智能类导盲犬导盲杖课件
智能导盲杖的使用流程

智能导盲杖的使用流程1. 简介智能导盲杖是一种通过使用各种传感技术和算法来帮助视障人士进行导航和避障的辅助工具。
本文将介绍智能导盲杖的使用流程,帮助用户更好地了解如何正确使用智能导盲杖。
2. 产品准备在开始使用智能导盲杖之前,首先需要确保以下准备工作已完成: - 确认智能导盲杖已充电并具备足够的电量。
- 确认智能导盲杖与手机或其他设备已成功连接。
3. 打开导航模式首先,将智能导盲杖切换至导航模式,可以通过以下步骤进行操作: 1. 长按导航模式按钮,直到听到提示音。
2. 导航模式按钮通常位于导盲杖的柄部或者底部。
3. 听到提示音后,表示导航模式已成功打开。
4. 设置目的地在导航模式下,用户可以设置目的地,智能导盲杖将提供导航指引。
设置目的地的方法如下: 1. 使用手机或其他设备上的智能导盲杖应用程序。
2. 打开应用程序后,选择导航模式。
3. 在导航模式下,用户可以通过语音输入或手动输入的方式设置目的地地址。
4. 输入目的地地址完成后,确认导航信息。
5. 导航指引一旦目的地设置完成,智能导盲杖将开始提供导航指引,以帮助用户到达目的地。
导航指引的方式可能包括以下几种: - 声音提示:智能导盲杖通过声音提示用户前进方向、转向指示等。
- 震动提示:智能导盲杖可以通过震动提示用户前进方向和转向指示。
- LED指示灯:智能导盲杖的柄部或底部可能配有LED灯,通过不同颜色或闪烁频率来指示方向。
6. 避障功能除了导航指引外,智能导盲杖还具备避障功能,可以帮助用户避免碰撞障碍物:- 超声波传感器:智能导盲杖配备了超声波传感器,可以检测前方障碍物,并及时提醒用户避开。
- 摄像头识别:某些智能导盲杖还配备了摄像头,可以通过图像识别技术检测前方障碍物。
7. 使用注意事项在使用智能导盲杖的过程中,用户需要注意以下几点: - 保持导航杆垂直:为了更好地感知周围环境,将导航杆保持垂直是必要的。
- 注意挥动范围:智能导盲杖的挥动范围需要根据个人情况进行调整,确保能够及时探测到障碍物。
一种具有定位功能的智能电子导盲杖设计

• 184•1 项目背景我国是拥有残疾人最多的国家之一。
这类特殊人群中,盲人占了很大一部分。
我国有六百至七百万的盲人,占世界盲人总数的百分之十八,庞大的数量,让我们不得忽视这些人的需要。
随着科技的发展,如何解决盲人的出行问题,已是人们急切解决的难题。
发达的经济也使得交通日益完善。
所以,在保证正常人的行走同时,也要保障盲人的出行安全。
在科技不断创新的当今,人们的生活方式被功能日益丰富的科技产品所改变。
而且,各行各业,各种人群对于不同的智能电子设备需求越来越强烈。
构建和谐社会的今天,为了切实改善盲人的出行问题。
盲人出行,虽可借助导盲杖和导盲犬。
但是,这二者都有其一定的局限性。
所以,将智能和导盲杖的结合,具有很大的应用前景。
随着国家现代化水平越来越高,人民对美好生活的向往也越来越高,盲人是一个特殊群体,在我国的数量也是相当庞大,目前市场上常见的导盲设备已经不能够满足盲人的出行需求,现在市场对功能齐全且价格相对低廉的智能导盲设备需求量是很大的。
我相信我们设计的智能导盲杖能解决大多数盲人的出行问题。
2 总体设计方案.2.1 硬件设计方案智能导盲杖工作的总体框图如图1所示,它由超声波测距模块、中央处理器单片机、语音播报模块、震动提示模块、警示灯模块、校准模块、GPS/GSM 定位模块组成,电源供电模块。
智能导盲杖的总体功能描述如下:一键打开电源按钮,智能导盲杖开始工作,当前方有障碍物时,超声波测距模块开始工作,测距模块能检测前方2cm-200cm 的障碍物,当障碍物距离导盲杖2cm-100cm 时,语音播报模块会播报:“前方一米有障碍物”这个提示命令。
并且震动提示电路也会工作。
震动提示电路可以很好的弥补盲人在嘈杂的环境中听不到声音而导致意外的发生。
当障碍物在距离导盲杖100cm-200cm 时,会播报“前方两米有障碍物”提示命令。
震动提示电路也会工作。
到夜晚时,光敏电阻会检测光强,当光强达不到设定的阈值时,光敏检测电路就会工作,从而点亮LED 灯用来提示路人。
智能光电导盲器

第一章前言1.1课题来源据国家权威部门统计,中国是世界盲人最多的国家,约占世界盲人的18%,随着社会的发展,政府越来越关心残障人士。
