多功能導(dǎo)盲車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

隨著社會(huì)的發(fā)展，盲人對(duì)獨(dú)立生活和事業(yè)追求越來越強(qiáng)烈，但是要保證在車水馬龍的城市生活中安全自如的活動(dòng)就需要一個(gè)專門的導(dǎo)盲設(shè)備來進(jìn)行輔助。因此我們就要設(shè)計(jì)一款多功能的導(dǎo)盲車來完成這份重任。

項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)

在實(shí)際生活中，我們遇到過一些獨(dú)立生活的盲人，他們?cè)诔鲂蟹矫婷媾R著很大的問題，比如說他們?cè)诎疵さ雷叩倪^程中，總會(huì)遇到各種障礙。因此，我們就想是否能夠做出一款基于AVR MCU的導(dǎo)盲車來幫助他們解決這個(gè)問題，更好的獨(dú)立生活。同時(shí)，在做這款車的過程中，我們也能學(xué)到關(guān)于AVR MCU的一些知識(shí)。AVR MCU是一個(gè)應(yīng)用性比較廣泛的產(chǎn)品，我們想如果能了解比較多的關(guān)于AVR MCU 的知識(shí)，應(yīng)該會(huì)對(duì)我們以后的工作帶來很大的益處。綜上所述，我們想做一個(gè)基于AVR MCU的導(dǎo)盲車。

功能要求

通過CMOS攝像頭采集路況信息，經(jīng)CPU處理判斷前方是否有障礙物。若無，則車?yán)^續(xù)引導(dǎo)人前行;若有障礙物，則車發(fā)聲報(bào)警。通過超聲波傳感器檢測(cè)，如果可以越過則繼續(xù)前進(jìn)，如果無法越過，就停止。如果需要轉(zhuǎn)彎，則減速轉(zhuǎn)彎。同時(shí)導(dǎo)盲車上還有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，可以確切知道盲人所處位置。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

性能要求

1、精確度：在車尋線的過程中，不能偏離盲道，應(yīng)準(zhǔn)確的按盲道走。

2、穩(wěn)定性：在導(dǎo)盲的過程中，不能輕易的發(fā)生死機(jī)。

3、安全性：在遇到危險(xiǎn)的時(shí)候，能及時(shí)報(bào)警。

4、低功耗：AVR單片機(jī)在低功耗的方面是做的非常優(yōu)秀的。選擇AVR MCU可以實(shí)現(xiàn)低功耗的性能要求。

方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

說明：上電之后，CPU開始工作。首先，CPU開始控制攝像頭和傳感器同時(shí)工作，同時(shí)采集信息，把采集回來的信息進(jìn)行分析，在CPU內(nèi)部進(jìn)行A/D或D/A轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的信息傳遞給舵機(jī)，使舵機(jī)在CPU的控制下進(jìn)行工作。

硬件平臺(tái)選用及資源配置

運(yùn)用EVK1100開發(fā)板進(jìn)行前期開發(fā)

系統(tǒng)軟件流程

程序運(yùn)行流程圖

說明：A1無彎道，A2有彎道

B1無障礙物，B2有障礙物

C1拐彎，C2有障礙物

系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

本設(shè)計(jì)最終產(chǎn)品能夠安全地指引盲人在盲道行走。它能夠安全精確地尋找盲道并按照盲道行走以指引盲人行走。當(dāng)遇到障礙物的時(shí)候，能夠發(fā)出警報(bào)提醒盲人前方有障礙物，及時(shí)躲避。當(dāng)盲人向其發(fā)出定位指令時(shí)，能夠運(yùn)用GPS模塊，快速告知盲人具體位置。