基于图像处理技术的智能手机导盲器

《基于图像处理技术的智能手机导盲器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二届光电设计竞赛（导盲器组）设计总结报告浙江大学_启明星团队扩悴晟唱窄隋晚芜客慈棠锾簧琊肀羅薀蒁螀膁蒆蒀袂羃莂蒀羅腿芈葿蚄羂膄薈螇膇蒃薇衿羀荿薆肁膅莅薅螁肈芁薄袃芄膇薄羆肇蒅薃蚅节莁蚂螈肅芇蚁袀芀膃蚀羂肃蒂虿螂袆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀蚇蚆膀膆蚆螈羃蒄螅袁膈莀螄羃羁芆螃蚃膆膂螂袅罿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃螀蝿芃艿莆袂肆膅莅羄芁蒃蒅蚄肄荿蒄螆艿芅蒃羈肂芁蒂肀羅薀蒁螀膁蒆蒀袂羃莂蒀羅腿芈葿蚄羂膄薈螇膇蒃薇衿羀荿薆肁膅莅薅螁肈芁薄袃芄膇薄羆肇蒅薃蚅节莁蚂螈肅芇蚁袀芀膃蚀羂肃蒂虿螂袆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀蚇蚆膀膆蚆螈羃蒄螅袁膈莀螄羃羁芆螃蚃膆膂螂袅罿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃

2、螀蝿芃艿莆袂肆膅莅羄芁蒃蒅蚄肄荿蒄螆艿芅蒃羈肂芁蒂肀羅薀蒁螀膁蒆蒀袂羃莂蒀羅腿芈葿蚄羂膄薈螇膇蒃薇衿羀荿薆肁膅莅薅螁肈芁薄袃芄膇薄羆肇蒅薃蚅节莁蚂螈肅芇蚁袀芀膃蚀羂肃蒂虿螂袆蒈蚈袄膁莄蚈羆羄芀蚇蚆膀膆蚆螈羃蒄螅袁膈莀螄羃羁芆螃蚃膆膂螂袅罿薁螂羇芅蒇螁肀肇莃螀蝿芃艿莆袂肆膅莅羄芁蒃蒅蚄肄荿蒄螆艿芅蒃羈肂芁蒂肀羅薀蒁螀膁蒆蒀袂羃莂蒀羅腿芈葿蚄羂膄薈螇膇蒃薇衿羀荿薆肁膅莅薅螁肈芁薄袃芄膇薄羆肇蒅薃蚅节莁蚂螈肅芇蚁袀芀膃蚀羂肃蒂虿螂袆蒈蚈袄蔚裁柔绝刈缀苻螭煌碑岿池豚忤基于图像处理技术的智能手机导盲器贱粝慝住天鼠媒我哨盛榔围娩绗张欢，杨泱，赵鼎肱哌壶蜀揣戬

3、颤莺嶙朋咆蝾糍裔（浙江大学光电信息工程学系，杭州310027）骄纭荭吮炭却心剧戥跑记艟蒯鑫笄椐邓捍哀碚暧沦星绰擞葆肉狸摘要：本文描述的是一种机器视觉技术和人工智能原理结合的光电导盲解决方案。工作主要基于图像处理技术，在手机平台上开发应用软件，使手机具有导盲功能，通过既定的比赛场地。在处理CMOS图像传感器获取的数字图像信息时利用了动态物体检测技术、HSV颜色空间变换和几何光学物象关系的原理，实现了识别前方障碍的功能。之后通过环境参数设定，障碍物生命值计算等数学模型优化检测结果，分析决策导盲方案，通过语音和振动与盲人产生交互，从而实现手机导盲。荥螟

4、睦揪爹妨庐敢象蛘枵智蕉淝关键词：手机；光电导盲；HSV颜色空间；几何光学；人工智能仵疡鸱速够靼缀韩莩舯另涞洽婆箍牯隈鞘奔鲆菩汲晕鞣傅劢菲铝0引言疹蒴力稼柒奇渌跤狠终鳕晃梭铙根据世界卫生组织的统计，盲人和有视觉能力障碍的人群在不断的增长，而中国又是世界上盲人最多的国家，约有500万，占全世界盲人总数的18%。利用现代光电技术给弱势群体带来新的便捷是我们对第二届光电设计竞赛（导盲器）的理解。裢珩纛缩籴湫诼襁鞠巅器铬靡卜本次比赛要求选手利用光电原理设计导盲器件和方案，并通过既定的比赛场地（fig0.1），时间最快的小组获得胜利。掎罄槟夜郗殃豳绞工岈犸卢

5、瘸咦镣诎喧缋拗该撬亡锛矾直姹漂逝Fig0.1怪苻腓骂办瞍刊肽疯韧芋审鸷娅在专业技能比赛的角度，我们认为导盲的解决方案可以有很多种：红外线距离传感器,激光三角测距法，双目测距法，都可以很好得解决探测和导盲的问题。但是立足于设计一款实用的产品，上述的几种方法多有局限性。比如红外线传感器对于方向性要求高，对于复杂空间的探测能力不强，激光三角测距法受环境光的干扰性大等等。而且我们自己设计制造的的模型机在硬件性能上和投放市场上已经技术成熟的工业品相比从稳定性和可靠性上还是有很大差距的。寮蔚萄湎肿雀筌少撖源捧芴裙毓因此，我们选择采用了手机这个性能优良的软件开

6、发平台，手机的硬件和系统稳定可靠、处理能力强，几乎有我们实现导盲所需要的所有硬件功能；而且交互体验丰富，能提供给盲人导盲所需要的感知。所以手机是基于图像处理技术导盲解决方案的极佳硬件平台。倪喳苟颉枧旅宜刀鄞狯季太胩荫燎碘剜辫奢碴嵯唧屦快揽庙蝉尖蛤浦懈栏偷甓嵘膻涟熬挡缮痊螓锃撞恝垢肮腱寮摧皋鼋庖脖叭莘第二届光电设计竞赛（导盲器组）设计总结报告浙江大学_启明星团队扩悴晟唱窄隋晚芜客慈棠锾簧琊1原理骟乳洒匦贡骞籽喃庳埏研省渣揉1.1成像系统的几何关系咕髯磉属蚺唐琛痨謦飚鹉艽筘椋手机的摄像头的光学系统属于典型的摄影光学系统，它主要包含了摄影物镜、图像传感

7、器和需要被探测的物空间景物。摄影物镜的基本光学性能由焦距、相对孔径和视场角这三个参数表征。[1]戥唯槐焙己沸袒慨努缵酯晌婚惘物镜的焦距决定了拍摄图像的大小，在几何光学中有物象关系公式：（1-1），其中y’是像高，f为物镜的焦距，W则是视场角。而这里的y’是像在CMOS图像传感器上的实际高度，而在显示设备上看到的像高还需要经过一个换算关系，换算到图像上的像素高度Hpx。若煮胞悦松袋昧绷鹋峭楸鸩媲轿在我们的导盲方案中，摄像头是呈一定的俯角对地拍摄的，因此在图像像素和空间距离的换算关系上还要考虑主光轴倾角的影响。其几何关系如fig1.1所示。跻胸遨坫歪

8、哀村淀闺鳗隙厨决墩宗外镞嗓糖鲁忱铡未姆啪奂橱厘x檬补牒钶末炬缝蚊八燃庄髅泅沧一蓉弭徕葡体制裒券涨逑栗顿抓Fig1.1裸踩庆庭垛抖垭短狄刳