基于超声波检测与图像处理的导盲仪设计

基于数字图像处理技术和超声波检测技术,提出了穿戴式导盲仪设计方案。采用嵌入式开发板作为主控单元,在提高导盲仪便携性的同时,减少导盲仪体积和重量。为解决复杂环境下红绿灯识别较难的问题,采用分类器算法分析红绿灯影像;采用标记分水岭算法识别盲道边缘特征和纹理特征,以此来对盲道区域进行准确识别和分割。最后设计了超声波辅助系统,实时检测道路障碍物信息,并通过语音向用户发出提醒,以此来帮助用户安全穿越道路。

智能导盲仪系统设计

目前市场上有关盲人生活的商品和服务还不够完善,盲人出行基本还是依赖于传统的导盲杖、盲道和导盲犬。但是在复杂多变的路况下,由于盲道的不正确设置及导盲犬受外界因素干扰时,势必会对盲人的出行造成较大的安全隐患。文章提出的智能导盲仪系统是一款基于物联网传感技术及移动通信技术的的智能化导盲杖。该智能导盲杖可通过智能传感器感知周边环境,当出现险情时可及时进行提前预警,以确保盲人的出行安全。该智能导盲仪系统包括单片机处理器、红外传感器、倾斜角度传感器、语音播报模块、GPS模块和GSM模块等。系统通过红外传感器检测人与障碍物之间的距离,并通过语音播报模块实现障碍物提前预警,确保使用者的人身安全;通过倾斜角度传感器检测导盲杖的倾斜角度,以判断使用者是否出现摔倒等情况;通过GPS模块可实时获取使用者当前位置;当传感器数据上传到处理器后,系统可根据提前设定的阈值判断是否出现意外情况,当判断出现意外情况时,可通过GSM模块将意外险情和位置信息及时通知其家人和朋友,以帮助其在最短时间内得到救助。

微型水深传感器在智能导盲仪中的应用

基于DSP处理器,利用超声波传感器、温度传感器、微型水深传感器,设计了一款智能导盲仪,该导盲仪具有测距、测积水深度、测温、智能求救等功能,并具有语音播报、夜晚警戒灯等感知与提示功能;文章重点阐述微型水深传感器在此导盲仪中的应用,实验结果证明,该微型水深传感器能够有效测量路面积水深度,检测精度高,为盲人雨天出行提供安全保障。

基于视频感知的导盲仪实验设计与研究

在教学实践的基础上,为提高学生对图像处理的理解能力和动手能力,开发了一种基于视频感知的导航仪实验设计。通过数字摄像头对前方的图像获取视频后,经过数据采集卡采集图片传输至处理器,进行图像处理,待识别出前方预判范围内的障碍后,转化为语音信号,同时进行报警,并且提示障碍的大概距离及竖直高度。从掌上电脑接出耳机,可用音量调节旋纽调节报警声音量的大小,供使用者使用。实验结果表明,该导航仪对障碍物距离和竖直高度的测量比较准确,具有测量精度高、体积小、使用方便的特点。

惯导卫星组合导航辅助的视觉导盲仪定位建图

视觉即时定位与建图(VSLAM)算法能够为穿戴式视觉导盲仪提供必要的位姿信息和环境信息。针对穿戴式视觉导盲仪对定位与建图精度的要求,提出了一种利用IMU/GPS组合导航辅助VSLAM的算法。在双目ORB-SLAM的跟踪线程中,将匀速运动模型改进为基于IMU/GPS组合导航位姿数据的运动模型,并且构造了综合视觉与组合导航数据的非线性优化,以提高跟踪线程的稳定性、提升定位精度。同时,局部建图线程的地图优化中也融合了组合导航数据,提高局部地图的精度,便于导盲仪检测环境信息,最终得到在大范围场景下稳定运行的定位与建图算法。在实际场景中的试验结果表明,该融合算法抑制了VSLAM的累积误差,同时VSLAM能够有效抑制GPS受环境影响产生的定位偏移误差,最终的定位精度达到0. 47 m。该算法提高了VSLAM建图效果,基本满足了视觉导盲仪对定位精度和环境信息的应用需求。

