效的問(wèn)題，確保了盲人定位的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)人工導(dǎo)航標(biāo)志和盲道進(jìn)行識(shí)別和導(dǎo)航，再加以RFID技術(shù)進(jìn)行輔助導(dǎo)航，確保了盲人行進(jìn)路線的準(zhǔn)確性與安全性?；贕PS、GPRS和 RFID的室外導(dǎo)盲機(jī)器人車身采用分層結(jié)構(gòu)，在每一層空間里都較為合理的布置了相應(yīng)的功能模塊，在充分利用導(dǎo)盲機(jī)器人車身空間的基礎(chǔ)上，避免了各個(gè)模塊工作時(shí)所帶來(lái)的干擾問(wèn)題。以后如果需在導(dǎo)盲機(jī)器人上外加擴(kuò)展功能，可直接在原來(lái)的車身上添加一層空間，簡(jiǎn)單方便，并不會(huì)對(duì)以前安裝的設(shè)備產(chǎn)生任何干擾?！靖綀D說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法的工作流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇25]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。[〇〇27]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0028] 參照?qǐng)D1，一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，包括機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，機(jī)器人本體包括車身和導(dǎo)航模塊1，車身由下至上依次分為四層:第一層設(shè)有驅(qū)動(dòng)模塊2和電源轉(zhuǎn)換模塊3;第二層設(shè)有攝像模塊4、超聲波傳感器5、驅(qū)動(dòng)裝置控制器6和主電源模塊7;第三層設(shè)有導(dǎo)航控制模塊8、語(yǔ)音識(shí)別模塊9和GPRS模塊10;第四層設(shè)有終端設(shè)備控制器11、衛(wèi)星定位模塊12和RFID模塊13，終端設(shè)備控制器11分別與攝像模塊4、RFID模塊13、衛(wèi)星定位模塊12、 GPRS模塊10、語(yǔ)音識(shí)別模塊9和驅(qū)動(dòng)裝置控制器6信號(hào)連接，驅(qū)動(dòng)裝置控制器6與導(dǎo)航控制模塊8和超聲波傳感器5信號(hào)連接，同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置控制器6輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊2,主電源模塊7通過(guò)電源轉(zhuǎn)換模塊3分別給上述各個(gè)模塊供電，機(jī)器人本體通過(guò)GPRS模塊10和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。車身采用分層結(jié)構(gòu)，在每一層空間里都較為合理的布置了相應(yīng)的功能模塊，在充分利用導(dǎo)盲機(jī)器人車身空間的基礎(chǔ)上，避免了各個(gè)模塊工作時(shí)所帶來(lái)的干擾問(wèn)題。
[0029]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備的較佳的實(shí)施例中，終端設(shè)備控制器11 包括手機(jī)、平板電腦、筆記本、PC電腦等中的一種或多種。
[0030]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備的較佳的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置控制器6包括至少一個(gè)的單片機(jī)微控制器。
[0031]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備的較佳的實(shí)施例中，遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)是一臺(tái)連接有GPRS模塊10并且嵌有地圖軟件的遠(yuǎn)程監(jiān)控界面的計(jì)算機(jī)。
[0032]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備的較佳的實(shí)施例中，導(dǎo)航控制模塊8包括盲文鍵盤和緊急按鈕。
[0033]本發(fā)明通過(guò)攝像模塊4識(shí)別路面上的盲道、人工指引路標(biāo)及周圍環(huán)境信息，確保盲人能夠沿著準(zhǔn)確的道路前行，通過(guò)超聲波傳感器5實(shí)時(shí)地避開(kāi)路面上的障礙物;衛(wèi)星定位模塊12實(shí)時(shí)地接收來(lái)自衛(wèi)星的定位信息，并將接收到的經(jīng)煒度信息與預(yù)先存儲(chǔ)在終端設(shè)備控制器11中的關(guān)鍵標(biāo)志性地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息進(jìn)行對(duì)比，如果兩者的經(jīng)煒度信息相同或者在一定的匹配閾值范圍內(nèi)，就會(huì)觸發(fā)終端設(shè)備控制器11通過(guò)語(yǔ)音播放該點(diǎn)的地理位置信息和下一步的導(dǎo)航方案；同時(shí)當(dāng)安裝在機(jī)器人本體上的RFID模塊13讀取到安裝在相關(guān)地點(diǎn)的RFID 標(biāo)簽時(shí)，也會(huì)通過(guò)終端設(shè)備控制器11觸發(fā)語(yǔ)音播放該點(diǎn)的地理位置信息和下一步的導(dǎo)航方案，同時(shí)根據(jù)RFID標(biāo)簽里的精確地理位置信息，可以實(shí)時(shí)地校正GPS的定位信息，大幅提高了 