專利名稱：輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種環(huán)境信息獲取與傳遞方法，該方法能有效地獲取環(huán)境信息，可用于輔助視覺(jué)障礙人群實(shí)現(xiàn)定向行走以及特殊環(huán)境下的定向行走。

背景技術(shù)：
從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，各國(guó)學(xué)者已開(kāi)展了幫助盲人獲取環(huán)境信息的電子行走輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和探索工作，如Laser Cane(Bolgiano D，Meeks EJ.A laser cane for the blind[J].IEEE Journal of Quantum Electronic，1967，3(6)268.)，F(xiàn)ishR(Fish R.Auditory display forthe blind[P].USA3800082，1974203226.)的圖像聲音系統(tǒng)，VOICE(Meijer P.Image-audiotransformation system[P].USA5097326，1992203217.)系統(tǒng)，Tyflos盲人智能助手等。這些系統(tǒng)均利用傳感設(shè)備獲取環(huán)境數(shù)據(jù)信息，并將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成易于盲人理解的非視覺(jué)信號(hào)，其目的是輔助盲人獨(dú)立而安全地行走。盡管各國(guó)學(xué)者和專家們已經(jīng)花了30多年的時(shí)間研究和開(kāi)發(fā)各種電子行走輔助系統(tǒng)，但該系統(tǒng)的普及和應(yīng)用至今始終不是很理想。
從信息獲取的角度來(lái)說(shuō)，現(xiàn)今存在的電子行走輔助系統(tǒng)可分成兩大類一是通過(guò)傳感器，例如聲納傳感，全球定位系統(tǒng)GPS，地理信息系統(tǒng)GIS，電子羅盤(pán)和激光測(cè)距儀等獲取位置和周?chē)h(huán)境信息。二是通過(guò)圖像采集設(shè)備，例如攝像機(jī)，通過(guò)信息處理設(shè)備完成三維空間信息的重建和物體識(shí)別，獲取空間較為完整的信息。第一類方法獲得了廣泛的應(yīng)用，Loomis和Helal教授在此領(lǐng)域進(jìn)行了深入的研究(Loomis，J.M.，Klatzky，R.L.，& Golledge，R.G.(2001).Navigating without visionBasic and applied research.Optometry and VisionScience，78，282-289.；Helal，A.，Moore，S.，and Ramachandran，B.，“DrishtiAn IntegratedNavigation System for Visually Impaired and Disabled”，F(xiàn)ifth International Symposium onWearable Computers(ISWC′01)，2001.)并開(kāi)發(fā)了個(gè)人導(dǎo)盲系統(tǒng)PGS系統(tǒng)。基于GPS和GIS的技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛，并產(chǎn)生了一些商用系統(tǒng)，如PGS。雖然這種方法具有良好的獲得全局信息的能力，但卻無(wú)法實(shí)時(shí)感知外部三維信息，缺乏自主性，因此其擴(kuò)展功能受到了很大的局限。
由于人對(duì)周?chē)h(huán)境的感知是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，因而一些未知的甚至是動(dòng)態(tài)的復(fù)雜場(chǎng)景為人對(duì)環(huán)境的感知增加了難度。特別是盲人在室內(nèi)外環(huán)境中獨(dú)立行走時(shí)，桌椅、門(mén)窗或空間其他附設(shè)物件都可能成為障礙，也容易碰傷?？梢钥闯?，只有障礙物信息并不能很好地解決盲人出行問(wèn)題，盲人還需要其他的道路信息才能安全行走。由于運(yùn)動(dòng)物體對(duì)盲人具有很大的危險(xiǎn)性，故需要正確實(shí)時(shí)的給出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的信息。攝像傳感ETA系統(tǒng)視角大，能采集到比聲納輸入系統(tǒng)更豐富的信息，并結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)軌跡估計(jì)等，從而獲取比較豐富的環(huán)境信息。