导盲机器人(一)
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。
导盲机器人简介
导盲机器人简介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。
下面小编为你整理了导盲机器人简介，欢迎阅读。
导盲机器人简介对于视障人士来说如何掌握行走的方式和特性是日常生活的重要部份，他们可以依赖一定的辅助设施，比如传统的盲杖、加入声波探测障碍物的电子盲杖，还有其他的盲人导航设备等等，这一切都有它们的优点和缺点。
80%的视力残疾人士觉得，现时所能提供的辅助设施实际上不能满足他们的活动需要，它们不能给用户提供正确的路径和躲避障碍。
几乎所有的视力残疾人士都希望有一个辅助导航设施可以让他们和正常人一样的，能确保他们在路上感觉方便和安全。
导盲机器人发展在导盲机器人的发展历程中，人们首先是以室内环境为背景，开始了移动机器人的探索性研究。
此时并没有针对具体的任务或应用背景，而是面向室内结构化环境的基本技术的初步研究，包括机器人结构设计，控制技术，传感器技术，信息融合，路径规划和不确定性处理等。
一些国外大学和研究机构的早期研究得到很多重要的结论。
此外，对多传感器信息融合在机器人上的运用，积累了大量宝贵经验。
进入八十年代后，人们根据前一阶段的研究技术基础，开始了对室内自主式移动机器人的研究。
一直持续到今天，目前来看，导盲机器类型大致可分为以下3类:一. 手杖类导盲辅具视觉障碍者使用最普遍的辅助工具就是白手杖(White-cane)。
由于在行动上有诸多受限，所以他们在生活上面临很大的挑战。
正因为白手杖的设计简单使用方便，所以便一直被普通盲人所使用。
20xx年5月20日，日本公开了一种新发明的电子导盲杖，该种导盲杖能够让使用者感受到脸部高度处的障碍物。
这种新型导盲杖装有2个超声波感应器，能够感应到前方2米脸部高度处的障碍物，并通过震动手柄通知使用者。
该导盲杖重量也控制在300克左右，与传动导盲杖基本相当。
导盲机器人介绍
• （3）利用转向模块右转90度。 ①在“前进”模块下方链接“右转” 模块；②调整“右转”模块的速度和 时间，确保运行时刚好向右转90度。 • （4）利用“直行”模块前进B段路 的距离 ①在“右转”模块下方链接“前进” 模块；②调整“前进”模块的速度和 时间，确保运行时刚好仪器（或摄像机）。 在行走中，它的光学仪器能不断地检测路标（如道路上 的白线），再由电脑判断出自己的位置和所走的路线， 并与预先存储在电脑中的地图以及盲人想走的路线进行 比较，电脑能不断给出修正信号驱使它的轮子按希望的 路线前进。 当导盲机器人带人走到交叉路口时，它会及时地告 诉自己的主人。它能根据主人的命令，或按预先存入电 脑中的指令，带领盲人走到目的地。在行进中，遇到汽 车、行人、树木、栏杆等障碍物，导盲机器人会自动地 避免与这些物体相撞，能带领盲人绕过障碍物。导盲机 器人与盲人之间有联络通信装置，保证盲人与导盲机器 人离得不远也不近，走得不快也不慢。导盲机器人结构 复杂，造价高，不过，我们可以说，今后它会便宜起来， 会得到广泛的应用。
• （2）利用“直行”模块前进A段路 的距离 ①进入主程序窗口；②在主程序下 方链接“前进”模块；③在“前进” 模块下方链接“结束”模块；④调 整“前进”模块的参数：速度和时 间；⑤进入仿真环境窗口，将机器 人放置到适当位置（P17图1-21） 并单击“运行”按钮；⑥重复④、 ⑤直到机器人正好走完A段路。
活动任务：
• 完成从家到学校的导盲程序
分析问题
• （1）前进A段路的距离 • （2）右转90度。 • （3）前进B段路的距离。
解决问题
• （1）加载场地 ①进入仿真环境窗口；②单击“功 能区”里的“加载”按钮；③在弹 出来的“选择环境”窗口中选择配 套光盘的“场地文件夹”，从中找 到“导盲final.ini”文件；④单击右 下方的“进入环境”按钮。
导盲机器人的实施步骤
导盲机器人的实施步骤1. 研究和需求分析•进行导盲机器人的研究，了解相关技术、市场需求和可行性。
•分析导盲机器人的功能需求，包括环境感知、路径规划、障碍物识别等。
•调研用户需求，与盲人进行需求沟通和深入了解，确定导盲机器人的设计方针。
2. 硬件设备选型•根据需求分析，选择合适的硬件设备，包括传感器、电机、电池、控制芯片等。
•考虑设备的可靠性、功耗、成本等因素，进行综合评估。
•选定硬件设备后，进行设备的采购和测试。
