一种基于AI算法的智能识别系统及其方法与流程

一种基于ai算法的智能识别系统及其方法
技术领域
1.本发明涉及ai智能识别技术领域，具体涉及一种基于ai算法的智能识别系统及其方法。


背景技术：

2.专利公开号为cn114038167a的专利中公开了一种ai智能图像识别分析预警系统，包括中央处理器，所述中央处理器上连接有信息存储模块，且中央处理器上连接有图像采集模块，所述图像采集模块与中央处理器之间双向电连接，且图像采集模块连接有水平采集器和竖直采集器，所述中央处理器上连接有显示模块，且中央处理器上连接有控制模块。该发明所述的一种ai智能图像识别分析预警系统，采用该种预警系统，图像采集模块包括多种检测单元，可以分别对水平和竖直方向上的设备运行状态进行采集，提高后续分析精准性，同时系统中设置的警报模块中，连接多个报警器，不同的报警器可以分别对水平和竖直方向上的故障进行预警，方便工作人员进行了解故障类别，便于第一时间进行对应的操作。
3.然而，上述方案在盲人在进行台阶攀爬的过程中，由于台阶在设置时，存在有些台阶自下而上的每级台阶高度和宽度并不是一致的，存在个别的高度发生陡然升高情况，无法通过对盲人的行走环境中的图像进行处理和分析，及时发现对应台阶的高度变化，并对陡然升高的台阶进行提示，导致盲人无法及时的进行步伐调整，增大了盲人跌倒和受伤的风险，基于此，提出一种基于ai算法的智能识别系统及其方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于ai算法的智能识别系统及其方法，解决了在盲人在进行台阶攀爬的过程中，由于台阶在设置时，存在有些台阶自下而上的每级台阶高度和宽度并不是一致的，存在个别的高度发生陡然升高情况，无法通过对盲人的行走环境中的图像进行处理和分析，及时发现对应台阶的高度变化的技术问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种基于ai算法的智能识别系统，包括：
7.图像采集模块，用于对盲人行走环境中的图像进行采集，然后将这些图像输入至数据处理模块，盲人行走环境中的图像通过摄像头进行获取；
8.图像预处理模块，用于对采集到的图像进行去噪、图像增强、深度数据转换的预处理，并将处理后的图像传输至图像识别模块；
9.图像识别模块，用于对具有ai算法的智能模型对图像对盲人行走环境中是否具有台阶进行识别判断，并根据判断结果生成台阶预警信号，同时将台阶预警信号发送至预警模块，将图像与台阶预警信号进行绑定传输至判定模块；
10.判定模块，用于对带有台阶预警信号的图像进行接收，并对图像进行分析，根据分析结果判断生成台阶的升高预警信号或是降低预警信号，并将其发送至预警模块。
11.作为本发明进一步的方案：对盲人行走环境中的台阶进行识别判断的具体方式为：
12.首先将进行预处理后的图像输入至具有ai算法的智能模型中，通过智能模型对台阶进行识别判断，若判断不存在台阶则不做任何处理；
13.若判断存在台阶则对台阶的距离参数进行获取，并将其标记为j1，当j1＞y1时，则不做任何处理；当j1≤y1时，则生成台阶预警信号，将台阶预警信号发送至预警模块，同时将图像与台阶预警信号进行绑定传输至判定模块，此处y1为预设值。
14.作为本发明进一步的方案：生成升高预警信号或是降低预警信号的具体方式为：
15.s1：对图像中台阶的最高点和最低点进行获取，同时将其分别标记为第一基准点和第二基准点，通过第一基准点和第二基准点构建第一基准面和第二基准面，第一基准面和第二基准面相互平行，获取第一基准面和第二基准面之间的距离，并将其标注为g1；
16.当g1＞q1时，生成升高判断信号，当g1＝q1时，不做任何处理，当g1＜q1时，生成降低判断信号，此处，q1为上一节台阶的高度信息，第一节台阶进行计算时，默认为上一节台阶高度为0，最后一节台阶计算完毕后停止计算，并进行爬阶结束提示；
