导盲机器人硬件结构设计说明书

合集下载

导盲机器人之设计

导盲机器人之设计1.視障朋友們長期處於黑暗的世界中，無法以視覺來體認這五彩繽紛的世界，必須依靠聽覺、觸覺、嗅覺等來感受他所生存的空間。

缺乏影像的資訊，使他面臨外在環境以及障礙空間的挑戰，其危險性比一般正常人高出數百倍。

長久處於不確定的環境使得盲人普遍缺乏安全威，導致日常生活適應能力較為不足。

因此，我們認為盲人對安全性的需求特別強烈，特別是生活行動上的安全，任何輔助器材的設計都必須以安全為第一考量。

引導視障者最常見的行動輔具應該就是所謂的「白手杖」，它所代表的意義是對視障朋友的尊重，行人在馬路上必須主動協助與禮讓視障朋友，而各類型交通工具遇見「白手杖」必須禮讓通行或減速慢行。

白手杖只能探測前方一公尺、左右距離約四十五度的範圍，無法偵測到膝蓋以上的任何障礙物。

要利用白手杖在都市活動，到處是高低不平的路面加上路邊隨意停放的車輛，以及隨時會出現危險狀況，實在是險象環生且困難重重。

導盲犬除了可以替代視障者的一雙眼睛，並且可以扮演貼心的伙伴和主人長相左右、形影不離。

在馬路上，我們經常可以看到一隻溫馴的狗狗「可魯」忠心地引導、守護失明主人的畫面，十分令人動容。

但由於導盲犬必須經由嚴格訓練，並領有合格證照，台灣的視障同胞有五萬多名，導盲犬則應有五百隻以上，比例應為1：100，數量太少故取得不易。

為了幫助盲人，許多電子導盲輔具的設計也獲得良好的成果。

對於盲人來說，導盲磚是一個重要的導引設備。

盲人可藉著碰觸這些含有許多資訊的導盲磚，來達到行動導引的目的，導盲磚分為引導用的「線形地磚」和用於警告與提醒注意的「點狀地磚」兩種，參考圖(一)中所示。

事實上，目前導盲磚所能提供的訊息有限，大概只有導引與警告兩種，對於盲人的幫忙可謂杯水車薪。

更何況在許多人行道上導盲磚的設置早已變成一排機踏車整齊排列，導盲磚早已破損而不堪使用。

視障者最大的困難在於方向的辨別和資訊的取得，只要給予適當的訊息和定位訓練，視障者通常都能行動自如。

有鑑於此，本計畫的導盲機器人將結合無線射頻技術(RFID)與語音播報系統來取代傳統的導盲磚設施，提供盲人更豐富的環境資訊或者空間方位，甚至是某個場合的導覽地圖語音。

导盲器的设计样本

Design of ultrasonic wave guide deviceAbstract：This article recommends a device of ultrasonic wave guide which is designed to adopt AT89C51 single-chip microprocessor computer as controller and apply the principle of ultrasonic distance measuring. The device can detect the distance between the blind and an obstruction in the road ahead and convert the message to a sound reminder .According to frequency variation of the reminding sound，it will enable the blind to judge whether there is an obstruction and the distance from the obstruction then accomplish the purpose of guiding the blind.Key words：Ultrasonic wave ；Single-chip microprocessor ；Guiding the blind摘要：采用AT89C51单片机作为控制器，运用超声测距原理，设计了一种超声波导盲装置。

该装置可以对盲人前面道路上障碍物进行距离探测并把障碍物距离信息转换成声音提示，盲人可以依照提示声音频率变化来判断有无障碍物及离障碍物距离，达到导盲作用。

核心词：超声波；单片机；导盲1 引言盲人在独自行走时重要依托导盲装置。

导盲机器人设计

导盲机器人设计关键信息项：1、导盲机器人的功能和性能要求2、设计方案和技术规格3、研发时间表和交付节点4、质量控制和测试标准5、知识产权归属和保密条款6、费用和支付方式7、售后服务和技术支持8、违约责任和争议解决方式1、引言本协议旨在规范导盲机器人的设计工作，确保设计成果满足需求并符合相关标准。