3. 软件开发•设计导盲机器人的软件系统架构，确定各个模块的功能和交互。
•进行导盲机器人的软件编程，实现障碍物检测、路径规划、语音交互等功能。
•测试和调试导盲机器人的软件，确保各个功能的正常运行。
•优化软件性能，提升导盲机器人的响应速度和准确性。
4. 机械设计和制造•设计导盲机器人的外观和机械结构，考虑机器人的稳定性、易使用性和耐用性。
•使用计算机辅助设计软件进行机械设计，并生成相关图纸。
•根据机械设计图纸，制造导盲机器人的机械部件，包括机身、轮子、机械臂等。
•进行机械部件的组装和调试，确保机械结构的正常运行和稳定性。
5. 整体集成和测试•将软件系统和硬件设备进行集成，确保各个模块的协同工作。
•对导盲机器人进行整体测试，包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。
•根据测试结果进行调整和优化，直至导盲机器人符合设计要求。
•进行用户验收测试，与盲人用户进行实际使用测试，收集意见和建议。
6. 生产和销售•根据需求量进行导盲机器人的生产制造。
•进行产品包装和质量检验，确保产品的完好和品质。
•开展导盲机器人的推广和销售，与相关机构和个人进行合作洽谈。
•提供售后服务和技术支持，不断改进和升级导盲机器人的功能和性能。
7. 安全与隐私保护•在导盲机器人的设计和开发过程中，确保数据的安全和隐私的保护。
•使用安全加密算法和技术，保护数据的传输和存储。
•设计用户权限管理系统，限制数据的访问和使用权限。
•定期对导盲机器人的安全性进行评估和测试，及时修复潜在的安全漏洞。
湖南版信息技术八年级下册全册教案
湖南版信息技术八年级下册全册教案
第一单元机器人
第一节机器人初步知识
第二节仿真环境下的机器人
第三节导盲机器人（一）
第四节导盲机器人（二）
第五节导盲机器人（三）
第一单元小结
第二单元程序与程序设计
第六节程序设计基础
第七节认识程序设计工具
第二单元小结
第三单元程序设计初步
第八节第一个易程序一基础知识
第九节贷款计算（一）一顺序结构
第十节贷款计算（二）一分支结构
第十一节数列求和一循环结构
第三单元小结
第四单元简单的应用
第十二节画同心圆
第十三节移动画笔画线
第十四节小小编辑器
第四单元小结
八年级下册信息技术考试考查方案
第一单元机器人
第一节机器人初步知识
三维教学目标：
知识与技能：了解机器人的相关知识。
过程与方法：通过因特网搜索了解有关的机器人知识。
情感态度与价值观：培养学生学习机器人程序设计的兴趣。
知识点教师指导学生学习
1.活动任务：通过在因特网中搜索了解有关机器人的知识指导学生浏览网站：中国科普博览O上网查阅
机器人：具有人的某些功能的机器诱导学生正确浏览网站带着问题在网上查阅资料
机器人的作用：工业生产、教育科研及家庭生活
机器人的组成：感观、思维、
知识点教师指导学生学习
运动
机器人是怎样工作的：运用计算机程序进行感知、判断，然后运动。
解析教材阅读教材：P4（机器人的“眼睛”实例分析）。
导盲机器人的教案
导盲机器人的教案教案标题：导盲机器人的教案教案目标：1. 了解导盲机器人的基本概念和原理。
2. 掌握导盲机器人的使用方法和技巧。
3. 培养学生对导盲机器人的兴趣和积极性。
4. 提高学生的创新思维和解决问题的能力。
教案步骤：引入导盲机器人（5分钟）：1. 向学生介绍导盲机器人的定义和作用，解释导盲机器人如何帮助盲人行动和导航。
2. 引导学生思考，为什么导盲机器人在现代社会中非常重要。
导盲机器人的原理和功能（10分钟）：1. 通过图片、视频或实物展示，向学生展示导盲机器人的外观和基本组成部分。
2. 解释导盲机器人的工作原理，如使用激光雷达、摄像头和声纳等传感器来感知环境。
3. 介绍导盲机器人的功能，如避障、路径规划和语音导航等。
导盲机器人的使用方法和技巧（15分钟）：1. 分组讨论，让学生提出使用导盲机器人的可能场景和情况。
2. 指导学生如何正确操作导盲机器人，包括启动、停止、调整速度和避障等。
3. 强调学生在使用导盲机器人时需要保持警觉，注意周围环境的变化。
导盲机器人的实践应用（15分钟）：1. 将学生分成小组，让每个小组设计一个导盲机器人使用场景，并展示他们的设计理念和功能。
2. 鼓励学生在设计中考虑不同盲人的需求和日常生活中可能遇到的问题。
3. 每个小组展示完后，其他学生提出建议和改进意见。
总结和评价（5分钟）：1. 总结导盲机器人的重要性和作用。
2. 评价学生对导盲机器人的理解和参与度。