GPS數(shù)據(jù)的定位精度;語(yǔ)音識(shí)別模塊9與終端設(shè)備控制器11相連接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)盲設(shè)備與盲人的語(yǔ)音交互，盲人可以通過(guò)語(yǔ)音發(fā)送指令給導(dǎo)盲設(shè)備，導(dǎo)盲設(shè)備也可通過(guò)語(yǔ)音提示盲人相關(guān)信息;GPRS模塊10與終端設(shè)備控制器11相連接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)盲設(shè)備與遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)的雙向數(shù)據(jù)傳輸，從而對(duì)盲人監(jiān)控并指導(dǎo)盲人前行，盲人遇到意外時(shí)，可通過(guò)GPRS語(yǔ)音通話功能對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)或者家人進(jìn)行呼救;終端設(shè)備控制器11與驅(qū)動(dòng)裝置控制器6相連接，驅(qū)動(dòng)裝置控制器6又與導(dǎo)航控制模塊8、盲文鍵盤、超聲波傳感器5和驅(qū)動(dòng)模塊2相連，終端設(shè)備控制器11 可發(fā)送相關(guān)指令給驅(qū)動(dòng)裝置控制器6，驅(qū)動(dòng)裝置控制器6驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊2工作，同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置控制器6也可接收來(lái)自導(dǎo)航控制模塊8、盲文鍵盤的信息，從而驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊2工作。本發(fā)明將整體分割為各個(gè)子模塊，思路清晰，控制效果顯著，各個(gè)子模塊功能互相獨(dú)立，模塊與模塊之間采用標(biāo)準(zhǔn)接口，整個(gè)通信過(guò)程穩(wěn)定、條理清晰、擴(kuò)展性好，與盲人之間保持了良好的交互性。
[0034]參照?qǐng)D2,一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，包括以下步驟:[〇〇35]步驟A，采用衛(wèi)星定位模塊和地圖軟件采集使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息；
[0036]步驟B，將采集的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息生成導(dǎo)航語(yǔ)音音頻文件，并將導(dǎo)航語(yǔ)音音頻文件與采集的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息進(jìn)行一一匹配形成導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)， 并將導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入到終端設(shè)備控制器中；
[0037]步驟C，同時(shí)在行進(jìn)的道路上以及該城市重要標(biāo)志性建筑物旁及交叉路口設(shè)置人工導(dǎo)航路標(biāo)及RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽里包含地理位置信息與路徑導(dǎo)航方案；
[0038]步驟D，使用者發(fā)出語(yǔ)音指令通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別模塊將出行信息傳輸?shù)浇K端設(shè)備控制器里，終端設(shè)備控制器處理語(yǔ)音指令后再通過(guò)GPRS模塊將當(dāng)前出行的起始點(diǎn)與目的地傳遞給遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)；
[0039]步驟E，遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)接收到終端設(shè)備控制器發(fā)來(lái)的信息后，將接收到的出行目的地與起始點(diǎn)信息導(dǎo)入到地圖軟件中規(guī)劃出一條行走路徑，規(guī)劃完成后遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)通過(guò) GPRS模塊將相應(yīng)的行走路徑發(fā)送到機(jī)器人本體，機(jī)器人本體接收行走路徑后可按照行走路徑自主移動(dòng)；
[0040]步驟F，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星定位模塊不斷接收衛(wèi)星定位信息，并與存放在終端設(shè)備控制器里的導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息實(shí)時(shí)地進(jìn)行對(duì)比，如果在兩者的經(jīng)煒度信息相同或者在一定的匹配閾值范圍內(nèi)，就會(huì)通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前的位置信息以及相應(yīng)的導(dǎo)航方案；當(dāng)機(jī)器人本體進(jìn)入到RFID標(biāo)簽設(shè)定的范圍內(nèi)，安裝在機(jī)器人本體上的RFID模塊讀寫器就會(huì)讀出該RFID標(biāo)簽里的信息，從而觸發(fā)語(yǔ)音播報(bào)該標(biāo)簽里的地理位置信息及相應(yīng)的導(dǎo)航方案。
[0041]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法的較佳的實(shí)施例中，還包括步驟G，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，由攝像模塊不斷獲取路面導(dǎo)航信息以及盲道信息，并實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人本體與盲道之間的位置關(guān)系，如果機(jī)器人本體在移動(dòng)過(guò)程中偏離了盲道，則會(huì)自動(dòng)通過(guò)語(yǔ)音模塊提示使用者，使用者聽(tīng)到該語(yǔ)音提示后，則通過(guò)導(dǎo)航控制模塊修正當(dāng)前的行走狀況。