11 背景随着科技的发展，导盲机器人作为辅助视障人士出行的工具，具有重要的社会意义。

12 目的明确双方在导盲机器人设计项目中的权利和义务，保障项目的顺利进行。

2、导盲机器人的功能和性能要求21 导航功能能够准确识别道路状况，规划合理的行走路线，并实时调整以避开障碍物。

211 具备高精度的定位系统，如 GPS 和室内定位技术。

212 对常见的道路标识和交通信号有识别能力。

22 障碍物检测与避让能够及时检测到前方、侧方和后方的障碍物，并采取有效的避让措施。

221 采用多种传感器融合技术，如激光雷达、超声波传感器等。

222 具备快速响应和灵活转向的能力。

23 语音交互功能能够清晰地与用户进行语音交流，理解用户的指令和需求。

231 具备自然语言处理能力，准确识别用户的意图。

232 提供友好、亲切的语音提示和反馈。

24 紧急情况处理在遇到紧急情况时，如突发的危险状况，能够及时发出警报并采取相应的保护措施。

241 与紧急救援服务建立快速连接机制。

242 具备稳定可靠的通信功能。

3、设计方案和技术规格31 总体设计架构详细描述导盲机器人的硬件架构和软件系统架构。

311 包括处理器、传感器、驱动系统等硬件的选型和配置。

312 软件系统的模块划分和功能实现方式。

32 技术参数明确各项技术指标和参数要求。

321 行走速度、续航能力、重量等。

322 传感器的检测范围和精度。

33 外观设计考虑人体工程学和美学因素，设计出舒适、便捷且易于操作的外观。

331 尺寸大小适合不同身高和体型的用户。

332 材质选择应具备耐用性和舒适性。

4、研发时间表和交付节点41 项目阶段划分将整个项目划分为若干个阶段，明确每个阶段的主要工作内容和交付成果。

导盲机器人设计(一)2024

导盲机器人设计（一）引言概述：导盲机器人是一种能够辅助视力受损人群的智能机器人，通过感知环境、识别障碍物和提供导航功能来帮助盲人行动。

本文将介绍导盲机器人的设计，包括感知模块、识别模块、导航模块、交互模块和电源模块等五个方面的内容。

正文：1. 感知模块：1.1 摄像头感知：导盲机器人配备摄像头，通过图像分析算法实时感知周围环境。

1.2 超声波传感器：利用超声波传感器探测前方的障碍物，以确保安全路径。

1.3 惯性导航传感器：使用惯性导航传感器来检测机器人的姿态和方位。

2. 识别模块：2.1 视觉识别：通过图像识别算法，导盲机器人可以辨别人、物体和地标等，提供周围环境的详细描述。

2.2 声音识别：导盲机器人可以识别环境中的声音信号，如车辆的鸣笛声，以警示用户注意安全。

3. 导航模块：3.1 地图匹配：导盲机器人通过与预先设定的地图进行匹配，确定当前位置和目的地，并规划最优路径。

3.2 手势导航：用户可以通过手势控制导航方向，机器人及时响应并做出相应动作，提高用户的交互体验。

3.3 语音引导：导盲机器人配备语音合成功能，可以进行语音导航，向用户提供详细的行进指引。

4. 交互模块：4.1 肢体交互：导盲机器人利用机械臂和触摸屏等设备，与用户进行肢体交互，并提供相关信息和操作提示。

4.2 语音交互：用户可以通过语音控制机器人的功能，如发出指令或提问，机器人会进行语音回应。

5. 电源模块：5.1 充电模块：导盲机器人配备可充电电池，可以通过充电模块定期或按需充电，保证机器人的长时间服务能力。

5.2 低功耗设计：导盲机器人在硬件设计和软件运行中充分考虑低功耗要求，延长机器人的使用时间。

总结：导盲机器人的设计涵盖了感知模块、识别模块、导航模块、交互模块和电源模块等五个方面。

通过这些模块的合理设计，导盲机器人能够辅助盲人进行环境感知、障碍物识别、路径规划和导航引导等功能，提供更为安全和便利的行动方式，提升盲人的生活质量。

机器人智能导盲系统设计与实现

机器人智能导盲系统设计与实现智能导盲系统是一种利用机器人技术和人工智能算法来帮助视障人士进行导航和避障的创新产品。

它通过感知环境，解读视觉信息，并根据实时数据进行决策，为用户提供安全的导航服务。

本文将讨论机器人智能导盲系统的设计与实现。

一、引言随着人工智能和机器人技术的快速发展，智能导盲系统为视障人士提供了更多的独立性和便利性。

这种系统可以识别环境中的障碍物、识别路标和导航路线，帮助用户安全地行走。

本文将围绕机器人智能导盲系统的设计与实现进行探讨。

二、系统设计1. 感知模块机器人智能导盲系统的感知模块负责获取环境信息，并通过传感器来感知障碍物、路标等。

常用的传感器包括超声波传感器、红外线传感器、摄像头等。

这些传感器可以扫描周围环境，将数据传输给控制模块进行处理。

2. 控制模块控制模块是整个系统的核心，它接收感知模块传来的数据，并进行实时处理。

在处理过程中，控制模块利用算法对环境信息进行分析，并根据用户的指令制定行动计划。

例如，当系统检测到前方有障碍物时，控制模块会指导机器人绕过障碍物并保持安全距离。

3. 定位模块定位模块主要用于确定用户的当前位置。

定位技术可以通过全球定位系统（GPS）、惯性导航系统和视觉识别等方法实现。

