基于OpenCV的視障人士實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)
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計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域一直是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域,在本文中,我們讓設(shè)備實(shí)時(shí)與其應(yīng)用程序(對(duì)象檢測(cè))相結(jié)合并運(yùn)行。

設(shè)備:程序?qū)⒃谄渖线\(yùn)行,由于該設(shè)備將安裝在手杖上,并且可以實(shí)時(shí)工作,因此可以使用智能手機(jī)或 Raspberry-Pi。在本文實(shí)現(xiàn)中,使用了Raspberry-Pi 4。
相機(jī):相機(jī)將用于打開圖像流(視頻),并處理幀以識(shí)別對(duì)象。在本文中,使用了 Raspberry-Pi 4攝像頭。
距離傳感器:紅外或超聲波傳感器可用于測(cè)量距離。在本文中,使用了超聲波傳感器。
反饋組件:可以使用各種反饋機(jī)制,例如使用耳機(jī)或振動(dòng)電機(jī)的文本到語(yǔ)音。在該實(shí)施方式中,使用振動(dòng)電機(jī)。
為了開發(fā)這個(gè)項(xiàng)目,使用了Python編程語(yǔ)言和OpenCV庫(kù)。OpenCV 是一個(gè)開源的編程函數(shù)庫(kù),主要針對(duì)實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)視覺,可以按照此鏈接中提到的步驟將 OpenCV 安裝到 Raspberry-Pi 上。使用線程,其中代碼的不同部分可以同時(shí)運(yùn)行,這允許距離傳感器在對(duì)象檢測(cè)工作時(shí)工作。
由于項(xiàng)目設(shè)備的處理能力有限,我們需要輕量級(jí)的對(duì)象檢測(cè)模型才能實(shí)時(shí)檢測(cè)。可用的輕型模型有TinyYOLO和SSD MobileNet。在本文中,我們使用 SSD MobileNet。
該模型獲取每一幀并嘗試對(duì)該幀上的對(duì)象進(jìn)行分類,它最多可以對(duì) 100 個(gè)對(duì)象進(jìn)行分類,并返回對(duì)象名稱以及模型對(duì)其分類的置信度。

為了利用模型返回的信息,機(jī)器不斷測(cè)量用戶的危險(xiǎn)等級(jí),這是通過劃分三個(gè)危險(xiǎn)等級(jí)(高、中、低)來(lái)完成的,并根據(jù)檢測(cè)到的物體,可以得出危險(xiǎn)等級(jí)改變。例如,如果檢測(cè)到汽車,則危險(xiǎn)級(jí)別高于檢測(cè)到手機(jī)。此外,危險(xiǎn)等級(jí)可以根據(jù)距離而變化。例如,如果傳感器檢測(cè)到物體在 1 米以內(nèi),則會(huì)導(dǎo)致更高的危險(xiǎn)級(jí)別。
本文使用了上面提到的最新的光物體檢測(cè)模型,這些模型速度快,精度合理,隨著計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的快速發(fā)展和研究,模型與使用的模型一樣快(甚至更快),精度更高希望出現(xiàn)。使用這些新模型將改進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施。此外,雖然計(jì)算能力可以產(chǎn)生好的結(jié)果,但更大的計(jì)算能力會(huì)帶來(lái)更流暢的體驗(yàn)和更好的相機(jī)幀率。
可以開發(fā)移動(dòng)應(yīng)用程序以與機(jī)器一起使用,這可以向用戶(或用戶的監(jiān)護(hù)人)提供有關(guān)設(shè)備的信息,例如電池健康狀況,并允許進(jìn)一步的功能。反饋機(jī)制可以改為無(wú)線方式,比如藍(lán)牙控制的無(wú)線頻段,或者其他任何合理的想法。此外,為實(shí)現(xiàn)而編寫的代碼可以更高效,并且可以進(jìn)行更好的線程化實(shí)現(xiàn)。
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