基本信息
- 项目名称：
- 盲人之眼
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品旨在帮助盲人“看到”物体，自主出行。作品核心使用物体图像识别技术，将SIFT图像匹配算法应用到嵌入式设备平台上，为盲人提供视觉信息，帮助其寻找和识别物体；并结合GPS定位技术，实现导航及避开障碍物的功能。整体设计采用移动设备端、网络客户端、服务器的三层架构，为盲人提供对比图库与GPS地图下载、未识别图片上传处理、读书娱乐等个性化功能，使用语音或者键盘控制。
- 详细介绍：
- 共创和谐社会需要考虑弱势群体的问题，解决他们生活中的困难。本作品旨在帮助盲人“看到”物体，并实现自主出行。 作品核心使用物体图像识别技术，将SIFT图像匹配算法应用到嵌入式设备平台上，为盲人提供视觉信息，帮助其寻找和识别物体；并结合GPS定位技术，实现导航及避开障碍物的功能。语音提示与语音控制的设计为盲人提供了人性化的操作体验。 整体设计采用移动设备端、网络客户端、服务器的三层架构，为盲人提供对比图库与GPS地图下载、未识别图片上传处理、读书娱乐等个性化功能，可以使用语音或者键盘控制。 本设计是图像与网络技术在移动设备上的大胆尝试，也是帮助盲人独立学习与生活的创新型运用，体现出和谐社会，以人为本的思想。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的及基本思路： 对于盲人来说，视力缺陷是他们生活中最大的障碍，盲人平时不得不通过触觉来寻找物体，而且视力缺陷使得他们在出行上存在很大的困难。 为帮助盲人能“看到”物体，且能帮助他们自主出行，我们设计了盲人之眼。本作品基于图像匹配技术，盲人只需携带移动设备，使用眼镜上内置的摄像头拍摄物体与周围环境，识别物体以及周围建筑环境。使用GPS模块，结合对周围建筑物的图像匹配，对盲人进行导航。 创新点： （1） 运用SIFT图像匹配算法，帮助盲人寻找物体。 （2） 使用GPS判断当前位置，基于图像匹配判断盲人周围环境，辅助盲人出行。 （3） 使用语音控制和语音提示，方便盲人使用。 主要技术关键： （1）在各种环境下能够准确的识别物体，判断物体位置并为盲人提供信息； （2）GPS模块结合图像匹配算法，准确判断盲人所在位置； （3）在保证性能的情况下，使设备便于盲人携带。 主要技术指标： （1）日常物体一次识别率达到90%以上。 （2）导航精度在2米范围内。
科学性、先进性
- 该作品的先进性在于贯彻科技以人为本的理念，首次将SIFT图像匹配技术运用于针对残障人士的产品，为盲人设计高科技辅助产品。 该作品首次在移动设备和嵌入式系统上实现了SIFT图像匹配算法，展示出图像匹配技术在嵌入式设备上广泛的应用前景。 本作品所解决的，是盲人面临的物体识别与出行两个根本问题，让盲人能够更加独立自主学习、生活与工作。
获奖情况及鉴定结果
- 1.在2010年“Intel杯”嵌入式设计大赛中获得三等奖 2.在2011年微软创新杯嵌入式比赛中获得中国区总决赛三等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- “盲人之眼”由移动设备端，PC客户端和服务器端构成，移动端由盲人随身携带，盲人可以通过语音和手柄来控制移动端，方便盲人在户外与室内使用。PC客户端使用语音控制，主要功能为移动端数据库的更新以及上传未识别的数据到服务器端以便获得更好的服务。在无线网络环境较好的区域，还可以上传图片让服务器进行快速识别与广度匹配。 根据我们的调查，市场上的盲人产品或价格较贵，或功能有限，还没有与本作品功能类似的产品。 盲和视力损伤问题是世界上严重的社会和公共卫生问题之一。据统计,全球每年新增盲人数量为100-200万，这意味着每五秒钟就有一个人失明。中国约有盲人600-700万，占世界盲人总数的18%。我国每年新增盲人约45万，预计到2020年中国盲人数将至少增加一倍。 国内如此庞大的用户群体，给我们作品的市场推广以及后期的发展奠定了一个良好的基础。相信将我们作品产品化生产后会有很好的市场前景，能够产生良好的经济效益与社会效应。
同类课题研究水平概述
- 国内针对SIFT算法的研究集中在基于限定范围的图库的识别，多用于军事武器或工业产品，现在尚未出现在个人生活中实际应用的产品。 而目前，国内外在盲人用品研究领域主要集中在以下几个方面： 1. 盲人电脑、盲人点显器等学习用品 2. 盲人出行导航用品 3. 盲人娱乐、体育等生活用品 4. 采用生物学和医学方法研制的高端医疗产品 而与根据我们的调查，发现与我们作品相关只有盲人出行辅助工具，市场上现有的辅助工具大多是采用超声波或激光技术的导盲手杖，其功能局限于在盲人行走的过程中进行障碍物探测，无法为盲人提供足以理解周围环境的视觉信息。 而在帮助盲人进行物体识别方面，相关的产品及报道并不多。 其中日本松下公司和九北电子公司联合开发成功一种供盲人使用的携带终端，该设备采用电子标签存储信息识别不同的物品并发出声音告知物品的名称。 国内研究人员开发的一种系统利用GPS测量盲人具体位置，利用超声波测量盲人与物体的距离,利用CCD摄像头拍摄物体的图像。这些信息通过ZigBee网络传输给计算机，信息经计算机处理后经语音合成处理后为盲人进行语音提示。 英国的一个研究小组采用在盲人眼内植入人造视网膜的方法，帮助一些盲人恢复部分视力，使他们可以识别事物、图形，甚至可以阅读大号印刷体的文章。 但第一种方法不能对盲人的出行提供支持，电子标签容易磨损脱落。第二种方法只能在30m-70m的固定区域内使用，比较局限。第三种方法技术难度大，研发周期长而且价格昂贵，不能推广使用。 因而本作品的低成本、离线与便携的嵌入式特点使得它脱颖而出，同时它也是SIFT图像精确匹配算法在个人产品运用中的一次创新。
