基于超声波测距与psd红外测距智能语音导盲器

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1、基于超声波测距与PSD红外测距智能语音导盲器摘要：设计了一种以超声波测距和PSD红外测距为核心的智能语音导盲器。利用STC12C5A60S2单片机循环采样，ISD1700语音芯片作语音提示，实现导盲提示的功能。整个导盲装置将放置于使用者头部，其中，超声波探测器探测方向可随使用者头部指向变化而变化，探测距离为5m,精确到百分位，通过耳机向使用者报数，实现方向与距离的精确指示。关键词：超声波测距；红外测距；三角测量原理；语音提示中图分类号：TN98?34文献标识码：A文章编号：10047373X(2013)10?0115?040引言我国是世界上盲人最多的国家，约有900万视

2、力残疾者,占全世界的盲人总数的［15］左右，每年会新增盲人45万，即约每分钟增加一人［1?4］。完全失明的盲人，在行动引导方面遇到了很大的困难。传统的手杖无法及时地告知盲人前方障碍物的具体位置。因此，一种廉价实用的智能导盲器的意义重大。本文设计了一种以超声波测距和PSD红外测距为核心的智能语音导盲器。利用STC12C5A60S2单片机循环采样，ISD1700语音芯片作语音提示，实现导盲提示的功能。本设计着重于解决使用者对前方障碍物的感知，因此本设计的超声波探测器探测方向，随使用者头部指向变化而变化，与使用者头部指向完全一致，且探测距离为5mo通过耳机向使用者报数，精确到

3、百分位，实现方向与距离的精确指示。1系统结构2探测模块中间的探测器指向正前方，左右两边的探测器中线各与中线成90°角，这样就可以组成一个可以探测前半球180。的模组。红外测距传感器三角测量原理［5?6］:激光三角法测距的基本原理是基于平面三角几何［8?9］。其方法是让一束激光经发射透镜准直后照射到被测物体表面上，由物体表面散射的光线通过接收透镜会聚到高分辨率的光电检测器件上，形成一个散射光斑，该散射光斑的中心位置由传感器与被测物体表面之间的距离决定。而光电检测器件输出的电信号与光斑的中心位置有关。因此，通过对光电检测器件输出的电信号进行运算处理就可获得传感器与被测物体表

4、面之间的距离信息。为了达到精确的聚焦，发射光束和光电检测器件受光面以及接收透镜平面必须相交于一点。5系统工作过程简述6系统测试(1)测试报警系统能否实现预期功能(2)报警系统工作的稳定性系统连续开机2h,每隔15min,检查系统一次，系统长时间开机后仍能正常工作。7结论与展望本设计实现了多重距离探测，多向距离探测和多重报警语音提示的功能。在设计过程中，坚持小型、快速、实用、智能的思想，尽可能地实现更多的功能。为此，选定探测距离为4〜500cm的超声波探头和20〜150cm的红外探头做多重距离提示。目前国内外的导盲器都是采用比较成熟的超声波测障，而更人性化的导盲器会具有图

5、像处理系统或者GPS定位系统。本设计在正面探测仍采用成熟的超声波，并以一定向下的倾角，探测地上障碍物，作为取代导盲杖的一种尝试。用红外探头作左右两边的探测，使装置成本大幅下降，且体积小功耗低。本装置成本合理，而具有图像处理系统或者GPS定位系统的导盲器价格很高。因此本设计有一定实用价值。参考文献[1]曹文思，巩鲁洪•基于ATmega64单片机智能导盲系统设计[J].华北水利水电学院学报，2010,30(5)：1069109.[2]张兰，杨济民，韩晓丽，等•基于C8051F060的超声波导盲系统设计[J]•现代电子技术，2009,32(24)：1607162._3]LID

6、P,SUNFR.Diagnosticavailabilityresearchofinfraredfaultdiagnosisofmachineandelectricdevice[J]・Mechanical&ElectricalEngineeringMagazine,2004,34(7)：44?48・[4]王玲•有关当前盲人图书馆发展讨论[J]•江西图书馆学刊，2006(7)：65?67.[5]王勃宁•基于PSD测距的智能光电导盲器设计[J].科协论坛,2010(11)：66?67.[6]高经武，赵凤华.PSD传感器原理及应用[J].电子设计工程，2002(3)：56?5

7、8.[7]刘永亮，仇三山•用SPI实现dsPIC与ISD语音芯片通信[J].单片机与嵌入式系统，2005(11)：40?45.[8]朱尚明，葛运建•激光三角法测距传感器的设计与实现[J]・自动化仪表,1998(12)：10?12.[9]朱尚明•位置敏感检测器PSD及其应用研究[J].自动化仪表，1996(2)：32?35.