1.视觉障碍人员的智能导航助手，其特征在于：包括佩戴在用户头上的头盔，所述的头盔前方设置激光雷达，所述的激光雷达的检测方向设置为前下方，所述的头盔两侧设置语音播报的喇叭，所述的头盔侧面设置充电接口和开关按键，所述的头盔内部设置控制器，所述的控制器包括进行集中控制的处理器，与所述的处理器连接的蓝牙模块、激光雷达、加速度角度传感器和由扁平电机组成的振动器，所述的蓝牙模块用于实现与用户的智能手机连接，在所述的头盔上建立头盔坐标系(X，Y，Z)，X轴指向前方，Y轴指向右侧，Z轴指向上方，所述的激光雷达用于检测前方地面的状况，建立传感器坐标系(x，y，z)，x和z轴分别与X轴和Z轴成β夹角，y轴与Y轴方向相同，所述的传感器坐标系(x，y，z)与头盔坐标系(X，Y，Z)之间的k k

偏移量为[X0，Y0，Z0]，所述的激光雷达输出数据f (i，j)＝{(dij，αi，j·θ)}，其中k＝0，1，

2...，为检测的序号，αi为所述的激光雷达在竖直方向上的检测角度，i为竖直方向上的数据序号，i＝0，1，2...N‑1，N为所述的激光雷达的线数，j为水平方向上的数据序号，j＝0，1，

2...，θ为所述的激光雷达在水平方向上的检测角度增量，所述的加速度角度传感器用于测量所述的激光雷达的方向角度和加速度值，坐标系与所述的传感器坐标系重合，输出x轴，yk k k k k k

轴和z轴方向上的角度值ωx 、ωy和ωz和加速度值ax 、ay和az ，还包括与所述的充电接口连接的充电电路，所述的充电电路输出连接充电电池，所述的充电电池输出连接电源电路，所述的电源电路输出所述的控制器及其他模块所需的电源，所述的开关按键和喇叭与所述的处理器连接，所述的处理器用于实现智能导航方法，所述的智能导航方法包括以下步骤：(1)用户通过所述的开关按键启动所述的智能导航助手，所述的处理器控制所述的喇叭输出“开机”提示音，所述的处理器通过所述的蓝牙模块连接用户的智能手机；

(2)用户启动导航软件，输入目的地，开始导航，所述的导航软件的提示语音通过所述的蓝牙模块发送至所述的处理器，并通过所述的喇叭进行播报；

(3)每隔固定周期ΔT，所述的处理器读取所述的加速度角度传感器输出三个方向上的k k k k k k k

角度值ωx 、ωy 和ωz 和加速度值ax 、ay 和az ，读取所述的激光雷达输出数据f (i，j)＝k k k k ‑1 k

{(dij，αi，j·θ)}，转换为传感器坐标系下的点[xij ，yij ，zij] ＝[dij·cosαi·sin(j·k k

θ‑θ0)，dij·cosαi·cos(j·θ‑θ0)，dij·sinαi]，其中θ0为j＝0的检测角度；计算所述的激光雷达的速度

，

0 0 0 ‑1 ‑1 k k k ‑1 k‑1[vx ，vy ，vz] ＝[0，0，0] ；计算所述的激光雷达的偏移量[Δx，Δy ，Δz] ＝[Δx ，Δk‑1 k‑1 ‑1 k‑1 k‑1 k‑1 ‑1 0 0 0 1 ‑1y ，Δz ] +[vx ，vy ，vz ] ·ΔT，[Δx，Δy，Δz]‑＝[X0，Y0，Z0] ；

k k k ‑1

采用坐标转换方法，将点[xij，yij，zij] 转换为头盔坐标系下的点k k k ‑1

(4)在点[Xij ，Yij ，Zij ] 组成的集合中，采用障碍物识别算法，搜索障碍物，并提取障碍物信息：距离D，方位δ，高度H，宽度W；如果发现障碍物，所述的处理器通过所述的振动器警示用户，并且通过所述的喇叭播报障碍物信息；

(5)当用户到达目的地，用户通过所述的开关按键关闭所述的智能导航助手，所述的处理器控制所述的喇叭输出“关机”提示音；用户通过所述的充电接口给所述的充电电池充电，为下次使用做准备。

2.根据权利要求1所述的视觉障碍人员的智能导航助手法，其特征在于：步骤(4)中的障碍物识别算法包括以下步骤：

(4a)、初始化：所述的处理器通过所述的喇叭提示用户在平整区域行走，所述的处理器m m m ‑1 m

存储步骤(3)输出的点[Xij ，Yij，Zij] ，其中m＝0，1，2，3.....M‑1，‑0.25米＜Yij ＜0.25m

米，取Zij的均值为身高数据，

(4b)、运行状态：

k k k k ‑1

当SH+Zij＜‑TL，将点[Xij ，Yij ，Zij] 存入数据链表L0，其中TL为凹陷区域高度阈值；当k k k k ‑1

SH+Zij＞TH，将点[Xij，Yij，Zij] 存入数据链表L1，TH为凸起障碍物高度阈值；

遍历完所有的点以后，如果数据链表L0非空，则计算凹陷区域参数：距离D＝MinX(L0)，方位δ＝arctan(AvergeY(L0)/AvergeX(L0))，高度H＝SH+AvergeZ(L0)，宽度W＝MaxY(L0)‑MinY(L0)，其中MinX和MinY分别为计算数据链表中的X坐标和Y坐标最小值的算式，MaxY为计算数据链表中点的Y坐标最大值的算式，AvergeX和AvergeY为计算数据链表中的X坐标和Y坐标均值的算式；

如果数据链表L1非空，则计算凸起障碍物参数：距离D＝MinX(L1)，方位δ＝arctan(AvergeY(L1)/AvergeX(L1))，高度H＝H＝SH+AvergeZ(L1)，宽度W＝MaxY(L1)‑MinY(L1)。