基于ATmega8單片機的紅外導盲系統(tǒng)設計
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盲人在行走引導方面有很大的困難，目前盲人的導盲主要是依靠手杖敲擊路面來判斷前方是否有可行的路線，這種方法效率不高，且有一定的局限性，無法告知盲人周圍障礙物的分布情況和距離。本文對采用光電式的導盲方式進行了探索研究，提出了一種單片機紅外避障導盲系統(tǒng)的簡便方案，通過單片機采集紅外測距傳感器的信號，判斷出使用者周圍障礙物的方位和距離，通過語音芯片發(fā)出報警提示信息。該系統(tǒng)具有設計簡便小巧，穩(wěn)定可靠等特點。
1 紅外距離傳感器的選擇
常見的紅外距離傳感器是運用紅外發(fā)射管發(fā)射出一束紅外光，經前方的物體反射后在發(fā)射管同一側用紅外接收管檢測反射光的強度，從而大致判斷出傳感器和障礙物的距離。但這種方法對距離的判斷誤差比較大，因為各種物體表面的反射率因材料的不同而各不相同，對反射接收到的光信號很難同一定標，且該方法容易受到環(huán)境光的影響。
Sharp公司的光電距離傳感器GP2Y0A02YK0F可以克服上述缺點。該傳感器的內部結構如圖1所示。它內部集成了紅外調制光發(fā)射器、信號處理電路、位置敏感探測元件、輸出接口電路等模塊。輸出與測量距離成比例的模擬電平信號。檢測的距離范圍為20～150 cm。
該傳感器的距離測量是基于PSD(Position Sensitive Detector)原理，如圖2所示。一個紅外發(fā)射LED先將一束調制光照射到目標物體表面，形成一個光點，從光點反射回來的光經探測器的透鏡聚焦后投射到一個特殊的線性位置敏感探測元件上。反射光的入射角隨傳感器到目標物體表面距離的不同而改變，因而投射到位置敏感探測元件上的位置也不同。在位置探測元件上投射的光點就與目標物體的距離存在一一對應的關系。通過檢測位置敏感探測元件上光點的位置，就可以得出傳感器與前方物體的距離。由于光在發(fā)出時經過調制，該傳感器對環(huán)境光有一定的抗干擾性，而且這種方法是探測反射光的反射角度而非反射光的強度，因而不會受目標物體表面反射率的影響。
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