基于超声波与图像识别的盲人导航眼镜研究与实现
AI智能导盲眼镜的设计与实现
信IB与电IEChina Computer&Communication人工臂饨与鶴剔技术2021年第6期AI智能导盲眼镜的设计与实现林会祺周义涛翁名键何忠雄刘小飞（三亚学院，海南三亚572022）摘要：AI智能导盲眼镜系统具有安全避障、识别红绿灯的状态、语音提示以及人机交互等功能，已应用在很多领域.该系统利用树莓派开发板上的摄像头获取道路上的红绿灯信息，将超声波模块与树莓派相连达到规避障碍物的目的。
实验结果表明，该系统可以实现紧急情况下的安全避障，是一款人性化、智能化、大众化的智能盲人导航眼镜.关键词：导盲眼镜；目标检测；图像分割；Y0L0;深度信念网络中图分类号：TH789；TP391.41文献标识码：A文章编号：1003-9767（2021）06-171-03Design and Implementation of AI Smart Guide GlassesLIN Huiqi,ZHOU Yitao,WENG Mingjian,HE Zhongxiong,LIU Xiaofei(University of Sanya,Sanya Hainan572022,China)Abstract:The AI smart guide glasses system has functions such as safe obstacle avoidance,identification of the status of traffic lights,voice prompts and human-computer interaction,and has been applied in many fields.The system uses the camera on the Raspberry Pi development board to obtain traffic light information on the road,and connects the ultrasonic module with the Raspberry Pi to avoid obstacles.Experimental results show that the system can realize safe obstacle avoidance in emergency situations,and it is a humanized,intelligent,and popular intelligent navigation glasses for the blind.Keywords:guide glasses;object detection;image segmentation;YOLO;depth belief network0引言目前，虽然国内的人行道都会有“盲道”供盲人使用，但是由于监管不到位，部分“盲道”反而成为盲人路上的“障碍物”,仅靠盲道出行，不能保证出行安全W根据最新调查结果表明，有90%以上的盲人在没有辅助工具的情况下不出门，即使出门活动范围也只是在家附近；在有家人陪同的情况下也只有大约30%的盲人愿意出行。
导盲机器人设计(一)2024
导盲机器人设计（一）引言概述：导盲机器人是一种能够辅助视力受损人群的智能机器人，通过感知环境、识别障碍物和提供导航功能来帮助盲人行动。
本文将介绍导盲机器人的设计，包括感知模块、识别模块、导航模块、交互模块和电源模块等五个方面的内容。
正文：1. 感知模块：1.1 摄像头感知：导盲机器人配备摄像头，通过图像分析算法实时感知周围环境。
1.2 超声波传感器：利用超声波传感器探测前方的障碍物，以确保安全路径。
1.3 惯性导航传感器：使用惯性导航传感器来检测机器人的姿态和方位。
2. 识别模块：2.1 视觉识别：通过图像识别算法，导盲机器人可以辨别人、物体和地标等，提供周围环境的详细描述。
2.2 声音识别：导盲机器人可以识别环境中的声音信号，如车辆的鸣笛声，以警示用户注意安全。
3. 导航模块：3.1 地图匹配：导盲机器人通过与预先设定的地图进行匹配，确定当前位置和目的地，并规划最优路径。
3.2 手势导航：用户可以通过手势控制导航方向，机器人及时响应并做出相应动作，提高用户的交互体验。
3.3 语音引导：导盲机器人配备语音合成功能，可以进行语音导航，向用户提供详细的行进指引。
4. 交互模块：4.1 肢体交互：导盲机器人利用机械臂和触摸屏等设备，与用户进行肢体交互，并提供相关信息和操作提示。
4.2 语音交互：用户可以通过语音控制机器人的功能，如发出指令或提问，机器人会进行语音回应。
5. 电源模块：5.1 充电模块：导盲机器人配备可充电电池，可以通过充电模块定期或按需充电，保证机器人的长时间服务能力。
5.2 低功耗设计：导盲机器人在硬件设计和软件运行中充分考虑低功耗要求，延长机器人的使用时间。
总结：导盲机器人的设计涵盖了感知模块、识别模块、导航模块、交互模块和电源模块等五个方面。
通过这些模块的合理设计，导盲机器人能够辅助盲人进行环境感知、障碍物识别、路径规划和导航引导等功能，提供更为安全和便利的行动方式，提升盲人的生活质量。
基于树莓派的盲人智能眼镜的设计与实现
软件设计开发本栏目责任编辑：谢媛媛基于树莓派的盲人智能眼镜的设计与实现杨家乐，杨洋，郭超东，张涵，尹宏博，严文娟（长江师范学院电子信息工程学院，重庆408100）摘要：随着科技的发展，智能眼镜为盲人的出行带来了便，该文以树莓派为硬件、Python 为开发语言设计了一款盲人智能眼镜，该眼镜由图像识别、超声波避障、斑马线边缘检测、语音提示四个模块构成，实现了识别红绿灯及其示数、检测斑马线左右边缘以及前方一定范围内障碍物并进行相应的语音播报的功能，为盲人安全通过交通灯时提供辅助。
关键词：智能眼镜；树莓派；Python 中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2021)15-0085-03开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：1引言随着我国人口变化，盲人所占比例也在持续增长。
据统计，中国拥有着世界上最大的盲人群体，2018年我国盲人数量已到达1700多万[1]，盲人的生活问题引起了各级政府及社会强烈的关注。
近年来，随着软硬件技术迅速的发展，导盲杖及导盲音响设备等一系列的导盲手段涌现于市场之中，但因其技术的实施存在限制条件且不可保障使用者的安全性等缺点，智能眼镜相关技术及研究应运而生。
纵观市场分析，智能眼镜拥有手势识别[2]、眼动跟踪[3]及语音控制三大主要功能，目前主要应用于盲人生活的安全区域内，但在出行方面是远远不够的，尤其在通过斑马线这种极度危险的路段时，现有设备所提供的功能存在一定缺陷，本文以树莓派（Raspberry Pi 4b ）为硬件基础、Python 为开发语言设计了一款能实现准确识别红绿灯及其时间、检测斑马线边界以及前方一定范围内障碍物及其方位，并通过扬声器自动播报，从而实现辅助盲人安全通过交通灯的目的，为盲人的出行带来了便利。
2系统设计本设计由图像处理系统、后端处理系统、避障模块、斑马线边缘检测模块、语音模块[4]组成，如图1所示为系统设计框架图。