3. 鼓励学生进一步了解和关注相关科技发展和创新。
教案扩展：1. 鼓励学生自主学习导盲机器人的最新发展和应用。
2. 组织参观或邀请专业人士来学校进行导盲机器人的演示和讲解。
3. 组织学生参加相关科技竞赛，如设计和制作导盲机器人的比赛。
教案评估：1. 观察学生在课堂上的参与度和讨论表现。
2. 评价学生设计的导盲机器人使用场景的创意和实用性。
3. 分析学生对导盲机器人原理和功能的理解程度，通过小组展示和讨论进行评估。
导盲机器人
导盲机器人摘要：本方案以达盛公司的EXP系列开发板为主控核心，通过对多个模块的控制实现导盲功能。
使用者通过无线模块手动控制设备行走，前进的动力由自身携带。
机器人配备颜色传感器，舵机，超声波传感器等检测环境信息，并且配有语音模块提示反馈信息功能，实现盲人的需要。
关键词：导盲机器人，避障，The Blind Guiding Robot（wang mingliang, bai lang ,fu yinghao）Abstract: This scheme by C8051f020 MCU as the core. Through the control of multiplemodules realize guide function. The user manual control device to walk through wireless module, carry momentum by itself. Robot equipped with color sensors, color standard sensors, color standard sensors, ultrasonic sensor detection, such as environmental information, and a voice module tips and feedback information.Keywords: The blind guiding robot, Avoiding obstacle1 系统设计1.1 开发背景据报道，中国是世界盲人数量最多的国家，约有500万人。
我国每年会出现新盲人大约45万，低视力135万，即约每分钟就会出现1个盲人，3个低视力患者。
如果不采取有力措施，到2020年我国视力残疾人数将为目前的4倍，即将达到5000余万。
对于视障人士来说如何掌握行走的方式和特性是日常生活的重要部份，他们可以依赖一定的辅助设施，80%的视力残疾人士觉得，现时所能提供的辅助设施实际上不能满足他们的活动需要，它们不能给用户提供正确的路径和躲避障碍。
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,给盲人一双眼睛
龙源期刊网 导盲机器人，给盲人一双眼睛作者：来源：《作文周刊(高考版)》2017年第37期导盲机器人，实际上是一个人工智能的头盔。
盲人只要带上头盔，根据头盔的指令就可以像正常人一样完全没有障碍地行动和交流。
这样超乎想象的黑科技究竟是如何实现的呢？导盲机器人是在一般人工智能的基础上，加入视觉技术来实现同步建图和定位：立体视觉摄像头结合惯导传感器，为盲人模拟周边环境，制订出最优的路径方案，实现避障无盲区。
其人脸识别、自然语言处理等人工智能能力，可以让其在视频流中准确应对各种表情、姿态，识别各种语音来完成社交活动。
我国盲人与低视力的人群总数接近2000万，而且每年会出现新盲人大约45万人，低视力135万人。
这一庞大的弱势群体对美好生活的渴求却一直被忽视。
成为盲人的“双眼”，让他们在黑暗中生活得容易些，就是导盲机器人研发的初衷。
解读1 科技改变世界在很多人的想象中，黑科技总是带着神秘的色彩，还具有不可测的威力和破坏性，就像电影《终结者》中威力巨大的机器人一样。
但是事实上，绝大多数黑科技都是可以造福人类的，就如导盲机器人，给盲人再造了一双眼睛。
科学技术改变了世界，也改变了人类的生活。
解读2 科技造福人类和安全感一样，社交是现代人生活必不可少的一部分。
导盲机器人为盲人的人生开启了一个全新的篇章，他们终于可以像正常人一样去工作，去生活。
盲人的生活因此有了翻天覆地的改变，他们可以去体验从未感受过的斑斓世界。
相信未来的科技将更全面地造福于人类，人类也将受益良多。
解读3 梦想在于敢想导盲机器人“接地气”地给黑科技圈指出了一条未来之路——黑科技不是胡扯，不是空想。
透過一件件黑科技产品，我们看到了有一群科技人在为更炫酷的未来生活做着异想天开的梦。
