基于超聲波與圖像識別的盲人導航眼鏡研究與實現(xiàn).pdf

1、失去一雙健康的眼睛給盲人的日常出行造成了極大的困擾和不便。目前，世界上盲人這一特殊群體的數(shù)量非常龐大，據(jù)世界衛(wèi)生組織2010年給出的數(shù)據(jù)，中國盲人約有824.8萬，低視力人數(shù)約6727.4萬。近幾年，隨著計算機軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，可穿戴電子產(chǎn)品走進了我們的生活，給人們的日常生活帶來了便利和樂趣。使得我們有能力為盲人這一弱勢群體的生活帶去一些改變，讓他們切身享受到科技的進步帶來的福音?，F(xiàn)有的盲人導航工具為盲人和視力殘疾人的出行提供了

2、一定的幫助，但在實際的推廣使用過程中都或多或少存在著價格昂貴、體驗不好、交互性差、實時性不強等問題?；诖?，本論文計劃制作出一款人性化、智能化、大眾化的智能盲人智能導航眼鏡。
　　通過對盲人外出在道路上行走的場景進行模擬分析，設計導盲眼鏡系統(tǒng)所需要的功能主要包括安全避障、紅綠燈的狀態(tài)識別、斑馬線的識別和定位、語音提示以及人機交互使用等。通過眼鏡上安裝小型攝像頭，拍攝紅綠燈和道路上斑馬線的圖像信息，采用圖像識別技術(shù)識別圖像信息并做出

3、判斷，然后將判斷結(jié)果轉(zhuǎn)換成語音信號通過聽筒提示盲人，使盲人也能夠通過―看來識別物體，從而安全地在路上行走。此外，為了實現(xiàn)緊急情況下的安全避障，設計中還用到了較成熟的超聲波技術(shù)，為盲人的出行避障加上第二道防線。
　　該盲人智能導航眼鏡系統(tǒng)采用的是模塊化的結(jié)構(gòu)設計，通過接口調(diào)用的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的傳輸、處理以及各功能模塊的調(diào)用。紅綠燈的狀態(tài)識別的算法主要是先通過基于Haar特征分類器檢測確定圖像中的紅綠燈的位置，然后在HSV色彩模型上對

4、位置區(qū)域進行顏色識別。斑馬線的識別和定位的算法是對增強后的圖像進行邊緣檢測然后對邊緣圖直線提取，根據(jù)斑馬線的特征設定判定規(guī)則，依照該規(guī)則對提取的直線進行識別和定位。
　　本文中整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)均在基于Raspbian操作系統(tǒng)的樹莓派2代B型開發(fā)板上進行。以OpenCV和Python作為系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境，利用OpenCV提供的Python圖像處理和識別庫函數(shù)接口實現(xiàn)系統(tǒng)中圖像識別的部分。最后，通過模擬對系統(tǒng)的各功能模塊實現(xiàn)的進行功能