系统由摄像头捕获图像帧，通过TCP 传输协议将图像数据传输给后端处理系统，由图像处理系统对图像进行处理分析，筛选图像识别结果，对结果进行颜色和字符匹配并将识别结果返回给树莓派[5]，再进行相应的语音匹配，最后调用语音模块进行相应的语音输出；树莓派分别传输避障信息、边缘检测信息至避障模块和斑马线边缘检测模块，当检测到前方障碍物以及斑马线边缘时，进行相应的语音匹配，最终调用语音模块进行相应的语音输出。
基于物联网的盲人辅助导航系统设计与实现
基于物联网的盲人辅助导航系统设计与实现摘要：随着物联网技术的快速发展，盲人辅助导航系统也得以实现。
本文将介绍一种基于物联网的盲人辅助导航系统的设计与实现。
该系统利用物联网技术，通过传感器、云计算和智能设备等技术手段，为盲人提供实时导航、路径规划、环境感知和互动交流等功能，提高盲人的出行安全和生活质量。
1. 引言盲人在日常生活中面临许多困难，特别是在导航和出行方面。
传统的盲人导航方法主要依赖导盲犬或者白杖。
然而，这些方法存在一些局限性，无法提供精准的导航和实时的环境感知。
基于物联网的盲人辅助导航系统可以通过无线传感器网络、智能设备和云计算等技术，提供更全面、精准的导航服务。
2. 系统设计2.1 系统架构基于物联网的盲人辅助导航系统由传感器节点、智能手环、云服务器和移动应用程序等组成。
传感器节点负责收集周围环境信息，智能手环接收环境信息并提供导航指引，云服务器通过分析环境数据和用户需求提供路径规划和导航服务，移动应用程序提供用户与系统的交互界面。
2.2 环境感知传感器节点通过安装在城市中的各类设备上，收集环境信息如道路状况、交通流量、障碍物位置等。
传感器节点将数据传输到云服务器进行处理和存储。
2.3 路径规划与导航云服务器根据盲人的起点、终点和偏好，结合环境感知数据进行路径规划。
路径规划考虑到道路状况、交通流量和障碍物等因素，为盲人提供最优的导航方案。
智能手环通过振动或语音等方式提供导航指引。
2.4 互动交流移动应用程序可与智能手环进行互动交流。
盲人可以通过移动应用程序查询导航路线、设定导航偏好和获取实时环境信息。
3. 系统实现3.1 传感器节点的部署传感器节点通过无线传感器网络部署在城市中的各个关键位置，如交通信号灯、天桥和公园等。
传感器节点可通过无线通信技术将数据上传到云服务器。
3.2 智能手环的制作智能手环集成了振动马达、蓝牙模块和语音合成器等组件。
智能手环可以接受云服务器发送的导航指令，并通过振动或语音提醒盲人进一步操作。
基于超声波检测与图像处理的导盲仪设计
基于超声波检测与图像处理的导盲仪设计
潘虹;曹晓红;陈江萍;丁颖
【期刊名称】《物联网技术》
【年(卷),期】2024(14)1
【摘要】基于数字图像处理技术和超声波检测技术,提出了穿戴式导盲仪设计方案。
采用嵌入式开发板作为主控单元,在提高导盲仪便携性的同时,减少导盲仪体积和重量。
为解决复杂环境下红绿灯识别较难的问题,采用分类器算法分析红绿灯影像;采
用标记分水岭算法识别盲道边缘特征和纹理特征,以此来对盲道区域进行准确识别
和分割。
最后设计了超声波辅助系统,实时检测道路障碍物信息,并通过语音向用户
发出提醒,以此来帮助用户安全穿越道路。
【总页数】3页(P138-140)
【作者】潘虹;曹晓红;陈江萍;丁颖
【作者单位】陕西服装工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.基于超声波的一种语音导盲仪的设计研究
2.基于超声波测距的导盲仪设计研究
3.基于超声波特征信号处理的导盲仪研究
4.基于嵌入式图像处理及路径规划的智能
导盲仪
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基于机器视觉的智能导盲系统的研究与设计
基于机器视觉的智能导盲系统的研究与设计智能导盲系统是一种应用机器视觉技术的创新解决方案，旨在为视觉受损人士提供辅助和支持。
该系统利用计算机视觉和人工智能算法，识别环境中的障碍物和标识物，并通过语音或振动等方式向用户提供准确的导航指引。
本文将探讨基于机器视觉的智能导盲系统的研究与设计，介绍其原理、特点以及现有的应用案例。
一、系统原理与技术基于机器视觉的智能导盲系统主要包括图像采集、图像处理和导航反馈三个核心模块。
首先，系统使用摄像头或深度相机采集环境图像，并传输给系统进行处理。
其次，图像处理算法对图像进行分析和解读，识别环境中的障碍物、人脸、标志物等。
最后，系统根据识别结果生成相应的导航反馈，通过语音提示、振动设备或手部触觉反馈等方式向用户提供导航指引。
在图像采集方面，智能导盲系统可以使用单个摄像头，也可以利用深度相机获取三维环境信息。
深度相机能够获取距离信息，提供更准确的障碍物检测和距离估计功能。
在图像处理方面，系统需要使用计算机视觉算法进行障碍物检测、物体识别和人脸识别等任务。
深度学习算法如卷积神经网络在图像处理中取得了显著的成果，可以用于人脸检测和分类、行人检测等任务。
此外，传统的计算机视觉算法如边缘检测、特征匹配等也可以在系统中应用。
导航反馈模块是智能导盲系统的重要组成部分。
语音提示是最常用的导航反馈方式，系统会通过耳机或扬声器向用户提供相应的语音信息。
振动设备也可以被集成到系统中，通过振动模式向用户传递导航指引。
另外，手部触觉反馈是一种新的研究方向，利用可穿戴设备或特殊手套向用户提供触觉刺激，实现更直观的导航反馈。
二、智能导盲系统的特点相比传统的导盲手杖或导盲犬等辅助工具，基于机器视觉的智能导盲系统具有以下特点：1. 实时感知和反馈：智能导盲系统能够实时采集和处理环境信息，并快速向用户提供导航反馈，帮助其避开障碍物和识别环境特征。
2. 多种导航方式：智能导盲系统可以通过语音提示、振动设备或手部触觉反馈等多种方式向用户提供导航指引，满足不同用户的偏好和需求。
导盲机器人设计
导盲设计（二）：技术实现与应用前景引言概述：导盲是一种利用和技术为视障人士提供导航和辅助功能的创新设备。
本文将深入探讨导盲的技术实现和应用前景，从感知与定位、导航与路径规划、交互与沟通、安全保障以及市场前景等五个大点展开详细阐述。
正文内容：一、感知与定位1.视觉传感技术：利用摄像头进行环境感知和障碍物识别，通过图像处理算法实现实时检测与分析。
2.深度传感技术：借助激光雷达、红外传感器等设备获取环境深度信息，实现对障碍物和路况的感知。
3.定位技术：采用GPS、惯性测量单元（IMU）等传感器实时获取的位置与姿态，辅助路径规划和导航。
二、导航与路径规划1.地图构建与更新：利用SLAM技术实现环境地图的构建，并通过更新机制不断适应环境变化。
2.路径规划算法：基于地图和传感器数据，采用最优路径规划算法为导盲选择可靠路线，避开障碍物。
3.动态路径规划：结合实时感知数据，实现对持续变化的环境做出及时调整，提高导航的准确性和效率。
三、交互与沟通1.语音交互技术：利用语音识别和语音合成技术，使能够理解视障人士的指令，并用语音回应。
2.触觉反馈技术：通过的触摸屏、振动马达等设备，为视障人士提供触觉反馈，增加交互的体验。
3.手势识别技术：结合相机和深度传感器，实现对手势的实时识别，便于视障人士与进行直接交互。