因此，攝像頭對(duì)盲人用戶來(lái)說(shuō)可以作為其視覺(jué)的延伸，在幫助盲人認(rèn)識(shí)周?chē)h(huán)境中起著非常重要的作用。隨著人工智能和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，第二類方法的研究也得到了很大的發(fā)展，Bourbakis教授在這方面做了大量的工作，如ourbakis N G，Kavraki D.An Intelligent Assistant for Navigation of Visually ImpairedPeople[C]//Proceedings of the IEEE 2nd Inter.Symposium on Biolnformatics and BioengineeringConference.BethesdaIEEE Press，2001230-235.，并開(kāi)發(fā)了Tyflos系統(tǒng)。該Tyflos系統(tǒng)通過(guò)立體相機(jī)獲得環(huán)境的三維表示，并集成了激光測(cè)距和GIS等系統(tǒng)，通過(guò)語(yǔ)音和智能處理系統(tǒng)進(jìn)行信息的交互。但Tyflos系統(tǒng)所用的獲取外部信息的方法存在以下不足 (1)由于該方法引入電子穩(wěn)像、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分割等算法，運(yùn)算量巨大； (2)由于模式識(shí)別和智能系統(tǒng)的發(fā)展還不成熟，不能可靠的認(rèn)知環(huán)境，因而經(jīng)常會(huì)給出錯(cuò)誤的結(jié)論。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提出一種對(duì)環(huán)境信息認(rèn)知準(zhǔn)確，且運(yùn)算量小的輔助視覺(jué)系統(tǒng)信息獲取與傳遞方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部環(huán)境信息的實(shí)時(shí)獲取和信息傳。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明充分利用人類視覺(jué)的特點(diǎn)和人體的智能性，避開(kāi)基于機(jī)器視覺(jué)的復(fù)雜場(chǎng)景下的電子穩(wěn)像、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤，進(jìn)行信息獲取和信息傳遞。信息獲取主要完成對(duì)外部環(huán)境的信息獲取，這些信息包括道路，目標(biāo)距離，運(yùn)動(dòng)速度和目標(biāo)大小。信息傳遞是通過(guò)二維的信息傳遞陣列對(duì)獲取的外部環(huán)境信息進(jìn)行傳遞。其步驟包括 步驟1，通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得被測(cè)物的兩幅原始數(shù)字圖像I1和I2； 步驟2，利用Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法提取出兩幅原始數(shù)字圖像的特征點(diǎn)u1和u2； 步驟3，通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)獲取特征點(diǎn)的三維幾何信息，即被測(cè)物體特征點(diǎn)的平面信息及立體視覺(jué)的距離； 步驟4，以每一個(gè)特征點(diǎn)為中心取矩形區(qū)域，找到下一幀特征點(diǎn)的位置并求出特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量； 步驟5，通過(guò)顏色直方圖對(duì)原始數(shù)字圖像中的路面信息按照色度信息進(jìn)行分割，計(jì)算出道路信息，即道路概率圖像P(x，y)和道路的二維方向θ； 步驟6，對(duì)原始圖像特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)信息、特征點(diǎn)的三維幾何信息及道路信息分別進(jìn)行編碼； 步驟7，將編碼信息通過(guò)輔助視覺(jué)系統(tǒng)中信息傳遞陣列單元傳輸給視覺(jué)障礙的人體，以避開(kāi)障礙物行走。