而我们相信，这些梦终究会实现，让你我的生活变得更简单，更美好。
导盲机器人研究现状综述
2020，56（14）1引言视力障碍者是指视力下降到一定程度，无法用常规方法矫正视力、保障日常生活水平的人。
视力障碍到一定程度的患者称为盲人。
随着人口的增长和老龄化程度的加深，到2050年，全球预计会有7.03亿人面临中重度视力损害或失明[1]。
根据中国残联的数据，目前我国至少有500万盲人，且盲人数量正在以每年45万的速度迅速增加。
中国作为全球人口数量最多的发展中国家，为视力障碍人群提供医疗、教育、帮助就业等服务的任务巨大。
即使有盲道、导盲杖的帮助，当盲人独自来到陌生且复杂的环境，也会因为无法获取足够的视觉信息而寸步难行。
盲人在陌生的户外环境中独自出行所需的信息主要有：（1）环境信息，包括路面状况、路面障碍物、行人、车辆等；（2）交通信息，包括斑马线、盲道和人行道的位置、交通灯及交通标志的指示信息等；（3）导向信息，导盲机器人研究现状综述武曌晗1，荣学文1，范永21.山东大学控制科学与工程学院，济南2500612.山东交通学院轨道交通学院，济南250357摘要：盲人是人类社会中的弱势群体，且呈逐年增加的趋势。
为盲人提供安全可靠、智能高效的出行保障，是社会进步的重要标志。
分类介绍了国内外智能导盲杖、穿戴式导盲设备、手持式导盲仪、基于智能终端的导盲系统、移动式导盲机器人的研究成果。
总结了导盲机器人环境感知、定位与导航、人机交互共性关键技术的研究现状。
结合最新的云平台和移动通讯等技术展望了导盲机器人的未来发展趋势。
关键词：导盲机器人；避障；导航；人机交互文献标志码：A中图分类号：TP242.6doi：10.3778/j.issn.1002-8331.2001-0298武曌晗，荣学文，范永.导盲机器人研究现状综述.计算机工程与应用，2020，56（14）：1-13.WU Zhaohan,RONG Xuewen,FAN Yong.Survey on research status of blind-guiding puter Engineering and Applications,2020,56（14）：1-13.Survey on Research Status of Blind-Guiding RobotsWU Zhaohan1,RONG Xuewen1,FAN Yong21.School of Control Science and Engineering,Shandong University,Jinan250061,China2.School of Rail Transportation,Shandong Jiaotong University,Jinan250357,ChinaAbstract：Blind people are the vulnerable groups in human society,and the number of them is increasing year by year. Providing safe,reliable,intelligent and efficient travel guarantees for the blind is an important sign of social progress.The research results of white-cane-based,wearable,handheld,intelligent-terminal-based and mobile blind-guiding robots are introduced.The research status of the common key technology of environment detection,positioning and navigation,and human-computer interaction of blind-guiding robots is summarized.Finally,the future development trend of blind-guiding robots is forecasted based on the latest technologies such as cloud platform and mobile communication.Key words：blind-guiding robot;obstacle avoidance;navigation;human-computer interaction⦾热点与综述⦾基金项目：国家重点研发计划项目（No.2017YFB1302403，No.2018YFB1305803）。