基于超声波测距的导盲仪设计研究

针对盲人安全避障问题,讨论了一种基于MCS-51单片机的超声波测距的导盲系统。阐述了其超声波工作原理、系统结构设计。结果表明,该系统具有硬件结构简单、高精度、体积小、使用方便等特点。

电子导盲仪的发展现状与趋势

盲人由于失去了视觉资讯,不能及时准确地躲避障碍物,电子导盲仪是一种协助盲人安全行进的重要辅具。详细论述了电子导盲仪的发展现状,并根据目前电子导盲仪存在的问题和我国的国情,提出了电子导盲仪的发展趋势。

基于2.4G无线收发模块的智能电子导盲仪

现今大多盲人日常使用的都是原始的导盲杖,对出行帮助有限。虽然有很多导盲犬的训练及出售,但由于受价格及饲养方面问题的限制并未得到普及。于是一种电子类智能导盲产品的需求变的很迫切。而着个智能电子导盲仪刚好填补了这个空缺,能更加廉价且简单的帮助盲人朋友走出家门过上更优质的生活。

基于嵌入式图像处理及路径规划的智能导盲仪

当前导盲仪存在功能单一、不能动态规划路径等问题,因此研发了一款基于嵌入式的智能导盲仪。选用语音识别模块,将语音输入的目的地信息转换成文字,选用高德地图API进行开发,并结合语音合成(TTS)芯片,对实时规划的路径进行语音播报;基于车辆、行人等可移动式目标,展开基于YOLOv5的目标检测,训练适合所述场景的权重,用于监测复杂路况;选取改进的Deeplabv3+语义分割算法,通过对图像像素点阈值进行判断,检测斑马线、车道线等交通标识物,用于引导盲人定位并通过人行横道;采用HC-SR04超声波测距模块,该模块提供2~400 cm的非接触式距离感测功能,可以近距离地帮助盲人躲避危险;选取树莓派4B作为主控核心,通过将各模块搭载到linux系统中进行运算,实现导盲仪的总体功能。

基于NMEA-0183协议的导盲仪定位信息采集与解析系统

为了方便导盲仪定位信息的导出,更好地实现远程定位信息的监控,设计了一种基于NMEA-0183协议的导盲仪GPS信息采集和解析系统。该系统首先通过U-Center软件实现串口通信采集和接收GPS定位信息,并借助外部软件MATLAB对定位数据进行解析从而获取导盲仪位置关键信息,最后通过C#语言编写的WinForm窗体程序实现了标点定位和运动轨迹可视化显示。使用导盲仪进行试验验证结果表明,该系统可有效地采集和解析基于NMEA-0183协议的导盲仪GPS数据,并能够方便地显示出导盲仪GPS定位信息,可广泛应用于导盲仪定位及其运动轨迹分析问题中。

基于超声波特征信号处理的导盲仪研究

导盲仪系统由超声波收发电路、特征信号处理电路、电源电路、音频播放电路组成。由超声波发生器发射超声波信号,当超声波接收器接收到回波信号之后,处理器会对回波信号进行特征提取和处理。滤除了环境带来的高频率噪声,使用信号重构算法保留原始信号的大部分特征又适当地放大,以便系统在测量前方障碍物距离的同时,能根据障碍物的不同外型进行分辨。该系统的最大探测距离为8 m,并且能分辨目标物的细微差别,精度高、稳定性好,可以满足盲人导航的基本要求。

基于北斗卫星导航系统的电子导盲仪设计

盲人丧失视觉功能,在生活中常面临着极大挑战和危险,给自身和家人都带来沉重负担。为了帮助视觉障碍人员安全的行进,本文设计出一种基于北斗卫星系统的智能电子导盲仪。该导盲仪以STM32F103C8T6为核心控制器,利用北斗导航模块、超声波、震动模块、语音模块、4G模块等模块相互感应实现多功能协作,有助于盲人走出家门过上更优质的生活,也给其家人带来更多方便。

超声波导盲仪技术研究

阐述超声波导盲仪的超声波产生类别及其测距原理,归纳总结国内外超声波导盲仪的研究现状,介绍一款试用中的超声波导盲仪,指出现有超声波导盲仪存在的不足,提出向多功能、智能化发展的建议,同时倡导关爱盲人、提供福利政策。

