航天科技助盲行智能眼镜带你看世界
2019-05-25 | 编辑:机械工业教育网 | 来源:中国机械工业联合会机经 | 浏览量:
图为智能眼镜在“长缨杯”工业设计大赛上获奖
其实,在日常生活中,盲道被占用、盲道设计不合理、导盲犬数量少价格贵等,均为视障者的生活带去了不小的“麻烦”。
让我成为你的“眼”
目前,全世界视障者数量多达几千万,其中我国就有1200多万,航天科工四院十七所导航与光电事业部,长期从事惯性导航系统和光电产品的研发设计,具有深厚技术积累,因此设计师们萌发了研制盲人导航辅具产品的想法。“随着机器视觉技术的逐渐成熟,尤其是立体视觉三维环境感知技术,为盲人解决出行难题,实现或替代部分生理视觉功能提供了解决方案。”该项目负责人朱建国介绍说。
立项之初,为了明确产品研发思路,十七所邀请了中国残联副主席吕世明指导项目工作,他说“十七所能够主动为视障者研发辅具产品非常好,我代他们向你们表示感谢。”同时,吕世明还为研发原则、方向、产品的需求和特点进行了指导,有了吕世明的肯定,更加坚定了十七所导航与光电事业部成功研发产品的信心!
攻克原理样机
如何满足视觉助盲的需求?如何另辟蹊径研制出佩戴式的产品?经过多次认证,设计团队最终决定采用双目立体视觉方案。“双目相机方案是模拟人的双眼,基于视差原理获取深度信息,具有高精度三维环境测量能力,而且环境适应性强、传感器成本低。”朱建国介绍说。“鉴于当时市场上的双目相机均是为PC端设计的,我们团队最终决定自主研发双目立体相机模块。设计师们在短短半年时间内攻克了双CMOS图像传感器同步驱动成像、FPGA实时双目立体匹配、障碍物识别检测等关键技术。”
功夫不负有心人,团队最终成功研发出“助盲行智能眼镜”产品原理样机,实现了前方场景6m范围内的3D测量,每秒产生200万个3D点,障碍物定位精度达到厘米级,识别准确率达到99%,能有效为视障者提供周围环境信息。
“关键技术还可以拓展到机器人导航、汽车自主驾驶、vSLAM、VR/AR等领域,应用前景广阔。”设计师韩新建介绍说。
不断迭代,力求实用
“此时的原理样机还存在着体积大、重量重等无法实用的问题,需要继续优化。”设计师孙雪琪介绍说。针对怎样使产品小且轻、功能强的问题,设计团队采用能够进行多种新目标检测识别的算法,终于成功研发出产品工程样机,并申请普通发明专利1项、软件著作权3项。最终,工程样机由眼镜、控制器和腰带3部分组成,基本具备为盲人导航的功能,朱建国激动地介绍道:“最终这款产品能够识别并提示障碍物、坑洼、盲道、二维码图案物品等目标,目标定位精度达到5cm,佩戴组件重量70g,续航时间超过4小时。”
为求实用,研发团队还招募了盲人志愿者体验活动,共有30位盲人体验了“助盲行”智能眼镜。“眼镜对障碍物的感知非常灵敏,几乎下一秒钟就能够告诉我障碍物的分布和移动情况,特别希望十七所研制的这款眼镜可以快一点投入量产!我好期待能够用上它。”一位体验者兴奋地说。
创新引擎全面启动
2018年,十七所助盲行智能眼镜参加了由国防邮电举办的产业军民两用产品“长缨杯”工业设计大赛,在486份参赛作品中脱颖而出,荣获“军转民组”优秀奖,并在第三届国际创新创业博览会获得中央电视台《朝闻天下》栏目和中国青年报等媒体的报道和关注。同时,该项目还入选了航天科工集团众创空间“创意池”和“种子池”。实际上,浓厚的创新氛围在十七所随处可见。一直以来航天科工四院十七所深入贯彻国家创新驱动发展战略,将创新作为转型升级的轴心和动力源泉。
十七所不但自己积极培育军民融合种子项目,开展青年创新创意大赛,设立青年创新工作室,而且积极争取四院青年创新基金支持,千方百计推进十七所“双创”事业。此次研制成功的航天助盲智能眼镜只是十七所在优化产业结构方面的一瞥,未来将推动孵化出更多民用项目或产品,大幅提升民品产值在所总产值中的占比,力争早日实现百亿产值研究所的奋斗目标。
于一国而言,科技创新是立国之本;于企业而言,科技创新是生存之道。唯有时刻保持科技创新活力,才能在激烈竞争中立于不败之地。利用机器视觉技术助力视障者“重获光明”,是中国航天科工四院十七所全体干部员工的不懈追求,也是十七所全体干部员工把企业做强做大的共同愿景。(朱建国 李珂)
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