基于地图导航的智能化盲人拐杖的设计与实现

来源:用户上传      作者:

　　摘要：当前，盲人出行处于一个十分不便利的阶段，因而此项目的宗旨是能为盲人出行带来方便。项目拟通过语音播报、地图导航、超声波雷达障碍物监测系统三方面技术完成项目的设计并达到帮助盲人顺利出行的目的。项目实现的辅助工具是一根内嵌超声波雷达障碍物监测系统的盲人拐杖和与超声波雷达障碍物监测系统相连的微信小程序APP。
　　关键词：语音播报；地图导航；超声波雷达障碍物监测系统
　　一、项目研究背景
　　残障者不应该只待在居室内，应同普通人一样经常参加户外活动，有益身心健康。总的来说，我国的无障碍设计和建设起步较晚，但发展较为迅速，整体水平落后于美国、英国和日本，原因是这些国家发展无障碍较早，立法较为完善，社会更为关注无障碍。
　　二、项目研究目标及主要内容
　　1. 目标：
　　研制出一款结合百度地图或高德地图导航系统、语音播报系统、超声波雷达障碍物监测系统于一体的有利于盲人出行的智能盲人拐杖，让盲人也能像正常人一样正常出行，享受现代文明所带来的成果。
　　2.主要内容：
　　（1）地图导航系统：嵌入地图导航系统（例如百度地图或高德地图），可依据行程长短规划出最优出行路线。
　　（2）语音播报系统：嵌入多种语言环境的语音播报系统，方便使用不同方言的人群语音录入出发地及目的地，并实时播报沿途中的路况环境。
　　（3）超声波雷达障碍物监测系统：用超声波监测所处位置周边以及出行途中的障碍物，并语音播报，避免行走途中发生意外。
　　三、项目创新特色概述
　　在日常生活中，盲人基本都是通过普通的盲杖来辅助行走的，有的甚至只是一根普通的长杆，它只有接触才会发觉局部的障碍物，存在着明显的不足。我们所设计的电子导肓拐杖是基于STC89C52单片机控制，利用HSR-04超声波测距和WT588D语音模块结合固定在定制拐杖上的智能语音提示拐杖。当盲人的前方有障碍物的时候会被该系统检测到时候，从而提示语音供使用者判断。和传统拐杖相比它具有障碍提示功能，具有可折叠性，占用空间小，携带方便。
　　四、项目研究技术路线
　　1. 地图导航：
　　在地图导航功能的实现中，选择百度地图或高德地图模块实现导航功能，而百度地图及高德地图本身就具备方便携带，同时这两个地图的应用程序已经具备很强的功能，现在很多人都在运用，且导航的功能也日益成熟，也使其成为了智能盲人拐杖导航的最好选择。在智能盲人拐杖导航的应用中，在地图的功能中留下语音接口，盲人通过语音输入目的地，在单片机的串口进行接收，单片机串口接收后对经纬度数据进行判断，当经纬度数据在之前预设好的几个点周围时，便通过语音模块发出消息，如“已经到达xx地点”，从而实现简单的人机交互，以此完成具体的地图导航工作。
　　2.语音播报系统：
　　在語言播报功能的实现中，选择WT588D语音模块这一国产语音模块，而这一模块本身的价格优势、性能优势以及可重复擦除烧写的功能，都使得这一语音模块的应用能够较好的对语言播报功能提供支持。
　　3.超声波雷达障碍物监测系统：
　　在超声波避障功能的实现中，超声波测距模块设计与实现是这一功能中的关键技术，项目组根据盲人出行所需要的避障要求，选择了HC-SR04超声波测距模块作为超声波避障的核心模块。而之所以选择HC-SR04超声波测距模块，是因为其本身能够实现2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达到高3mm，这就使得这一模块能够较好的满足盲人出行的超声波避障需求。
　　参考文献
　　[1]王丛标. 关于“语音播报”设计与实现[J]. 2017（5）：5-6.
　　[2]何绍铭. “盲人拐杖”设计与实现意义[J]. 2016（3）：15-19.
　　[3]王锡林. 地图设计嵌入与开发[J].2014，29（2）：76-82.
　　[4]李张容. 语音识别与提升设计改进[J]. 学术论坛，2016，39（3）：163-167.
　　[5]李雪章. 盲人出行潜在交通问题调查研究
　　[6]唐磊. 盲人出行问题汇总[J]. 纳税，2017（27）.[J]. 学术论坛，2016（5）：4-5.
　　[9]袁元，程姝，陈燕，等. 语音播报与地图嵌入综合应用[J]. 瞭望，2017（40）：24-31.
　　（作者单位：天津财经大学理工学院）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14773873.htm