17.s2：当生成升高判断信号时，通过公式g1-q1＝c1，计算获得对应的台阶高度差值c1，当c1＞y2时则生成升高预警信号，当g1≤y2时，则不做处理；其中y2为预设值；
18.当生成降低判断警信号时，对通过公式q1-g1＝c2，计算获得对应的台阶高度差值，当c1＞y3时则生成降低预警信号，当g1≤y3时，则不做处理；其中y3为预设值。
19.作为本发明进一步的方案：对带有台阶预警信号的图像进行接收，通过图像对台阶的宽度变化进行分析，并根据分析结果生成加宽预警信号或缩窄预警信号，同时将加宽预警信号或缩窄预警信号传输至预警模块，生成加宽预警信号或缩窄预警信号的具体方式为：
20.对带有台阶预警信号的图像进行接收，对台阶图像中台阶表面两个水平线进行获取，并将其分别标记为第一基准线和第一基准线，获取第一基准线和第一基准线之间的距离并将其标记为j1；
21.当j1＞q2时，则生成加宽判断信号，当j1＜q2时，则生成缩窄判断信号，当j1＝q2时，则不做任何处理，q2为上一级台阶的对应宽度，第一节台阶进行计算时，默认为上一节台阶高度为0，最后一节台阶计算完毕后停止计算，并进行爬阶结束提示；
22.当生成加宽判断信号时，通过j1-q2＝k1，计算获取对应台阶的加宽数值k1，当k1＞y4则生成加宽预警信号，当k1≤y4则不做任何处理；
23.当生成缩窄判断信号时，通过q2-j1＝k2，计算获取对应台阶的缩窄数值k2，当k2＞y5则生成缩窄预警信号，当k1≤y5则不做任何处理，此处，y4和y5均为预设值。
24.作为本发明进一步的方案：预警模块，用于对台阶预警信号、升高预警信号或、降低预警信号、加宽预警信号和缩窄预警信号进行接收，并根据不同的预警信号播放对应的提示音效。
25.一种基于ai算法的智能识别方法，该方法包括以下步骤：
26.步骤一：通过摄像头对盲人行走环境中的图像进行获取，并对采集到的图像进行去噪、图像增强、深度数据转换等预处理；
27.步骤二：通过具有ai算法的智能模型对图像对盲人行走环境中是否具有台阶进行
识别判断，并根据判断结果生成台阶预警信号；
28.步骤三：对带有台阶预警信号的图像进行接收，并对图像进行分析，根据分析结果判断生成台阶的升高预警信号或是降低预警信号；
29.步骤四：根据生成升高预警信号或降低预警信，播放对应的提示音效，提醒盲人前方台阶进行升高或是降低。
30.本发明的有益效果：
31.(1)本发明，在盲人在进行台阶攀爬的过程中，通过ai算法对盲人行走环境中的图像进行处理和分析，实现对台阶的识别判断，并生成相应的预警信号，及时发现对应台阶的高度变化，帮助盲人在进行台阶攀爬的过程中更好地识别和应对台阶的高度变化，通过提示音效提醒盲人注意台阶的高度变化，使他们能够及时调整步伐，降低跌倒和受伤的风险，提高盲人在进行台阶攀爬过程中的安全性和便利性；
32.(2)通过ai算法对盲人行走环境中的图像进行处理和分析，实现对台阶的识别判断，帮助盲人在行走过程中及时发现并应对台阶的宽度变化，减少意外事故的发生，预警信号的播放可以通过声音提示，帮助盲人更直观地感知台阶的变化，提高了盲人对台阶的注意和反应能力，提高盲人在进行台阶攀爬过程中的安全性和便利性。
附图说明
33.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
34.图1是本发明一种基于ai算法的智能识别系统的框架结构示意图；
35.图2是本发明一种基于ai算法的智能识别方法的方法结构示意图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例一
38.请参阅图1所示，本发明为一种基于ai算法的智能识别系统，包括图像采集模块、图像处理模块、图像识别模块、判定模块和预警模块；
39.图像采集模块，用于对盲人行走环境中的图像进行采集，然后将这些图像输入至数据处理模块，通过摄像头对盲人行走环境中的图像进行获取；