残疾人是社会中主要的弱势群体,他们要面对更多的困难和压力。
近些年来,社会和政府越来越关注弱势群体,给予盲人的关怀也越来越多。
本课题主要依据第二届光电设计大赛竞赛题目2的要求设计,目标是完成一套盲人导盲光电器械,固定在实验者身上,引导他依次通过一个放置平板障碍的直通道。
1.2 课题目的和意义在导盲方面,市场上也有一些相关产品,如盲杖,导盲犬等,这些产品对盲人的帮助并不很理想,导盲犬由于训练困难,价格昂贵,很难普及。
随着光电技术的迅猛发展,尤其是光探测技术以及光信息处理技术的完善,设计出高效,实用的光电导盲器已水到渠成。
第二章工作原理2.1红外发射模块本设计由NE555构成多谐振荡器,使第三脚输出38K方波驱动三极管是红外发射器发出红外线,电路如图1所示。
图1 NE555构成的多谐振荡器2.2红外接收模块当红外线遇到障碍物时,部分红外线经障碍物反射回来,此时红外接收头将接收到38K的信号。
如果接收到的是38K的信号,经解调输出逻辑“0”,否则输出逻辑“1”。
具有性能稳定的特点。
为了使第三脚输出的波形为38K,占空比尽量为1:1,去C1=103,R1=R2,RV1=RV2。
由震荡周期T=(R1+RV1+R2+RV2)C/ln2得,R1+RV1=1.9K,R1+RV2=1.9K.所以取R1=R2=1K,RV1=RV2=0.9K。
2.3 探测器响应距离实际应用中调节RV3可以改变红外探头反射功率,直接影响红外接收头的响应距离。
图2 红外接收电路第三章设计要求1、设计一套盲人导盲光电器械,固定在每个参赛队3名参赛队员身上,引导队员依次通过一个放置平板障碍的直通道。
2、直通道长20米、宽约2.5 米3、通道内随机竖直放置五个零号图板作为平板障碍4、平板障碍及过道内壁用白色绘图纸覆盖第四章 主要元器件选择和功能介绍4.1 AT89C51单片机AT89C51是一种带4K 字节FLASH 存储器(FPEROM —Flash Programmable and Erasable Read Only Memory )的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。
一种多功能智能导盲杖的设计思路

对视障人群出行活动的影响及视障人群对智能化导盲设 盲人的生活质量$
备的需求 调研数据结果采用百分比表示智能导盲设备 讨论
的设计思路通过文献搜集整理分析获得导盲设备的使 (&$ 研究意义
用情况和市场前景通过文献搜索对比获得
盲人出行主要存在寻路碰撞和定位三大困难 避免
结果
碰撞就要了解道路状况及时避开障碍物寻路需要导盲
盲杖从手中滑落而找不到时"可按下手环显示屏旁边的盲 %:&赵庆帅"腾浩"刘谦"等&智能导盲设备的研究现状
杖找回键"通过蓝牙与导盲杖对接"导盲杖即可发出声音"
山东工业技术 %=&&
")%))')( )))2):&
提示盲人导盲杖的位置% 新增的蓝牙找回功能"有效避免 %'&于琳"汤唯业"陈聪"等&多功能导盲杖%=&&科技与
备专用手环联网导航平台"提高视障人群运动安全"节约 全&运算能力强大的人工智能进行信号传输&接受&检测和
时间成本和经济成本"提高视障人群的学习&生活和工作 运算处理"进而指挥各个单元器件发挥功能% 总体设计架
质量%
构如图$ 所示%
图$ 总体设计架构
(&( 产品结构与功能 (&(&$ 产品外体结构 (&(&) 导盲杖功能 导盲杖的材质为铝合金"全长$(8,;"折叠后(8,;"手 柄长度)%,;&宽度0,;"便于携带"外观结构如图) 所示% 手环采用市场上常见手环"提高使用的舒适感和方便程 度"外观结构如图( 所示%
基于STM32的智能导盲杖的设计

