电子导盲拐杖的设计

导盲拐杖的主要功能是利用语音提示障碍物,帮助盲人识别障碍物与自己之间的距离;在夜间,电子导盲拐杖还发出红色警示光,提示他人引起注意,给盲人提供帮助或关爱。本设计受汽车倒车雷达工作原理的启发,采用超声波收发模块测距,检测盲人周围12米以内障碍物,并发出语音报警。另采用光敏电阻检测周围环境的亮度,并将该亮度转化为相反逻辑的红色警示光。设计制作结果表明,本作品实现了电子导盲拐杖预期的声光报警功能,还具有高灵敏度、低成本、便于携带等特点。     

电子导盲仪

盲人无法看见周围障碍物，出门行动很不便。为此，我设计了这个电子化的导盲仪，可以取代盲人手里的拐杖。导盲仪的主体是一个电子平台，由红外探头、超声波探头和单片机（电脑）组成，安装在帽子上。当盲人外出时，红外探头和超声波探头分别向四周空间和地面发出红外线和超声波。如果前方（或左、右边）有障碍物，红外探头朝那个方向发射的红外信号就会被反射回来，接受器收到信号，经单片机处理后，由喇叭或耳机发出报警声音；同样，当地面出现凹凸不平，超声波探头收到的信号也会有所反映，盲人将听到另一种报警声。我已经试制出能初步实…     

新一代盲人智能导航系统的设计与实现

本文以盲人新一代导航系统为背景,通过应用超声波传感器、蜂鸣报警器、语音播报器、光敏传感器等众多传感设备,设计了基于51单片机智能盲人导航系统。该导航系统主要实现对盲人前进路上障碍物进行分段距离提醒以及夜间照明功能。为新一代盲人导航系统的产业化提供一种新思路和新方向。     

超声导盲镜应用研究

超声导盲镜应用研究李有禹（陕西师范大学教育系，西安７１００６２；作者，男，４７岁，讲师）１工作原理及实验方法超声导盲镜是利用超声波脉冲反射法和超声波回声测距技术来帮助盲人在行走中发现障碍物的设备．它的主要元件安装在眼镜架上，由超声波发射器发出超声波，...     

给盲人指路的鞋子

最近,香港理工大学的研究人员发明了一种可以给盲人指路的鞋子。这种鞋子内置智能设备,会发出和接收超声波,通过回声定位近距离的障碍物,然后发出震动信号向盲人报警。离障碍物越近,鞋子的震动便越强。鞋子中还装有全球定位系统装置,可以告诉盲人目前身处何方及行进方向。     

基于多传感信息的挖掘机器人导航及避障技术

为实现挖掘机器人在挖掘作业前,无碰撞安全行走到作业场所,采用视觉、红外及超声波传感器,采集挖掘机器人外界环境信息,通过红外及超声波传感器实现墙壁跟踪导航;依靠视觉传感器,实现巡线、道路识别、导引车辆跟踪导航;依靠光流法提取障碍物特征信息,实现路面障碍物的识别、避障。研究结果表明:综合使用多传感器信息,可以实现挖掘机器人的导航及避障目标。     

基于AT89C51的智能手杖设计与实现

盲人在独自行走时主要依靠导盲装置．文章提出了一种基于AT89C51单片机为控制核心,辅以ISD4004语音芯片和失心电机,利用超声波测距原理设计了一种智能手杖．该装置可以对障碍物进行距离探测并转换成语音提示,同时发出振动报警．具有测量精度较高,易于调试,成本低廉等特点．     

基于SPCE061A的汽车倒车防撞报警器设计与研究

设计了一种汽车倒车防撞系统。该系统以SPCE061A单片机为控制核心,工作时,超声波传感器采集的数据,由控制核心快速计算出汽车车尾与障碍物的距离,并通过LED显示提醒信息,该系统主要利用单片机的实时控制和数据处理功能,完成系统的控制。最后阐述了报警器的硬件电路原理及软件设计。     