40.需要注意的是，在盲人行走过程中，摄像头等设备的放置位置需要确保能够准确采集到行走环境的图像信息，常见的放置位置是将摄像头安装在盲人使用的辅助设备上，例如盲杖或眼镜，这样可以保证摄像头能够与盲人的视线方向保持一致，采集到的图像能够准确反映盲人所面临的环境；
41.图像预处理模块，用于对采集到的图像进行去噪、图像增强、深度数据转换等预处理，以便提高图像后续分析的准确性和稳定性，并将处理后的图像传输至图像识别模块；
42.此处，对图像进行去噪、图像增强、深度数据转换等预处理均为现有且成熟的技术，因此在此不做赘述；
43.图像识别模块，用于对具有ai算法的智能模型对图像对盲人行走环境中是否具有台阶进行识别判断，并根据判断结果生成台阶预警信号，同时将台阶预警信号发送至预警模块，将图像与台阶预警信号进行绑定传输至判定模块，对盲人行走环境中的台阶进行识别判断的具体方式为：
44.首先将预处理后的图像输入至具有ai算法的智能模型中，通过智能模型对台阶进行识别判断，若判断不存在台阶则不做任何处理；
45.ai算法的智能模型是通过大量的带有台阶的图像进行训练得到的，具体的训练方法可以使用深度学习算法，如卷积神经网络或循环神经网络进行训练，以上均为现有且成熟的技术，因此在此不做赘述；
46.若判断存在台阶则对台阶的距离参数进行获取，并将其标记为j1，当j1＞y1时，则不做任何处理；当j1≤y1时，则生成台阶预警信号，将台阶预警信号发送至预警模块，同时将图像与台阶预警信号进行绑定传输至判定模块，此处y1为预设值，y1的具体取值由操作人员根据经验拟定，y1取值一般为0.952m；
47.判定模块，用于对带有台阶预警信号的图像进行接收，并对图像进行分析，根据分析结果判断生成台阶的升高预警信号或是降低预警信号，并将其发送至预警模块，生成升高预警信号或是降低预警信号的具体方式为：
48.s1：对图像中台阶的最高点和最低点进行获取，同时将其分别标记为第一基准点和第二基准点，通过第一基准点和第二基准点构建第一基准面和第二基准面，第一基准面和第二基准面相互平行，获取第一基准面和第二基准面之间的距离，并将其标注为g1；
49.当g1＞q1时，生成升高判断信号，当g1＝q1时，不做任何处理，当g1＜q1时，生成降低判断信号，此处，q1为上一节台阶的高度信息，第一节台阶进行计算时，默认为上一节台阶高度为0，最后一节台阶计算完毕后停止计算，并进行爬阶结束提示；
50.s2：当生成升高判断信号时，通过公式g1-q1＝c1，计算获得对应的台阶高度差值c1，当c1＞y2时则生成升高预警信号，当g1≤y2时，则不做处理；其中y2为预设值，y2的具体取值由操作人员根据经验拟定，y2取值一般为2.8cm；
51.当生成降低判断警信号时，对通过公式q1-g1＝c2，计算获得对应的台阶高度差值，当c1＞y3时则生成降低预警信号，当g1≤y3时，则不做处理；其中y3为预设值，y3的具体取值由操作人员根据经验拟定，y1取值一般为2cm；
52.通过生成相应的升高预警信号，提醒盲人前方台阶升高，及时进行步伐的调整，避免发生安全事故，通过生成降低预警信号，提醒盲人前方台阶降低，及时进行步伐的调整，进一步保证了盲人在攀爬台阶时的安全性；
53.预警模块，用于对台阶预警信号、升高预警信号或、降低预警信号、加宽预警信号和缩窄预警信号进行接收，并根据不同的预警信号播放对应的提示音效，对应的音效为提前录制并输入至预警模块中的，且与对应的预警信号进行绑定的，此为现有且成熟的技术，因此在此不做赘述，预警模块中设置有播放单元，用于对提示音效进行播放；
54.实施例二
55.作为本发明的实施例二，本技术在具体实施时，相较于实施例一，本实施例与实施例一的区别仅在于本实施例中对台阶的宽度变化进行分析，并根据分析结果生成加宽预警信号或缩窄预警信号，同时将加宽预警信号或缩窄预警信号传输至预警模块，生成加宽预
警信号或缩窄预警信号的具体方式为：
56.对带有台阶预警信号的图像进行接收，对台阶图像中台阶表面两个水平线进行获取，并将其分别标记为第一基准线和第一基准线，获取第一基准线和第一基准线之间的距离并将其标记为j1；
