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盲人導航方法以及系統與流程

2023-10-24 04:40:27 4


本發明涉及定位導航技術領域,尤其是涉及一種盲人導航方法以及系統。



背景技術:

導航是引導某一設備,從指定航線的一點運動到另一點的方法。導航分兩類:一是自主式導航,用飛行器或船舶上的設備導航,有慣性導航、都卜勒導航和天文導航等;二是非自主式導航,用於飛行器、船舶、汽車等交通設備與有關的地面或空中設備相配合導航,有無線電導航。

目前,衛星導航大部分運用的是全球定位系統(globalpositioningsystem,簡稱gps)。隨著道路的建設,城際間的經濟往來更加頻繁,活動的區域也越來越大,為了提高生活質量,大量的休閒活動、探險活動的舉行使我們並不局限在自己認識的一小塊區域中,不認識道路,找不到目的地的情況也屢有發生,就此,gps導航儀進入人們的世界,成為人們出行的基本裝備。

但是,對於盲人來說,gps導航系統的使用並不方便,且不能夠及時的給予盲人有效的導航信息提示,容易造成盲人由於gps導航系統自身誤差所引發的自身定位不精準或者授時時間長而造成盲人在地理環境中無所適從的現象。



技術實現要素:

有鑑於此,本發明的目的在於提供一種盲人導航方法以及系統,以解決現有技術中存在的gps導航系統自身誤差所引發的自身定位不精準或者授時時間長而造成盲人在地理環境中無所適從的技術問題。

第一方面,本發明實施例提供了一種盲人導航方法,包括:

電子標籤通過超寬帶(ultra-wideband簡稱uwb)無線通信發送坐標數據;

伺服器接收所述坐標數據,根據所述坐標數據得到位置信息;

伺服器向終端發送所述位置信息;

終端根據設定坐標位置與接收到的所述位置信息,進行震動提示與語音提示。

結合第一方面,本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式,其中,所述電子標籤通過uwb無線通信發送坐標數據之後,還包括:

uwb基站接收所述坐標數據,並將所述坐標數據傳送到伺服器。

結合第一方面,本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式,其中,所述電子標籤通過uwb無線通信發送坐標數據,具體包括:

電子標籤通過uwb無線通信以一秒發送十組數據的速度不間斷的向uwb基站自動發送坐標數據。

結合第一方面,本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式,其中,所述伺服器接收所述坐標數據,根據所述坐標數據得到位置信息,具體包括:

伺服器接收並儲存所述坐標數據;

伺服器通過計算機程式語言對所述坐標數據進行程序的編譯與解釋,得到位置信息。

結合第一方面,本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式,其中,所述伺服器通過計算機程式語言對所述坐標數據進行程序的編譯與解釋,得到位置信息之後,還包括:

伺服器通過計算機作業系統窗口展示所述位置信息。

第二方面,本發明實施例還提供一種盲人導航系統,所述盲人導航系統包括:電子標籤、伺服器以及終端;

所述電子標籤用於通過uwb無線通信發送坐標數據;

所述伺服器用於接收所述坐標數據,根據所述坐標數據得到位置信息;

所述伺服器還用於向所述終端發送所述位置信息;

所述終端用於根據設定坐標位置與接收到的所述位置信息,進行震動提示與語音提示。

結合第二方面,本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式,其中,還包括:uwb基站;

所述uwb基站用於接收所述坐標數據,並將所述坐標數據傳送到所述伺服器。

結合第二方面,本發明實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式,其中,所述電子標籤還用於通過uwb無線通信以一秒發送十組數據的速度不間斷的向uwb基站自動發送坐標數據。

結合第二方面,本發明實施例提供了第二方面的第三種可能的實施方式,其中,所述伺服器還用於接收並儲存所述坐標數據,並通過計算機程式語言對所述坐標數據進行程序的編譯與解釋,得到位置信息。

結合第二方面,本發明實施例提供了第二方面的第四種可能的實施方式,其中,還包括:計算機作業系統窗口;

所述計算機作業系統窗口用於展示所述位置信息。

本發明實施例提供的技術方案帶來了以下有益效果:本發明實施例提供的盲人導航方法,包括:電子標籤通過uwb無線通信發送坐標數據;伺服器接收所述坐標數據,根據所述坐標數據得到位置信息;伺服器向終端發送所述位置信息;終端根據設定坐標位置與接收到的所述位置信息,進行震動提示與語音提示,通過使用uwb無線通信,使數據與信息的傳輸速度得到提升,保障了終端接收定位信息的實時性,實現了誤差的降低與精度的提高,使終端能夠根據更加可靠的定位信息,通過語音與差異性震動結合的模式對盲人進行及時、精確且有效的提示,通過提供吵雜環境下震動與語音的多模式集成路徑誘導信息服務,使不同的震動模式代表不同的路況誘導信息,降低了盲人的認知壓力,從而解決了現有技術中存在的gps導航系統自身誤差所引發的自身定位不精準或者授時時間長而造成盲人在地理環境中無所適從的技術問題。