基于多传感器数据融合的室内定位算法

基于惯性测量单元(IMU)的定位方法是一种全自主定位方法,该方法通常是基于单个IMU(Single-IMU)实施定位,其具有较大的漂移误差和累积误差.因此,提出了一种基于多个可穿戴式IMU(Multi-IMUs)与室内无线传感器网络(IWSN)的多传感器数据融合的室内定位算法,根据佩戴于不同部位的Multi-IMUs信息协同,提高人体姿态检测的有效性,并且利用模糊投票机制(Fuzzy Voting Scheme)融合Multi-IMUs位置信息;此外,结合IWSN,采用卡尔曼滤波算法(Kalman Filter Algorithm)融合IWSN解算出的位置信息与Multi-IMUs计算出的位置信息降低基于IMU的累积误差.实验结果表明,所提出的基于多传感器数据融合的室内定位算法能够识别出行走的姿态,与基于Single-IMU的定位算法相比,该算法有效地降低了累积误差和漂移误差,提高了室内定位的有效性和可靠性.     

移动机器人的障碍物群检测方法

利用激光和超声波传感器在用栅格表示法形成地图的基础上，提出了进行数据融合以提取环境特征的新方法：识别障碍物群。该方法能够在密集障碍物环境中为机器人的路径规划和避障提供准确的环境特征信息，提高机器人系统的自主性和实时性。实验结果表明了该方法的有效性。     

基于接近式传感器电子计步器的设计

本文设计的计步器是以接近传感器为基础,利用行走者行走过程中双腿的相对距离变化或者手腕相对于腰部的距离变化得到配戴者行走步数信息,利用统计数据和终端软件,实现了步行距离及能量消耗和健康指数的监测.通过计步器采集运动信息,运动信息可以以蓝牙传输的方式传递给手机,并以运动曲线等方式将人们的运动信息展示。也能使用蓝牙和wifi等终端可将数据发送到数据中心,可以直接访问到计步器的服务网站,更好地获取装置信息与其它用户进行交流。     

基于深度图像的室内机器人避障系统

为了增强室内移动机器人的障碍物检测能力和降低系统成本,提出了一种基于深度图像的单一Kinect传感器的室内移动机器人避障系统.该系统将Kinect传感器竖直放置,并对深度图像进行了几何变换,提供了更加适合探测地面和空中障碍物的视角.对深度图像进行中值滤波以消除图像噪声,并采用统计平均的背景减除法去除无障碍背景,提取障碍物的深度图像,然后对障碍物的大小、位置与数量进行检测,最后根据检测的结果,并利用人工视场与Kinect摄像头对位置环境局部最小值场景的检测相结合进行避障路径的选择.结果表明:局部最小值场景检测方法能够高效检测出环境中存在局部最小值的缺陷,沿墙行走模式也大大减少无效路径,解决了狭窄通道内震荡的问题,有效地实现了室内机器人在动态环境下的避障.     

基于多传感器信息融合的AGV避障算法

介绍了多传感器信息融合技术的基本原理,研究了它在小车自主避障上的应用,并提出了在基于视觉定位的自动导引车(AGV)基础上的一种避障系统设计方案.该系统将超声波传感器与红外传感器组合使用,利用多传感器信息融合技术,采取改进的K/N融合方法以及基于先验知识的AND融合方法,对传感器数据进行分析决策并以此实现避障算法.实验利用上述方案进行避障测试,得到轨迹曲线.结果表明:该方案有效地改善了单一传感器性能较差以及消除噪声干扰等问题,避障时的安全距离不少于50cm,可及早预警并采取相应避障措施,最终实现了较好的避障功能.     