四、安全保障1.环境感知与预警：基于感知技术，可以实时监测并预警危险情况，如树枝、坑洞等，提高视障人士的安全性。
2.碰撞避免技术：利用激光雷达等设备，能够及时检测到障碍物，采取避免碰撞的措施，确保视障人士的安全。
3.应急处理与故障恢复：内置自主应对系统，能够及时应对紧急情况，保障视障人士的生命安全。
五、市场前景1.社会需求：随着视障人士数量的增加和全球化人口老龄化趋势的发展，对导盲的需求呈现增长趋势。
2.技术进步：和技术的不断进步为导盲的设计与实现提供了更多可能，加速了产业化进程。
3.商业机会：导盲市场潜力巨大，从旅游景区、办公场所到交通运输领域，都存在广阔的商机。
盲人智能避障眼镜的设计与开发
第37卷 第4期 福 建 电 脑 Vol.37 No.42021年4月Journal of Fujian ComputerApr. 2021———————————————本文得到宁波职业技术学院人才引进科研项目(No. RC201808)资助。
但雨芳(通信作者)，女，1984年生，主要研究领域为模式识别和深度学习。
E-mail: ****************.cn 。
史凯凯，男，2000年生，主要研究领域为人工智能。
李伟仁，男，1998年生，主要研究领域为人工智能。
王添烽，男，2000年生，主要研究领域为人工智能。
朱亨，男，2000年生，主要研究领域为人工智能。
盲人智能避障眼镜的设计与开发但雨芳 史凯凯 李伟仁 王添烽 朱亨(宁波职业技术学院电子信息工程学院 浙江 宁波 315800)摘 要 现今的导盲仪与导盲犬因存在诸多未知的安全因素，仍不被接收。
因此，本文设计并开发了一种采用深度学习模型YOLO-v3的盲人智能避障眼镜，利用opencv 获取截取图片，利用改进的YOLO-v3模型进行学习和捕捉需要检测的目标，采取3D 重构原理将截取图片进行分割处理、重映射、灰度化等一系列操作，并结合双目视觉进行目标测距，以语音告知盲人具体目标和距离。
实验结果表明，该方法比最新的目标检测与分类准确率更高，比市面上的盲人避障眼镜更实用于大众。
关键词 目标检测；目标分类；盲人眼镜；模糊聚类中图法分类号 TP183 DOI:10.16707/ki.fjpc.2021.04.026Design and Development of Blind Intelligent Obstacle Avoidance GlassesDAN Y ufang, SHI Kaikai, LI Weiren , WANG Tianfeng , ZHU Heng(School of Electronics and Information Engineering, Ningbo Polytechnic, Ningbo, China, 315800)Abstract Today's guide device and guide dog are still not accepted because of many unknown safety factors. Therefore, this paper designs and develops a kind of blind intelligent obstacle avoidance glasses based on the deep learning model Yolo V3, and uses OpenCV to obtain the captured pictures to improve Yolo V3 model, which is used to learn and capture the target that needs to be detected. Based on the principle of 3D reconstruction, a series of operations such as segmentation, remapping and graying of the intercepted image are carried out. Combined with binocular vision, target ranging is carried out, and voice broadcast is used to inform the blind of the specific target and distance. Experimental results show that this method has higher accuracy than the latest target detection and classification, and is more practical for the public than some other blind obstacle avoidance glasses on the market.Keywords Object Detection; Object Classification; Blind Glasses; Fuzzy Clustering1 引言据全国残疾人抽样调查显示，截至2019年，我国约有1700万盲人，占全球盲人总数的五分之一，是世界上盲人数量最多的国家。
(完整版)盲人眼镜的调研报告
盲人产品—明亮眼镜的调研报告没有视觉感知力是盲人在日常生活中最大的障碍，正常人的生活用品，对于盲人的生活存在众多不便。
盲人产品需要在正常人的生活用品的基础上进行改进，更好的帮助盲人克服生活中的不便。
对于这种特殊人群的设计，触觉﹑听觉﹑嗅觉等就是产品改进的重要出发点，本文就是对盲人的自身情况进行的调研报告：图为:盲人车辆警示系统。
——预警眼镜这是一款把眼镜与戒指结合在一起的产品，它的优点：是使环保节能的混合动力车型与盲人和谐相处。
人机方面：这套系统通过内建的感应器，可感知行人附近的车辆移动情形，如有车辆靠近的危险，便会通过行人所佩带的眼镜与手指上的戒指警告行人，达到闪避的目的。
为了增加辨位功能，戒指与眼镜还会有进一步的警示功能，以不同的位置震动或声音，告知行人车辆的接近方位。
正常人与女性夜归的时候也能使用这个产品。
造型方面：简单而运动的造型，适合年轻人使用。
因为是新的设计，科学技术等方面的要求也比较高，所以价格偏高。
使用心理：盲人在过马路的时候心理压力与恐惧感都比较大，使用时可以减轻盲人的压力，让他们对周围复杂的环境有一定的了解，减少心理的恐惧感。
解决不合理设计的方案：通过一个星期的盲人体验，我发现对于盲人的产品设计，复杂的设计观念是十分错误的，因为这样的设计会增加他们的使用负担，让他们使用的时候更容易出错，越简单的设计就是越优秀的设计。
产品设计中，要以触觉﹑听觉﹑嗅觉为产品的研发点，抓住盲人日常生活中的一些习惯，这样的设计会更符合盲人的需求。
因为他们的应变能力和接受新鲜事物的能力本来就很慢，复杂的功能和复杂的使用方式对他们来说根本就是一种负担。
在一些需要使用的开关地方使用凹凸的设计，去掉那些不需要的多余的东西，比如说戒指，我认为只要有可以通过语言报时的功能，就完全足够了。
而且价格方面一定要低，因为很多盲人都没有生活来源，大多数都是靠国家来照顾的，如果设计了很好的产品价格高的话，对他们绝大多少来说也是无用的。
浙大研发神奇眼镜：盲人也能“看清”世界