本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述,並且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附附圖,作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案,下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式,對於本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發明實施例一所提供的盲人導航方法的流程圖;

圖2示出了本發明實施例二所提供的盲人導航方法的流程圖;

圖3示出了本發明實施例二所提供的盲人導航方法中數據傳輸的流程圖;

圖4示出了本發明實施例三所提供的一種盲人導航系統的結構示意圖。

圖標:1-盲人導航系統;11-電子標籤;12-伺服器;13-終端;14-uwb基站。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。

目前gps導航系統對於盲人使用並不方便,不能夠及時給予盲人有效的導航信息提示,容易造成盲人根據gps導航系統而走錯路,基於此,本發明實施例提供的一種盲人導航方法以及系統,可以解決現有技術中存在的gps導航系統對於盲人使用並不方便,不能夠及時給予盲人有效的導航信息提示,容易造成盲人根據gps導航系統而走錯路的技術問題。

為便於對本實施例進行理解,首先對本發明實施例所公開的一種盲人導航方法以及系統進行詳細介紹。

實施例一:

本發明實施例提供的一種盲人導航方法,可以是基於10cm至20cm精準定位的盲人導航方法,如圖1所示,該方法包括:

s11:電子標籤通過uwb無線通信發送坐標數據。

具體的,電子標籤可以在帶有導航功能的手機等終端位置,電子標籤也可以在管理盲人導航系統的電腦控制平臺位置,因此,在手機等終端以及管理盲人導航系統的電腦控制平臺這兩處都可以發送坐標數據。

本發明實施例提供的盲人導航方法充分利用了uwb系統的數據讀取頻率,以每秒十次的數據傳輸頻率,保證數據的實時性,做到實時定位。採用uwb的無線定位技術,提高了定位的精度,可將定位誤差控制在15cm內,做到高精度定位。

s12:伺服器接收坐標數據,根據坐標數據得到位置信息。

作為本實施例的優選實施方式,伺服器通過對坐標數據進行計算與解譯,得到位置信息。

s13:伺服器向終端發送位置信息。

在實際應用中,終端可以為手機、平板電腦、計算機等。

s14:終端根據設定坐標位置與接收到的位置信息,進行震動提示與語音提示。

本步驟中,可以通過該方法分別對盲人的左轉、右轉、反向行走、遇障、正確行走、紅燈提示、綠燈提示等各個方面做差異性震動和語音提示。每種震動模式都可以結合盲人的特殊認知,設定了特定的不同時長的震動與不同時長震動間隔組合,一個震動組合對應著一個震動模式。例如左轉會以「一短一長」的震動提示盲人,短震動為400ms,長震動為1000ms。同時語音提示「請左轉」。其他典型場景可以與之類似,均可通過提供吵雜環境下震動和語音的多模式集成路徑誘導信息服務,使不同的震動模式代表不同的路況誘導信息,這些震動模式通過在盲人學校的實際統計調查和原型系統運用實驗統計分析得到。

需要說明的是,該震動提示的方式為差異性震動提示模式。差異性震動模式為盲人在路徑中的方位指示提供了多種可能,可設定多種震動模式來實現對盲人的路徑誘導。不同路徑場景對應不同的震動模式,採用這種方式來彌補語音提示受到幹擾時不能及時有效傳遞信息的缺陷。基於該方法採用uwb的無線定位技術而實現了實時定位以及高精度定位,使該差異性震動提示模式對盲人用戶提示性導航的有效性得以實現。終端通過語音提示與不同震動模式提示的集成,進而採用盲人入境誘導形式。該盲人導航方法通過採用多種符合盲人空間認知的差異性震動模式來提示盲人,不僅可以在語音提示受到幹擾的情況下為盲人提供另一種可行的提示方案,更可以降低盲人的認知壓力,使該盲人導航方法對於盲人來說更加及時、方便且有效。

因此,該方法根據盲人遇到的典型路徑場景,如路口、遇障和紅綠燈等生活場景信息,採用差異性震動模式,以不同的震動模式和明確指向的語音提示來對盲人做路徑誘導。解決了現有技術中存在的gps導航系統對於盲人使用定位精度不夠的問題,也解決了在吵雜現實環境中盲人聽不清導航提示、不能夠及時有效響應導航語音信息提示的技術問題。