第43卷第5期2020年10月电子器件ChineseJournalofElectronDevicesVol 43㊀No 5Oct.2020项目来源:北京工业职业技术学院重点科研课题项目(BGZYKY201820Z)ꎻ中国农业大学烟台研究院科研基金项目(YT201805)收稿日期:2020-03-28㊀㊀修改日期:2020-05-10DesignofIntelligentBlindGuideStickBasedonSTM32∗SONGYu e1ꎬLIUYehui1ꎬZHANGXiaoyan1ꎬWANGChengguo2∗ꎬLINHaonan1(1.SchoolofElectricalandInformationEngineeringꎬBeijingPolytechnicCollegeꎬBeijing100042ꎬChinaꎻ2.YantaiAcademyꎬChinaAgriculturalUniversityꎬYantaiShandong264670ꎬChina)Abstract:InordertofacilitatethetravelofblindpeopleꎬthispaperdesignsanewtypeofintelligentblindguidestickbasedonSTM32developmentboard.Theblindguidestickusesultrasonicsensorꎬtemperaturesensorandwaterdetectionsensortodetecttheinformationofobstaclesꎬambienttemperatureandhumidityꎬroadareaandwaterconditionsrespectivelyꎬandbroadcastthecorrespondingcontenttotheblindbythevoicebroadcastmodule.Itusestheluminancesensortomeasurethesurroundinglightconditionsꎬandturnonthelightautomaticallyaccordingtotheluminancevaluetoremindotherstoavoidtheblind.Theblindguidestickhascompletefunctionsꎬlowpowerconsumptionꎬconvenientuseꎬandcanbringgreaterconveniencefortheblind.Keywords:ultrasonicsensorꎻSTM32ꎻblindguidestickꎻtemperaturesensorꎻwaterdetectionsensorꎻluminancesensorEEACC:8380㊀㊀㊀㊀doi:10.3969/j.issn.1005-9490.2020.05.042基于STM32的智能导盲杖的设计∗宋玉娥1ꎬ刘业辉1ꎬ张小燕1ꎬ王承国2∗ꎬ林豪男1(1.北京工业职业技术学院电气与信息工程学院ꎬ北京100041ꎻ2.中国农业大学烟台研究院ꎬ山东烟台264670)摘㊀要:为方便盲人出行ꎬ基于STM32开发板设计了一款新型的智能导盲杖ꎮ该导盲杖利用超声波传感器㊁温度传感器及积水探测传感器分别探测盲人前方障碍物㊁环境温度㊁路面积水情况等信息ꎬ并通过语音播报预警信息反馈给盲人ꎮ利用光照度传感器测量周围光线情况ꎬ根据光照度值自动打开灯光ꎬ提醒他人避让盲人ꎮ该导盲杖功能齐全㊁耗电量低㊁使用方便ꎬ可为盲人的出行带来更大的便利ꎮ关键词:超声波传感器ꎻSTM32ꎻ导盲杖ꎻ温度传感器ꎻ积水探测传感器ꎻ光照度传感器中图分类号:TP23㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1005-9490(2020)05-1180-05㊀㊀据调查ꎬ目前我国有盲人1700多万ꎬ是世界上盲人最多的国家ꎬ并且盲人人数每年都在增加ꎮ由于视力问题ꎬ盲人最大的问题是出行难ꎮ目前ꎬ引导盲人行走的方式主要有3种:(1)传统的手杖引导ꎻ(2)盲道引导ꎻ(3)导盲犬引导[1]ꎮ传统的手杖引导通过敲击地面告知盲人前方是否为可行路线ꎬ这种方式无法告知盲人周围障碍物的空间分布和距离ꎻ盲道引导存在一定的局限性ꎬ可能被占用或损坏ꎻ而导盲犬的培训周期长ꎬ成本很高ꎮ目前ꎬ我国盲人出行普遍使用的是简单的传统手杖引导ꎬ但由于缺陷很多已不能满足盲人的出行需求ꎮ部分学者也设计出了智能导盲杖㊁智能手杖[2-5]ꎬ主要利用超声波测距来识别前方的障碍物和进行位置定位ꎮ这类导盲杖能够在一定程度上帮助盲人避让前方障碍物ꎬ但如果是面部的障碍物(如悬空的广告牌㊁倾斜的树木等)则无能为力ꎮ因此ꎬ设计出一款可测量盲人前方上下障碍物距离㊁及时提醒盲人避让障碍物㊁并能适合盲人夜间行走的手杖已迫在眉睫ꎮ1㊀导盲