《第10节 导盲机器人(一)》教学设计教学反思
《导盲机器人（一）》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：学生能够了解导盲机器人的基本功能和应用，掌握机器人制作的基本技能和方法。
2. 过程与方法：通过实践活动，学生能够掌握编程和调试的基本步骤和方法，提高解决问题的能力。
3. 情感态度价值观：学生能够认识到导盲机器人对残疾人的重要性，培养关爱弱势群体的情感。
二、教学重难点1. 教学重点：引导学生了解导盲机器人的基本功能和应用，掌握机器人制作的基本技能和方法。
2. 教学难点：如何让学生理解并掌握编程和调试的基本步骤和方法，提高解决问题的能力。
三、教学准备1. 准备教学用具：导盲机器人模型、编程软件、电路板、电子元件等。
2. 制作教学课件：包括导盲机器人的图片、视频、操作步骤等。
3. 安排教学时间：本课时为1小时。
4. 提醒学生注意安全，恪守实验室规则。
四、教学过程：本节课是初中信息技术课程《导盲机器人（一）》教学设计的第一课时。
教学过程包括导入、新课教学、实践操作和总结评判四个环节。
1. 导入环节起首，通过展示导盲机器人在实际生活中的运用，让学生了解导盲机器人的作用和意义，激发学生的兴趣和好奇心。
接着，通过提问的方式引导学生思考导盲机器人的工作原理和关键技术，为后续新课教学做好铺垫。
2. 新课教学环节本环节将分为几个步骤进行教学。
起首，通过理论讲解的方式介绍导盲机器人的基本观点、分类、关键技术和应用途景。
接着，通过图片和视频展示导盲机器人的实际操作过程，让学生更加直观地了解导盲机器人的工作原理和操作方法。
在讲解过程中，教师将引导学生思考如何设计和制作一个简单的导盲机器人，培养学生的创新认识和实践能力。
3. 实践操作环节本环节将为学生提供实践操作的机缘，让学生亲手制作一个简单的导盲机器人。
教师将为学生提供所需的材料和工具，并给予必要的指导和帮助。
学生可以根据自己的兴趣和能力选择不同的实践方式，如设计机器人模型、编写程序、调试机器人等。
具有平稳功能的导盲机器人[实用新型专利]
![具有平稳功能的导盲机器人[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/151b6ef8f18583d048645910.png)
专利名称：具有平稳功能的导盲机器人
专利类型：实用新型专利
发明人：崔林海,吴梦维,李阳,乌日丽格,溥仲,王琚珩申请号：CN201920559712.5
申请日：20190423
公开号：CN209899998U
公开日：
20200107
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种具有平稳功能的导盲机器人。
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。
一种具有平稳功能的导盲机器人，其组成包括：导盲机器人本体（1）、手杖（2）和储物筐（3），导盲机器人本体的外壳体的短边一侧垂直焊接有插杆（4），插杆的杆面直径小于滚动轴承内环面（5‑1）的直径，且将插杆的杆面与滚动轴承的内环面通过点焊的方式焊接固定，滚动轴承外环面（5‑2）通过电焊焊接在插管（6）的内部管壁上，使滚动轴承（5）、插杆和插管为一体结构。
本实用新型应用于导盲机器人。
申请人：哈尔滨理工大学
地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号哈尔滨理工大学
国籍：CN
代理机构：哈尔滨东方专利事务所
代理人：陈晓光
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机器人导盲系统的开发与应用
机器人导盲系统的开发与应用随着科技的不断发展，机器人技术逐渐应用于各个领域。
其中，机器人导盲系统是一项引人注目的技术创新。
本文将介绍机器人导盲系统的开发与应用，包括其原理、功能、优势和局限性。
一、机器人导盲系统的原理机器人导盲系统是通过结合机器人技术和导盲技术，为视障人士提供实时导航和障碍物识别的解决方案。
它主要基于计算机视觉、传感器技术和人工智能算法，通过扫描周围环境、分析图像和声音等信息，为用户提供信息反馈和导航指引。
