【摘 要】
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据世界卫生组织调查数据显示,当前世界约有2.85亿视障人士,3900万人完全失明。我国约有1263万视力残疾人员,出行方面存在极大挑战。导盲犬及导盲杖等传统导盲方式成本高、安全性低,智能电子导盲避障设备研究较少。针对此现状,本文主要研究盲人出行避障技术。具体研究内容如下:（1）盲人避障技术总体方案研究。结合当前避障技术提出了本文主要研究的多传感器组合智能导盲避障方案。确定了基于双目视觉的盲人近程避
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据世界卫生组织调查数据显示,当前世界约有2.85亿视障人士,3900万人完全失明。我国约有1263万视力残疾人员,出行方面存在极大挑战。导盲犬及导盲杖等传统导盲方式成本高、安全性低,智能电子导盲避障设备研究较少。针对此现状,本文主要研究盲人出行避障技术。具体研究内容如下:（1）盲人避障技术总体方案研究。结合当前避障技术提出了本文主要研究的多传感器组合智能导盲避障方案。确定了基于双目视觉的盲人近程避障技术,利用双目视觉获取场景信息生成避障地图,并进行步行路径规划,利用测距传感器实时测距保障盲人出行安全,达到合理避障及安全避障的效果;（2）盲人近程避障双目视觉三维信息获取与地图重建技术研究。利用双目视觉系统获取场景视差信息,得到场景中点的三维坐标。采用加权最小二乘滤波与灰度孔洞填充结合的视差图后处理算法,使得有效信息率超过80%,利用改进的otsu算法（分块二次阈值法）对障碍进行分割并与视差图融合,依据双目视觉原理得到障碍物三维坐标,进行信息分类筛选,以固定优先级的形式重建障碍物栅格地图,可重建前方15米内障碍,位置相对误差小于8%;（3）盲人避障路径规划修正算法研究。引入跨越代价解决传统A*算法无法规划是否跨越问题,利用转弯惩罚因子进行转弯抑制,在同一场景下,转弯率能够降低约30%,引入人工势场法中引力与斥力势场,动态设置栅格代价值,使得规划路径远离障碍物,同一场景下路径中近障及狭窄区域能够降低30%-70%,增加了盲人避障的安全性,将上述算法进行整合输出避障指令,使盲人能够合理的避开障碍物;（4）安全保障模块研究。选取超声波测距及红外测距传感器分别探测盲人前方300cm和侧方80cm区域中的障碍,并将探测区域分为三个等级,根据危险等级不同输出相应指令提示盲人,解决盲人在避障过程中由于场景拍摄不全面及行进偏差导致存在较大安全隐患问题;（5）信息调度及总体测试。按照信息重要性程度进行避障及紧急指令优先级设置,利用语音合成模块对生成的信息分级分类进行输出提示。利用树莓派3B+搭建硬件实验平台,进行软硬件联合调试,并在实际场景中测试避障功能。结果表明,本文研究的基于双目视觉的盲人避障技术有较好的适用性,能够重建盲人前方场景并正确规划路径,且在盲人前方300cm,侧方80cm建立安全保障区域进一步保证了盲人出行安全,满足盲人避障需求。
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