杖的功能设计设计的导盲杖选用STM32F系列单片机为微控制器(MicrocontrollerUnitꎬMCU)ꎬ可实现以下功能:(1)在导盲杖的上部和底部分别设置超声波传感器ꎬ利用超声波测距原理分别测得盲人面部和脚底离障碍物的距离ꎬ并将障碍信息通过语音播报传递给盲人ꎻ(2)在导盲杖上设置温度传感器ꎬ利用温度传感器测量环境温度ꎬ并语音播报给盲人ꎬ为盲人增减第5期宋玉娥ꎬ刘业辉等:基于STM32的智能导盲杖的设计㊀㊀衣物提供参考ꎮ(3)在导盲杖上设置光照度传感器ꎬ利用光照度传感器测量环境光照强度ꎻ当光照强度小于某个阈值时自动打开导盲杖上的照明LED灯带ꎬ以便引起行人及车辆注意ꎬ进而避让盲人ꎮ(4)在导盲杖底部安装积水探测传感器来检测路面是否有积水ꎬ如果有积水ꎬ则进行蜂鸣器报警ꎬ进而使盲人躲避积水ꎮ在以上各功能的基础上ꎬ得到智能导盲杖的原理结构图如图1所示ꎮ图1㊀智能导盲杖原理结构图2㊀智能导盲杖的硬件设计2.1㊀微处理器在本文设计的导盲杖中ꎬ单片机选择STM32F103微处理器ꎬ该开发板具有较低的系统功耗㊁可供选择的引脚数目ꎬ价格便宜ꎬ既能满足需要ꎬ又能降低导盲杖成本[6]ꎮ2.2㊀导盲杖杖体设计导盲杖杖体采用轻便的铝合金材质ꎬ分上下两部分ꎬ均采用可伸缩设计ꎬ以适应不同身高的盲人ꎬ展开最大高度为1.8mꎬ最小高度为1.2mꎬ可适用于2m以内的盲人ꎮ杖体上下两部分用手柄连接ꎬ手柄用于盲人抓握导盲杖ꎬ内嵌微处理器㊁电源模块㊁光强度检测模块㊁温度检测模块㊁语音模块等ꎮ手柄上部30cm㊁下部30cm杖体不可伸缩ꎬ分别镶嵌红色LED灯带ꎬ光线不足时亮起ꎬ以提醒行人及车辆避让盲人ꎮ杖体中空设计ꎬ内部用杜邦线连接上部的超声波模块㊁下部的超声波模块和积水探测模块ꎬ同时节约成本和减轻整体重量ꎮ由于杖体可伸缩ꎬ故内置连线长度设置为杖体最大高度ꎮ2.3㊀超声波测距模块超声波测距模块选择HY-SRF05ꎬ用于测量盲人与障碍物之间的距离ꎮ模块具有2cm~450cm的非接触式距离感测功能ꎬ测距精度可达高到3mmꎮ模块包括超声波发射器㊁接收器与控制电路[7]ꎮ测距时:(1)首先采用IO口Trig触发测距ꎬ给予至少10μs的高电平信号ꎻ(2)模块自动发送8个40kHz的方波ꎬ自动检测是否有信号返回ꎻ(3)有信号返回时ꎬ通过IO口Echo输出一个高电平ꎬ高电平持续的时间即为超声波从发射到返回的时间ꎮ测试距离设为Sꎬ高电平时间设为Tꎬ声速为340m/sꎬ则S=T∗340/2(1)HY-SRF05超声波模块及各引脚作用分别如图2㊁表1所示ꎬ需要两个超声波模块ꎬ分别置于导盲杖的底部和顶部ꎬ都可调节高度ꎮ底部的模块根据需要可调至距离最低端10cm至70cm处ꎬ面部的模块可调节至面部高度ꎬ分别用以检测人的脚部和面部的障碍物ꎮ图2㊀超声波模块实物图表1㊀超声波模块各引脚作用引脚序号英文缩写作用1Vcc电源端2Trig控制端3Echo接收端4OUT开关量输出端5GND公共地2.4㊀语音合成模块及功放模块语音合成模块选择一款高性价比的中文语音合成芯片模块XFS3031CNP-EVBꎮ芯片模块可以通过UART接口接收待合成的文本ꎬ把文本合成为语音输出ꎮ导盲杖选择异步串口UART接收数据ꎮ芯片模块支持任意中文文本的合成ꎬ可以采用GB2312㊁GBK㊁BIG5和UNICODE四种编码方式ꎬ并支持英文字母的合成ꎬ遇到英文单词时按字母方式发音ꎮ芯片模块具有智能的文本分析算法ꎬ对常见的数值㊁电话号码㊁时间日期㊁度量衡符号等格式的文本ꎬ并能够根据内置的文本匹配规则进行正确的识别和处理ꎮ本1811电㊀子㊀器㊀件第43卷设计采用LM4990组成的功放电路对声音信息进行放大ꎮ整个语音合成系统结构框图如图3所示ꎮ图3㊀XFS3031CNP语音合成系统构成框图2.5㊀温度传感器模块本系统中采用DHT11数字温湿度传感器ꎬ它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器ꎮ其精度为温度ʃ2ħꎬ温度0~50ħ[8]ꎮ它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术ꎬ确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性ꎬ超小的体积㊁极低的功耗ꎬ信号传输距离可达20m以上ꎬ产品为4