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导盲机器人设计（一）引言概述：导盲机器人是一种能够辅助视力受损人群的智能机器人，通过感知环境、识别障碍物和提供导航功能来帮助盲人行动。
本文将介绍导盲机器人的设计，包括感知模块、识别模块、导航模块、交互模块和电源模块等五个方面的内容。
正文：1. 感知模块：1.1 摄像头感知：导盲机器人配备摄像头，通过图像分析算法实时感知周围环境。
1.2 超声波传感器：利用超声波传感器探测前方的障碍物，以确保安全路径。
1.3 惯性导航传感器：使用惯性导航传感器来检测机器人的姿态和方位。
2. 识别模块：2.1 视觉识别：通过图像识别算法，导盲机器人可以辨别人、物体和地标等，提供周围环境的详细描述。
2.2 声音识别：导盲机器人可以识别环境中的声音信号，如车辆的鸣笛声，以警示用户注意安全。
3. 导航模块：3.1 地图匹配：导盲机器人通过与预先设定的地图进行匹配，确定当前位置和目的地，并规划最优路径。
3.2 手势导航：用户可以通过手势控制导航方向，机器人及时响应并做出相应动作，提高用户的交互体验。
3.3 语音引导：导盲机器人配备语音合成功能，可以进行语音导航，向用户提供详细的行进指引。
4. 交互模块：4.1 肢体交互：导盲机器人利用机械臂和触摸屏等设备，与用户进行肢体交互，并提供相关信息和操作提示。
4.2 语音交互：用户可以通过语音控制机器人的功能，如发出指令或提问，机器人会进行语音回应。
5. 电源模块：5.1 充电模块：导盲机器人配备可充电电池，可以通过充电模块定期或按需充电，保证机器人的长时间服务能力。
5.2 低功耗设计：导盲机器人在硬件设计和软件运行中充分考虑低功耗要求，延长机器人的使用时间。
总结：导盲机器人的设计涵盖了感知模块、识别模块、导航模块、交互模块和电源模块等五个方面。
通过这些模块的合理设计，导盲机器人能够辅助盲人进行环境感知、障碍物识别、路径规划和导航引导等功能，提供更为安全和便利的行动方式，提升盲人的生活质量。
智能导盲拐杖的设计毕业论文YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education 毕业论文专业：班级学号：学生姓名：指导教师：二〇一三年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于单片机电子导盲拐杖设计Electron blind-guide crutch design based on MCU 专业班级：学生姓名指导教师：学院：电子工程学院2013年06月摘要随着社会的发展，在社会生活中应用超声波测距技术已很广泛，如汽车倒车雷达、测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声测距技术的研究和开发具有实际意义。
本设计研究为盲人提供行走时，遇到前方障碍物提前躲避的预警系统。
以AT89S52作为核心处理器，采用超声波回波时间差测量人与物体之间的安全距离，实现了提前预警使用者避让障碍物，起到避免安全隐患的作用。
该系统是基于AT89S52单片机的超声波测距系统,它根据超声波在空气中传播的反射原理,以超声波传感器为检测部件, 应用超声波在空气中传播的时间差来测量距离。
夜晚时利用光敏传感器控制警示灯开关，警示来往车辆避让。
另有时间播报功能。
主要由测距系统（包括超声波发射模块、超声波接收模块）和语音报警系统，时间播报系统，警示灯控制系统，稳压电源，五个主要模块构成。
该设计利用AT89S52单片机系统的I/O口，控制超声波传感器发出40KHz的超声波，利用反射回来的超声波信号，经过放大、整形、滤波等电路回到单片机，比较调试后确定与障碍物之间的距离，完成测距。
该装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合。
语音系统发出警示音，提醒使用者前方障碍物需躲避。
使盲人在看不见的情况下，能够识别前方的障碍物正常的行走，从而起到保护盲人安全的作用。
创新盲人拐杖安全辅助装置◎湖南省邵阳市滑石小学 宋泽皓 盲人的生活存在许多不便，特别是外出时还可能遭遇危险，让家人担心。
我们希望设计一种智能化的盲人拐杖安全辅助装置，让盲人的出行更方便、更安全，让家人更放心。
图1 杨文凯迪在固定装置湖南省邵阳市资江小学 杨文凯迪24发明与创新·2023 大擂台. All Rights Reserved.积水，水深××厘米，请注意”。
按下一键式按钮后，装置就会给家人发送位置短信，并拨通电话。
三、创新点1.当前方有障碍物，或是地面有水时，该装置就像朋友一样发出温馨提示，给盲人出行提供便利。
同时，耳机模式可以解决嘈杂环境中盲人听不清楚的问题。
2.当盲人需要求助时，该装置可以快速定位，并将位置信息发送给被求救者，解决了盲人不清楚自己所在位置而影响救助的问题。
四、改进方向给装置增加一个摄像头，每隔5秒拍摄一张照片，并上传至网络平台，让家人更清楚地了解盲人所处的环境。
GSM/GPRS模块等零件制作安全辅助装置。