[0042]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法的較佳的實(shí)施例中，還包括步驟H，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，如果盲道上有障礙物阻擋，安裝在機(jī)器人本體前方的超聲波傳感器檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，機(jī)器人本體就會(huì)采取相應(yīng)的避障策略進(jìn)行避障。
[0043]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法的較佳的實(shí)施例中，還包括步驟I，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)GPRS模塊將衛(wèi)星定位模塊接收到的地理位置信息不斷發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，使在遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)旁的第三方人員可以實(shí)時(shí)的對(duì)使用者進(jìn)行監(jiān)控并可遠(yuǎn)程指導(dǎo)使用者的前行，在遇到意外情況時(shí)，使用者通過(guò)緊急按鈕或者語(yǔ)音功能來(lái)控制GPRS模塊對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行呼救，同時(shí)將使用者相應(yīng)的衛(wèi)星定位信息發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)上，從而采取相應(yīng)的措施，最終完成導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航。
[0044]進(jìn)一步地，本發(fā)明一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法的較佳的實(shí)施例中，還包括當(dāng)某些地方由于盲道信息丟失時(shí)，可以充分利用路邊設(shè)置的RFID標(biāo)簽幫助使用者進(jìn)行輔助導(dǎo)航，當(dāng)盲道信息恢復(fù)時(shí)，通過(guò)機(jī)器人本體前方的攝像模塊進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，指引導(dǎo)盲設(shè)備回到盲道上來(lái)繼續(xù)行走，當(dāng)使用者需要過(guò)馬路的時(shí)候，由安裝在機(jī)器人本體前方的攝像模塊識(shí)別路口的紅綠燈狀況，從而將識(shí)別后相關(guān)信息通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)給使用者，指導(dǎo)使用者過(guò)馬路。
[0045]導(dǎo)盲設(shè)備工作時(shí)，將其當(dāng)前所處的地理位置與所要到達(dá)的目的地發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)接收到該信息后，自動(dòng)規(guī)劃出行走路線及導(dǎo)航方案，并通過(guò)GPRS模塊與導(dǎo)盲設(shè)備進(jìn)行通信，指導(dǎo)盲人的出行。導(dǎo)盲設(shè)備在導(dǎo)盲過(guò)程中，由安裝在機(jī)器人本體前方的攝像模塊實(shí)時(shí)地獲取地面盲道信息及人工導(dǎo)航標(biāo)志，確保盲人行走道路的準(zhǔn)確性與安全性，采用衛(wèi)星定位模塊接收衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)地為盲人定位并通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前的地理位置信息及導(dǎo)航方案。此外，還可通過(guò)相關(guān)人員在盲人行走的關(guān)鍵道路上以及城市重要標(biāo)志性建筑物附近及交叉路口設(shè)置的RFID標(biāo)簽進(jìn)行輔助定位導(dǎo)航，當(dāng)導(dǎo)盲設(shè)備移動(dòng)到該路段時(shí)，安裝在該導(dǎo)盲設(shè)備上的RFID模塊就會(huì)自動(dòng)讀出儲(chǔ)存在RFID標(biāo)簽里的地理位置及導(dǎo)航信息，從而指導(dǎo)盲人的前行。通過(guò)對(duì)GPS和RFID的聯(lián)合應(yīng)用，不僅可以有效的提高GPS單獨(dú)定位時(shí)的精度，還可以解決因GPS在某些特殊情況下定位失效的問(wèn)題。采用GPRS模塊實(shí)現(xiàn)導(dǎo)盲設(shè)備與家人或遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)的相互通信，可以對(duì)盲人進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)控，并可遠(yuǎn)程控制和指導(dǎo)盲人的前行。利用GPRS模塊的語(yǔ)音通話功能不僅可以使盲人與外界進(jìn)行語(yǔ)音上的交流，此外當(dāng)盲人遇到意外時(shí)，可以實(shí)時(shí)的通過(guò)語(yǔ)音向外界尋求幫助，保證了盲人出行的安全性問(wèn)題。