二、机器人导盲系统的功能1. 实时障碍物识别：机器人导盲系统能够通过激光雷达、红外线传感器等设备实时感知周围环境，并识别出路面上的障碍物，如人、车、树木等，从而避免用户碰撞和摔倒的风险。
2. 精确定位与导航：机器人导盲系统借助GPS、惯性导航等技术，能够实时确定用户的位置，并为用户提供最佳导航路径，确保用户安全准确地到达目的地。
3. 语音导航与反馈：机器人导盲系统能够通过语音接口与用户进行交互，向用户提供导航指引、障碍物提示等信息，帮助用户正确行进并避免危险。
4. 远程监控与帮助：机器人导盲系统可以通过云技术将用户的位置和环境信息传输到远程监控中心，以便工作人员实时监测用户状态并提供协助。
三、机器人导盲系统的优势1. 提高视障人士独立性：机器人导盲系统可以让视障人士更加独立地行动，不再完全依赖他人的帮助，提高他们的生活质量和自尊心。
2. 提供精确指引：相比传统导盲棍等导航工具，机器人导盲系统能够提供更加精确、实时的导航指引，减少用户迷失和冒险的可能性。
3. 安全可靠：机器人导盲系统借助高精度的传感器和算法，能够快速识别环境中的障碍物，并及时发出警告，帮助用户避免潜在危险。
4. 弥补人力资源不足：在一些地区，视障人士的数量较多，但导盲人员的数量有限。
机器人导盲系统的应用可以弥补人力资源不足的问题，更好地为视障人士提供服务和支持。
四、机器人导盲系统的局限性1. 高成本：目前，机器人导盲系统的开发和制造仍存在较高的成本，限制了其大规模生产和普及化应用。
导盲机器人
导盲机器人摘要:导盲机器人是为盲人日常行走提供导航帮助的一种辅助性质的机器。
前言:世界上存在许多视觉障碍者，他们的日常出门行走是他们的一个重要难题。
为此人们想出用导盲犬来引导帮助盲人出行。
但导盲犬的培训过程长达18个月，综合费用达2.5-3万美元。
导盲犬培训难度大费用高，成为制约其发展的重大因素。
我国的盲人数量不少，但国内能培训导盲犬的组织不多。
为此，我想设计一款导盲机器人来帮助视觉障碍者解决出行困难问题。
正文:据教育学家分析人类经验的获取约40%是来自视觉。
由于视觉能力的缺失，视觉障碍者的日常出行时十分不便的。
现在的盲人大部分是使用传统的盲杖，但80%的视力残疾人士觉得，现时所能提供的辅助设施实际上不能满足他们的活动需要，它们不能给用户提供正确的路径和躲避障碍。
此外，我认为导盲机器人应具有以下功能:1.导盲机器人有着蓝牙功能，使用者带上蓝牙耳机在路上发现障碍物丶发现阶梯丶过马路时的车况丶需要左转右转时可以为使用者提供语音提示;2.并且在发现阶梯丶障碍物等需要使用者停下脚步时，导盲机器人可自动停止并提醒使用者;3.当人在行走时偏移轨迹，导盲机器人可提醒使用者并帮助使用者正确行走;4.导盲机器人还具有语音识别功能与自动导航功能，使用者可对机器人说出目的地，导盲机器人就能分析出最佳行走路线带领使用者前往目的地;5.如果前方有2米以下高度的类似于横梁的障碍物时，可提醒使用者以免碰伤头部;6.导盲机器人应能引导人们穿过马路，并且能够识别路标，例如斑马线丶交通信号灯。
当机器探测到交通信号灯变红或有其他行人时，它将会停下来。
导盲机器人的主体结构是利用三轮轮式结构来进行支撑车体前进与导向，车体前部是一个万向轮，后部由两个驱动轮组成。
车身连接一个可伸缩的把手杆，根据不同人的不同身高调节适合每个人舒适的高度。
把手上装有一个控制盒，用户可以手动调节车子运动的快慢。
导盲机器人装有一部伺服电动机，通过后轮驱动为机器提供动力。
一种导盲机器人[实用新型专利]
![一种导盲机器人[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a851271c7c1cfad6185fa7a1.png)
专利名称：一种导盲机器人专利类型：实用新型专利
发明人：吴剑,王颖科
申请号：CN201920883743.6申请日：20190613
公开号：CN210389209U
公开日：
20200424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种导盲机器人，属于导盲机器人领域，一种导盲机器人，包括导盲机器人本体，导盲机器人本体下端转动连接有多个车轮，导盲机器人本体上端开凿有放置槽，放置槽内转动连接有旋转球，旋转球前端开凿有凹槽，凹槽内滑动连接有挡板，挡板左右两端均固定连接有滑块，凹槽左右两端壁均开凿有滑槽，滑块与滑槽滑动连接，本实用新型将导盲杖与导盲机器人本体相互分离，在使用导盲机器人本体时，将导盲杖与导盲机器人本体通过结构之间的配合进行固定，在不使用导盲机器人本体时，能够将导盲杖进行拆卸作为盲人的日常使用，且本实用新型便于将导盲杖与导盲机器人本体进行安装与拆卸，方便盲人对导盲机器人本体的使用。