使用杜邦线、扎带、热缩管、胶枪等基础材料和工具连接零件，并将它们固定在拐杖上。
2.程序的编写与调试主程序实现Arduino主控板、GSM/GPRS模块和蓝牙模块初始化，获得超声波传感器和水位传感器的数据。
在一个循环及判断程序中，根据传感器的数据来判断是否发出语音报警提示、发送求助信息。
3.功能的检测接通电源后，装置会通过语音播放“欢迎使用盲人拐杖安全辅助装置，盲人拐杖安全辅助装置陪您走天下”，并自动发送一条短信给家人，告知家人盲人准备出行。
使用过程中，当拐杖前方1.5米的范围内出现障碍物时，装置会提示“前方有障碍物，请注意”。
当拐杖检测到下方有水，且水位高于2厘米时，装置会提示“前方有指导老师湖南省邵阳市铁砂岭小学 陈瑶图2 宋泽皓在编写程序图3 盲人拐杖安全辅助装置实物Arduino主控板及GSM/GPRS模块等超声波传感器语音模块水位传感器252023年9月发明与创新·小学生创新大擂台Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
安卓盲人避障系统设计理念
随着科技的不断发展，越来越多的智能设备被应用到生活中，为人们的生活带
来了极大的便利。
然而，对于盲人来说，日常生活中的障碍却是一个不容忽视的问题。
为了解决盲人在行走过程中遇到的障碍物，安卓盲人避障系统应运而生。
安卓盲人避障系统的设计理念是以帮助盲人更加自主、安全地行走为目标。
首先，该系统利用安卓智能手机的摄像头和传感器技术，实时监测盲人周围的环境。
当系统检测到障碍物时，会通过语音提示或振动提醒盲人，帮助其及时避开障碍物。
其次，安卓盲人避障系统还可以通过语音识别技术与盲人进行交互，让盲人可
以通过语音指令来控制系统的功能，例如启动避障模式、调整提示音量等。
这种交互方式让盲人更加方便地使用系统，提高了系统的可操作性。
此外，安卓盲人避障系统还可以通过连接互联网，实时获取地图信息和路况，
为盲人提供更加准确的导航和路径规划。
通过与其他智能设备和城市基础设施的连接，系统可以为盲人提供更加全面的服务，帮助他们更好地融入社会生活。
在设计理念上，安卓盲人避障系统注重用户体验和智能化，致力于为盲人提供
更加便捷、安全的行走体验。
同时，系统还积极借助最新的科技手段，不断完善和更新功能，以满足盲人日益增长的需求。
总的来说，安卓盲人避障系统的设计理念是以智能化、便捷化和人性化为核心，旨在帮助盲人更好地融入社会生活，享受更加自主、安全的行走体验。
随着科技的不断进步和智能设备的不断普及，相信安卓盲人避障系统将会为盲人带来更多的便利和帮助。
基于单片机的盲人避障装置的设计作者：刘延霞谷林柱来源：《软件》2011年第03期摘要：针对盲人行走过程中无法了解到前方是否存在障碍物的问题，本文设计了一种新型的基于单片机控制的盲人避障装置，且该装置带有语音提醒功能。
本方案通过超声波发送接收来检测前方一段距离内是否有障碍物存在，若有，则语音提醒模块发出提醒信息。
本文是在基于单片机控制的超声波测距原理的基础上，配以比较电路，来确定目标范围内障碍物的存在，相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
此装置简单实用且便携，设计在很大程度上解决了盲人行走中的安全问题。
关键词：单片机；超声波；语音提醒中图分类号：TP368.1文献标识码：Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.031Obstacle-Avoidance Device Design based on Single Chip for the BlindLIU Yan-xia, GU Lin-zhu(School of Information and Electrical Engineering.CUMT, Xuzhou 221116, China)【Abstract】In view of the problem that the blind can’t understand whether there are obstacles in front during walking, a new obstacle-avoidance device was designed, which is based on single-chip. In addition, it has the function of voice-reminding. It detects whether there exist obstacles within a distance in front by means of ultrasonic-sending and ultrasonic-receiving. If having, voice-reminding module will issue information to remind the blind. On the basis of the principle of ultrasonic distance measurement, this design added