57.当j1＞q2时，则生成加宽判断信号，当j1＜q2时，则生成缩窄判断信号，当j1＝q2时，则不做任何处理，q2为上一级台阶的对应宽度，第一节台阶进行计算时，默认为上一节台阶高度为0，最后一节台阶计算完毕后停止计算，并进行爬阶结束提示；
58.当生成加宽判断信号时，通过j1-q2＝k1，计算获取对应台阶的加宽数值k1，当k1＞y4则生成加宽预警信号，当k1≤y4则不做任何处理；
59.当生成缩窄判断信号时，通过q2-j1＝k2，计算获取对应台阶的缩窄数值k2，当k2＞y5则生成缩窄预警信号，当k1≤y5则不做任何处理；
60.此处，y4和y5均为预设值，具体取值由操作人员根据经验拟定，y4取值一般为23.5cm，y5取值一般为25.8cm；
61.实施例三
62.作为本发明的实施例三，本技术在具体实施时，相较于实施例一和实施例二，本实施例的技术方案是在于将上述实施例一和实施例二的方案进行组合实施。
63.请参阅图2所示，一种基于ai算法的智能识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
64.步骤一：通过摄像头对盲人行走环境中的图像进行获取，并对采集到的图像进行去噪、图像增强、深度数据转换等预处理；
65.步骤二：通过具有ai算法的智能模型对图像对盲人行走环境中是否具有台阶进行识别判断，并根据判断结果生成台阶预警信号；
66.步骤三：对带有台阶预警信号的图像进行接收，并对图像进行分析，根据分析结果判断生成台阶的升高预警信号或是降低预警信号；
67.步骤四：根据生成升高预警信号或降低预警信，播放对应的提示音效，提醒盲人前方台阶进行升高或是降低，提醒盲人前方台阶升高或是降低，便于盲人及时进行步伐的调整，进一步保证了盲人在攀爬台阶时的安全性。
68.本发明的工作原理：通过具有ai算法的智能模型对图像对盲人行走环境中是否具有台阶进行识别判断，根据分析结果判断生成升高预警信号或、降低预警信号、加宽预警信号和缩窄预警信号，通过播放单元根据不同的预警信号播放对应的提示音效，提醒盲人前方台阶升高、降低。加宽或是缩窄，有利于盲人及时进行步伐的调整，避免发生安全事故，进一步保证了盲人在攀爬台阶时的安全性。
69.上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
70.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于ai算法的智能识别系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于对盲人行走环境中的图像进行采集，然后将这些图像输入至数据处理模块，盲人行走环境中的图像通过摄像头进行获取；图像预处理模块，用于对采集到的图像进行去噪、图像增强、深度数据转换的预处理，并将处理后的图像传输至图像识别模块；图像识别模块，用于对具有ai算法的智能模型对图像对盲人行走环境中是否具有台阶进行识别判断，并根据判断结果生成台阶预警信号，同时将台阶预警信号发送至预警模块，将图像与台阶预警信号进行绑定传输至判定模块；判定模块，用于对带有台阶预警信号的图像进行接收，并对图像进行分析，根据分析结果判断生成台阶的升高预警信号或是降低预警信号，并将其发送至预警模块。2.根据权利要求1所述的一种基于ai算法的智能识别系统，其特征在于，对盲人行走环境中的台阶进行识别判断的具体方式为：首先将进行预处理后的图像输入至具有ai算法的智能模型中，通过智能模型对台阶进行识别判断，若判断不存在台阶则不做任何处理；若判断存在台阶则对台阶的距离参数进行获取，并将其标记为j1，当j1＞y1时，则不做任何处理；当j1≤y1时，则生成台阶预警信号，将台阶预警信号发送至预警模块，同时将图像与台阶预警信号进行绑定传输至判定模块，此处y1为预设值。3.