本發(fā)明由于對(duì)外界環(huán)境中所提取的特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)信息和三維幾何信息進(jìn)行編碼，可重建周?chē)h(huán)境特性；同時(shí)由于兩個(gè)攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得被測(cè)物的兩幅原始數(shù)字圖像，因此可準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的三維幾何信息；此外由于不涉及對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)目標(biāo)提取，而是直接將特征點(diǎn)的信息進(jìn)行計(jì)算，因而運(yùn)算量小。



圖1為本發(fā)明方法的步驟框圖； 圖2平行雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)示意圖； 圖3為本發(fā)明環(huán)境信息編碼生成過(guò)程實(shí)例圖，其中 3(a)為原始立體圖像對(duì)左圖， 3(b)為原始立體圖像對(duì)右圖， 3(c)為左圖局部特征點(diǎn)提取圖， 3(d)為景深信息圖， 3(e)為由顏色分割后的信息圖； 圖4為信息傳遞陣列示例圖。

具體實(shí)施例方式 以下參照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
參照附圖1，本發(fā)明的信息獲取步驟如下 第一步獲取圖像信息。
通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得被測(cè)物的兩幅原始數(shù)字圖像I1和I2，如圖3(a)和圖3(b)。
第二步提取圖像信息的特征點(diǎn)。
用Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法，分別對(duì)圖3(a)和圖3(b)的特征點(diǎn)進(jìn)行提取，提取步驟如下 2.1、利用下式計(jì)算圖像I1的梯度圖像 其中，

表示卷積，X1表示水平方向的梯度圖像，Y1表示垂直方向的梯度圖像； 2.2、構(gòu)造自相關(guān)矩陣 令則定義自相關(guān)矩陣 其中為高斯平滑窗函數(shù)； 2.3、提取圖像I1的特征點(diǎn)，如圖3(c)所示 令 則Harris特征點(diǎn)響應(yīng)值為 其中，常數(shù)k通常取0.04-0.06之間，將

與一個(gè)閾值進(jìn)行比較，大于該閾值則認(rèn)定該點(diǎn)為圖像的一個(gè)特征點(diǎn)，該圖像特征點(diǎn)可定義為u1＝[u1x u1y]T。閾值根據(jù)所要檢測(cè)的特征點(diǎn)數(shù)目設(shè)置，一般大于等于100，特征點(diǎn)之間的距離一般大于15個(gè)象素。圖3(c)為圖3(a)中所求出的特征點(diǎn)。
2.4、用同樣的方法求出圖3(b)的特征點(diǎn)相應(yīng)值為該圖像特征點(diǎn)可定義為u2＝[u2x u2y]T。
第三步獲取圖像三維幾何信息 3.1、將內(nèi)部參數(shù)完全相同的兩個(gè)相機(jī)平行放置，且將兩個(gè)相機(jī)光軸的連線與第一個(gè)相機(jī)的x軸重合，構(gòu)成平行雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)，如圖2所示。根據(jù)圖2，獲得被測(cè)點(diǎn)P(xc，zc)在兩個(gè)圖像平面上的投影，即平面幾何信息為 其中，f為焦距，b為基線長(zhǎng)度； 3.2、根據(jù)兩幅圖像特征點(diǎn)u1和u2的位置差d，計(jì)算立體視覺(jué)的距離 3.3、根據(jù)灰度值與距離zc成反比的關(guān)系，改變圖像中的各像素點(diǎn)的灰度值，獲得包含深度信息的灰度圖，如圖3(d)所示。
第四步計(jì)算圖像特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量 4.1、定義下一幀圖像為J(x，y)，對(duì)于圖像的特征點(diǎn)其運(yùn)動(dòng)估計(jì)就是在下一幀圖像J中找到的點(diǎn)，例如圖像I1的特征點(diǎn)u1＝[u1x u1y]T，以特征點(diǎn)為中心取矩形區(qū)域作為特征區(qū)域，運(yùn)動(dòng)估計(jì)就是在下一幀圖像J中的特征區(qū)域找到點(diǎn)v1，即 v1＝u1+d1＝[u1x+d1x u1y+d1y]T，其中d1＝[d1x d1y]T為特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)矢量， 定義殘差函數(shù)為 4.2、通過(guò)兩幀相鄰圖像的特征點(diǎn)跟蹤，找到一個(gè)使匹配殘差函數(shù)ε(d1)最小，即滿足ε的一階差分為0的運(yùn)動(dòng)矢量為 d1＝[d1x d1y]T； 4.3、重復(fù)步驟4.1和4.2，得到所有幀的運(yùn)動(dòng)矢量。