the comparison circuit to ascertain the existence of obstruction in the target range. In the paper, relevant hardware circuit diagram and program flow chart are introduced in detail. This device is simple, utility and portable. To a large extent, it solved the security problems during the blind’s walking, which is of practical significance.【Key words】single-chip; ultrasonic; voice-reminding0引言在我们日常生活中，盲人的生活有诸多不便，其中一个就是盲人在行走过程中，无法了解到前方是否有障碍物存在，难免出现撞到障碍物的情况。
毕业设计论文基于单片机的盲人避障器毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
安卓盲人避障系统设计理念
随着科技的不断发展，人们对于智能设备的需求也越来越高。
在这其中，盲人
群体的生活质量也成为了人们关注的焦点。
为了帮助盲人更好地融入社会，安卓盲人避障系统应运而生。
这一系统的设计理念是为了让盲人能够更加自主地行走，避免碰撞和危险。
首先，安卓盲人避障系统的设计理念是基于智能化和便捷性的。
通过搭载各种
传感器和摄像头，系统能够实时感知周围环境，并通过声音提示或震动提醒盲人避开障碍物。
这种智能化的设计理念让盲人能够更加方便地行走，减少意外发生的可能性。
其次，安卓盲人避障系统的设计理念是为了提高盲人的生活质量和独立性。
通
过与智能手机连接，系统能够提供导航功能，帮助盲人更加方便地找到目的地。
同时，系统还可以记录盲人的日常行走路线和习惯，为他们提供更加个性化的导航和避障服务。
这种设计理念让盲人能够更加独立地生活，提高他们的生活质量。
最后，安卓盲人避障系统的设计理念是为了提升社会对盲人的关注和帮助。
通
过智能手机上的APP，系统可以实时上传盲人的行走路线和遇到的问题，让社会
更加关注盲人的生活状态。
同时，系统还可以提供盲人的实时位置信息，方便他人及时帮助盲人避免危险。
这种设计理念让盲人能够更加融入社会，得到更多的关爱和帮助。
总的来说，安卓盲人避障系统的设计理念是为了让盲人能够更加自主、独立地
生活，提高他们的生活质量。
同时，这种系统也能够提升社会对盲人的关注和帮助，让盲人能够更加融入社会。
希望未来能够有更多的科技产品能够为弱势群体带来更多的便利和关爱。
以智能盲杖为主体的盲人避障导航系统设计摘要：我国盲人及视觉障碍人口众多，城市交通路况复杂，对盲人出行带来了巨大的困难。
现以整个城市背景为前提，研究开发了一种新的盲人出行系统。
系统采用RFID射频识别技术进行导航，智能盲杖可以将分布于城市盲道下的电子标签中所录入的地理位置信息转化为语音信息，通过耳机反馈给盲人，实现导航功能。
盲杖利用超声波测距技术来感知盲杖前方、及前方高处的障碍物信息，并将信息以声音或者震动的形式，反馈给用户。
同时还具备定位、语音报时、阴暗处自动亮灯示警等功能。
关键词：城市无障碍；障碍物检测；RFID；盲杖1 引言根据世界卫生组织给的数据，2010年中国盲人数量824.8万，低视力人群6727.4万，视力残疾者的数量是两者的总和――7551.2万。
我国盲人数量众多，城市路况也比较复杂。
盲人的出行方式通常有盲杖出行，亲友陪同出行，导盲犬导向出行和公交出行等几种方式，其中以使用盲杖出行最为普遍，盲人出行的问题是一个不可忽视的社会问题。
以最普遍的盲人使用盲杖单独出行为例，盲人出行时使用的普通盲杖多为铝合金质地，盲人使用它的杖尖在地面上不断敲击，左右摆动探索，可盲人发现地面0.5米范围以内的障碍物，杖体贴有反光膜，夜间可警示车辆避让。
普通盲杖轻盈、便携、耐用、价格低廉，是视障患者出行的帮手。
但是普通盲杖具有的缺点是：对于稍远距离的障碍物及高空障碍物无法判断位置，不能及时做出反应。
本文通过介绍射频识别技术系统在当今社会中的应用，以及对当前我国的盲人道路指示系统的分析，结合当前社会盲人出行用具的分析，以及射频识别技术的优点，提出基于射频识别技术的盲人避障导航系统设计。
2 传统盲人出行系统分析城市中的视觉障碍人群的无障碍出行环境建设，在道路交通方面，主要涉及到城市广场、非机动车道、过街天桥及过街地道、过街音响信号及公交站台等。
在建筑物场所方面，主要涉及到办公及科研建筑、文化和商业建筑、观演及交通建筑、医疗及学校建筑、公寓及饭店建筑、居住和园林建筑等。
摘要针对盲人行走过程中无法了解到前方是否存在障碍物的问题，本文设计了一种新型的基于单片机控制的盲人自动避障装置，且该装置带有语音提醒功能。
本方案通过超声波的发送和接收来检测前方一段距离内是否有障碍物存在，若有，则语音提醒模块发出提醒信息。