申请人：北京新蓝剑经济技术研究中心
地址：100010 北京市东城区永定门内东街中里9-17号2559房间
国籍：CN
代理机构：北京成实知识产权代理有限公司
代理人：张焱
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《第10节导盲机器人(一)》学历案-初中信息技术北师大版八年级下册自编模拟
《导盲机器人（一）》学历案（第一课时）一、学习主题本课学习主题为“导盲机器人（一）”，旨在让学生了解导盲机器人的基本概念、发展历程及其在辅助盲人生活中的重要作用。
通过学习，学生将掌握导盲机器人的基本原理和结构，为后续深入学习打下基础。
二、学习目标1. 知识与技能：了解导盲机器人的基本概念、发展历程及主要功能；掌握导盲机器人的基本原理和结构；学会使用相关软件进行简单的机器人编程。
2. 过程与方法：通过观察、讨论和实践，培养学生的观察能力、分析能力和解决问题的能力；通过编程实践，提高学生的信息技术应用能力。
3. 情感态度与价值观：培养学生关注社会问题，增强社会责任感；激发学生对信息技术的兴趣和热情，培养创新精神。
三、评价任务1. 知识理解评价：通过课堂提问和课后小测验，评价学生对导盲机器人基本概念、原理和功能的理解程度。
2. 技能操作评价：通过学生编程实践操作，评价学生使用相关软件进行机器人编程的能力。
3. 学习过程评价：通过观察学生在课堂上的表现，评价学生的参与度、合作能力和学习态度。
四、学习过程1. 导入新课：通过展示盲人生活中的困难和导盲机器人的应用场景，引导学生了解导盲机器人的重要性和应用价值。
2. 新课讲解：介绍导盲机器人的基本概念、发展历程和主要功能；讲解导盲机器人的基本原理和结构，包括传感器、控制系统等；演示使用相关软件进行简单的机器人编程。
3. 实践操作：学生动手操作，通过编程控制导盲机器人的基本功能；教师巡回指导，及时解答学生疑问。
4. 总结反馈：总结本课学习内容，评价学生的学习情况；引导学生思考如何将所学知识应用到实际生活中。
五、检测与作业1. 课堂检测：通过课堂小测验，检测学生对导盲机器人基本概念和原理的理解程度。
2. 编程实践作业：学生自行选择一个导盲机器人的功能进行编程实践，并记录下实践过程和结果。
3. 课外拓展作业：收集有关导盲机器人的最新发展和应用案例，撰写一篇关于导盲机器人的心得体会。
《第10节导盲机器人(一)》作业设计方案-初中信息技术北师大版八年级下册自编模拟
《导盲机器人（一）》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本节课的作业设计旨在通过导盲机器人的学习，使学生掌握基本的编程技能，理解机器人的基本原理，同时增强学生对信息技术的兴趣，培养学生的创新精神及团队合作精神。
通过实践操作，掌握机器人行走逻辑，以及避障和语音导航功能的基本应用。
二、作业内容（一）理解导盲机器人的概念和基本组成。
学生需要认真研读关于导盲机器人的定义和构造的相关材料，包括机械构造、传感器、控制系统等部分。
（二）编程实践。
学生需使用编程软件（如Scratch或Python等），为导盲机器人编写简单的行走逻辑。
要求机器人能够按照预设的路径行走，并能够避开障碍物。
（三）设计避障方案。
学生需设计一个避障方案，通过使用传感器等设备，使机器人能够识别并避开环境中的障碍物。
需附上设计图纸或描述避障流程。
（四）制作语音导航系统。
学生需制作一个简单的语音导航系统，使得机器人可以通过语音指令进行导航。
这部分应体现团队中每个人的独特思考与分工协作的成果。
（五）整理文档并编写小报告。
整理好所有的实验材料、程序代码以及图片资料，编写一个简洁明了的报告，包括但不限于技术实施细节、实现过程中的困难与解决方案等。
三、作业要求（一）每位学生需独立完成至少一半的作业内容，并在团队中与同学交流、合作完成剩余部分。
（二）所有程序代码必须是学生自己编写或根据教师提供的模板进行修改的原创作品，严禁抄袭。
（三）在编程实践和设计避障方案时，要确保程序的稳定性和可操作性，并注意安全事项。
（四）文档整理要规范、清晰，报告内容要真实、准确、完整地反映整个实践过程和结果。