第五步提取道路信息 道路信息的提取是基于顏色分割而進(jìn)行，步驟如下 5.1、計(jì)算路面分割的概率圖像P(x，y) 計(jì)算路面信息顏色直方圖，按色度信息對(duì)路面進(jìn)行分割，將色度信息相同的區(qū)域劃分為候選目標(biāo)區(qū)域；目標(biāo)模型和候選目標(biāo)特征分別表示為 q＝{qu}u＝1，...，m和p(y)＝{pu(y)}u＝1，...，m 其中y是候選目標(biāo)區(qū)域的中心位置，且m為特征值直方圖通道的個(gè)數(shù)， 使用Bhattacharyya系數(shù)ρ(y)來(lái)替代目標(biāo)圖像的各個(gè)像素點(diǎn)的值，其中k為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，最終獲得路面分割的概率圖像P(x，y)，如圖3(e)較亮區(qū)域即為分割結(jié)果。
5.2、通過(guò)概率圖像P(x，y)的二階矩計(jì)算道路的二維方向θ 首先，計(jì)算概率圖像P(x，y)的零階矩和一階矩分別為 其次，計(jì)算概率圖像P(x，y)的二階矩 最后，由概率圖像P(x，y)的零階矩、一階矩和二階矩計(jì)算出道路的二維方向θ 式中， 經(jīng)過(guò)上述的計(jì)算，完成了對(duì)道路的顏色分割，如圖3(e)中灰度值較大部分所示，并可以實(shí)時(shí)計(jì)算出道路方向。
第六步信息編碼 需要編碼的信息包括特征點(diǎn)的三維幾何信息、運(yùn)動(dòng)信息和道路信息三種情況。
6.1、將圖像I1的每個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)三維幾何信息，給出其特征點(diǎn)u1的編碼信息為(H3D u1 U f)，其中，H3D為信息識(shí)別碼，代表傳送的是三維幾何信息和運(yùn)動(dòng)信息；U為信息傳遞陣列輸出電壓，定義為U＝k·zc，k為比例系數(shù)，f為信息傳遞陣列這一點(diǎn)輸出脈沖頻率； 6.2、對(duì)于運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)，給出其的編碼信息為(H3D u1′U f)，其中，H3D為信息識(shí)別碼，代表傳送的是三維幾何信息和運(yùn)動(dòng)信息；u1′為運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值，U為信息傳遞陣列輸出電壓，定義為U＝k·zc，k為比例系數(shù)，f為信息傳遞陣列這一點(diǎn)輸出脈沖頻率； 6.3、用同樣的方法對(duì)圖像I2的特征點(diǎn)u2進(jìn)行編碼，即給出u2的三維幾何信息編碼為(H3D u2 U f)和運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)信息為(H3D u2′U f)； 6.4、對(duì)于道路信息，根據(jù)獲得的概率圖像P(x，y)，算出原始圖像中道路上的點(diǎn)R(x，y)在信息傳遞陣列的輸出電壓為UR＝k·P(x，y)，給出道路上的點(diǎn)R(x，y)的編碼信息為(HR R(x，y)UR f)，其中，HR為信息識(shí)別碼，表示輸出的為道路信息；f為信息傳遞陣列輸出脈沖頻率。
第七步信息的傳遞 將所述的三維幾何信息(H3D u1 U f)、運(yùn)動(dòng)信息(H3D u1′U f)和道路信息(HR R(x，y)UR f)，通過(guò)輔助視覺(jué)系統(tǒng)中信息傳遞陣列單元，以振動(dòng)觸覺(jué)的形式傳遞給使用者，其中，單元的振動(dòng)頻率為編碼信息中輸出脈沖頻率f，單元的振動(dòng)強(qiáng)度為信息傳遞陣列輸出電壓U。
傳遞形式如圖4所示，T1為距離較遠(yuǎn)、運(yùn)動(dòng)速度較慢的障礙物，則信息傳遞陣列對(duì)應(yīng)位置的單元使用較低的輸出脈沖頻率f和較低的輸出電壓振動(dòng)U，T2為距離較近、運(yùn)動(dòng)速度較快的障礙物，則信息傳遞陣列對(duì)應(yīng)位置的單元使用較高的輸出脈沖頻率f和較高的輸出電壓U振動(dòng)，圖中箭頭方向?yàn)檎系K物運(yùn)動(dòng)方向，信息傳遞陣列中的單元振動(dòng)的移動(dòng)方向與障礙物的運(yùn)動(dòng)方向一致。
權(quán)利要求
1.一種輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法，包括如下步驟
步驟1，通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得被測(cè)物的兩幅原始數(shù)字圖像I1和I2；
步驟2，利用Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法提取出兩幅原始數(shù)字圖像的特征點(diǎn)u1和u2；