前 已经加入了导航功能 ，接下来还会 试 者左 右脸 颊 以及额 头 的 黄度 、红度 、
加 入 人脸 识 别功 能 ，佩 戴 者 甚至 能 知 亮度 。
人 练 习两 三 天 ，就 能 熟练 掌 握 不 同声 研究了天然类胡萝 卜素对亚洲人皮肤
调、频率的提示音所代表的周围物品 的影 响 。 实验 组 每 天 要 喝 ５００ＭＬ新
的远 近 了。”
鲜果蔬汁 ，对照组 则是 ５００ＭＬ纯净
“现在 眼镜 还在 不 断 迭代 中 ，目 水 ，连 喝 ６周 之后 ，研 究人 员测量 了被
“这 有点 像 吹气 球。 你 会觉 得 自己 变年 轻 了 ，身 上每 个细 胞都 有 了充足 的 氧气 和血 液循 环 。手 指尖 、脚 指 尖和 头 皮发麻 ，从第一次呼吸开始 ，你 的免疫 系统就会参与进来 ，血压下 降，生命体 征改善 ，心率下降……这是健康发生剧 变 的开 始 。”
浙 大研 发神奇 眼镜 ： 盲 人也 能“看清 ＂世 界
据浙 江 大学 微信 公 众号 消 息 ，浙 江 大 学一 科 研 团 队正 在 研 发 一 款 适 合盲人、视 障病人佩戴的眼镜 。戴上 它之后就 能感知到身边 的桌子椅子、 红 绿灯 以及来 往 的车 辆 。
据悉 ，这副眼镜是国内第一款适 用 于 盲 人 的辅 助 眼 镜 ，学 名 叫“盲 人 视 觉辅 助 眼镜 ”，简单 来 说就 是通 过 双 目相 机 和 毫 米 波 雷 达 搜 集 周 边 信 息 ，再 由 主机 针 对 不 同 的 场 景 ，反 馈 不 同 的声 音 ，通 过 骨传 导 告诉 佩 戴者 身边 的情 况。
专家表示：“一般 的盲人、视障病
日常生 活 中 ，很 多食 物被 冠 以“美 容 美 白”的作 用 ，但 有 些食 物 不仅 不 能 美 白 ，还 有 可能让 你“美黑ＩＩ＼ＩＩ美黄”１
盲人眼镜原理
盲人眼镜原理
盲人眼镜，也称为智能导航眼镜或助视眼镜，是一种通过技术手段来帮助盲人感知周围环境的辅助设备。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 摄像头和图像处理：盲人眼镜通常搭载了摄像头，用于捕捉周围环境的图像。
通过图像处理技术，将摄像头捕捉到的实时图像进行分析和处理，提取出有用的信息。
2. 视觉反馈：根据图像处理结果，盲人眼镜会以适合盲人感知的方式将信息反馈给使用者。
例如，可以使用声音提示、振动、语音合成等方式来告知盲人周围的物体、人群、道路等信息。
3. 定位和导航：盲人眼镜往往还集成了定位和导航功能，通过GPS、惯性传感器等技术，可以确定使用者的位置并提供导航指引。
这样盲人可以更容易地找到目的地并避免碰撞障碍物。
4. 障碍物检测与避让：利用图像处理和距离传感器等技术，盲人眼镜可以检测到前方的障碍物，并及时提醒使用者注意避让。
有些盲人眼镜还可以通过震动等方式引导使用者绕过障碍物。
总之，盲人眼镜通过图像处理、视觉反馈、定位导航以及障碍物检测等技术手段，帮助盲人感知周围环境并提供导航指引，提高他们的生活自理能力和移动能力。
这些技术的应用为盲人提供了更多的独立性和自主性。
盲人出行雷达语音辅助器设计研究
Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2021年第08期·49·文章编号：2095－6835（2021）08－0049－03盲人出行雷达语音辅助器设计研究刘诗婧（武汉工程大学艺术设计学院，湖北武汉430030）摘要：主要研究了盲人出行雷达语音辅助器的设计原理。
为了使盲人出行更加安全便利，设计出了一款可穿戴式的雷达语音导盲辅助帽，具有人机交互功能，可以识别红绿灯、斑马线及盲道，使用超声波模块测距帮助盲人避障，通过路径规划算法得到无障碍路径，内置微弱光源环境检测装置，实现感应发光，采用非入耳式蓝牙耳机，与“耳航”APP 配合使用，以此保证盲人安全出行。
关键词：导盲；超声波；传感器；盲道识别中图分类号：TH789文献标志码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2021.08.0171设计背景及意义1.1设计背景随着科学技术的进步和时代的变迁，现代工业文明得到了高度发展，各种新鲜事物开始层出不穷，人们的日常生活变得更加丰富多彩。
不过，虽然信息革命给人们的生活带来了极大的便利，但是也有一些特殊群体并没有感受到信息革命带来的好处。
比如盲人，他们在信息化社会中生存变得举步维艰。
目前，中国还处于发展阶段，相对于一些发达国家而言，中国关于盲人出行相关产品的设计方面还存在很大不足，亟需解决。
切实帮助盲人，最大程度上解决他们的需求，让他们也能享受信息化革命带来的便利，是目前迫切需要解决的问题。
1.2盲人问题概述1.2.1盲人现状中国国家卫生部门统计报告指出，盲人数量排名世界第一的是中国，在中国盲人数量已经超过了1400万人，平均每年中国新增的盲人和弱势群体数量已经超过40万人，为他们的出行提供好的解决方法，已经成为当今社会中人们高热度讨论的话题。
1.2.2影响盲人生活的因素盲人由于先天或后天原因导致眼部残疾，生活难以自理，同时在社会中也经常遭受不公平的待遇。
智能盲人导航眼镜的设计
第37卷第2期2021年2月福建电脑Journal of F ujian ComputerVol.37 No.2Feb.2021智能盲人导航眼镜的设计储著华陈香玉王京全刘粉(蚌埠学院计算机工程学院安徽蚌埠233030)摘要近年来，物联网和计算机信息技术的不断发展，使人们的生活中出现了各种各样的智能可穿戴设备。
但是目前市 场上针对盲人群体的可穿戴智能设备较少，无法给盲人提供有效帮助。
为了给盲人带来生活便利，保障盲人在日常生活中 的安全，本文设计出一种基于物联网的智能盲人导航眼镜的方案。
该眼镜的设计涉及语音识别、GPS定位、传感器等技术，能够实现避障、GPS导航、人机交互等功能。
设计结果表明，该眼镜能够有效地帮助盲人提高生活便利，使盲人群 体不再依赖传统工具，具有较大的实用价值和社会需求。
关键词智能盲人导航眼镜；语音识别；传感器；GPS导航中图法分类号 TP399 D0I:10.16707/ki.fjpc.2021.02.028The Design of Intelligent Blind Navigation GlassesCHU Zhuhua,CHEN Xiangyu,WANG Jingquan,LIU Fen(School of Computer Engineering,Bengbu University,Bengbu,China,233030)1引言据最新的统计数据，全球有着许多的盲人，而 我国则是世界上盲人最多的国家之一。
世卫组织的报告表明，在世界上有2.85亿的视力残疾（包括盲和低视力）患者，其中约有八千万集中在我国。
这 么多的患者中，约有盲人七百多万，占全球盲人总 数的18%。
由于视力的影响，盲人不能使用手机、电脑等现代智能产品，就连基本的生活都存在很大的问题[1-2]。
在现代社会中，人们的衣食住行都有着很大的改变，上下班扫码乘坐地铁，使用手机电脑办公，穿戴各种智能设备监测自己的身体数据等。
盲人用智能导盲系统的设计与实现
盲人用智能导盲系统的设计与实现第一章：介绍随着科技的发展，越来越多的新技术被应用到我们的日常生活中，改善了我们的生活质量。