[0046]本發(fā)明這種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備及控制該設(shè)備的導(dǎo)航定位方法采用語(yǔ)音對(duì)話的交互方式，充分彌補(bǔ)了視覺(jué)障礙人群在視覺(jué)方面的不足，使用戶與系統(tǒng)之間的交互更為便捷、 且提供了娛樂(lè)方面的功能，如播放音樂(lè)，語(yǔ)音上網(wǎng)聊天等，更富有人性化，采用導(dǎo)盲機(jī)器人和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)相互通信的結(jié)構(gòu)，便捷有效地解決了盲人室外出行方案以及對(duì)盲人的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可遠(yuǎn)程在線控制或指導(dǎo)導(dǎo)盲設(shè)備的動(dòng)作，確保盲人出行的準(zhǔn)確性與安全性通過(guò)移動(dòng)通信技術(shù)GPRS與衛(wèi)星定位技術(shù)，有效地解決了盲人的通信與定位問(wèn)題，任何移動(dòng)終端及智能設(shè)備均可使用本裝置，推廣潛力巨大。采用了 GPS和RFID聯(lián)合定位，有效的彌補(bǔ)了 GPS的定位誤差以及GPS在某些情況下失效的問(wèn)題，確保了盲人定位的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)人工導(dǎo)航標(biāo)志和盲道進(jìn)行識(shí)別和導(dǎo)航，再加以RFID技術(shù)進(jìn)行輔助導(dǎo)航，確保了盲人行進(jìn)路線的準(zhǔn)確性與安全性?；贕PS、GPRS和RFID的室外導(dǎo)盲機(jī)器人車身采用分層結(jié)構(gòu)，在每一層空間里都較為合理的布置了相應(yīng)的功能模塊，在充分利用導(dǎo)盲機(jī)器人車身空間的基礎(chǔ)上，避免了各個(gè)模塊工作時(shí)所帶來(lái)的干擾問(wèn)題。以后如果需在導(dǎo)盲機(jī)器人上外加擴(kuò)展功能，可直接在原來(lái)的車身上添加一層空間，簡(jiǎn)單方便，并不會(huì)對(duì)以前安裝的設(shè)備產(chǎn)生任何干擾。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見(jiàn)的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，包括機(jī)器人本體和遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，其特征在于，所述機(jī)器人 本體包括車身和導(dǎo)航模塊(1)，所述車身由下至上至少包括四層:第一層設(shè)有驅(qū)動(dòng)模塊(2) 和電源轉(zhuǎn)換模塊(3);第二層設(shè)有攝像模塊(4)、超聲波傳感器(5)、驅(qū)動(dòng)裝置控制器(6)和主 電源模塊(7);第三層設(shè)有導(dǎo)航控制模塊(8 )、語(yǔ)音識(shí)別模塊(9)和GPRS模塊(10);第四層設(shè) 有終端設(shè)備控制器(11)、衛(wèi)星定位模塊(12)和RFID模塊(13)，所述終端設(shè)備控制器(11)分 別與所述攝像模塊(4)、所述RFID模塊(13)、所述衛(wèi)星定位模塊(12)、所述GPRS模塊(10)、所 述語(yǔ)音識(shí)別模塊(9)和所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器(6)信號(hào)連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器(6)與導(dǎo)航 控制模塊(8)和所述超聲波傳感器(5)信號(hào)連接，同時(shí)所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器(6)輸出驅(qū)動(dòng)信 號(hào)至所述驅(qū)動(dòng)模塊(2)，所述主電源模塊(7)通過(guò)所述電源轉(zhuǎn)換模塊(3)分別給上述各個(gè)模 塊供電，所述機(jī)器人本體通過(guò)所述GPRS模塊(10)和所述遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，其特征在于，所述終端設(shè)備控制器 (11)包括手機(jī)、平板電腦、筆記本、PC電腦等中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置控制器 (6)包括至少一個(gè)的單片機(jī)微控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，其特征在于，所述遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)是一 臺(tái)連接有GPRS模塊(10)并且嵌有地圖軟件的遠(yuǎn)程監(jiān)控界面的計(jì)算機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能室外導(dǎo)盲設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)航控制模塊(8) 包括盲文鍵盤和緊急按鈕。6.—種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟A，采用衛(wèi)星定位模塊和地圖軟件采集使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息；步驟B，將所述采集的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息生成導(dǎo)航語(yǔ)音音頻文件，并將導(dǎo)航 語(yǔ)音音頻文件與所述采集的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息進(jìn)行一一匹配形成導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù) 據(jù)庫(kù)，并將導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入到終端設(shè)備控制器中；步驟C，同時(shí)在行進(jìn)的道路上以及該城市重要標(biāo)志性建筑物旁及交叉路口設(shè)置人工導(dǎo) 