超声避障技术在轮式机器人导航中的应用研究

随着智能控制的发展,机器智能化成为大势所趋。其中轮式机器人是一种集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机技术、人工智能与自动控制技术、现代传感器技术、信息与通信等技术,是典型的高新技术的综合体。其中轮式机器人障碍物探测是机器人前进的前提。通过采用超声波探测原理,设计了轮式机器人障碍物探测系统。仿真和实验证明,该系统能够很好的探测轮式机器人前方的障碍物,为后续机器人的避障控制提供了重要依据。     

面向移动智能终端的踩踏预防系统

针对目前踩踏事故频繁发生的问题,提出面向移动智能终端的踩踏预防系统.该系统首先利用移动智能终端自身的传感器采集行人在突发事件下的行走数据,然后对行人加速度等信号进行处理,检测和计算行人步频、步长和行走方向.接着调取室内地图并显示在智能终端,直观地显示出用户的位置,最终引导用户疏散.在移动智能终端上进行实验,结果表明,该系统能实时地对突发事件中的行人进行较为准确的定位和疏散引导,从而避免踩踏事故的发生.     

室内动态环境下的移动机器人自主避障策略

针对室内未知动态环境移动机器人自主避障问题,提出一种融合动态障碍物方向判断策略及子目标点更新策略的自适应模糊神经网络优化避障算法,并依据该算法设计移动机器人避障控制系统。首先,分析移动机器人的运动模型,获取机器人的目标角度;然后由超声波传感器获取障碍物距离信息,由障碍物距离信息判断动态障碍物运动方向并更新子目标点;最后利用自适应模糊神经推理系统实时输出机器人的转向角与速度,实现对机器人转向角的控制,使机器人能够无碰撞地到达目标点。研究结果表明:本文提出的算法能够使移动机器人在未知动态环境下识别障碍物、判断动态障碍物的运动方向以实现自主避障;相对于无子目标点更新策略,移动机器人平均移动速度提高11.75%,验证了所提算法的有效性。     

基于无线传感网定位的网关功能模块的实现

为有效利用无线传感器网络采集的数据,设计了具有定位功能的网关功能模块。该模块的开发基于LINUX系统,其功能在REAL210(V6.2)嵌入式开发板上测试实现。模块可以使传感器节点组网形成路由信息,对传感器网络中节点进行资源分配和时间同步,最终实现节点定位。定位功能面向大型无线传感器网络,通过建立距离层级模型实现。测试结果证明,系统定位快速、准确,可以广泛地应用在大型无线传感器网络定位或监测等场合。     

基于ROS的室内导航机器人设计研究

采用基于机器人操作系统（ROS）的设计方案开展了机器人在自主导航中的应用研究,设计了一款集定位、SLAM建图、路径规划、驱动控制于一体的机器人综合系统。系统利用激光雷达扫描获取环境实时数据和里程采集信息,通过Gmapping算法对数据进行融合,以及采用自适应蒙特卡洛定位（AMCL）方法实现了环境地图绘制与定位。通过matlab对路径规划算法进行对比研究发现,路径规划任务中Djakarta算法更适应在室内多障碍物场景。而实验结果显示在模拟环境中利用Dijkstra算法和DWA算法进行避障更加有效。仿真实验结果也表明,该系统可构建高精度环境地图,并对机器人进行定位和导航,实现了在实时路径规划中成功避开障碍物到达目标点。以上研究表明在室内定位和导航任务中该机器人系统框架具有良好的可行性和稳定性。     

基于AVR单片机的清洁机器人控制系统设计

实现了一种基于ATmega128单片机的清洁机器人控制系统,包括硬件设计以及软件算法的实现.控制系统硬件部分传感器包括红外测距传感器,碰撞开关,红外测速传感器等.红外测距传感器、碰撞开关用来感知障碍物,红外测速传感器用来检测驱动轮的速度,电机为驱动轮以及清扫机构提供动力.本文软件部分采用了全覆盖路径规划算法,为环境建立固定坐标系,以沿边行走方式探测环境信息,实现了清洁机器人区域全覆盖行走功能.     

基于超声波的自适应防抱死制动系统的研究

采用了超声波测距的原理,通过超声波传感器对汽车周边环境进行实时监测.汽车在正常行驶的情况下,自适应防抱死动系统处于非工作状态,当超声波传感器检测到前方的障碍物时,系统将根据障碍物的距离发出不同的警报声音,并紧急启动自适应防抱死动系统,使汽车减速或停车,以免发生追尾事故.该系统将简化汽车制动时的操作同时提高了其稳定性,它将极大地提高汽车的主动安全性.