智能导航系统是其中的一种技术。
对于盲人来说，智能导航系统可以帮助他们更好地融入社会，提高他们的生活质量。
本文将介绍智能导航系统的设计与实现，为盲人提供更好的帮助。
第二章：传感器对于智能导航系统，传感器是不可或缺的组成部分。
传感器可以帮助设备获取周围环境的合适信息，以便设备做出相应的响应。
其中环境光传感器、距离传感器以及声纳等传感器都是智能导航系统必不可少的。
环境光传感器可以测量周围的光强度，从而确定当前的照明情况，以便设备作出合适的反应。
距离传感器可以帮助盲人确定周围的障碍物，以及离他们多远。
声纳则可以帮助盲人获取周围事物的位置，从而助盲人判断前方路况。
第三章：导航系统导航系统是智能导航系统的核心。
导航系统中包含了蜂鸣器、震动提醒器以及语音提醒等。
当盲人接近前方障碍物时，智能导航系统可以通过蜂鸣器发出警报，提醒盲人注意前方情况。
当要通过路口或者其他地方时，智能导航系统可以通过语音提示，告知盲人如何操作，避免盲人迷失。
另外，智能导航系统还可以通过震动提醒器来提示盲人前方的变化。
第四章：位置定位系统在设计智能导航系统时，位置定位系统也是必不可少的。
通过GPS定位系统，智能导航系统可以帮助盲人确定自己的当前位置，从而更好地进行导航。
除了GPS定位系统，智能导航系统还可以使用局域网定位系统、蓝牙信标定位系统等多种方式实现。
只要确立了盲人当前的位置，就可以帮助盲人制定最佳的导航路线，让盲人更好地前行。
第五章：实现过程在实现智能导航系统的过程中，需要进行多方面的考虑。
首先，需要确定智能导航系统的目标用户和功能，然后制定相应的设计方案。
其次，需要考虑传感器、导航系统、位置定位系统以及电源等多个方面的问题。
同时，由于盲人使用智能导航系统还需要特殊的模式操作，因此系统需要设置相应的用户模式。
最后，需要通过多次试用以及实测来检验智能导航系统的性能，确保系统能够达到预期的效果。
超声波导盲仪技术研究
接收器发射器超声波导盲仪技术研究张文,靳伟*,龙跃洲,张洋,崔帅,赫荣彬,沙亚·沙里木江(新疆农业大学机电工程学院,乌鲁木齐830052)摘要:阐述超声波导盲仪的超声波产生类别及其测距原理,归纳总结国内外超声波导盲仪的研究现状,介绍一款试用中的超声波导盲仪,指出现有超声波导盲仪存在的不足,提出向多功能、智能化发展的建议,同时倡导关爱盲人、提供福利政策。
关键词:超声波发生器;超声波导盲仪;测距中图分类号:TB559文献标识码:A文章编号:1674-1161(2019)01-0075-03超声波测距技术是一种方便快捷的非接触式测距技术。
近年来超声波测距技术在导盲领域得到了一定的应用研究。
国内外对超声波导盲仪的研究大多处于理论研究阶段,存在响应速度慢的问题,尚未进行推广使用。
为实现超声波导盲仪的智能化和多功能化,提高其响应速度,早日造福于盲人群体,应加快对超声波导盲仪的研究进程。
我国盲人人口数量众多,占世界盲人人口总数的20%左右,在视力保障方面存在巨大缺口。
现今流行的导盲方式主要是利用导盲犬辅助导盲和利用导盲杖进行导盲,但两者均存在各自的应用局限。
目前有相关学者研究设计了一种超声波导盲仪,在此基础上,本课题对超声波导盲仪进行原理分析与研究现状阐述,并对其发展提出建议。
1超声波测距的原理1.1超声波发生器的类型超声波发生器产生超声波的方式有两种,一是通过电气方式产生,二是通过机械方式产生。
电气产生超声波的有压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械产生超声波的有加尔统笛产生型、液哨产生型和气流旋笛产生型等。
通过不同途径产生的超声波的频率、功率及声波特性各不相同,其应用范围也有一定的区别。
压电型超声波发生器是目前生活和科研中使用最多的一类发生器,超声波导盲仪上采用的就是压电型的。
1.2压电型超声波发生器的原理压电型超声波发生器的关键部件是压电晶体,依靠压电晶体产生的谐振来产生超声波。
超声波发生器内部组成包括共振板和由两个压电晶片所组成的晶片组。
盲人眼镜调研报告
盲人眼镜调研报告调研报告：一、引言眼镜作为一种视觉辅助工具，对于白内障、近视、远视等视力障碍的人士具有重要的作用。
然而，对于盲人而言，眼镜的作用似乎有限。
为了帮助盲人提高生活质量，并且尝试解决盲人眼镜使用中的问题，我们进行了盲人眼镜调研。
二、调研方法1. 问卷调查：我们制定了一份针对盲人的眼镜使用情况的问卷，并通过线上和线下方式进行调查，共收集到100份有效问卷。
2. 口头访谈：我们还采访了10位盲人用户，以了解他们对眼镜的需求和使用体验。
三、调研结果1. 目前的盲人眼镜种类有限：根据问卷结果显示，目前市面上的盲人眼镜种类相对较少，大部分用户只能选择常规的非视力矫正眼镜。
2. 对于盲人眼镜的期望：调查结果显示，盲人希望眼镜能提供更多的智能功能，如语音导航、障碍物探测等，以提升生活便利性。
3. 盲人眼镜使用体验：通过口头访谈，我们了解到盲人在使用眼镜时，主要面临以下问题：配戴不稳定、难以操作、缺乏实用功能等。
四、讨论与建议1. 增加盲人眼镜的样式和规格：生产商可以针对盲人的不同需求，设计更多样化的盲人眼镜，以提供更好的选择。
2. 增加智能功能：结合人工智能技术，为盲人眼镜增加语音导航、障碍物探测、面部识别等智能功能，提升使用体验。
3. 加强用户体验设计：在盲人眼镜的设计过程中，应注重配戴的稳定性和易操作性，并根据用户需求增加更实用的功能。
五、结论通过对盲人眼镜的调研，我们认识到了盲人眼镜市场的现状和存在的问题。
建议生产商在研发盲人眼镜时，注重多样性、智能化和用户体验，以更好地满足盲人用户的需求。
此外，我们鼓励持续进行相关研究，推动盲人眼镜技术的进步，为盲人提供更好的生活辅助工具。
盲人智能导航避障眼镜
盲人智能导航避障眼镜作者：车进辉王学银王建华吴文彬蓝如王江波来源：《科学与财富》2018年第06期摘要：目前单片机微控制和图像识别技术已逐渐成熟，微控装置已经广泛应用于生活中，如果将其应用于盲人群体中可以为盲人提供很大帮助。
本文设计了一种新型的基于超声波和图像识别的盲人智能导航避障眼镜，解决了盲人在行走过程中定位和躲避障碍的问题。
本方案采用超声波传感器来确定前方是否存在障碍物以及障碍物的距离，摄像头传感器来采集图像识别障碍的外部和周围环境信息，GPS/GPRS模块来获取位置信息和与远程终端通信以及通过语音实现人机交互的功能。
本设备轻巧实用便于佩戴，这些功能使盲人生活更加方便，具有深远的意义。
据第二次全国残疾人抽样调查数据推算，中国目前视力残疾人数约为1233万人。
每年约有45万人失明，这意味着几乎每分钟就会出现一例新的盲人。
如果任由这个速度发展而不采取更加积极有效的措施，到2020年，预计盲人数量将达到2000万人，盲就会成为一个严重的社会问题。
由于视力低下或缺失，从而造成盲人在生活和工作上更多的困难。
本文是基于盲人活动困难而提出的，通过“盲人智能导航避障眼镜”的应用使盲人彻底丢掉导盲手杖，解放双手，从而提高了他们的工作和生活效率。
一、盲人智能导航避障眼镜工作原理及总体设计（一）工作原理智能眼镜采用超声距离传感器和光学传感器融合来模拟人眼的距离和光学探测功能。