根据权利要求2所述的一种基于ai算法的智能识别系统，其特征在于，生成升高预警信号或是降低预警信号的具体方式为：s1：对图像中台阶的最高点和最低点进行获取，同时将其分别标记为第一基准点和第二基准点，通过第一基准点和第二基准点构建第一基准面和第二基准面，第一基准面和第二基准面相互平行，获取第一基准面和第二基准面之间的距离，并将其标注为g1；当g1＞q1时，生成升高判断信号，当g1＝q1时，不做任何处理，当g1＜q1时，生成降低判断信号，此处，q1为上一节台阶的高度信息，第一节台阶进行计算时，默认为上一节台阶高度为0，最后一节台阶计算完毕后停止计算，并进行爬阶结束提示；s2：当生成升高判断信号时，通过公式g1-q1＝c1，计算获得对应的台阶高度差值c1，当c1＞y2时则生成升高预警信号，当g1≤y2时，则不做处理；其中y2为预设值；当生成降低判断警信号时，对通过公式q1-g1＝c2，计算获得对应的台阶高度差值，当c1＞y3时则生成降低预警信号，当g1≤y3时，则不做处理；其中y3为预设值。4.根据权利要求2所述的一种基于ai算法的智能识别系统，其特征在于，对带有台阶预警信号的图像进行接收，通过图像对台阶的宽度变化进行分析，并根据分析结果生成加宽预警信号或缩窄预警信号，同时将加宽预警信号或缩窄预警信号传输至预警模块，生成加宽预警信号或缩窄预警信号的具体方式为：对带有台阶预警信号的图像进行接收，对台阶图像中台阶表面两个水平线进行获取，并将其分别标记为第一基准线和第一基准线，获取第一基准线和第一基准线之间的距离并将其标记为j1；当j1＞q2时，则生成加宽判断信号，当j1＜q2时，则生成缩窄判断信号，当j1＝q2时，则不做任何处理，q2为上一级台阶的对应宽度，第一节台阶进行计算时，默认为上一节台阶高度为0，最后一节台阶计算完毕后停止计算，并进行爬阶结束提示；
当生成加宽判断信号时，通过j1-q2＝k1，计算获取对应台阶的加宽数值k1，当k1＞y4则生成加宽预警信号，当k1≤y4则不做任何处理；当生成缩窄判断信号时，通过q2-j1＝k2，计算获取对应台阶的缩窄数值k2，当k2＞y5则生成缩窄预警信号，当k1≤y5则不做任何处理，此处，y4和y5均为预设值。5.根据权利要求4所述的一种基于ai算法的智能识别系统，其特征在于，预警模块，用于对台阶预警信号、升高预警信号或、降低预警信号、加宽预警信号和缩窄预警信号进行接收，并根据不同的预警信号播放对应的提示音效。6.一种基于ai算法的智能识别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：通过摄像头对盲人行走环境中的图像进行获取，并对采集到的图像进行去噪、图像增强、深度数据转换等预处理；步骤二：通过具有ai算法的智能模型对图像对盲人行走环境中是否具有台阶进行识别判断，并根据判断结果生成台阶预警信号；步骤三：对带有台阶预警信号的图像进行接收，并对图像进行分析，根据分析结果判断生成台阶的升高预警信号或是降低预警信号；步骤四：根据生成升高预警信号或降低预警信，播放对应的提示音效，提醒盲人前方台阶进行升高或是降低。

技术总结
本发明公开了一种基于AI算法的智能识别系统及其方法，涉及AI智能识别技术领域，包括图像采集模块、图像处理模块、图像识别模块、判定模块和预警模块；解决了在盲人在进行台阶攀爬的过程中，无法通过对盲人的行走环境中的图像进行处理和分析，及时发现对应台阶的高度变化的技术问题：通过AI算法对盲人行走环境中的图像进行处理和分析，实现对台阶的识别判断，帮助盲人在行走过程中及时发现并应对台阶的宽度变化，减少意外事故的发生，预警信号的播放可以通过声音提示，帮助盲人更直观地感知台阶的变化，提高了盲人对台阶的注意和反应能力，提高盲人在进行台阶攀爬过程中的安全性和便利性。便利性。便利性。


技术研发人员：林珏 王莹 李博峰
受保护的技术使用者：南京雅信智能科技有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/15