四、作业评价（一）教师将根据学生的完成情况、团队合作情况、编程能力及文档整理的规范性进行评价。
（二）鼓励学生在实践中进行创新，对于有独特想法和优秀成果的学生给予额外加分。
（三）作业将纳入学生平时成绩的一部分，占比根据学校实际情况确定。
五、作业反馈（一）教师将对每位学生的作业进行详细批改，并给予明确的建议和指导。
导盲机器人作文
导盲机器人作文前阵子，我在街上遇到了一件特别的事儿，让我对导盲机器人这个新鲜玩意儿有了更深的感触。
那天，阳光还算不错，我正慢悠悠地在街头溜达，享受着这片刻的悠闲。
突然，前方出现了一个身影，引起了我的注意。
那是一位盲人朋友，他手持一根白色的导盲杖，小心翼翼地探着路前行。
可与以往不同的是，他的身边多了一个“小伙伴”——一个导盲机器人。
这个导盲机器人的模样还挺有趣，它的个头不算大，差不多到人的腰部，方方正正的身子，带着点圆润的边角，看起来就没那么生硬。
它的外壳颜色是那种柔和的银灰色，有点像科幻电影里走出来的小角色。
只见盲人朋友轻轻按了一下机器人身上的一个按钮，嘴里小声说了句什么，那机器人立马就有了反应。
它的“眼睛”——其实就是两个小小的摄像头，开始闪烁着蓝色的光芒，然后发出了一个温柔的声音：“主人，咱们出发啦！”这声音不大不小，刚好能让盲人朋友清楚听见，又不会打扰到周围的人。
他们一路走着，导盲机器人就像个尽职尽责的小卫士。
每当前方有障碍物，它会迅速发出提醒：“主人，前方有个垃圾桶，请注意避让。
”盲人朋友听到提示，便会稍微调整方向，继续前行。
走着走着，来到了一个路口。
这时候，导盲机器人可发挥了大作用。
它准确地识别出了红绿灯的状态，然后告诉盲人朋友：“主人，现在是绿灯，可以过马路啦。
”盲人朋友脸上露出了安心的笑容，跟着导盲机器人的指引，顺利地过了马路。
我在后面跟着看了好一会儿，越看越觉得这导盲机器人神奇。
路过一家小商店的时候，盲人朋友似乎想买点东西。
导盲机器人像是能读懂他的心思一样，带着他来到了商店门口，还细心地提醒：“主人，门口有两级台阶，小心脚下。
”进入商店后，盲人朋友在导盲机器人的帮助下，顺利地找到了自己想要的商品。
机器人会告诉盲人朋友商品在货架的第几层、大概在什么位置。
盲人朋友伸手去拿的时候，机器人还会贴心地说：“主人，慢一点，再往左一点，对，就是那儿。
”看着他们之间默契的配合，我心里不禁感叹，这导盲机器人可真是盲人朋友的好帮手啊！它不仅能帮忙避开路上的危险，还能让盲人朋友更加独立、自信地出行和生活。
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教学时间年月日星期教学课题导盲机器人（一）
教材分析学习目标
1．通过让机器人走指定距离方式完成导
盲任务。
2．通过循环语句让机器人走正方形。
教学重点
1、机器人直行和转向模块的使用方法。
2、为机器人写程序。
教学难点机器人直行和转向模块的使用方法。
学习指导演示法、自学法、观察法、小组合作。
教学设计
一、导入：导盲机器人介绍
二、学习新知
活动任务：完成从家到学习及街心花园散步的导盲程序
（一）上学程序
1、分析问题
机器人带领小明出发去学校的步骤为：
（1）前进A段路的距离
（2）右转90度。
（3）前进B段路的距离。
2、解决问题
（1）加载场地
①进入仿真环境窗口；
②单击“功能区”里的“加载”按钮；
③在弹出来的“选择环境”窗口中选择配套光盘的“场地文件夹”，从中找到“导盲final.ini”文件；
④单击右下方的“进入环境”按钮。
（2）利用“直行”模块前进A段路的距离
①进入主程序窗口；
②在主程序下方链接“前进”模块；
③在“前进”模块下方链接“结束”模块；
④调整“前进”模块的参数：速度和时间；
⑤进入仿真环境窗口，将机器人放置到适当位置（P17图1-21）并单击“运行”按钮；
⑥重复④、⑤直到机器人正好走完A段路。
（3）利用转向模块右转90度。
①在“前进”模块下方链接“右转”模块；
②调整“右转”模块的速度和时间，确保运行时刚好向右转90度。
（4）利用“直行”模块前进B段路的距离
①在“右转”模块下方链接“前进”模块；
②调整“前进”模块的速度和时间，确保运行时刚好走到B段路的终点。
（二）散步程序
（1）把“控制模块库”中的“多次循环”模块拖到流程图生成区并与“主程序”模块链接
（2）把“直行”模块和“转向”模块添加到循环结构中
（3）在“多次循环”模块上单击鼠标右键，将弹出的“多次循环”模块对话框中的循环次数改为
4.
机器人散步程序
习题设计
教学反思。