基于超声波的一种语音导盲仪的设计研究

针对视障人群在生活中如何安全避障的问题,本设计研究了一种基于主控芯片为飞思卡尔K60芯片的超声波测距导盲系统。本论文主要阐述了超声波检测模块工作原理、工作方式以及系统结构,本系统通过所测距离与语音系统和报警电路实现对视障人群的提示。实践实验表明该系统具有系统性能稳定、结构简单、测距准确、体积小、使用方便、性价比高等特点。

基于MaixPy与YOLOv5模型的导盲仪设计

针对现有导盲设备无法提供全面的导航及避障服务的问题,设计一种基于MaixPy与YOLOv5模型的可穿戴导盲仪。以Maixduino作为MCU终端设备,采用OpenCV与YOLOv5模型来识别盲道与障碍物的种类,利用百度API实现路径规划与语音识别。该导盲仪具有路径规划、盲道识别、障碍物及危险路况智能检测和语音播报功能,能够为弱视群体提供安全可靠的出行服务。

基于三维重建的智能导盲仪发展应用

本文所设计研究的系统是以双目视觉测量技术为基础,通过三维重建方式设计的导盲系统,其双目视觉测量技术在智能机器人导航、参数检测、三维测量等领域已有诸多研究和应用,但在导盲系统中还未见有所应用。目前市场上存在的导盲仪大致可以分为四类,即超声波导盲仪、移动式机器人、穿戴式导盲仪和引导式手杖。使用者在使用超声波导盲仪时需要不断的探测,发现障碍物后,必须经过附加测量才能知道其尺寸,并且超声波不能探测凹坑等障碍物;移动式机器人在功能上比较完善,但是硬件和开发成本太高,并且体积庞大,在行动范围上受地形影响很大;穿戴式导盲仪重量较重,成本较高,无法给盲人提供心理上的安全感;引导式手杖是目前相对理想的一种导盲仪,但是还存在体积大、不宜携带等缺点。因此,基于三维重建的智能导盲仪存在市场基础,而且在价格、实用性等方面具备竞争力。

基于GPS和Arduino的智能语音导盲仪

基于 GPS和 Arduino设计了一款智能语音导盲仪。利用 3D打印制作导盲仪的外壳部件,利用 GPS定位、超声波传感器等电子元器件与 Arduino结合,实现人机交互,记忆路线,爬楼避障和安全提醒的功能。

超声波手持导盲仪的研究与设计

针对盲人出行难问题,介绍了一种基于超声波收发一体传感器的手持导盲仪。出行时手握导盲仪,可通过波段开关控制探测的距离,经调研,最远探测距离3米较为适宜,探测广角可达90°,当探测到障碍物时,通过渡越时间法计算出障碍物的距离,可通过障碍物的距离远近促使蜂鸣器及振动传感器双重报警提示盲人。此手持导盲仪体积小、价格低廉、探测精度高、误判率低。经过长期的实验测试,该手持导盲仪稳定可靠,给盲人出行带来极大便利。

基于双频超声波技术的导盲实验设计

为提高学生对超声波的实际应用能力,在超声波测距技术的基础上,引入广泛应用于海洋探测方法中的双频超声波探测技术设计了一个导盲实验。该导盲系统能够在十几米甚至二十米的范围精确地探测障碍物距离,同时具有大量程与高精度两大优势,且采用太阳能供电,报警装置还可以播报障碍物距离。

最小方差自适应的视觉导盲诱导控制方法研究

准确诱导盲人跟踪给定路径行走是穿戴式导盲系统安全导盲的重要基础和前提.为了实现盲人的安全出行,对盲人的行走动力学模型以及自适应控制算法进行了研究.针对不同使用者在实际行走过程中,心理生理的差异以及与环境的交互作用,导致自身模型参数发生了变化,要求控制器具有一定的自适应性,提出了一种基于最小方差自校正控制算法的诱导方法,首先运用增广最小二乘法对被控对象的模型参数进行估计,然后在线求解Diophantine方程得到控制器的参数,最后根据最小方差控制律求得控制器的输出.仿真结果表明最小方差自校正控制算法在参数辨识完毕后能够很好地跟踪圆轨迹,实验结果表明多名实验者的平均行走轨迹误差范围为(-0.5957m,0.4811m),验证了该方法的准确性和适应性.