这些信息可以帮助系统规划最优的导航路线，并提醒用户前方要注意的景点或路标。

4. 用户界面机器人智能导盲系统的用户界面应该简单易用，方便视障人士操作。

可以使用语音交互、触摸屏和语音识别等技术，为用户提供准确的导航指引。

同时，系统还应提供实时的语音反馈，告知用户当前位置、所处环境和行进方向等信息。

三、实现方法1. 数据采集与处理为了实现智能导盲系统的功能，首先需要搜集大量的训练数据。

可以通过摄像头、深度摄像头、激光雷达等设备收集视觉信息，并通过算法进行分析和处理。

训练数据应覆盖各种不同的情况，以提高系统的准确性和鲁棒性。

2. 算法优化与训练机器人智能导盲系统依赖于强大的算法来解析环境信息和做出决策。

机器人机械结构的说明书

机器人机械结构的说明书1. 引言本说明书旨在详细描述机器人的机械结构，以帮助用户了解并正确使用该机器人。

机器人的机械结构是其核心组成部分，决定了机器人的稳定性、运动灵活性和工作效率。

本文将介绍机器人的整体结构、关键零部件及其功能，以及装配和维护注意事项。

2. 机器人整体结构2.1 机器人外形特点本机器人采用全金属框架，稳定可靠。

其外形紧凑、简洁，并且具备良好的机械强度和刚性，确保机器人在复杂环境中的稳定运行。

2.2 关键组件及其功能2.2.1 机械臂机械臂是机器人的核心部件，由多个连杆和关节组成。

其主要功能是模拟人体手臂的运动，实现精准抓取和操作物体的能力。

机械臂采用精密滑轨设计，具备灵活、快速、稳定的运动特性。

2.2.2 轮式底盘轮式底盘是机器人的移动装置，由多个齿轮和电机驱动。

其主要功能是实现机器人的平稳移动和转向操作。

底盘设计合理，具备良好的防震性能和操控性，适应各类地面环境。

2.2.3 感应器件机器人配备多种感应器件，如接近传感器、力传感器和视觉传感器等。

这些感应器件可以实时获取环境信息，并将其传输给控制系统。

感应器件的准确性和稳定性对机器人的操作和安全性至关重要。

2.2.4 控制装置控制装置是机器人的大脑，用于接收和处理来自各个部件的信息，并根据预设程序控制机器人的运动。

控制装置采用先进的控制算法和可编程控制器，具备高效、可靠的控制性能。

3. 机器人的装配和调试机器人的装配和调试应由专业人员进行，确保各个部件的正确安装和互联。

在装配过程中，应注意零部件的顺序和紧固度，以及电气连接的正确性。

装配完成后，应进行全面的系统测试和调试，确保机器人的各项功能正常运行。

4. 机器人的维护与保养机器人的维护与保养是保证其长期稳定运行的重要环节。

用户应遵循以下原则进行：4.1 定期检查和紧固定期检查机器人的外观和各个零部件，确保其完好无损。

同时，对螺栓、紧固件等进行紧固，防止松动影响机器人的稳定性。

4.2 清洁和防尘机器人应保持清洁，并定期进行清扫和除尘工作。

“智行”导盲系统说明书

注：湖南省创新训练项目“智行眼镜”（No. 2033）；湖南省教育科学“十三五”规划课题青年项目（No. XJK19QGD004）摘要：本文针对我国盲人出行困难的问题提出“智行”导盲系统，“智行”导盲系统又分为基于Openmv 的导盲避障及基于安卓的导航仪，分别为盲人提供避障以及语音导航的功能。

详细说明了各个系统的内部资源，以及各个系统的功能，同时阐述了红绿灯识别及盲道识别算法计算过程。

最后，本系统可以和盲人语音交互，指导盲人出行。

关键词：盲人；Openmv ；避障；导航中图分类号：TP23；TP368.2 文献标识码：A 文章编号：1006-883X(2020)07-0026-04收稿日期：2020-05-09“智行”导盲系统孙智灵彭洋岳凌霞曹威吴林湖南文理学院数理学院，湖南常德 415000一、引言现在国家为盲人的出行提供了很多的设施，但盲人的出行[1]还是受到很大限制。

比如盲道经常被占用，过红灯时的不便......并且盲人容易迷失方向，从而导致迷路。

当前，盲人出行时靠的是一根手杖或是导盲犬。

然而，手杖不能为盲人判别方向和避开障碍物，没有很好地解决盲人出行的问题；而导盲犬，很多盲人无法承受其昂贵的价格。

所以，本文针对盲人出行的难处提出了一套“智行”导盲系统，可以定位、导盲、识别盲道和红绿灯，同时提醒盲人避开障碍物。

二、系统总体设计“智行”导盲系统分为两个主要部分，一个是导盲避障系统，另一个是导航仪。

导盲避障系统用于和盲人进行人机交互，导航仪主要用于查询数据库，以便获得导航信息。

盲人可以通过语音输入，当输入一级口令“导航”时，“智行”导盲系统进入导航模式，提醒盲人说出自己想去的目的地。

导盲避障系统利用GPS 获得当前位置，同时获得盲人所说的目的地之后，与导航仪进行通信，查询相关命令，同时通过语音信息告诉盲人如何前进。

在盲人前进过程中，导盲避障系统可以识别红绿灯及盲道，同时将相关信息告诉盲人，帮助盲人避开障碍物。

基于语音交互系统的导盲机器人设计

电子技术• Electronic Technology【关键词】语音交互导盲机器人 LD3320我国是世界上盲人数量最多的国家，目前，这个数据还在呈上升趋势，视障群体将在弱势群体中占据很大比重。