语音电路根据障碍物距离发出不同频率的报警声音，以提醒使用者。
此时使用者可按下按键，报警响声中断。
报警声响起时，电路板上的LED灯会亮起，以提醒路人让路。
本文所采用的主要芯片有超声波测距模块US-100,语音芯片ISD4004,音频功放TDA2822。
本装置的设计所采用的主要方法是：采用两个超声波模块进行测距，其中一个模块的超声波探头垂直向下，另一个模块的超声波探头斜向下。
二者夹角为60°。
由于超声波模块US-100的测距范围是：2㎝-450㎝。
因而采用这样的方式进行测距，水平测距范围是0.6㎝-389㎝。
采用这样的方法进行测距与只采用一个超声波模块平行进行测距相比较的优点是：（1）当前方的有坑时，也能检测出来并及时报警（2）能检测到高于地面的所有障碍物。
语音芯片ISD4004可存储8分钟的录音时间，本芯片录了四段录音：当离障碍物389㎝-200㎝时播放第一段录音，当离障碍物200㎝-100㎝时播放第二段录音，当离障碍物100㎝-0㎝时播放第三段录音，当前方有坑或沟时播放第四段录音。
通过多次实物验证，能实现预期目标。
本文是在基于单片机控制的超声波测距原理的基础上，配以其他的外围电路来实现避障功能的。
此装置简单实用且便携，设计在很大程度上解决了盲人行走中的安全问题。
关键字：单片机AT89S52；超声波测距US-100；语音提醒ISD4004；音频功放TDA2822AbstractIn view of the problem that the blind can’t understand whether there are obstacles in front during walking, a new obstacle-avoidance automatic device was designed, which is based on single-chip. In addition, it has the function of voice-reminding. The scheme is by means of ultrasonic’s sending and receiving to detect a distance ahead whether there exist within the obstacles. If any, voice reminder module is a reminder. Voice reminder module sends the frequency of alarm sound according to the different obstacle distance, to remind the user. At this time the user can press the set key, alarm sound interruption. When alarm sound up, the circuit boards will light up LED to warn the stranger for its way.This paper provides the chips have ultrasonic ranging module US-100, ISD4004 voice chip, TDA2822 audio power amplifier.The design of this device with main method is: the two ultrasonic module sequence, one of the modules of ultrasonic probe vertically down, the other a module of ultrasonic probe inclined down. Both an Angle of 60 °. Because of the ultrasonic module US-100 range is: 2㎝-450 ㎝. So it is this way sequence, level range is 0.6 ㎝range-389 ㎝. Using such methods and only use a range of ultrasonic module parallel sequence advantage is: the current party there pits, also can test out and even the police. ISD4004 voice chip can be stored 8 minutes recording time, the chip to record four recording: when the obstacles 389 ㎝-200 ㎝played the first recording, when the obstacles 200 ㎝-100 ㎝played the second recording, when the obstacles 100 ㎝-0 ㎝played the third