导盲器-长春理工大学-曙光队课件.ppt

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1、各位老师你们好！光电智能导盲器项目总结参赛队伍名称：曙光所在学校：长春理工大学队员：聂仙忠梁晨肖小锋指导老师：冯进良项目总体结构和简介光电智能导盲器的总体实物电路如下图1：由图可知本系统由AT89C51、ADC0809数模转换器、74LS373锁存器、CD4001或非门、CD4069反相器构成模数转换系统，由ISD1700语音芯片、录音器及喇叭构成语音系统，由红外激光和光电传感器及相应的电路构成红外探测系统。最后综合而成导盲器的整体。图1实物总体图总体主要分为以下几个部分一、红外探测二、A/D转换三、语音模块四、单片机控制系统红外探测红外探测的发射采用850nm波长的红外激光。如图2：图2红外

2、激光组为了使响应更灵敏，接收管采用深圳市龙信达科技有限公司生产的峰值响应波长为850nm的光敏接收管。接收电路设计如图3：图3红外接收电路因为光敏传感器易受可见光影响，为了得到更好的效果，采用了只允许850nm红外光通过的滤光片。实物图如图4：图4滤光片图5为加滤光片后的红外激光发射图5加滤光片的激光发射A/D转换采用ADC0809芯片及相应的门电路和74LS373锁存器和74LS74D触发器组成，用于将模拟信号转化成数字信号，以便单片机工作，原理如图6所示：图6AD原理图语音模块语音芯片采用了ISD1700芯片，如图7所示：语音模块有录音、放音、复位、擦除、下一首和音量控制6个键。主要运用语

3、音模块的录音和放音功能，录制真人声音，由单片机控制放音，发出录制的避障提示音来提示盲人进行避障。图7语音模块语音系统的电路如图8：图8语音系统电路单片机控制系统单片机控制系统是用来控制导盲器的数据采集和语音报警，使得导盲器更加智能。控制流程图如图9所示：图9控制系统流程主要研究内容与采用的方法本次研究的光电智能导盲器是基于AT89C51单片机控制，红外探测器探测障碍物，语音系统发出避障提示而制作的一种可帮助盲人安全行走的产品。当经反射后的红外信号大于阈值时比较各个信号的大小选择其中最大的响应，提示安全行走路线。实物测试结果与分析左图是实物测试的经接收电路放大后的电压与离障碍物的距离用MATLA

4、B输出的原始图和拟合图，如图10所示:其中绿色曲线为原始数据，红色曲线为拟合后的数据关系。由此图可知，前方障碍物的阈值距离设置在1.5m时最合适，便于导盲器避障。而由于左右两边的距离比较小且对行走影响小，所以可以把两边的阈值距离设置为0.3m。当大于阈值时表明有障碍物则采取避障措施。反之则可安全行走。图10经MATLAB处理的图研究成果的创新之处采用红外激光器采用红外激光发射（如图11），拥有激光的方向性好，平行度好，能量集中，结构简单等一系列优点。正是因为这些优点减少了多个红外发射的相互干扰，接收管可以接受更多的红外信号，使得红外探测器的整个电路更简单。红外探测器的选用以前的导盲器大多采用超

5、声波测距的方法，而本次导盲器使用红外激光探测器。图11红外激光器利用阈值控制很多的导盲器都是基于超声波的测距思想制作的，而我们采用了红外阈值处理，使得单片机不用一直计算障碍物的距离，减少了单片机的工作量，加快了报警速度，有利于更好的避障。存在问题和改进方法1.本次使用的光敏二极管对可见光也有一定的响应，为了解决这个问题，设计时采用850nm的滤光片，从而得到更的效果。2.前方的障碍物与左右两边的障碍物距离不一样，因此编程时采用不同阈值处理，避免造成虚报障碍物。3.本次实验过程中发现理论设计的光学镜头会产生较大的干扰，所以本实验改用3个激光头取代扩光束。若光学镜头设计好也完全可以用来实现扩束。结

6、论与展望经过队员一个月的努力，本导盲器在实验下效果不错，但由于生活中很多环境因素与实验条件不符合，所以要将其用于实际生活还需要进一步完善，考虑更多的环境因素，以提高安全系数。随着科技发展，光电技术必定成为生活的主导。而且很多高尖端的科学技术都是基于光电技术的应用发展起来的。所以用光电知识设计导盲器有着很好的发展前景，能够更好更方便的为盲人的“导航”提供安全通道。实现盲人行走无忧。在此感谢光学组委会给与我们这么好的自我锻炼的机会，加强了学生的设计创新能力。同样感谢给予了大力帮助的冯进良老师，还有各位学长和支持本次制作设计的同学们。结束语敬请各位专家给与点评