步驟3，通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)獲取特征點(diǎn)的三維幾何信息，即被測(cè)物體特征點(diǎn)的平面信息及立體視覺(jué)的距離；
步驟4，以每一個(gè)特征點(diǎn)為中心取矩形區(qū)域，找到下一幀特征點(diǎn)的位置并求出特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量；
步驟5，通過(guò)顏色直方圖對(duì)原始數(shù)字圖像中的路面信息按照色度信息進(jìn)行分割，計(jì)算出道路信息，即道路概率圖像P(x，y)和道路的二維方向θ；
步驟6，對(duì)原始圖像特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)信息、特征點(diǎn)的三維幾何信息及道路信息分別進(jìn)行編碼；
步驟7，將編碼信息通過(guò)輔助視覺(jué)系統(tǒng)中信息傳遞陣列單元傳輸給視覺(jué)障礙的人體，以避開(kāi)障礙物行走。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法，其中步驟2按如下過(guò)程進(jìn)行
2a.利用下式計(jì)算第一幅圖像I1的梯度圖像
其中
表示卷積，X1表示水平方向的梯度圖像，Y1表示垂直方向的梯度圖像；
2b.構(gòu)造自相關(guān)矩陣
令則定義自相關(guān)矩陣
其中為高斯平滑窗函數(shù)；
2c.提取第一幅圖像I1的特征點(diǎn)
令
則Harris特征點(diǎn)響應(yīng)值為其中，常數(shù)k通常取0.04-0.06之間，
將R1H與一個(gè)閾值進(jìn)行比較，大于該閾值則認(rèn)定該點(diǎn)為圖像的一個(gè)特征點(diǎn)，定義第一幅圖像的特征點(diǎn)為u1＝[u1x u1y]T；
2d.重復(fù)步驟2a至2c，求出第二幅圖像I2的特征點(diǎn)u2＝[u2x u2y]T。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法，其中步驟3按如下過(guò)程進(jìn)行
3a.將內(nèi)部參數(shù)完全相同的兩個(gè)相機(jī)平行放置，且將兩個(gè)相機(jī)光軸的連線與第一個(gè)相機(jī)的x軸重合，構(gòu)成平行雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)，獲得被測(cè)點(diǎn)P(xc，zc)在兩個(gè)圖像平面上的投影，即平面幾何信息為
其中，f為焦距，b為基線長(zhǎng)度；
3b.根據(jù)兩幅圖像特征點(diǎn)u1和u2的位置差d，計(jì)算立體視覺(jué)的距離
3c.根據(jù)灰度值與距離zc成反比的關(guān)系，改變圖像中的各像素點(diǎn)的灰度值，獲得包含深度信息的灰度圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法，其中步驟4按如下過(guò)程進(jìn)行
4a.定義下一幀圖像為J(x，y)，并在下一幀圖像J中找到運(yùn)動(dòng)點(diǎn)v1，即
v1＝u1+d1＝[u1x+d1x u1y+d1y]T，其中d1＝[d1x d1y]T為特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)矢量，
定義殘差函數(shù)為
4b.通過(guò)兩幀相鄰圖像的特征點(diǎn)跟蹤，找到一個(gè)使匹配殘差函數(shù)ε(d1)最小，即滿足ε的一階差分為0的運(yùn)動(dòng)矢量為
d1＝[d1x d1y]T；
4c.重復(fù)步驟4a至4b，得到所有幀的運(yùn)動(dòng)矢量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法，其中步驟5按如下過(guò)程進(jìn)行
5a.計(jì)算概率圖像P(x，y)
計(jì)算路面信息顏色直方圖，按色度信息對(duì)路面進(jìn)行分割，將色度信息相同的區(qū)域劃分為候選目標(biāo)區(qū)域，將目標(biāo)模型和候選目標(biāo)特征分別表示為
q＝{qu}u＝1，，m和p(y)＝{pu(y)}u＝1，，m
其中，y是候選目標(biāo)區(qū)域的中心位置，且m為特征值直方圖通道的個(gè)數(shù)，
使用Bhattacharyya系數(shù)ρ(y)來(lái)替代目標(biāo)圖像中各個(gè)像素點(diǎn)的值，其中，k為目標(biāo)區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，最終獲得路面分割的概率圖像P(x，y)；
