基于數(shù)字圖像處理的導(dǎo)盲系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、當(dāng)前在各大城市的人行道上都建設(shè)有盲道，但很多道路盲道被破壞損毀或被占用嚴(yán)重，難以起到實際效果，給盲人出行帶來了很多困難。現(xiàn)行信息化導(dǎo)盲系統(tǒng)基于GPS或傳感器識別的多依賴于工作站服務(wù)器，設(shè)備復(fù)雜，成本較高，且在遠離服務(wù)器地區(qū)可能造成失聯(lián)。本文提出了一種基于嵌入式系統(tǒng)和圖像識別的導(dǎo)盲系統(tǒng)，將導(dǎo)盲器做成便攜的盲杖的形式，成本降低且不依賴于服務(wù)器即可實現(xiàn)自助導(dǎo)盲。
　　文中給出了導(dǎo)盲系統(tǒng)的硬件設(shè)計總體方案和硬件電路。首先由安裝于盲杖上的C

2、CD攝像頭采集圖像，之后由FPGA進行圖像濾波的預(yù)處理。在FPGA平臺上的開發(fā)工作主要有三部分:首先是在FPGA上實現(xiàn)對SAA7113的控制和數(shù)據(jù)接口，其次是通過FPGA對SDRAM的讀寫實現(xiàn)與PXA270處理器平臺的數(shù)據(jù)通信，第三是在FPGA平臺上實現(xiàn)對數(shù)字圖像的濾波預(yù)處理。濾波后的圖像由運行于PXA270處理器中的圖像識別和導(dǎo)盲處理算法進行導(dǎo)盲處理，處理結(jié)果由語音導(dǎo)盲模塊輸出進行語音提示導(dǎo)盲，如果圖像處理算法異?；驘o法進行成功導(dǎo)盲，

3、則由安裝于盲杖上的超聲波測距傳感器進行輔助避障導(dǎo)盲。
　　在文中詳細闡述了導(dǎo)盲系統(tǒng)的圖像處理算法分析和設(shè)計過程。首先進行盲道圖像特征檢測，比較了SIFT特征檢測和SURF特征檢測之后，采用了速度較快的SURF特征檢測算法進行盲道特征檢測和導(dǎo)盲，使行人進入盲道。當(dāng)行人進入盲道上時，使用Canny算子提取盲道邊緣圖像，之后使用Hough變換處理邊緣圖像并識別直線路徑，進行盲道直線路徑規(guī)劃，幫助和確保行人處于盲道正中。同時利用多特征聯(lián)合

4、判決算法進行比較判定，以確定前方是否有遮擋和障礙物。多特征聯(lián)合判決算法使用攝像頭采集的無遮擋的盲道圖像作為背景圖像，之后每隔一定時間采集一幅當(dāng)前圖像作為待測圖像，對待測圖像與背景圖像進行比較，提取了方差、相關(guān)度和邊緣點密度三個特征進行聯(lián)合判定，以確定前方有無障礙物遮擋。如有障礙物，則提示導(dǎo)盲繞過障礙物，之后重新通過SURF特征檢測尋找盲道并導(dǎo)入盲道。
　　在文章最后對整個導(dǎo)盲系統(tǒng)各個模塊進行了測試，并給出了測試結(jié)果。測試表明，系統(tǒng)