术度开
低视力者及盲人安全前行导航帮手
赵银平
(合肥工业大学安徽合肥230009)
应用研究
摘要：全世界其有盲人4000万～4500万，低视力者是盲人的3倍，约1.4亿人，我因每年新增45万盲人和135万低视力者，对予这费特殊群体，如何安全外出是最大的间题。针对此间题，本文简单介绍了已有的几种解决方案，并介绍了“低视力者及盲人安全前行导航帮"的特点以及创新点。
关键词：单片机超声波传感器红外传感署导盲低功耗
中图分类号：TP368.12 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)09-0031-02
果校园里的路上有石块等新增的障碍物的话，他们就会被纤倒。遇
目前，国内盲人行走帮手之-是借助手杖触及障碍物进行探路，其不足是盲人探路的劳动强度大，且手杖触及不到的障碍物，就可能发生危险。盲道，可盲道自己很“忙"！盲道形同虚设。目本最新研究盲用电子眼，由于该技术不太成熟，植人后对人体有伤害。除上述之外，国内外还有其他导盲装置，但价格不菲，不适合大众使用，始终无法普及。针对以上产品存在的各种问题，“视力障碍者安全前
行导航帮手"可有效解决，下面我将具体介绍一下该产品。 2、产品介绍
“低视力者及官人安全前行导航帮手旨在为视力障碍者和老年朋友们服务，以规力障碍者为主要服务对象，尤其是盲人朋友们。盲人朋友们作为特殊群体，社会需要给他们更多的关怀和照顾，使他们能更好的独立生活。如何安全独立行走是他们最大的问题，通过对以往盲人导航产品优缺点的总结，依据直人朋友们自身的需要，我们设计了“低视力者及盲人安全前行导航帮手”
从外部结构看，本产品包括手杖和绑缚式护膝两部分：手杖是由支撑杆、把手组成，支撑杆的前方设置有超声波传感器，把手上分别设置有开关、振动马达、led灯、应急开关、蜂鸡器，把手内设置控制电路：绑式护藤上设置红外传感器及振动马达，和手杖共用同一控制电路，也可单独使用控制电路。
左腿绑护膜，有手持手杖。由于手杖和护滕的前方设置有传感器，一且探测到障碍物或者水坑等低洼之处时，传感器将信号传给控制电路，使振报动马达震动。在夜晚打开Led灯开关，可以使行人主动为他们让路。当发生紧急状况时按下应急开关，蜂鸣器发出响声。绝对保证低视力者及盲人安全前行。护膝和手杖也可依据需要单独使用。产品结构图如下：
传感器1
蜂鸣器开关1
振动马达1
单片机
传感器2
3、产品说明
振动马达2
开关2
经过调查，我们发现生活在校园里的盲童们，他们不使用盲杖。刚人学时，由老师带领熟悉校园环境，经过3～6天的时间，他们的脑海中就有了整个校园的地图，不再需要老师带领，自理生活。但是如
万方数据
到下南天，坑洼的积水也是常遇到的困境。步人社会的盲人朋友们不会单独出远门，他们只是独自在自家周围散步，感受下大自然。而路上停放的自行车等临时障碍物是他们出行遇到的最大的困难。针对以上间题，“视力障碍者及育人安全前行导航帮手"可满足使用者安心外出，对于各种障碍物及坑洼之地都会有提示。
本产品在采用低端传感器的情况下依旧可以保持很高的准确
性，性价比高，试用者很满意。 4、创新点说明
4.1超声波传感器与红外传感器的配合使用，全面探知外部环境
测障可选用的传感器很多，例如超声波传感器，红外传感器，光固态CCD图像传感器，激光雷达传感器等等。超声波传感器在使用中不受光线，电磁波，粉尘等因素影响，加之信息处理简单，成本低，速度快，在避障中应用广泛。红外传感器探测视角小，方向性强，测量精度高，价格便宜，而且可在夜间工作，应用也较为广泛。
考感到超声波传感器存在较大的音区且受温度影响，本产品中，将采取超声波传感器，温度传感器和红外传感器的组合。利用温度传感器测得温度对超声波测距进行补偿。超声波传感器检测30~ 100cm范围内的障碍物，同时使用红外传感器进行30cm范围内的近距离感知。这两种传感器可以互补，例如有些不反射红外光线的物体（黑色塑料)等却能很好的反射超声波，超声波无法检测到的物体很容易被红外测距传感器检测到。从而保证在使用低端传感器的条件下全面准确的获取外部环境信息，实现高性价比。
(1)超声波探测：超声波是一种频率为20KHZ以上的声波，具有直线传播的能力。通过超声波发射器向某一方向发射超声波，超声波在介质中传播，途中硅到被测物体后，必有反射波反射回来作用于超声波接收器上。这时发射点距被测物反射面之间的距离就可用时间差测距法求得：
L=CT/2
其中：C为超声波在介质中的传播速度(m/s)；T为从发射超声波到接收到回波的时间差(s);L为待测距离(m)。
(2)超声波测距温度补偿：温度对超声波速度影响非常大，本文采用了DS18B20进行测温DS18B20是DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器，温度测量范围是-55~+125摄氏度，可编程为9 位~12位AD/转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度。DS18B20 温度传感器外围电路非常简单，只需在数据线上加一个上拉电阻，就可以直接将数据线接人单片机中进行数据处理。声速的修正可以采用公式：
C=332+sqrt(1+T/273)
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