5b.計(jì)算道路方向信息
通過(guò)概率圖像P(x，y)的二階矩計(jì)算道路的二維方向θ
首先，計(jì)算概率圖像P(x，y)的零階矩和一階矩分別為
其次，計(jì)算概率圖像P(x，y)的二階矩
最后，由概率圖像P(x，y)的零階矩、一階矩和二階矩計(jì)算出二維方向
式中
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法，其中步驟6分為三種情況
6a.將第一幅圖像I1的每個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)三維幾何信息，給出特征點(diǎn)u1的編碼信息為(H3D u1 U f)，
式中，H3D為信息識(shí)別碼，代表傳送的是三維幾何信息和運(yùn)動(dòng)信息，
U為信息傳遞陣列輸出電壓，定義為U＝k·zc，k為比例系數(shù)，
f為信息傳遞陣列這一點(diǎn)輸出脈沖頻率；
6b.對(duì)于第一幅圖像I1中的運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)，給出其的編碼信息為(H3D u1′U f)，
式中，H3D為信息識(shí)別碼，代表傳送的是三維幾何信息和運(yùn)動(dòng)信息，
u1′為運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)的坐標(biāo)值，
U為信息傳遞陣列輸出電壓，定義為U＝k·zc，k為比例系數(shù)，
f為信息傳遞陣列這一點(diǎn)輸出脈沖頻率；
6c.用同樣的方法對(duì)第二幅圖像I2的特征點(diǎn)u2進(jìn)行編碼，給出u2的三維幾何信息的編碼信息為(H3D u2 U f)，運(yùn)動(dòng)特征點(diǎn)的編碼信息為(H3D u2′ U f)；
6d.根據(jù)獲得的概率圖像P(x，y)，計(jì)算出原始圖像中道路上的點(diǎn)R(x，y)在信息傳遞陣列的輸出電壓為UR＝k·P(x，y)，給出道路上的點(diǎn)R(x，y)的編碼信息為(HR R(x，y)UR f)，
其中，HR為信息識(shí)別碼，表示輸出的為道路信息，
f為信息傳遞陣列輸出脈沖頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法，其中步驟7所述的信息傳遞單元的信息傳遞方式，是將所述的三維幾何信息(H3D u1 U f)、運(yùn)動(dòng)信息(H3D u1′ U f)和道路信息(HR R(x，y)UR f)，通過(guò)輔助視覺(jué)系統(tǒng)中信息傳遞陣列單元，以振動(dòng)觸覺(jué)的形式傳遞給使用者，其中，單元的振動(dòng)頻率為編碼信息中輸出脈沖頻率f，單元的振動(dòng)強(qiáng)度為信息傳遞陣列輸出電壓U。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輔助視覺(jué)系統(tǒng)的信息獲取與傳遞方法。其過(guò)程包括1.通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得被測(cè)物的兩幅原始數(shù)字圖像；2.利用Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法提取出兩幅原始數(shù)字圖像的特征點(diǎn)；3.通過(guò)兩個(gè)攝像機(jī)獲取特征點(diǎn)的三維幾何信息；4.以每一個(gè)特征點(diǎn)為中心取矩形區(qū)域，找到下一幀特征點(diǎn)的位置并求出特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)矢量；5.通過(guò)顏色直方圖對(duì)原始數(shù)字圖像中的路面信息按照色度信息進(jìn)行分割，計(jì)算道路信息；6.對(duì)原始圖像特征點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)信息、特征點(diǎn)的三維幾何信息及道路信息分別進(jìn)行編碼；7.將編碼信息通過(guò)輔助視覺(jué)系統(tǒng)中信息傳遞陣列單元傳輸給視覺(jué)障礙的人體。本發(fā)明具有可準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的三維幾何信息的優(yōu)點(diǎn)，可用于輔助視覺(jué)障礙人群的安全定向行走。
文檔編號(hào)A61F9/08GK101336856SQ20081015058
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者郭寶龍, 偉 孫, 龍 陳 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)