视障关爱是实现以人为本的政治目标的必经之路，是社会主义文明建设的基础课程，更是经济发展和科学技术进步的造福目标。

现在市面上有许多导盲产品，例如导盲杖、导盲仪等，但皆因成本高、准确度差、不易携带等缺点无法很好地满足盲人群体的需求，就算是导盲犬，也会面临“拒乘”、“禁入”等问题。

因而设计一款实用的导盲机器人来帮助视觉障碍者有着十分重要的意义。

本文为此设计以语音交互系统为核心的导盲机器人，通过人机交互，大大方便了盲人使用者的出行便捷。

1 系统总体设计导盲机器人主要是为了给盲人和视力障碍者在公共场所行进提供导航，在这种环境中，机器人通过与人的语音交互，将使用者安全准确的带到目的地。

根据视觉障碍者的出行需求，小车设计了引导、避障、提示、识别等功能。

在前进的过程中，机器人感应到障碍物、红绿灯后通过语音提示模块播报消息来告知使用者。

如“前方有障碍物”、“红灯”、“绿灯”等相应提示。

同时，使用者可以通过语音与机器人交互来控制机器人前进、停止和行走方向，机器人可以完全按照使用者的意愿工作，为使用者提供了一定程度的便捷。

总系统控制框图如图1所示。

2 系统硬件设计2.1 机器人结构设计本文设计的机器人以PVC 板和铜柱为支基于语音交互系统的导盲机器人设计文/金祝王永兰撑结构，其基于Arduino UNO 开发板，利用超声波传感器、红外探头探测障碍物，运用语音模块发出相应提示信息，帮助盲人作出正确判断。

这款导盲机器人具备引导、避障、提示、识别等功能，同时使用了双探杆作为机器人与盲人之间连接的纽带，使其更加稳定的同时在盲人使用完毕后可以轻松将小车收取。

相比较高端导盲产品，它具有外观时尚、性能稳定、易于操作和方便携带等优点，具有强大的功能吸引力和价值满足感。

智能导盲车硬件系统设计

智能导盲车硬件系统设计摘要：智能导盲车是一种能够辅助盲人行走的车辆，在现代社会有着广泛的应用。

本篇论文介绍了智能导盲车的硬件设计，包括系统结构、传感器选择和控制器设计等方面。

通过对传感器的选型和系统结构的优化，可以实现智能导盲车的高精度导航和安全行驶。

本论文也讲述了智能导盲车在实际使用中的应用及效果，说明了该系统的实用性和可靠性。

关键词：智能导盲车、硬件设计、传感器、控制器、导航、安全行驶正文：一、引言盲人是一种需要特殊关注和帮助的群体，在传统的交通工具和行走方式上存在很多困难和不便。

因此，为盲人提供更加安全、方便和舒适的出行方式，一直是社会关注的热点。

智能导盲车是一种利用先进技术，为盲人提供辅助行走的智能交通工具，其发展具有广阔的发展前景。

二、系统结构智能导盲车的硬件系统主要包括传感器、控制器和动力系统。

其中，传感器可以感知车辆周围的环境信息，控制器则通过实时计算和处理，控制车辆的转向、加速和刹车等操作，动力系统则驱动车辆前进。

系统结构图如下所示：三、传感器选择为了实现智能导盲车的高精度导航和安全行驶，需要选择合适的传感器。

在本系统中，使用了激光雷达、超声波传感器、视觉传感器和惯性测量单元等多种传感器，以获取车辆周围的环境信息。

其中，激光雷达可以获取较为精确的地形和障碍物高度信息，超声波传感器可感知近距离障碍物的距离，视觉传感器可以识别车辆周围的道路标记和交通信号灯，惯性测量单元可以感知车辆的运动状态。