针单排引脚封装ꎮ电路图如图4所示ꎮ图4㊀DHT11数字温湿度传感器典型电路图2.6㊀光照度采集模块及灯带光照度采集模块采用BH1750光照传感器ꎬ一种用于两线式串行总线接口的数字型光强度传感器集成电路ꎬ采用标准的I2C总线传输方式ꎮ利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化(1-65535lx)ꎬ具有接近视觉灵敏度的光谱灵敏度特性ꎬ且对光源依赖性弱[9]ꎮ结构框图如图5所示ꎮ图5㊀BH1750结构框图从结构框图可容易看出ꎬ外部光照被接近人眼反应的高精度光敏二极管PD探测到后ꎬ通过集成运算放大器将PD电流转换为PD电压ꎬ由模数转换器获取16位数字数据ꎬ然后被逻辑和IC界面进行数据处理与存储ꎮOSC为内部的振荡器提供内部逻辑时钟ꎬ通过相应的指令操作即可读取出内部存储的光照数据ꎮ数据传输使用标准的I2C总线ꎬ按照时序要求操作起来也非常方便ꎮ灯带采用发红色光的LED灯带ꎬ内嵌于杖体ꎬ杖体挖孔ꎬ露出灯珠ꎬ以便透光ꎮ2.7㊀积水探测传感器模块积水探测传感器模块选择物美价廉的电极式积水探测传感器ꎬ它基于液体导电原理ꎬ用电极探头探测是否有水存在ꎬ一般有两个或者三个探头ꎮ当有水时ꎬ由于液体导电ꎬ探头之间形成通路ꎬ再用控制器转换成开关量输出信号启动报警器ꎮ由于目前很多积水探测模块自带报警器ꎬ故不需微处理器控制ꎬ可供电单独使用ꎮ选择市面上已有的带蜂鸣器报警的积水探测传感器ꎬ将电源线接入电池模块ꎬ设置于导盲杖的底端ꎬ离地面1cm处ꎮ2.8㊀底部卡轮设计盲人使用普通的导盲杖时ꎬ一般倾斜导盲杖ꎬ并通过敲打地面掌握障碍物信息ꎬ长时间使用会使得手臂酸痛ꎮ倾斜的导盲杖上安装超声波测距模块ꎬ会使得模块发出的波的方向向上倾斜ꎬ不能平行于地面ꎬ这样会导致测距不准ꎮ同时ꎬ为方便盲人使用导盲杖ꎬ可以远距离行走ꎬ本设计将导盲杖底端普通的点触头替换成凹槽卡轮ꎬ其宽度略大于盲道单个突起宽度(轮距60mm)ꎬ见图6ꎮ使用时盲人手推导盲杖ꎬ使导盲杖垂直于地面从而达到能够在盲道上大体沿直线行走ꎬ轻便省力ꎬ不用刻意维持方向ꎬ防止走偏[10]ꎮ图6㊀导盲杖卡轮2.9㊀电源模块导盲杖采用9V的可充电电池供电ꎬ以节约成本ꎮ同时ꎬ通过电压转换模块把9V电压转换成各模块和传感器需要的5.0V或3.3V电压ꎮ由于不需要随时检测环境温度㊁光照度和路面积水情况ꎬ在向温度传感器㊁光照度传感器㊁LED灯带㊁积水探测传感器等模块供电时ꎬ分别设置按键开关ꎬ控制各模块电源的通断ꎮ如在想要检测环境温度时ꎬ就可以按下电源ꎬ给温度传感器供电ꎬ在程序控制下即可进行温度检测ꎮ2811第5期宋玉娥ꎬ刘业辉等:基于STM32的智能导盲杖的设计㊀㊀3㊀软件设计软件设计采用Keil5软件开发工具ꎬ使用C语言编写程序ꎮKeil提供了包括C编译器㊁宏汇编㊁链接器㊁库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案ꎬ通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起ꎬ生成的目标代码效率非常之高ꎬ多数语句生成的汇编代码很紧凑ꎬ容易理解[11]ꎮ软件设计主要包括主程序㊁超声波测距子程序㊁光照度采集子程序㊁温度采集子程序及语音播报子程序组成ꎮ当面部超声波测量障碍物距离小于等于1.5m时ꎬ语音播报 请注意ꎬ面部有障碍物 ꎻ当底部超声波测量障碍物距离小于等于1.5m时ꎬ语音播报 请注意ꎬ底部有障碍物 ꎻ当按下温度传感器的电源开关后ꎬ温度传感器测量温度ꎬ语音播报测得的实时温度ꎬ之后可关掉温度传感器的开关ꎬ不再测温ꎮ白天时光线一般比较充足ꎬ可以选择关闭光照度传感器的电源开关ꎻ晚上或阴天光线不足时ꎬ打开光照度传感器的电源开关ꎬ测量环境光照度ꎬ当光照度小于等于30lx(路灯照度标准)时[12]ꎬ杖体上的LED灯带亮起ꎬ提醒行人及车辆及时避让盲人ꎮ在所有模块电源都打开的情况下ꎬ整个设计程序执行一次的流程图如图7所示ꎮ图7㊀系统的软件程序流程图4㊀测试结果及结论本设计经过电路实现后(见图8)ꎬ进行了相应的模拟实验ꎬ选择两边都有教室的走廊为实验场地ꎬ测试者手持木板充当障碍物ꎮ试验者蒙住眼睛手持导盲杖向前走ꎬ导盲杖在距离前方面部障碍物和底部障碍物小于等于1.5m的时候发出相应的语音警告ꎮ测试者关闭两侧的教室门和走廊灯源ꎬ光线比较弱ꎬ当光强度值小于30lx的时候LED灯带亮起ꎬ路人很容易看到了盲人并避让ꎮ试验者按下温度传感器电源ꎬ语音播报了现场的环境温度ꎬ关闭温度传感器电源ꎬ不再播报ꎮ在地面洒上水后ꎬ水少不报警ꎬ有1cm的积水后报警ꎮ图8㊀导盲杖简易图3811电㊀子㊀器㊀件第43卷㊀㊀模拟实验验证了导盲杖的实用性和可操作性ꎬ证明该导盲杖可有效引导盲人避开上下障碍物ꎬ提醒行人及车辆避让盲人ꎬ检测温度及路面积水情况ꎬ大大方便了盲人的出行ꎮ参考文献:[1]㊀毛达许ꎬ程海玉.