基于感覺(jué)替代的穿戴式視障者室內(nèi)助行系統(tǒng)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外科研人員在盲人助行領(lǐng)域取得了不少研究成果，但仍然有很大的空間來(lái)進(jìn)行功能的完善和新技術(shù)的應(yīng)用。本文從功能完善、降低成本和提升用戶體驗(yàn)的角度出發(fā)，提出了一種基于感覺(jué)替代理論的穿戴式視障者輔助行走系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，系統(tǒng)擁有的功能包括：（1）室內(nèi)環(huán)境下，用戶身前和低空障礙物信息的探測(cè)；（2）根據(jù)障礙物的距離信息給予用戶對(duì)應(yīng)強(qiáng)度的聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)提示，以實(shí)現(xiàn)障礙物的回避；（3）為后續(xù)基于多傳感器信息融合技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)提供了超聲波數(shù)據(jù)采集平臺(tái)。<

2、br>　　本文首先明確了感覺(jué)替代的生理學(xué)基礎(chǔ)，然后基于此提出了基于聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)顯示的助行系統(tǒng)人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)方案。使用占空比或頻率值正比于障礙物距離值的PWM波對(duì)骨傳導(dǎo)耳機(jī)和布置在腰間與足部的振子電機(jī)進(jìn)行控制，達(dá)到避障提示的目的。
　　助行系統(tǒng)采用模塊化硬件設(shè)計(jì)，包括核心處理芯片模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，感覺(jué)替代模塊，無(wú)線通信模塊。其中主控芯片為16位單片機(jī)STM32F103，數(shù)據(jù)采集模塊為布置在腰間與足部的HC-SR04超聲波模塊陣列，選

3、用骨傳導(dǎo)耳機(jī)和振子電機(jī)實(shí)現(xiàn)感覺(jué)替代的功能，選用藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)10m范圍內(nèi)穩(wěn)定的無(wú)線數(shù)據(jù)通信。在軟件實(shí)現(xiàn)方面，本文利用版本號(hào)為STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0的函數(shù)庫(kù)編寫了STM32的控制程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)7路超聲波模塊的循環(huán)分時(shí)觸發(fā)和對(duì)耳機(jī)與振子的實(shí)時(shí)控制。
　　另外振動(dòng)超聲波陣列普遍存在的串?dāng)_問(wèn)題，本文引入了一種減小串?dāng)_的EERUF算法，對(duì)算法實(shí)質(zhì)進(jìn)行了探究并針對(duì)助行系統(tǒng)進(jìn)了算法的參數(shù)化實(shí)現(xiàn)。
　　最