障碍检测系统和图像识别系统对前方环境进行检测，将检测信息传送到主控芯片进行算法处理，如果发现前方有障碍，语音系统发出提示信息。
盲人如果想知道当前所在的位置信息，只需向语音识别系统发出声音信息，然后语音系统将GPS、电子罗盘采集到的位置信息播报给盲人。
盲人的信息也会通过GPRS传输到监护人的手机或电脑终端，监护人可以随时随地获得盲人的信息并能远程协助盲人。
除此之外设备还有语音报时，天气预报，温湿度和空气质量检测等人性化功能，工作原理如图1。
（二）总体设计盲人智能导航避障眼镜为了实现为盲人引路、避障、定位、语音交互、远程协助等功能，并且方便盲人佩戴，必须具有独特的硬件和软件设计，因此我们需要结合需求为其设计合适的方案。
盲人语音导航避障系统的设计
2、基于运动规划的避障：根据当前位置、目标位置和障碍物信息，通过运 动规划算法，计算出最优避障路径。这种策略适用于不规则形状的障碍物。
3、混合避障：结合以上两种策略，根据实际情况选择最优避障路径。这种 策略具有较高的适应性和鲁棒性。
四、结论
基于双目视觉的盲人避障技术是计算机视觉领域的研究热点之一，具有重要 的实际应用价值。通过对环境图像的获取和处理，识别出障碍物并制定相应的避 障策略，能够帮助盲人感知环境、安全行走。然而，该技术仍存在一些挑战和问 题，如图像质量的提高、障碍物识别的准确性、实时性等。未来研究将进一步优 化图像处理算法和避障策略，提高系统的稳定性和适应性，为盲人的日常生活带 来更多的便利和安全。
参考内容三
引言
盲人避障技术是帮助盲人感知环境、安全行走的重要工具。近年来，基于双 目视觉的技术在计算机视觉领域取得了显著的进步，为盲人避障技术的发展提供 了新的可能性。本次演示将探讨基于双目视觉的盲人避障技术研究，包括系统的 构建、图像处理与识别、障碍物检测与避障策略等。
一、基于双目视觉的盲人避障系 统构建
实现方法
实现盲人语音导航避障系统的步骤包括： 1、收集声音样本数据，包括人体行走的声音和障碍物声音；
2、通过语音识别技术对声音样本进行分类和识别；
3、设计障碍物感知算法，利用人工智能技术分析收集到的声音信息，判断 前方是否存在障碍物以及障碍物的位置和类型；
4、通过语音合成技术向用户发出避障提示，指导用户避开障碍物； 5、集成硬件设备如麦克风、语音合成器和微型计算机等。
盲人语音导航避障系统的设计
01 引言
03 设计理念 05 参考内容
目录
02 背景 04 实现方法
引言
盲人面临着诸多困难，其中最突出的是出行问题。行走时遇到障碍物是他们 日常生活中的一个痛点，因此，设计一种可以帮助盲人避开障碍物的导航系统显 得至关重要。近年来，随着语音识别技术和障碍物感知算法的发展，盲人语音导 航避障系统应运而生。本次演示将详细阐述盲人语音导航避障系统的设计理念、 实现方法、应用展望及结论。
新型智能自动导航盲人眼镜的设计
新型智能自动导航盲人眼镜的设计摘要：针对现代社会高楼林立，交通发达，到处都有障碍物等问题，我们研究新型智能自动导航盲人眼镜，具有眼镜式的壳体，并装有电量检测装置，低电量时会进行语音提示，从而实现持久续航。
该装置采用了超声波感应、北斗导航定位、人机交互图像识别和语音提示等模块。
配备双目收集信息，眼镜双目各装置一个STM32单片机，用北斗导航高准度定位障碍物，超声波感应传输到单片机形成图像后，语音提示告知盲人障碍物的信息，从而保证盲人和弱视人群的外出安全。
关键词：自动导航；目标测距；电量检测；人机交互引言目前，世界上盲人这一特殊群体的数量非常庞大，据世界卫生组织2020年给出的数据，中国盲人约有824.8万，低视力人数约6727.4万，是全世界盲人最多的国家之一。
随着电子产品的普及化，人们的视力受到很大影响。
盲人和弱视人群外出即便使用导盲犬，导盲犬也会受到周围环境的影响，可能会发生不可预料的事故。
我们采用更新型的方法来代替导盲犬，通过智能控制提高导航能力和对外界干扰能力，让我们的产品为盲人和弱视群体的生活带去一些改变，让他们能够得到更好的保护。
1功能设计主要解决盲人和弱视人群外出遇到的电池续航差、感知能力弱等问题。
为了保障他们外出安全，我们对新型智能自动导盲眼镜进行相关研究，具体研究内容如下：1.1电量的设计目前，盲人眼镜续航量是一个重点问题，对此采用电量检测单元显得尤为重要。
电量检测单元是通过ADC0804将检测到的电压数据反馈给STM32单片机，并与正常运行时的电压数据进行比较，从而计算出当前电量的余量，用电量欠缺时则提示用户及时充电。
太阳能板为眼镜提供电量，电量检测模块检测电量的剩余量。
系统发送链接给接收设备的电子设备进行语音提示来引导盲人走路。
1.2语音识别的设计为了避免语言的障碍，我们将对全国的各种方言进行收录。
语音识别技术是让机器透过人机交互把信号脉冲转变为文本，进而通过理解转变为指令的技术。
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电子科技大学UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 专业学位硕士学位论文MASTER THESIS FOR PROFESSIONAL DEGREE论文题目基于超声波与图像识别的盲人导航眼镜研究与实现专业学位类别工程硕士学号201322220201作者姓名胡娟指导教师朱清新教授分类号密级UDC注1学位论文基于超声波与图像识别的盲人导航眼镜研究与实现（题名和副题名）胡娟（作者姓名）指导教师朱清新教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2016.3.18 论文答辩日期2016.4.15学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。
Research and Implementation of Blind Navigation Glasses Based on Ultrasonic and Image RecognitionA Master Thesis Submitted toUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaMajor: Master of EngineeringAuthor: Juan HuSupervisor: Qingxin ZhuSchool: School of Information and Software Engineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要失去一双健康的眼睛给盲人的日常出行造成了极大的困扰和不便。
目前，世界上盲人这一特殊群体的数量非常庞大，据世界卫生组织2010年给出的数据，中国盲人约有824.8万，低视力人数约6727.4万。
近几年，随着计算机软件和硬件技术的飞速发展，可穿戴电子产品走进了我们的生活，给人们的日常生活带来了便利和乐趣。
使得我们有能力为盲人这一弱势群体的生活带去一些改变，让他们切身享受到科技的进步带来的福音。
现有的盲人导航工具为盲人和视力残疾人的出行提供了一定的帮助，但在实际的推广使用过程中都或多或少存在着价格昂贵、体验不好、交互性差、实时性不强等问题。
基于此，本论文计划制作出一款人性化、智能化、大众化的智能盲人智能导航眼镜。