實施例二:

本發明實施例提供的一種盲人導航方法,可以是基於10cm至20cm精準定位的盲人導航方法,如圖2所示,該方法包括:

s21:電子標籤通過uwb無線通信發送坐標數據。

進一步的是,電子標籤通過uwb無線通信以一秒發送十組數據的速度不間斷的向uwb基站自動發送坐標數據。

本發明實施例提供的盲人導航方法採用uwb無線通信定位技術,當用戶配置完成系統硬體環境配置後,在該環境中電子標籤會主動發送位置信息,並以一秒發送十組數據的速度且每秒不間斷髮送,因此通過uwb無線通信可以做到實時定位。而gps的數據傳輸速度不夠快,由於傳輸所用時間長,人的偏移便會增大,因此導致定位的精度不夠,不能夠達到實時定位。

s22:uwb基站接收坐標數據,並將坐標數據傳送到伺服器。

如圖3所示,uwb基站可以通過有線網絡將坐標數據傳送到伺服器。因此,當電子標籤發送坐標數據後,該坐標數據通過無線網絡傳輸到uwb基站中,基站再以有線網絡傳輸的方式,將該坐標數據傳送到伺服器上。

s23:伺服器接收並儲存坐標數據。

本實施例中,在伺服器接收到坐標數據後,存儲該坐標數據,用關係型資料庫管理系統(mysql)實現在電腦上的管理,存儲節點接收到請求後,保存該坐標數據。

s24:伺服器通過計算機程式語言對坐標數據進行程序的編譯與解釋,得到位置信息。

在步驟s23中,被保存的坐標數據為十六進位,本步驟中在伺服器上採用計算機程式語言(java)實現十六進位到十進位的轉換,通過java語言編寫解譯程序。

s25:伺服器通過計算機作業系統窗口展示位置信息。

其中,在數據被轉換完成後,mysql作為數據的發送方,磁碟作業系統(diskoperatingsystem,簡稱dos)命令窗口作為接收方,在dos窗口中展示該位置信息。由於每一秒接收到十組坐標信息,每秒都在不斷更新展示坐標信息,這樣便能夠保證該環境中位置信息的實時更新,確保讀取到的信息是最新的位置信息,從而提高數據傳輸的效率。

s26:伺服器向終端發送位置信息。

當伺服器上的位置信息展示完成後,該位置信息還需要展示在終端上。因此,在伺服器上完成位置信息的讀取後,還需要將解譯後的位置信息利用無線網絡的方式發送到終端上,無線傳輸網絡必須保證伺服器與手機等終端同時處於該無線網絡中,才可以實現正常通訊。

例如,該位置信息被發送在智慧型手機端中,用安卓集成開發工具(androidstudio)對手機端需要的應用程式(application,縮寫app)的編寫完成後,在該程序界面輸入電腦ip地址與電腦埠號,用以綁定對數據的讀取埠,再輸入電子標籤的id,將電子標籤與手機進行綁定,實現坐標的實時顯示。

由於電子標籤與手機軟體之間需要連接通訊,需要通過埠通訊進行對接。手機端通過軟體訪問埠,數據便能夠接收,因此,手機端可以通過埠讀取數據,將數據讀取手機中。當然,也可以使用固定電腦通過埠直接傳送。

s27:終端根據設定坐標位置與接收到的位置信息,進行震動提示與語音提示。

具體的,通過該方法可以分別對盲人的左轉、右轉、反向行走、遇障、正確行走、紅燈提示、綠燈提示做差異性震動和語音提示。每種震動模式都結合盲人的特殊認知設定了特定的不同時長的震動與不同時長震動間隔組合,一個組合對應著一個震動模式。震動與不同時長震動間隔組合,一個震動組合對應著一個震動模式。例如左轉會以「一短一長」的震動提示盲人,短震動為400ms,長震動為1000ms。同時語音提示「請左轉」。其他震動模式類似。

在設計智慧型手機中的app時,在該環境中的特定位置信息中寫入提示的語音與震動提示方式,完成對用戶的提示。具體的,用androidstudio首先開發手機端app,在開發過程中,在特點位置的特定坐標來加載該位置處的坐標提示,最終實現語音和震動的提示。當位置信息在電腦端與手機端成功實現讀取後,加載的震動和語音提示測試正常後,則該系統搭建完畢。

在實際應用中,用戶可以根據設定的不同震動長度以及震動頻率,得出前方為路口、拐角處或牆面等提示信息,實現在用戶到達該目標位置之前便能夠得到提示信息,並且,在嘈雜的環境時更加適用震動的模式。

實施例三:

本發明實施例提供的一種盲人導航系統,可以應用於上述實施例一與實施例二提供的盲人導航方法,盲人導航系統1也可以為一種基於uwb原理和技術的多媒體盲人導航系統,如圖4所示,盲人導航系統1包括:電子標籤11、伺服器12以及終端13。

具體的,電子標籤11用於通過uwb無線通信發送坐標數據,伺服器12用於接收坐標數據,根據坐標數據得到位置信息,伺服器12還用於向終端13發送位置信息,終端13用於根據設定坐標位置與接收到的位置信息,進行語音提示以及多種模式的震動提示。

本實施例中,盲人導航系統1還可以包括uwb基站14,uwb基站14用於接收坐標數據,並將坐標數據傳送到伺服器12。電子標籤11還用於通過uwb無線通信以一秒發送十組數據的速度不間斷的向uwb基站14自動發送坐標數據。

作為本實施例的另一種實施方式,伺服器12還用於接收並儲存坐標數據,並通過計算機程式語言對坐標數據進行程序的編譯與解釋,得到位置信息。

作為本實施例的優選實施方式,盲人導航系統1還可以包括計算機作業系統窗口,計算機作業系統窗口用於展示位置信息。

對於現有技術而言,通常現有的盲人導航系統是採用無線射頻識別技術來提高盲人定位精度。該系統主要由射頻識別(radiofrequencyidentification,縮寫rfid)電子標籤以及rfid電子標籤手持端讀取器組成。將rfid標籤布設在環境中,由讀取器讀取電子標籤中寫入的信息,然後將該信息反饋給用戶,來實現對用戶的引導。在電子標籤中寫入位置信息,在讀取器的讀取範圍內,電子標籤中的信息將反饋到閱讀器中,再經過算法與解譯後,將該信息展示給用戶,通過語音的方式告知用戶當前的位置,從而實現路徑的誘導。但是,整個數據讀取請求是被動獲取,而且該讀取請求有距離限制,在信息的讀取中,需要遍歷多個電子標籤,信息碎片化較為嚴重。如果有多個電子標籤同時滿足符合距離的條件,需要對電子標籤的讀取順序做一定算法的調整來避免電子標籤信息間的讀取衝突,這樣的解決方法比較繁瑣。

本實施例中,通過提供盲人導航系統1,解決了以上技術問題,本是實施例中的盲人導航系統1利用了uwb系統的數據讀取頻率,以每秒十次的數據傳輸頻率,保證數據的實時性,實現了實時定位。而且,通過採用uwb的無線定位技術,提高了定位的精度,可將定位誤差控制在15cm內,實現了高精度定位。盲人導航系統1通過差異性震動提示模式的不同震動模式的誘導,以及與語音提示的集成,擴大了盲人入境的誘導形式。採用多種符合盲人空間認知的差異性震動模式提示盲人,不僅可在語音提示受到幹擾的情況下為盲人提供另一種可行的提示方案,更能夠降低盲人的認知壓力。

本發明實施例提供的盲人導航系統,與上述實施例提供的盲人導航方法具有相同的技術特徵,所以也能解決相同的技術問題,達到相同的技術效果。

在本申請所提供的幾個實施例中,應該理解到,所揭露的系統、裝置和方法,可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的。另一點,所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口,裝置或單元的間接耦合或通信連接,可以是電性,機械或其它的形式。

本發明實施例所提供的盲人導航方法以及系統的電腦程式產品,包括存儲了程序代碼的計算機可讀存儲介質,所述程序代碼包括的指令可用於執行前面方法實施例中所述的方法,具體實現可參見方法實施例,在此不再贅述。

附圖中的流程圖和框圖顯示了根據本發明的多個實施例的方法和電腦程式產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上,流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分,所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用於實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意,在有些作為替換的實現中,方框中所標註的功能也可以以不同於附圖中所標註的順序發生。例如,兩個連續的方框實際上可以基本並行地執行,它們有時也可以按相反的順序執行,這依所涉及的功能而定。也要注意的是,框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合,可以用執行規定的功能或動作的專用的基於硬體的系統來實現,或者可以用專用硬體與計算機指令的組合來實現。

另外,在本發明實施例的描述中,除非另有明確的規定和限定,術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解,本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來,該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中,包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機,伺服器,或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括:u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom,read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

最後應說明的是:以上所述實施例,僅為本發明的具體實施方式,用以說明本發明的技術方案,而非對其限制,本發明的保護範圍並不局限於此,儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內,其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化,或者對其中部分技術特徵進行等同替換;而這些修改、變化或者替換,並不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和範圍,都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此,本發明的保護範圍應所述以權利要求的保護範圍為準。

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