通过这些传感器的组合，可以实现对车辆周围环境的全方位感知。

四、控制器设计为了实现智能导盲车的自主导航和安全行驶，需要设计合适的控制器。

本系统采用了PID控制器，通过对传感器信息的实时采集和分析，控制车辆的转向、刹车和加速等操作，实现车辆的安全行驶和精确导航。

五、实验结果经过实验测试，本系统能够实现车辆的高精度导航和安全行驶，同时具有一定的实用性和可靠性。

在实际使用中，智能导盲车可以为盲人提供更加安全、方便、快速的出行方式，有着广泛的应用前景。

基于plc的智能导盲机器人设计

基于plc的智能导盲机器人设计智能导盲机器人可以基于PLC（可编程逻辑控制器）来设计。

以下是一个基本的智能导盲机器人的设计方案：1. 机器人底盘设计：机器人底盘可以使用电动轮，通过PLC控制电机的转动来实现机器人的移动。

PLC可以接收来自传感器的反馈信号，根据传感器数据来调整电机的速度和方向。

2. 传感器系统：智能导盲机器人应该配备多种传感器，如红外线传感器、超声波传感器、摄像头等，以感知周围环境。

这些传感器可以通过PLC连接，并通过PLC编程来进行数据处理和决策。

3. 避障算法：PLC可以编写避障算法来处理传感器数据和机器人当前位置信息。

根据传感器数据和机器人所处环境的地图，PLC可以计算出最佳移动路径，并控制底盘电机以避免障碍物。

4. 语音识别和语音合成：PLC可以集成语音识别和语音合成模块，以使机器人能够理解和回应用户的指令。

PLC可以接收语音指令，并根据指令执行相应的动作，然后使用语音合成模块将机器人的回应转换为语音输出。

5. 导航和定位系统：机器人可以配备GPS导航系统和激光定位系统来精确定位自身位置。

PLC可以接收并处理GPS和激光传感器的数据，并使用这些数据来确定机器人的准确位置。

6. 用户界面：机器人可以配备液晶显示屏和按钮等用户界面。

通过PLC编程，可以实现用户与机器人的交互。

用户可以使用按钮或触摸屏来输入指令，机器人可以通过显示屏来显示相关信息。

7. 电源管理：PLC可以控制机器人的电源系统，监控电池电量并管理充电过程。

当机器人电量低时，PLC可以发送警报并将机器人返回到充电站。

总结：基于PLC的智能导盲机器人设计，可以通过整合底盘、传感器系统、避障算法、语音识别和语音合成、导航和定位系统、用户界面以及电源管理等模块来实现自主导航和辅助盲人的功能。

PLC作为中心控制器，负责整合和处理各个模块的数据，并实时做出决策和执行相应的动作。

导盲机器人设计

导盲设计（二）：技术实现与应用前景引言概述：导盲是一种利用和技术为视障人士提供导航和辅助功能的创新设备。

本文将深入探讨导盲的技术实现和应用前景，从感知与定位、导航与路径规划、交互与沟通、安全保障以及市场前景等五个大点展开详细阐述。

正文内容：一、感知与定位1.视觉传感技术：利用摄像头进行环境感知和障碍物识别，通过图像处理算法实现实时检测与分析。

2.深度传感技术：借助激光雷达、红外传感器等设备获取环境深度信息，实现对障碍物和路况的感知。

3.定位技术：采用GPS、惯性测量单元（IMU）等传感器实时获取的位置与姿态，辅助路径规划和导航。

二、导航与路径规划1.地图构建与更新：利用SLAM技术实现环境地图的构建，并通过更新机制不断适应环境变化。

2.路径规划算法：基于地图和传感器数据，采用最优路径规划算法为导盲选择可靠路线，避开障碍物。

3.动态路径规划：结合实时感知数据，实现对持续变化的环境做出及时调整，提高导航的准确性和效率。

三、交互与沟通1.语音交互技术：利用语音识别和语音合成技术，使能够理解视障人士的指令，并用语音回应。

2.触觉反馈技术：通过的触摸屏、振动马达等设备，为视障人士提供触觉反馈，增加交互的体验。

3.手势识别技术：结合相机和深度传感器，实现对手势的实时识别，便于视障人士与进行直接交互。

四、安全保障1.环境感知与预警：基于感知技术，可以实时监测并预警危险情况，如树枝、坑洞等，提高视障人士的安全性。

2.碰撞避免技术：利用激光雷达等设备，能够及时检测到障碍物，采取避免碰撞的措施，确保视障人士的安全。

3.应急处理与故障恢复：内置自主应对系统，能够及时应对紧急情况，保障视障人士的生命安全。

五、市场前景1.社会需求：随着视障人士数量的增加和全球化人口老龄化趋势的发展，对导盲的需求呈现增长趋势。

2.技术进步：和技术的不断进步为导盲的设计与实现提供了更多可能，加速了产业化进程。

3.商业机会：导盲市场潜力巨大，从旅游景区、办公场所到交通运输领域，都存在广阔的商机。

智能导盲系统设计

智能导盲系统设计随着科技的快速发展，（）已经深入影响了我们生活的方方面面。

在这个大背景下，我们提出了一种全新的智能导盲系统设计，旨在帮助视力受损的人士更好地独立生活。

一、需求分析视力受损的人士在生活中面临着诸多困难，其中最大的挑战之一就是出行。

他们可能需要借助盲杖来探测周围的环境，但这种方式往往不能提供足够的方位信息，也无法识别物体或文字。

因此，我们的智能导盲系统需要提供一种更加高效、安全、便捷的导盲方式。

二、系统设计我们的智能导盲系统由以下几个主要部分组成：1、智能眼镜：这是我们的核心设备，它使用先进的计算机视觉技术和深度学习算法，能够实时识别周围的物体和文字，并通过声音和触觉反馈给用户。