基于超声波的盲人导盲系统的设计[J].科技世界ꎬ2015ꎬ18:131.[2]孙二杰ꎬ汪东军ꎬ石震ꎬ等.超声波智能导盲杖的设计[J].计算机系统应用ꎬ2015ꎬ8:273-276.[3]张仁朝ꎬ王高原ꎬ罗政杰.基于单片机控制的智能导盲杖设计[J].电子制作ꎬ2019ꎬ21:31-33.[4]张昂ꎬ黄立勤.基于机器视觉的导盲杖辅助识别系统设计[J].贵州大学学报(自然科学版)ꎬ2019ꎬ36(6):63-67.[5]赵志杰ꎬ何赫ꎬ王延文ꎬ等.多功能北斗智能手杖的研究与设计[J].电子器件ꎬ2018ꎬ41(6):1622-1626.[6]缪燕.基于STM32F103的噪声频谱分析仪软件系统设计实现[D].长沙:湖南大学ꎬ2013.[7]陈骏.基于超声波测距与控制的运动实验平台研发[D].南京:南京邮电大学ꎬ2017.[8]韩丹翱ꎬ王菲.DHT11数字式温湿度传感器的应用性研究[J].电子设计工程ꎬ2013ꎬ21(13):83-85ꎬ88.[9]王伟ꎬ施六林ꎬ王斌.基于单片机的桑蚕养殖智能实时监控系统设计[J].中国农机化学报ꎬ2017ꎬ38(04):109-112.[10]王飞ꎬ杜向阳.基于keil软件的一体化螺丝刀控制器设计[J].软件ꎬ2019ꎬ40(9):76-80.[11]张靖雪ꎬ许泽天ꎬ胡沛.智能便携导盲杖设计[J].科技风ꎬ2017ꎬ2017(12):1-2.[12]CJJ45 2015.城市道路照明设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社ꎬ2015.宋玉娥(1981 )ꎬ女ꎬ汉族ꎬ山东曹县人ꎬ北京工业职业技术学院ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ主要研究方向为分数阶傅里叶变换㊁线性正则变换基础理论及其在雷达信号处理领域中的应用ꎬaeaeae623@163.comꎻ王承国(1981 )ꎬ男ꎬ通讯作者ꎬ汉族ꎬ山东烟台人ꎬ中国农业大学烟台研究院ꎬ博士ꎬ副教授ꎬ主要研究方向为智能控制与农业信息化技术ꎬwangcg@126.comꎮ4811。
第14课 导盲犬小Q

第14课导盲犬小Q
一、教学内容分析
《导盲犬小Q》一课主要是制作一个利用红外传感器来实现“导盲”的机器人小Q,并了解红外传感器的使用方法。
其中制作导盲犬小Q主要分为三步:提出和分析问题、确定算法并编写、调试和保存程序。
学习完本课后,学生应能根据问题要求,选择合适的传感器并编写程序完成目标。
二、学习者特征分析
八年级的学生已具备较高的抽象思维能力,他们思维灵敏、独立性增强、好奇心强,容易受到外界刺激而产生兴趣,依赖中求独立,愿意探索和发现新自我,同时对新事物有着极大的兴趣,求知欲强,竞争心渐强。
《导盲犬小Q》教学内容的完成,不仅需要算法知识,同时要结合机器人的特点,编写合理的程序。
三、教法建议
本节课的重点是了解红外传感器的使用方法,同时制作一个“导盲”的机器人。
对本堂课的教学,我们有以下几点建议(仅供参考):教学开始时,展示制作好的机器人,激发学生的学习兴趣;教学过程中,组建制作学习小组;最后总结机器人“导盲”的原理,巩固学生所学的知识。
盲人ppt课件

调整屏幕阅读器的语速、音量和音调 ,以便更好地适应个人听力和理解能 力。
开启屏幕阅读器的“演讲者视图”, 以便更好地了解PPT的结构和布局。
调整屏幕阅读器的光标位置和焦点, 以便更好地跟踪PPT的当前内容。
使用快捷键和手势操作
学习并掌握常用的快捷键,如 Ctrl+C、Ctrl+V、Ctrl+A等,以便 快速复制、粘贴和选择文本。
学习并掌握常用的手势操作,如拖拽 、放大、缩小等,以便更好地操作 PPT。
05 案例分析
优秀无障碍设计案例