通过对盲人外出在道路上行走的场景进行模拟分析，设计导盲眼镜系统所需要的功能主要包括安全避障、红绿灯的状态识别、斑马线的识别和定位、语音提示以及人机交互使用等。
通过眼镜上安装小型摄像头，拍摄红绿灯和道路上斑马线的图像信息，采用图像识别技术识别图像信息并做出判断，然后将判断结果转换成语音信号通过听筒提示盲人，使盲人也能够通过―看‖来识别物体，从而安全地在路上行走。
此外，为了实现紧急情况下的安全避障，设计中还用到了较成熟的超声波技术，为盲人的出行避障加上第二道防线。
该盲人智能导航眼镜系统采用的是模块化的结构设计，通过接口调用的方式实现数据间的传输、处理以及各功能模块的调用。
红绿灯的状态识别的算法主要是先通过基于Haar特征分类器检测确定图像中的红绿灯的位置，然后在HSV色彩模型上对位置区域进行颜色识别。
斑马线的识别和定位的算法是对增强后的图像进行边缘检测然后对边缘图直线提取，根据斑马线的特征设定判定规则，依照该规则对提取的直线进行识别和定位。
本文中整个系统的功能实现均在基于Raspbian操作系统的树莓派2代B型开发板上进行。
以OpenCV和Python作为系统的开发环境，利用OpenCV提供的Python图像处理和识别库函数接口实现系统中图像识别的部分。
最后，通过模拟对系统的各功能模块实现的进行功能和系统性能测试，拍摄实际道路交通场景，运用该系统进行识别和检测，从测试结果可以看出，本系统基本满足设定的功能需求，识别速度和准确率均达到预期设定，且系统具有较高的稳定性，可扩展空间很大。
关键词：盲人智能导航眼镜，红绿灯识别，Haar特征分类器，树莓派ABSTRACTLost a pair of healthy eyes bring great trouble and inconvenience for the blinds in their daily life. At present, the number of blinds in the world is very large, according to the data from world health organization at 2010, there are about 8.248 million blinds in our country China, and the population of the low vision is about 67.274 million. In recent years, with the rapid development of computer software and hardware technology, wearable electronic products come into our lives, and bring a lot of convenience and fun for People‘s Daily life. All this give us the ability to bring some change for the lives of the vulnerable group blinds, share them the fruits of modern civilization, and enjoy the blessedness from the progress of science and technology.Existing navigation system tools for the blinds provide blinds and eyesight disabilities certain help with their daily travel, but there are more or less some problems of these tools in the process of actual use, such as expensive, poor experience, poor interactivity and real-time performance not strong. Based on this, this thesis plans to create a blind intelligent navigation glasses system which is humane, intelligent and popularization. According to the analysis of scene simulation that the blinds walking on the road in the open air, designing this intelligent navigation glasses system may include the functions such as safe obstacle avoidance, traffic state identification, identify and locate a zebra crossing, voice prompt, and human-computer interaction using, etc. By installing a small camera on the glasses, and use this camera take photos of the information of traffic light and zebra crossing on the road, identify the image information and make judgments by use the image recognition technology, and then conversion the results into the voice signal and prompt the blinds through the receiver finally. The blinds can "see" and identify objects to walk on the road safely by this way. In addition, in order to achieve safe obstacle avoidance in emergency, also use the ultrasonic technology in this system design, bring the second line of defense for the blinds.This blind navigation glasses system uses the modular structure design, by use the way of interface calling to the realize the transmission and processing of data, and the call of each function module. The identification algorithm of traffic