2、智能手环：手环可以监测用户的步数、心率、血压等生理数据，同时也可以通过触觉反馈来提醒用户即将遇到的危险。

3、AI云平台：这个平台负责处理眼镜和手环收集的数据，通过机器学习和大数据分析，为每个用户提供个性化的导盲服务。

三、技术实现1、物体识别：我们的智能眼镜使用了一种基于深度学习的物体识别算法，可以实时识别出周围的物体，并通过声音和触觉反馈给用户。

2、文字识别：我们的智能眼镜还使用了OCR技术，可以实时识别出文字，包括路标、店铺招牌等，并通过声音和触觉反馈给用户。

3、生理数据监测：我们的智能手环使用传感器来监测用户的步数、心率、血压等生理数据，并通过触觉反馈来提醒用户。

4、AI云平台：我们的云平台使用了大数据和机器学习技术，可以根据用户的历史数据和行为习惯，为用户提供个性化的导盲服务。

四、应用前景我们的智能导盲系统具有广泛的应用前景。

它可以帮助视力受损的人士更好地独立生活，提高生活质量。

它也可以用于辅助教育、旅游等领域，为有视力障碍的人士提供更好的学习和旅游体验。

我们的系统也可以为企业和个人提供定制化的导盲服务，为残障人士提供更好的社会支持。

五、结论随着科技的不断发展，在辅助生活中的应用也越来越广泛。

我们的智能导盲系统设计旨在帮助视力受损的人士更好地独立生活，提高他们的生活质量。

导盲机器人硬件结构

摘要导盲机器人是为视觉障碍者行动提供导航帮助的一种服务机器人，它利用多种传感器对周围环境进行探测，将探测的信息进行处理然后做出相应的反馈提供给驱动装置和视障者，以帮助使用者有效地避开障碍。

世界上视觉障碍者数量众多，而他们只能用60%的感觉来获取经验。

因而设计一款实用的导盲机器人来帮助视觉障碍者是十分必要的。

本文在综述国内外现有导盲辅助工具特点的基础上，确定了导盲机器人的总体方案。

机器人行走机构采用1个万向轮和2个差动轮的轮式结构，在两个差动轮中，有一个是由驱动电机，从而控制车体行进方向，机器人前进的动力由使用者自身提供。

机器人采用西门子S7-200控制，配备射频传感器、红外传感器、超声波传感器等检测环境信息，并具有语音提示功能。

机器人的主体控制思想为BP神经网络算法，基于这种算法，机器人可以选择合适的转动角度，确定最优运动路径。

关键词: 导盲机器人；避障；传感器；BP神经网络算法AbstractAs one of serving robots, The blind guiding robot is a novel device designed to help blind or visually impaired users navigate safely. it detects the environment information by the many kinds of sensors. And it sends the information to the blind and robot, and helps him/her know the environment and avoid the obstacle efficiently.Throughout the world, the number of blind is numerous, and the blind have to use 60% abilities of sensory. Designing a sort of practical blind guiding robot to help thevisual impaired persons has great significance.According to the characters in the blind guiding robot at home and abroad, a portable and reasonable general scheme is designed. The walking mechanism of the robot is the wheel-structure. It has one steering wheel and two universal wheels. and one of universal wheels is driven by the motor. The steering wheel controls the marching direction of the robot. The progressive power of robot is provided by the user. A PLC is used to control the behaviors of the robot. And the robot detects the environment with three types of sensors including Ultrasonic Sensor, Infrared Sensor, and a RFID sensor. The main program of robot is based on BP neural network algorithm, And the robot can select the appropriate rotation angle, to determine the optimal motion path.Key words:The blind guiding robot；Avoiding Obstruction；Sensor；BP neural network algorithm第一章绪论1.1 引言世界卫生组织估计全世界有盲人4000万到4500万，低视力人数是盲人的3倍，约1.4亿人，我国曾在上世纪80年代进行过视力残疾状况调查。