案例一ห้องสมุดไป่ตู้
视障用户需求调研 - 在设计盲人ppt课件之前,对视障用户的需求进行深入调研,了解他 们的使用习惯、需求和痛点。通过这种方式,可以确保设计出的课件更加符合用户实际需 求,提升用户体验。
04 盲人使用ppt课件的技巧 和方法
使用屏幕阅读器
屏幕阅读器是一种软件,可以将电脑屏幕上的内容转换成语音,帮助盲人理解。
屏幕阅读器可以将PPT中的文字、图片、图表等元素转换成语音,让盲人听到并理 解。
常用的屏幕阅读器有NVDA、VoiceOver等,可以根据自己的操作系统选择相应的 软件。
调整屏幕阅读器设置
经验三
提供语音导航和提示 - 在课件中集成语音导航和提示功能,帮助视障用 户更好地了解课件结构和内容。通过语音导航和提示,用户可以更加自 由地探索课件内容,提高学习效果。
提高盲人使用ppt课件的效率的建议
建议一
提供丰富的视觉元素 - 在课件中加入丰富的视觉元素,如图表、图片、示意图等。这些元素可以帮助视障用户更好地 理解抽象概念和复杂信息,提高学习效率。
无障碍设计的定义
01
无障碍设计是指通过优化设计, 使产品或服务对所有人,包括残 障人士,都能够方便、安全、舒 适地使用。
基于单片机的智能导盲杖的设计思路

基于单片机的智能导盲杖的设计思路
基于单片机的智能导盲杖是一种辅助视障人士行走的设备。
其设计思路主要包括以下几个方面:
1. 障碍物探测:通过使用传感器(如超声波传感器、红外线传感器等),检测周围环境中的障碍物,并根据检测结果发出警告信号,提醒使用者注意避让。
2. 定位导航:利用全球卫星定位系统(如GPS)和地图数据,通过单片机计算当前位置和目标位置之间的路线,并通过语音或震动等方式指引使用者前进方向,帮助其到达目的地。
3. 声音识别:通过声音传感器,识别周围环境中的重要声音,如交通信号灯的声音、车辆的鸣笛声等,以提醒使用者行进中的安全问题。
4. 蓝牙连接:与智能手机或其他设备进行蓝牙连接,可以实现远程遥控、数据传输等功能,方便使用者与其他人进行沟通或获取更多信息。
5. 指纹识别:为了确保只有授权的人员可以使用该导盲杖,可以集成指纹识别模块,对使用者进行身份验证。
6. 电源管理:为了延长电池寿命,可以设计省电模式,或者采用可充电电池,并提供低电量提示功能,以便及时更换电池。
这些是基于单片机的智能导盲杖的设计思路,通过集成多种传感器和功能模块,帮助视障人士在行走中更加安全和自信。
同时,还可以根据实际需求添加其他功能,如语音识别、避障算法优化等,以进
一步提升导盲杖的实用性和智能化水平。
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•导盲杖的手把处有总开关按钮, 按动按钮即可开启导盲杖,而且在 主开关的两边各有一个传感开关可 控制导盲杖的左右拐,此外导盲杖 还有语音提示模块,可以提示使用 者前方障碍物的情况,以使使用者 躲避,而且导盲杖配备了导航仪功 能,可以成为使用者的向导。
• 技术特点及优势: • 本导盲杖的创新之处主要在于此导
• 拐杖体采用刚性材料制成内腔为空体式, 内腔中安装有控制电路板、电源及超声 波发射与接受器件,按电学原理电连通, 实现整体控制功能;
• 在拐杖体下端的橡胶体上部与拐杖把拐 向相对应方向制有上、下排列的超声波 接受器与发射器;
• 本实用新型结构新颖,原理简单可靠, 测控范围大,精度好,具有良好的推广 实用前景。
问题描述
• 问题一:日常生活中,盲人拿着拐杖 只会专心的走路缺乏乐趣,而且乏味, 并且拄拐杖时间长会使原本不方便的身 体倍感疲惫;
• 问题二:盲人行走只会在盲道上畅通 无阻,若是在没设置盲道的不发达地区, 他们便有了前进的阻碍;
• 问题三:盲人在夜间行走时,由于夜 晚光线昏暗,可能会发生碰撞0克左右,与传 动导盲杖基本相当。2010年5月20日, 约有130名视觉障碍者试用了这种导盲杖。 参与开发的相关人员确认了他们在设有 障碍物的20米路段上的步行效果。来自 大分县的60岁针灸师羽田野敏子笑着说: “我曾经撞到过卡车车厢上突出来的木
材,这种导盲杖能够感应到脸部高度, 非常方便。
项目概述
