本發(fā)明涉及的是一種生物醫(yī)學工程領域的技術(shù)，具體是一種適用于管狀視野患者的輔助行走眼鏡及輔助行走方法。

背景技術(shù)：

青光眼是人類第二大致盲性眼病，它以眼壓升高為病理特征，表現(xiàn)為視神經(jīng)特征性損害和視覺功能性喪失。目前，現(xiàn)有的醫(yī)療技術(shù)無法恢復青光眼患者已經(jīng)喪失的視覺功能，唯一得到證實能夠控制病情惡化的有效方法是降低眼壓。

視網(wǎng)膜色素變性是一種常見的視網(wǎng)膜遺傳疾病，其主要特征為視網(wǎng)膜光感受器細胞及色素上皮細胞漸行性喪失，具有顯著的臨床及遺傳異質(zhì)性。該病以是否累及眼外器官分為綜合癥性和非綜合癥性兩大類。視網(wǎng)膜色素變性遺傳方式多樣，具有多種致病基因，詳細的致病機理現(xiàn)仍不明確，目前尚無有效的治療方法。

青光眼患者和視網(wǎng)膜色素變性患者到達中晚期時，具有一個共同的病理特征——管狀視野。當患者利用管狀視野觀察物體時，就像通過管道觀察物體，因此而得名管狀視野。該類型視野的特點是視野極度向心性收縮、只有中心有限的視野被保留下來。由于大部分外側(cè)視野的缺失，患者觀察一個不熟悉的物體時，需要多次掃視才能確認其形狀、大小、位置。如果患者的管狀視野進一步縮小，觀察一個陌生物體就會變得更加困難。醫(yī)學臨床實驗證實：當患者的管狀視野中心保留區(qū)域只有10°時，該患者只能在熟悉的環(huán)境里活動。假如該患者進入一個靜止的陌生環(huán)境中，需要多次掃視確認周圍物體和自己的相對位置，行動變得十分困難。假如該患者位于一個不斷變化的陌生環(huán)境中，比如人流較大的街道，由于周圍的物體或行人不斷發(fā)生相對運動，不能像正常人一樣及時觀察到它(他)們，非常容易發(fā)生碰撞甚至事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)無法快速的找尋障礙物、不必要運算過多以及系統(tǒng)體積過大等缺陷，提出了一種適用于管狀視野患者的輔助行走眼鏡及輔助行走方法，能夠?qū)φＲ曇耙詢?nèi)的可疑障礙物進行預警，判斷管狀視野患者與可疑障礙物的相對運動方向，當障礙物與管狀視野患者的距離處于預警距離內(nèi)時，立即提示管狀視野患者可疑障礙物的方位，而管狀視野患者可以利用殘留的管狀視野按照指示的方向去搜索并規(guī)避可疑障礙物。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種適用于管狀視野患者的輔助行走眼鏡，包括：設置于眼鏡上的微攝像頭、方位指示燈預警機構(gòu)和微處理器，其中：微攝像頭與微處理器相連并輸出圖像信號，微處理器與方位指示燈預警機構(gòu)相連并輸出燈光預警信號。

所述的方位指示燈預警機構(gòu)設有若干個方位指示燈，所述的方位指示燈布置在眼鏡鏡片邊緣四周并定向投射至管狀視野中心。

所述的微攝像頭設置于眼鏡鏡框前端。

所述的輔助行走眼鏡設有音頻預警機構(gòu)，所述的微處理器與音頻預警機構(gòu)相連并輸出聲音預警信號。

所述的微處理器與微型電源相連，兩者設置于眼鏡鏡腿上。

本發(fā)明涉及一種基于上述裝置輔助行走的方法，包括以下步驟：

s1，持續(xù)獲取場景圖像并根據(jù)場景圖像進行障礙物判斷，若障礙物位于管狀視野范圍外、正常視野范圍內(nèi)，則進行預警判斷，否者對新獲取的場景圖像繼續(xù)進行障礙物判斷；

s2，在預警判斷過程中首先判斷障礙物是否處于預警距離內(nèi)，若處于預警距離內(nèi)則進一步判斷障礙物的相對運動方向，否則重復s1；若障礙物相對運動方向為靠近，則進行報警提示，否則重復s1。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能有效檢測到缺失視野中的可疑障礙物，通過計算可疑障礙物的相對運動信息從而對它們是否構(gòu)成威脅進行有效的判斷，進而提示管狀視野患者存在威脅的物體或行人的方位，使管狀視野患者提前發(fā)現(xiàn)障礙物，達到規(guī)避危險保證自身安全的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明探測的視野范圍示意圖；