recording, the current party a pit or groove fourth recording played.This paper is based on single chip microcomputer control on the basis of the principle of ultrasonic ranging, match with other peripheral circuit to achieve obstacle avoidance of the function. This device is simple and applicable portable, in the very great degree the blind man walk to solve the security issue.Keywords:Monolithic integrated circuit AT89S52; Ultrasonic ranging US-100; V oice remind ISD4004; TDA2822 audio power amplifier目录摘要 (I)Abstract (II)1 前言 (1)1.1设计的目的和意义 (1)1.2 盲人避障技术的研究现状 (2)2 设计所用的主要技术 (3)2.1 硬件技术 (3)2.2 软件技术 (3)3 系统设计 (5)3.1 总体框架 (5)3.2 各个模块的工作流程 (5)3.3 系统的软件流程图 (5)3.4 系统各个模块的设计 (6)3.4.1 超声波测距模块 (6)3.4.2 语音模块设计 (11)3.4.3 音频功放模块 (16)3.4.4 单片机最小系统及其简单应用 (19)4 测试部分 (24)4.1 实验方法 (24)4.1.1 超声波测距的方法 (24)4.1.2语音芯片的使用方法 (26)4.1.3 TDA2822的使用方法 (27)4.2 实验对象 (28)4.2.1超声波测距模块 (28)4.2.2 语音电路的使用情况 (28)4.3 软件设计思想 (28)5 实验结果分析与展望 (30)5.1实验结果分析 (30)5.2实验结果展望 (30)参考文献 (32)致谢 (33)附录A (34)附录B (41)1 前言1.1设计的目的和意义在我们日常生活中，盲人的生活有诸多不便，其中一个就是盲人在行走过程无法了解到前方是否有障碍物存在，难免出现撞到障碍物的情况。
针对这个问题，本次设计致力于设计一种新型的基于单片机控制的盲人自动避障装置。
该装置的功能是：通过超声波测距的原理来检测前方一段距离内是否有障碍物或者坑存在，若有，则语音提醒模块发出提醒信息。
语音电路会根据障碍物距离的不同发出不同频率的报警声音，以提醒使用者。
此时使用者可按下按键，报警响声中断。
报警声响起时，电路板上的LED灯会亮起，以提醒路人让路。
本设计检测障碍物所基于的基本原理就是超声波测距的原理。
超声波测距方法主要有相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间法三种。
其中，相位检测法精度高，但检测范围有限; 声波幅值检测法易受反射介质的影响。
因此，当前超声波测距一般使用渡越时间法。
本设计所采用的就是渡越时间法。
超声波测距的工作原理: 发射换能器向外发射超声波，超声波在介质中传播，遇到障碍物后反射，产生回波，接收换能器接收回波。
渡越时间法就是通过检测发射超声波与接收回波之间的时间差，求出目标障碍物距信号发射源的距离。
本设计所采用的安全避障技术对于很多检测和识别技术的研究也有一定的参考价值。
障碍物与物体之间距离的获得是研究安全避障的前提。
超声波测距可以直接测量近距离目标，纵向分辨率高，适用范围广，方向性强，并具备不受光线、烟雾、电磁干扰等因素影响，且覆盖面较大等优点。
目前，超声波测距凭借其原理简单、易于实现以及成本低等优点，在液位测量、移动机器人定位和避障、汽车防撞和曲面仿形检测等领域得到了广泛的应用且前景广阔。
在本设计中对所要求测量范围0.6cm~389cm内的平面物体做了多次测量发现，其最大误差为0.5cm，可见基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。
因此，它不仅可用于盲人自动避障，还可用在其它检测系统中。
由于盲人出行时必需手持盲杖不停地探测道路情况，并且使用及携带盲杖很不方便，使用盲杖经常会打到人造成不必要的麻烦，辅助盲人出行的盲道利用率很低，大多被非法占用导致不能正常使用。
此作品可以令盲人不必再依靠盲杖进行障碍的探测，从而避免了使用和携带盲杖所带来的不便。
此装置简单实用且便携，设计在很大程度上解、决了盲人行走中的安全问题，具有实用价值。
1.2 盲人避障技术的研究现状盲人避障技术的关键是非接触式检测技术，随着传感器和单片机控制技术的不断发展，非接触式检测技术已经在不断完善。
以往的盲人避障技术设计中常使用红外线探测障碍物的存在与否，但是在实际应用中，红外干扰源较多；而且在有反射光的情况下，由于光线的干扰，很容易判断失误，出现虚警。