导盲机器人设计(二)2024

导盲机器人设计（二）引言概述：本文是关于导盲机器人设计的第二部分。

在本篇文章中，我们将继续深入探讨导盲机器人的设计原理和功能，并介绍其在导盲工作中的应用。

本文将围绕着五个主要方面展开：感知系统、导航系统、交互界面、移动机构和智能控制。

通过这些方面的探讨，我们希望能够加深对导盲机器人的理解，并为未来的导盲机器人设计提供一些参考。

正文：1. 感知系统1.1 视觉传感器：导盲机器人通过搭载高分辨率摄像头来获取周围环境的图像信息，以识别障碍物、人群及其他导航相关信息。

1.2 声纳传感器：采用声波技术检测物体的距离和方向，从而辅助机器人规避障碍物。

1.3 情感传感器：机器人通过情感传感器来感知用户的情绪变化和需求，以提供更人性化的导航服务。

2. 导航系统2.1 地图构建：利用激光雷达等传感器获取环境三维信息，并通过算法生成地图，为导航提供基础数据支持。

2.2 路径规划：机器人通过分析地图和实时感知数据，选择最佳路径来引导用户快速、安全地抵达目的地。

2.3 避障策略：当机器人检测到障碍物时，它将根据环境信息和预设的规则进行避障操作，保证导航过程的安全性。

3. 交互界面3.1 语音交互：导盲机器人能够理解用户的语音指令，并通过语音回复和导航指示来与用户进行交流。

3.2 触觉反馈：机器人通过触觉传感器给予用户触觉反馈，例如轻微震动或触摸提示，帮助用户更好地理解周围环境。

3.3 导航信息显示：机器人通过屏幕或发声等方式向用户展示导航信息，如地图、路线等，方便用户理解和确认进展。

4. 移动机构4.1 轮式移动机构：大部分导盲机器人采用轮式移动机构，具备较好的操控能力和适应性，可以应对不同地面情况。

4.2 腿式移动机构：少数导盲机器人采用腿式移动机构，具备跳跃和攀爬等特殊能力，可在复杂环境中自由移动。

5. 智能控制5.1 语音识别：机器人通过语音识别技术能够准确理解用户的指令，提供更智能化的导航体验。

5.2 机器学习：通过机器学习算法，机器人能够根据用户的喜好、习惯等个体差异，提供个性化的导航服务。

智能语音导盲系统设计

南京理工大学泰州科技学院作者：黄建军1 绪论我国曾在上世纪90年代进行过视力残疾状况的调查，结果显示，我国有视力残疾患者近1400万，其中盲人约就有620万。

从全国防盲技术指导组办公室得到的数据也显示[1]，我国有550万盲人，占世界盲人总数的1/5。

随着人民生活水平的不断的进步，让生活变得越来越简单方便成为了人民普遍追求的生活理念。

盲人既是我们普通人民中的一员，又是一个特殊群体，他们由于先天或后天的生理缺陷在日常生活中比我们常人会遇到更多的不方便，不能准确及时的发现并躲避障碍物就是一个重要的弊端。

如果有一种既轻巧，又便宜，同时又能及时的识别周围障碍物并发出报警信号的智能拐杖在盲人的手中将会为盲人的生活提供极大地方便。

由于超声波的速度相对光速要小的多，其传播时间更加容易被检测，并且易于定向的发射，方向性较好，强度可以控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。

同时随着计算机技术、自动化技术及工业机器人的不断出现，测距和识别技术在工业中已经得到了普遍的运用与发展，如何把这种非接触式检测与识别技术应用到民用领域已变得十分重要了。

1.1 课题背景及意义盲人既是我们普通人民中的一员，又是一个特殊群体，他们由于先天或后天的生理缺陷在日常生活中比我们常人会遇到更多的不方便和安全隐患。

本设计就是为了避免盲人在行走时与前方障碍相撞。

盲人导盲预警系统的运用可极大地减轻盲人的行走不便与安全隐患，降低且避免因盲人不辨障碍而导致的事故的发生，同时它将对提高人体智能化设计起到重要的意义。

对超声波具有传播速度慢，指向性强，能级消耗缓慢，对色彩、光照度不敏感的特点进行利用，同时因为超声波传感器结构相对简单、体积小、性价比高、信息处理简单而且可靠，易于小型化和集成化，并且可以进行实时控制等特点。

所以这一项技术应用于导盲产品中将有广阔的发展前景。

1.2 设计研究的内容本设计中超声波测距的设计是根据蝙蝠依靠超声波进行夜间飞行捕食的能力和原理，并且利用现在的单片机控制式超声测距系统，运用超声波一来一回确定目标位置的原理，主要是通过超声波传感器发送和接受超声波，然后通过对比分析发射的波与遇到障碍物后的回波信息，这样就完成了超声波导盲仪的数据采集部分。

导盲机器人设计

手柄的正面分布着三个按钮开关
返回机械设计图
上楼梯的实现方式
当前方从动轮碰到楼梯的第一层的前沿时，前轮上的力传感器受力的大小发生变化，这个变化会转化为相应的电信号并传到控制电路，控制电路会发出指令使前轮上翘。由于主轮还在转动机器人会成为（a）图所示的形态。机器人的轮子上装的是履带与楼梯间的摩擦力比较大，当动力足够大的时候，机器人前面的主动轮就会爬上楼梯如图（b）所示。当前面的主动轮爬上楼梯时，后面的步骤就想对容易多了。图（c）中机器人在上楼梯的过程中始终有三个轮子接触楼梯这样就不会使前面的从动轮撞到楼梯的前沿。图（d）为机器人快完成爬楼梯的示意图。要使机器人完成爬楼梯这个任务要为机器人提供足够大的动力，因此我们给机器人的每个主动轮上都装上电动机。
色标传感器
可以应用到黑底白线、白底黑线等背景和线色差较大的检测场合。自发自收，探测距离可以在3cm－10cm之间可调。其最小探测距离>=3cm,小于这个距离不能探测。探测的灵敏度可以通过调节背后的金属旋钮进行调节。（28元）
超声波传感器 URM37V3.2
具有温度校正和软件补偿模块尺寸22mm × 51 mm 工作温度范围：0℃～＋70℃ 最大测量距离：500cm 最小测量距离：4cm 分辨率：1cm 误差：1% （180元）
右侧扫描盲道
*当盲道终止时，我们让盲人根据经验让盲人判断接下来该怎么办，实际上我们考虑过GPS定位系统，目前民用GPS定位可在半径5m以内，而且车载GPS能输出语音信息，可明确提示盲人位置信息。但由于实际表演场地4*4m，用不上，其价格也不低，且需要配合语音系统，故本队不予以考虑。
*本队设计没有添加视觉传感器，故未涉及到探索斑马线，实际上某些十字路口的斑马线已褪色，甚至无法识别，幸运的是，斑马线都是起于盲道，终于盲道，走直线，并在过程中探测对面盲道，便可找到对面盲道。

