自由出行导盲杖

项目是一个自由出行导盲杖。 在中国,100 个人当中就有一个盲人,然而,我们却并不经常看见他们。因为心理和生理上的原因,他们并不爱出门。 我们要利用类激光雷达结合 3D 触摸盘制作 3D 导盲效果的导盲杖,盲人可以利用他们优越的触觉进行感知周围障碍情况,放心的上街。再利用投影灯构建虚拟盲道,进行生物规避。

最新更新

  • 2016/12/28 04:08:59

  • 2016/12/28 03:25:06

    技术实现方案

    1 序言

    在中国,100 个人当中就有一个盲人,然而,我们却并不经常看见他们。因为心理和生理上的原因,他们并不爱出门。

    我们要利用类激光雷达结合 3D 触摸盘制作 3D 导盲效果的导盲杖,盲人可以利用他们优越的触觉进行感知周围障碍情况,放心的上街。再利用投影灯构建虚拟盲道,进行生物规避。

     

    2 硬件系统技术方案设计

    2.1 Arduino 硬件平台介绍

    Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包括各种型号的 Arduino 板硬件和 Arduino IDE 软件。其硬件包含一个以 Atmel AVR 单片机为核心的开发板和其他各种 I/O 板,适用于爱好者、艺术家、设计师和对“互动”有兴趣的朋友们。本设计中使用的具体型号是 Genuino 101。Genuino 101 是一个性能出色的低功耗开发板,它基于 Intel® Curie™ 模组,价格亲民,使用简单。101 不仅有着和 UNO 一样特性和外设,还额外增加了 Bluetooth LE 和 6 轴加速计、陀螺仪,带有 14 个 I/O(其中四路可用作 PWM 输出),6 个模拟输入, 一个用作串口通信和上传程序的 USB 接口,1 个电源座,1 个带 SPI 和 IIC 脚的 ICSP 接口。

    2.2 夏普红外测距传感器

    GP2Y0A02YK0F 是夏普的一款距离测量传感器模块。它由 PSD(position sensitive detector) 和 IRED (infrared emitting diode) 以及信号处理电路三部分组成。由于采用了三角测量方法,被测物体的材质、环境温度以及测量时间都不会影响传感器的测量精度。传感器输出电压值对应探测的距离。通过测量电压值就可以得出所探测物体的距离,所以这款传感器可以用于距离测量、避障等场合

    2.3 KST DS215MGV2.0 舵机

    KST 新款 DS215MG 金属齿轮 数码高压舵机,高速大扭力。

    响应时间:

    0.05sec/60° @7.4V

    0.06sec/60° @6.0V

    0.07sec/60° @4.8V

    重量:20g

    尺寸:

    22.90*12*27.30mm

    拉力:

    3.70Kg.cm@7.4V

    3.10Kg.cm@6.0V

    2.50Kg.cm@4.8V

    输入电压:DC4.5-8.5V

    工作频率:1520us/333Hz

    马达:12mm 空心杯电机

    轴承:2BB

    2.4 LCD1602 液晶

    显示容量:16×2 个字符

    芯片工作电压:4.5—5.5V

    工作电流:2.0mA(5.0V)

    模块最佳工作电压:5.0V

    字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

     

    3 软件系统技术方案设计

    本系统利用 Genuino 101,对舵机、红外传感器以及 LCD1602 进行编程,最终达到所要的控制效果。

     

    4 系统构架

    本系统包括软件,硬件,工艺设计三个主要部分。

     

    5 主要零部件

    5.1 Genuino 101

    5.2 夏普红外测距传感器

    5.3 KST DS215MGV2.0 舵机

    5.4 LCD1602 液晶

    5.5 3D 打印支架模型

     

    6 实施主要步骤

    6.1 理想方案

    6.1.1 静物规避:

    扫描出前方的障碍物,并且用 3d 的形式能够让人触摸到。这样将感知周围的环境的方式从视觉转化为触觉。

    实现方式:类激光雷达获取障碍信息,通过 3d 触摸盘以 3d 的形式呈现障碍物位置,及大致形状,以判断障碍物之间是否能通行

    6.1.2 生物规避:

    提醒活物自主规避,白天盲人的特征明显,大家可能会注意到,但是在光线昏暗的时候,大家互相看不清,在拐杖上加一个投影灯,在地面上投出一定范围的灯光,充作临时盲道。即使打上临时盲道盲人自己看不见。但是,能在照亮对方的同时提醒对方避开自己。这样就可以让行人自主的规避。

    6.2 展示方案

    将舵机与红外固定在一起,然后通过 Genuino 101 来控制舵机在 180 度范围内进行扫描,通过红外来获取前方位置信息,来监测是否有障碍物,并将红外扫描结果通过 LCD1602 进行显示。同时把手部位有一指针,能够指向障碍物。

     

发布者:Cara,转载请注明出处:http://www.makercollider.com/project/5171

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