state is mainly first use the Haar characteristics classifier to determine the position of the traffic lights in theimage, then use the HSV color model to identify the color in this area. The identification and positioning of Zebra crossing algorithm is to detect the edge of an enhanced image and then extract lines in the edge figure. Also should set decision rules according to the characteristic of the zebra crossing, and use this rules to identify if the extract straight lines are all Zebra crossing.In this thesis, the realization of all the functions in the whole system are on the Raspberry Pi 2 type B development board based on the operating system of Raspbian. And use Python and OpenCV as system development environment, realize the image recognition part of the system by using the Python API of image processing and recognition function provided by OpenCV. Finally, execute the the realization test of all function module of the system and the system‘s performance through a simulation. Take photos of the actual road traffic scenes, and using this system to identification and detection. It can be seen from the test results that this system meet the functional requirements of set basically, and the recognition speed and accuracy are meet the expected, and the whole system has high stability, it also has large extensible space.Key word:blind navigation glasses system, traffic light recognition, Haar characteristics classifier, Raspberry Pi目录第一章绪论 (1)1.1 研究目的和意义 (1)1.2 主要研究领域的研究现状 (2)1.2.1 盲人导航系统研究现状 (2)1.2.2 图像识别研究现状 (4)1.2.3 树莓派的应用现状 (5)1.3 论文的主要研究内容 (5)1.4 论文的结构安排 (6)第二章相关理论与技术 (7)2.1 超声波测距技术 (7)2.1.1 超声波发生器介绍 (7)2.1.2 超声波测距方法及原理 (7)2.2 图像识别理论与技术 (8)2.3 图像预处理 (9)2.3.1 直方图均衡化 (9)2.3.2 中值滤波 (10)2.3.3 Canny边缘检测 (10)2.4 图像特征提取 (11)2.4.1 Hough变换 (11)2.4.2 颜色特征 (13)2.4.3 Haar-like特征 (15)2.4.4 利用积分图像法计算Haar-like特征 (16)2.5 基于Haar-like特征的AdaBoost算法 (18)2.5.1 构造弱分类器 (18)2.5.2 基于AdaBoost算法训练强分类器 (18)2.5.3 构建级联强分类器 (19)2.6 本章小结 (20)第三章盲人导航眼镜系统总体设计 (21)3.1 系统需求分析 (21)3.2 导盲眼镜系统设计 (21)3.2.1 系统功能设计 (21)3.2.2 系统结构设计 (22)3.3 信息采集模块 (23)3.3.1 障碍物信息采集 (23)3.3.2 数字图像信息采集 (24)3.4 数据分析处理模块 (24)3.4.1 安全避障功能 (24)3.4.2 红绿灯识别功能 (25)3.4.3 斑马线识别功能 (28)3.5 人机交互模块 (30)3.5.1 语音模块 (30)3.5.2 按键启动模块 (31)3.6 系统总体外型设计 (32)3.7 本章小结 (33)第四章盲人导航眼镜系统的实现 (34)4.1 导盲眼镜系统硬件介绍 (34)4.1.1 树莓派模块 (34)4.1.2 超声波模块 (36)4.1.3 摄像头模块 (37)4.2 导盲眼镜系统开发环境配置 (38)4.2.1 搭建树莓派Raspbian操作系统 (38)4.2.2 在树莓派上安装Python和OpenCV (39)4.3 超声波避障功能模块实现 (41)4.4 红绿灯识别功能模块实现 (41)4.4.1 训练前样本准备 (42)4.4.2 红绿灯分类器训练 (44)4.4.3 红绿识别定位 (47)4.4.4 红绿灯状态判别 (49)4.5 斑马线识别功能模块实现 (50)4.5.1 直方图均衡化 (51)4.5.2 中值滤波 (51)4.5.3 Canny边缘检测 (51)4.5.4 Hough直线提取 (52)4.5.5 斑马线识别与位置判定 (53)4.6 语音输出模块实现 (55)4.7 本章小结 (56)第五章盲人导航眼镜系统测试与结果分析 (57)5.1 导航系统的硬件组装效果 (57)5.2 系统运行环境测试 (58)5.2.1 树莓派开机启动测试 (58)5.2.2 Python与OpenCV环境测试 (59)5.2.3 摄像头模块测试 (60)5.2.4 语音模块测试 (60)5.3 超声波测距功能测试与分析 (61)5.4 红绿灯识别功能测试与分析 (62)5.4.1 红绿灯定位测试 (62)5.4.2 红绿灯状态识别测试 (63)5.4.3 绿灯时调用斑马线识别接口测试 (64)5.5 斑马线识别功能测试与分析 (65)5.6 系统性能测试与分析 (66)5.7 本章小结 (67)第六章总结与展望 (68)6.1 本文工作总结 (68)6.2 存在的问题和不足 (68)6.3 后续工作展望 (68)致谢 (70)参考文献 (71)第一章绪论第一章绪论1.1研究目的和意义拥有一双健康的眼睛对人类进行日常活动的重要性是任何人都无法否认的。