导盲机器人设计

导盲设计本文档涉及附件：1.设计图纸2.功能需求列表3.原型模型照片4.用户反馈调查结果本文所涉及的法律名词及注释：1.ADA（美国残疾人福利法案）：《美国残疾人权利法案》（Americans with Disabilities Act）是美国的一项法律，于1990年生效，旨在保护残疾人的权益，包括在就业、公共服务、公共住房和其他领域的平等机会和减少歧视。

2.GDPR（通用数据保护条例）：为欧盟（EU）和欧洲经济区（EEA）内居民的个人数据隐私和信息安全提供了增强的保护。

该条例于2018年5月25日起生效，适用于涉及欧盟公民和居民的所有组织和企业。

3.版权法：指用于保护独立的表达形式，包括文字、音乐、绘画、照片、电影、软件等的知识产权法规。

正文：1.引言本文档旨在详细介绍一种导盲的设计方案，该具备辅助盲人行动、识别环境障碍物和提供路线导航等功能，以提高盲人的独立性和生活质量。

2.背景盲人在日常生活中面临许多困难和挑战，如无法准确辨别周围环境、难以感知障碍物和导航等问题。

导盲作为一种创新技术，可为盲人提供实时的定位和导航支持，帮助他们更好地适应社会和参与各类活动。

3.需求分析3.1 用户需求①盲人使用导盲能够准确和及时地获取周围环境信息，如避免碰撞障碍物和足够的安全空间。

②导盲能够提供交通导航功能，在陌生环境下指导盲人准确到达目的地。

③导盲具备语音交互功能，使盲人可以通过语音指令控制其行为。

3.2 功能需求①障碍物检测功能：能够通过传感器检测周围障碍物，并及时发出警报。

②环境感知功能：能够感知环境中的声音、光线等信息并对盲人进行提示。

③路线规划和导航功能：能够通过导航算法规划最优路径，并指导盲人按照路线行进。

④语音交互功能：能够通过语音识别与盲人进行交互，并根据指令执行相应操作。

4.技术设计4.1 结构设计①机械结构：采用轮式底盘结构，配备超声波传感器和摄像头等感知设备。

②语音交互：配备语音识别和合成的硬件模块，以实现与盲人的语音交互功能。

导盲机器人硬件结构设计说明书

世界上视觉障碍者数量众多，而他们只能用60%的感觉来获取经验。

因而设计一款实用的导盲机器人来帮助视觉障碍者是十分必要的。

本文在综述国内外现有导盲辅助工具特点的基础上，确定了导盲机器人的总体方案。

机器人采用西门子S7-200控制，配备射频传感器、红外传感器、超声波传感器等检测环境信息，并具有语音提示功能。

机器人的主体控制思想为BP神经网络算法，基于这种算法，机器人可以选择合适的转动角度，确定最优运动路径。

城市智能导盲车设计说明书

设计说明书————城市智能导盲车目录作品名称 (3)作品模型 (4)设计背景 (5)设计内容与预期目的 (6)整体方案 (6)主要部件 (7)底盘构造 (7)传感器 (8)可变式三角形履带 (9)1 技术领域 (9)2 背景技术 (10)3 发明内容 (10)4 技术方案 (10)摩擦式无级变速器 (12)1 技术领域 (12)2 背景技术 (12)3 发明内容 (13)4技术方案 (13)部分零件CAD尺寸图 (14)设计感想 (19)作品名称城市智能导盲车作品模型设计背景在日常生活中机械电子扮演着不可或缺的作用，在中国梦的背景下作为当代大学生我们有义务也有责任把学到的机电专业知识做出实物来回报社会，实现人生价值。

盲人是一个没有视觉感知力的弱势群体，盲人行走在川流不息的城市中，会非常的不便和危险，而起到导盲作用的除导盲犬外，目前还存在大致三类导盲机器：手杖类导盲辅具、穿戴式导盲辅具、移动式导盲辅具。

本项目城市智能导盲车，在实现基本导盲功能的同时，还要向智能化和机械结构创新方向发展，弥补导盲手杖的功能单一问题和机器人的高造价、技术复杂、普及度不高的缺点，真正实现导盲工具的多功能化和大众化。

这将会为盲人的生活提供极大地方便。

设计内容与预期目的（1）对智能导盲车底盘的机械传动结构创新优化，真正实现适应城市路况环境。

（2）了解使用各类传感器（红外传感器、超声波传感器），利用传感器达到导盲车自动识障、避障的预期功能。

（3）研究语音控制系统，利用语音系统向盲人传达行走指示的关键信息。

（5）选用及开发合适动力系统，保证城市智能导航车的持续动力和有效续航。

（6）采用相应的人机交互技术，实现人和智能导盲车的信息反馈和交流整体方案导盲车采用三角形履带，可以有效翻越台阶障碍和提升爬坡能力。

整个底盘部分用于放置锂电池及导盲车行进所需齿轮及相关构件。

导盲车的后方有一可以360度调向的导杆并且在导杆的顶端附有控制按钮，盲人可以通过它来控制导盲车的行进与停止。