针对社会中残障的弱势群体,我 们发明制作了类导盲犬导盲杖。在为 人们指引前行的道路的同时,也为社 会主义市场经济带来了鲜明的生机。 通过运用了物理矛盾和分时法、色彩 法、部分改善法、分时复用法等TRIZ 理论的方法,形成了底部安装智能小 车,小车头部只有天黑才会亮,把手 处运用软泡沫,仗体运用反光纸的可 折叠式导盲杖的实施方案,达到了可 把人的推力变为拉力,夜间引起他人 的注意以便大家的行走,智能导航、 快捷方便、休闲娱乐可同时进行的效 果。
作品发明过程中运用到的“TRIZ”理论
一、寻求最终理想解
二、技术进化法则:
完备性法则、能量传递法则和提高 理想度法则
三、资源分析法:
系统内部资源——现有资源、派生 资源;系统可引用的资源
四:发明原理法:分割原理法、抽 取原理法和嵌套原理法等
• 五、技术系统中的矛盾:
• 三种矛盾的关系(管理矛盾、技术 矛盾和物理矛盾)、物理矛盾的分 离原理 (色彩法、压力法和曲线化 法)
智能类导盲犬导盲杖
一.申报作品情况
作品设计、发明的目的和基本思路,创新 点,技术关键和主要技术指标
作品发明过程中运用到的“TRIZ”理论 作品的科学性、先进性和实用性
使用说明及技术特点、优势和适用范围 市场分析和经济效益预测
二.申报作品TRIZ理论应用情况
项目概述 问题描述 TRIZ解题流程
• 方案一:把手处运用软泡沫,运用局部 改善法减小了与手部的摩擦;在导盲杖 底部安装智能导航仪,可以下载自己喜 爱的音乐供行走的时候享受,运用了分 时复用法和局部质量改善法减少了一味 行走的乏味。
盲杖能像导盲犬一样主动领导着使 用者前行,躲避障碍。而且,这种 导盲杖也不用像以往的导盲杖那样 需要抬着到处碰,只需用手把着即 可,可以节省使用者的体力。而且 再有台阶的时候也会自动报警。此 外,此导盲杖可以探测到人脸高度 的障碍物。比以往的导盲杖扩大了 探测范围,而且导盲杖配备了导航 仪功能,可以成为使用者的向导, 在黑夜中可以发出光亮及反光,使 使用者更安全,更加安全,更加人 性化。
• 近几年,世界上视觉障碍者数量众多, 他们只能用60%的感觉来获取信息。为 此,国内国外对电子智能导盲杖的研究 越来越深入,中国的一些研究人员将传 感器加入到了导盲杖之中,使其可以在 探测到障碍物的时候,通过某种现象来 通知使用者,而不像以前的导盲杖那样 完全靠使用者自己的感觉。
• 其中有一种由超声波收发器、拐杖体、 控制电路、拐杖把和橡胶体等部件组合 而成,柱形内空式拐杖体顶端横拐处制 有拐杖把,底端固连制有软体式橡胶体, 在拐杖体和拐杖把对接处制有便于握杖 手按动的电源开关;
• 六、物—场分析:
• 物—场模型的构建、物—场分析、 物—场分析的一般解法和物—场分 析的应用
作品的科学性、先进性和实用性
1. 可以像导盲犬一样牵引着人 向前
2. 可以探测到人脸高度的障碍 物
3. 在黑夜中可以发出光亮及反 光,使使用者更安全
4. 易于使用,价格低廉
使用说明及该作品的技术特点和优势
• 系统分析 • 资源分析 • 最终理想解 • 运用TRIZ工具 • 最终方案
三.当前国内外同类课题研究水平概述
作品设计、发明的目的和基本思路,创
新点,技术关键和主要技术指标
此导盲杖发明的主要目的是使 广大的视障人士更加方便的使用以 及较低的成本使其更易普及,基本 思路是如何能让导盲杖自己走而不 需要人去推,如何能扩大探测范围。 因此此导盲杖可以像导盲犬一样牵 引着使用者前进,可以探测到人脸 高度的障碍物,而且在夜晚的时候, 其既能发光又能反光,保证了使用 者的人身安全。
• 此外,日本的一些研究人员在2010年5月 20日在日本秋田市举行的全国盲人福祉 大会上将其自行研发的的电子导盲杖公 开。据秋田县立大学介绍,这是首款能 够感应到使用者脸部高度处障碍物的导 盲杖。
• 盲人使用传统导盲杖时,通过感触脚边 的障碍物及盲道进行判断,可以避开脚 边障碍,但经常会撞上脸部高度处的招 牌等物体。这种新型导盲杖装有2个超声 波感应器,能够感应到前方2米脸部高度 处的障碍物,并通过震动手柄通知使用 者。
服务特色和适用范围
• 服务特色: • 代为消费者安装、调试产品;服务
的内容多样化根据消费者要求,进 行有关使用等方面的技术指导;保 证维修零配件的供应;负责维修服 务;对产品实行“三包”,即包修、 包换、包退;处理消费者来信来访, 解答消费者的咨询。 • 适应范围: • 视障人士
市场分析和经济效益预测