圖4為本發(fā)明的工作流程示意圖；

圖中：微攝像頭1、方位指示燈2、微處理器3、微型電源4、耳機5、導線6、鏡腿7、鏡框8、鏡片9、正常視野10、管狀視野患者11、管狀視野12。

具體實施方式

實施例1

如圖1和圖2所示，本實施例涉及一種適用于管狀視野患者的輔助行走眼鏡，包括設置于眼鏡上的微攝像頭1、方位指示燈預警機構(gòu)、音頻預警機構(gòu)和微處理器3，其中：微攝像頭1與微處理器3相連并輸出圖像信號，微處理器3與方位指示燈預警機構(gòu)相連并輸出燈光預警信號，微處理器3與音頻預警機構(gòu)相連并輸出聲音預警信號；

所述的方位指示燈預警機構(gòu)設有若干個方位指示燈2，所述的方位指示燈2布置在眼鏡鏡片9邊緣四周；優(yōu)選地，每片鏡片上均設有八個方位指示燈2，布置位置分別在鏡片9上的正右側(cè)、右下側(cè)、正下側(cè)、左下側(cè)、正左側(cè)、左上側(cè)、正上側(cè)和右上側(cè)；所述各方位指示燈2的光路均定向投射至管狀視野12的中心，以確保管狀視野患者11可以在管狀視野12內(nèi)感知到任一方位指示燈2發(fā)出的燈光，起到提示障礙物大致方位的作用。

優(yōu)選地，所述的微攝像頭1數(shù)量為1個，設置于鏡框8正中間；

如圖3所示，所述微攝像頭1的探測范圍為瞳孔中心視線向上50°、下70°、左右各60°的視野范圍，模擬普通人的正常視野。

所述的微處理器3設置于眼鏡的一條鏡腿7上，所述的微處理器3與微型電源4相連，所述的微型電源4設置于眼鏡的另一條鏡腿7上。

所述的微型電源4可以是鋰電池、干電池和紐扣電池中的任意一種。

優(yōu)選地，所述的音頻預警機構(gòu)包括一副耳機5，所述的耳機5設置于鏡腿7末端并通過導線6與微處理器3相連。

如圖4所示，本實施例涉及一種基于上述裝置輔助行走的方法，采用基于信息粒的圖像處理方法，距離測量方法采用單目測距的方法，包括但不局限于超聲波測距、微波雷達測距、激光雷達測距、紅外測距、視頻測距等

包括以下步驟：

s1，微攝像頭1獲取外界場景，微處理器3每隔0.1s對視頻進行采樣獲取場景圖像，微處理器3根據(jù)場景圖像進行物體分割和檢測，進行障礙物判斷，若障礙物位于管狀視野范圍外、正常視野范圍內(nèi)，則進行預警判斷，否者對新獲取的場景圖像繼續(xù)進行障礙物判斷；

s2，微處理器3在預警判斷過程中首先通過編碼光圈的散焦算法判斷障礙物是否處于預警距離內(nèi)，若處于預警距離內(nèi)則進一步判斷障礙物的相對運動方向，否則重復s1；若障礙物相對運動方向為向使用者靠近，則對應方向的方位指示燈2閃爍，耳機發(fā)出語音提示，進行報警，否則重復s1。

所述輔助行走的方法中如果障礙物位于管狀視野12內(nèi)，即管狀視野患者11可以觀察到該障礙物，則不進行預警判斷。

優(yōu)選地，所述的預警距離為10m，避免過大的預警距離給微處理器3增加不必要的負擔。

本發(fā)明實施例中，管狀視野患者11發(fā)現(xiàn)自己的管狀視野12中心的某個方位有亮點時，可以通過扭頭、轉(zhuǎn)身等動作調(diào)整自己的管狀視野12至方位指示燈2提示的方向，通過來回掃視搜尋以實現(xiàn)障礙物的提早發(fā)現(xiàn)，向其他方向移動實現(xiàn)躲避。

與上述發(fā)明相比，本發(fā)明能夠更加快速的發(fā)現(xiàn)障礙物，能夠為患者直接快速準確地提供可疑障礙物方位，減少搜尋障礙物的時間，同時能夠為眼鏡佩戴者提供更多的反應預警時間，高效地減少甚至消除與障礙物碰撞的發(fā)生。