航路標(biāo)及RFID標(biāo)簽，所述標(biāo)簽里包含地理位置信息與路徑導(dǎo)航方案；步驟D，使用者發(fā)出語(yǔ)音指令通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別模塊將出行信息傳輸?shù)浇K端設(shè)備控制器里， 終端設(shè)備控制器處理語(yǔ)音指令后再通過(guò)GPRS模塊將當(dāng)前出行的起始點(diǎn)與目的地傳遞給遠(yuǎn) 程服務(wù)平臺(tái)；步驟E，遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)接收到終端設(shè)備控制器發(fā)來(lái)的信息后，將接收到的出行目的地與 起始點(diǎn)信息導(dǎo)入到地圖軟件中規(guī)劃出一條行走路徑，規(guī)劃完成后遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)通過(guò)GPRS模 塊將相應(yīng)的行走路徑發(fā)送到機(jī)器人本體，機(jī)器人本體接收行走路徑后可按照行走路徑自主 移動(dòng)；步驟F，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星定位模塊不斷接收衛(wèi)星定位信息，并與存放在終端設(shè) 備控制器里的導(dǎo)航語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的使用者行走地點(diǎn)的經(jīng)煒度信息實(shí)時(shí)地進(jìn)行對(duì)比，如果在 兩者的經(jīng)煒度信息相同或者在一定的匹配閾值范圍內(nèi)，就會(huì)通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前的位置信息 以及相應(yīng)的導(dǎo)航方案；當(dāng)機(jī)器人本體進(jìn)入到RFID標(biāo)簽設(shè)定的范圍內(nèi)，安裝在機(jī)器人本體上 的RFID模塊讀寫器就會(huì)讀出該RFID標(biāo)簽里的信息，從而觸發(fā)語(yǔ)音播報(bào)該標(biāo)簽里的地理位置 信息及相應(yīng)的導(dǎo)航方案。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，其特征在于，還包括步驟G，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，由攝像模塊不斷獲取路面導(dǎo)航信息以及盲道信息，并實(shí)時(shí)檢測(cè) 機(jī)器人本體與盲道之間的位置關(guān)系，如果機(jī)器人本體在移動(dòng)過(guò)程中偏離了盲道，則會(huì)自動(dòng) 通過(guò)語(yǔ)音模塊提示使用者，使用者聽(tīng)到該語(yǔ)音提示后，則通過(guò)導(dǎo)航控制模塊修正當(dāng)前的行 走狀況。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，其特征在于，還包括 步驟H，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，如果盲道上有障礙物阻擋，安裝在機(jī)器人本體前方的超聲波傳 感器檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，機(jī)器人本體就會(huì)采取相應(yīng)的避障策略進(jìn)行避障。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，其特征在于，還包括 步驟I，機(jī)器人本體移動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)GPRS模塊將衛(wèi)星定位模塊接收到的地理位置信息不斷 發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，使在遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)旁的第三方人員可以實(shí)時(shí)的對(duì)使用者進(jìn)行監(jiān)控并 可遠(yuǎn)程指導(dǎo)使用者的前行，在遇到意外情況時(shí)，使用者通過(guò)緊急按鈕或者語(yǔ)音功能來(lái)控制 GPRS模塊對(duì)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行呼救，同時(shí)將使用者相應(yīng)的衛(wèi)星定位信息發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)平 臺(tái)上，從而采取相應(yīng)的措施，最終完成導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種控制室外導(dǎo)盲設(shè)備的導(dǎo)航定位方法，其特征在于，還包 括當(dāng)某些地方由于盲道信息丟失時(shí)，可以充分利用路邊設(shè)置的RFID標(biāo)簽幫助使用者進(jìn)行輔 助導(dǎo)航，當(dāng)盲道信息恢復(fù)時(shí)，通過(guò)機(jī)器人本體前方的攝像模塊進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別，指引導(dǎo)盲設(shè)備 回到盲道上來(lái)繼續(xù)行走，當(dāng)使用者需要過(guò)馬路的時(shí)候，由安裝在機(jī)器人本體前方的攝像模 塊識(shí)別路口的紅綠燈狀況，從而將識(shí)別后相關(guān)信息通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)給使用者，指導(dǎo)使用者過(guò) 馬路。
【文檔編號(hào)】G01S19/46GK105943326SQ201610578791
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月18日
【發(fā)明人】林健, 范京京, 趙暉, 康勇
【申請(qǐng)人】浙江鈞普科技股份有限公司