高 珊，劉春艷，賈焦予

（長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院 吉林 長春 130000）

1 基本情況介紹

以三維重建為技術(shù)核心，通過三維重建生成景深圖像，同時配合姿位傳感器，從而得到三維空間坐標(biāo)。根據(jù)三維空間坐標(biāo)，便可以得到地形圖，由地形圖判斷前方是平地還是斜坡，抑或臺階等情況，通過智能語音將信息傳遞給盲人。同時使用指南針傳感器和GPS模塊，通過智能語音的方式將盲人前進的方向和目前所在的位置傳遞給盲人。通過上述一系列的過程，完成為盲人導(dǎo)航的任務(wù)。

首次使用雙目相機實現(xiàn)三維重建的功能，與傳統(tǒng)的超聲波導(dǎo)盲儀相比，有無可比擬的優(yōu)勢，穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度都有大幅度的提高，使得盲人能夠準(zhǔn)確的了解當(dāng)前的路況信息，方便盲人的出行，這也正是本項目的特色和創(chuàng)新之處。同時本項目還增加了方向和位置信息，使得盲人不僅能了解路況信息，還能了解自己的位置信息。

根據(jù)當(dāng)前的行業(yè)背景，并在閱讀大量參考文獻的基礎(chǔ)上，從技術(shù)角度和市場角度兩個方面完成項目的整體設(shè)計。整個項目最后需要實現(xiàn)雙目視覺圖像的獲取、計算視差、生成空間坐標(biāo)、根據(jù)空間坐標(biāo)進行模式分類、根據(jù)分類結(jié)果實現(xiàn)地形圖的生成、指南針傳感器和GPS模塊信息的獲取、語音模塊等部分。

針對現(xiàn)在市場上存在的主要導(dǎo)盲產(chǎn)品，我們設(shè)計的產(chǎn)品具備一定的競爭力，尤其在價格、便攜性、實用角度等方面存在明顯的優(yōu)勢。為我們將來的市場推廣奠定了良好的基礎(chǔ)。

2 導(dǎo)盲儀技術(shù)獨特性

首次使用雙目相機實現(xiàn)三維重建的功能，與傳統(tǒng)的超聲波導(dǎo)盲儀相比有無可比擬的優(yōu)勢，穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度都有大幅度的提高，使得盲人能夠準(zhǔn)確的了解當(dāng)前的路況信息，方便盲人的出行，這也正是本項目的特色和創(chuàng)新之處。同時本項目還增加了方向和位置信息，使得盲人不僅能了解路況信息，還能了解自己的位置信息。

3 市場分析和競爭分析

目前由于技術(shù)水平的限制，以及社會關(guān)注度的不夠，盲人的導(dǎo)航問題一直沒有得到很好地解決。盲人是殘疾人當(dāng)中一個特殊的群體，他們由于先天或后天的生理缺陷喪失了視覺資訊，然而視覺資訊是人類獲得知識和經(jīng)驗的主要來源，因此，盲人在日常生活和安全行進方面受到很大的制約。在現(xiàn)實生活中，大多數(shù)的盲人都是通過普通的盲杖來輔助行走的，這種盲杖只是一根普通的長桿，它只能探測局部的障礙物，存在著太多的不足。導(dǎo)盲犬雖然可以協(xié)助引導(dǎo)盲人行進，但存在訓(xùn)練周期和適應(yīng)期過長、成本較高的缺點，這也使導(dǎo)盲犬的使用率并不高。

為了協(xié)助盲人安全行進，提高他們的生活質(zhì)量，世界各國一直在進行著電子導(dǎo)盲系統(tǒng)的研制。已經(jīng)成功研制的電子導(dǎo)盲系統(tǒng)主要是超聲波導(dǎo)盲儀。超聲波導(dǎo)盲儀的缺陷是使用者在行進時需要不斷進行掃描探測動作，而發(fā)現(xiàn)障礙物后，必須經(jīng)過附加測量才能知道其尺寸，因此降低了行進的速度。并且，超聲波不能探測出凹坑等障礙，它的傳播也會受到衍射、散射和吸收的影響，使得超聲波導(dǎo)盲儀存在漏檢盲區(qū)信息的問題。移動式機器人在功能上更完善，但是硬件和開發(fā)成本太高，并且體積龐大，在行動范圍上受地形影響很大，穿戴式導(dǎo)盲儀重量較重，成本較高，無法給盲人提供心理上的安全感，引導(dǎo)式手杖是目前相對理想的一種導(dǎo)盲儀，但是還存在體積大、不宜攜帶等缺點。所以，這幾種導(dǎo)盲儀的應(yīng)用范圍太過局限，效果不夠好，沒有得到廣泛的應(yīng)用。

世界衛(wèi)生組織設(shè)在日內(nèi)瓦的防盲和防聾規(guī)劃主任Thylefore博士指出：中國是全世界盲人最多的國家，約有500萬盲人，占全世界盲人口的18%.每年在中國約有45萬人失明，如果允許目前的趨勢繼續(xù)保持不變，到2020年預(yù)期中國盲人將增加4倍。盲人的人口比例日益增大，但是在這些人口中，由于經(jīng)濟等各方面原因，只有其中極小部分的盲人可以使用超聲波導(dǎo)盲儀等現(xiàn)在市場上存在的較為成熟的導(dǎo)盲產(chǎn)品。我們設(shè)計的基于三維重建的智能導(dǎo)盲儀造價低，在使用便捷性、有效性等方面都優(yōu)于目前市場上存在的主要產(chǎn)品，所以我們的產(chǎn)品具備較強的社會競爭力。

4 結(jié)語

研發(fā)的智能導(dǎo)盲儀基于三維重建技術(shù)，能有效的恢復(fù)出三維場景信息，獲取路況。依靠導(dǎo)盲手杖的定位系統(tǒng)及感應(yīng)器等內(nèi)置設(shè)備掌握行進方向，前往目的地與朋友會合。該設(shè)計主要由導(dǎo)盲模塊和藍牙耳機兩部分組成，耳機能夠?qū)⑿畔ⅲㄈ缏访嬲系K物、約見朋友的位置等）實時傳達給使用者，幫助他們隨時調(diào)整前進方向。