一种无人智能小车导盲系统的设计研究
一种无人智能小车导盲系统的设计研究
摘要：针对盲人出行的问题，本文提出一种无人智能小车导盲系统。该系统的上位机即导
盲手机客户端，可通过蓝牙无线通讯技术，与下位机即智能导盲小车实现数据传输。系统能很
好解决现有的导盲辅助工具的弊端，通过语音输入和语音输出的方式实现设备与使用者之间的
信息交互，可以让使用者方便地对系统进行智能操控，较好地解决盲人出行的问题。
关键词：智能小车；蓝牙；智能避障；路径规划；
基金：广东省自然科学基金（项目编号：2018A030313947;2019A1515011779）；广东高校
青年创新人才类项目（项目编号：2019KQNCX066）；教育部高等教育司产学合作协同育人项
目（项目编号：201902273004）；广东省高等教育学会实验室管理专业委员会研究项目（项目
编号：GDJ2019039）；
0 引言
目前，我国存在视力障碍的人数位列世界前茅，政府关爱视力障碍人群，设置了全世界长
度最长、分布最广的盲道，但日常生活中我们却很少看到他们走在盲道上。原因在于行人道
上，到处有横跨盲道的电线杆、斜拉线、广告牌、共享单车等，这些无疑成为了盲人的"无影
杀手"[1,2],大部分盲人依靠盲杖根本不敢走出家门，盲人出行安全一直是社会难以解决的问
题。
针对以上问题，笔者设计了一种无人智能小车导盲系统。本系统以 STM32 单片机为主控
核心，运用智能小车、定位模块、光电对管模块、蓝牙通信模块等相关模块，结合 App
Inventor 软件、高德地图开放平台等，借助盲人手中的智能导盲 APP,通过双声道耳机的语音播
报来引导盲人走向目的地。该系统为盲人提供一种出行辅助设备，从而提高出行安全性，具有
一定的现实意义。
1 无人智能小车导盲系统总体设计
本系统主要包括五大板块，分别为定位板块、避障板块、方向角板块、蓝牙通讯板块、人
机交互板块。定位模块可定位小车的位置，方向角板块可计算出小车当前的朝向，这些数据通
过蓝牙通讯传输至导盲 App,App 端通过高德地图 API 组件实现目的地路径的自主规划。系统对
实时性要求比较高，因此，本设计选择处理速度快的STM32F103 作为主控芯片。其他外设主
要为光电对管模块、L298N 电机驱动等。人机交互中的语音板块使用百度大脑AI 开放平台，
使用者唤醒手机 App,通过语音输入目的地地址，App 便可精准识别并播报。高德地图 API 根据
语音输入的目的地内容，实现路径的自主规划。使用者根据语音提示可跟踪小车行走，最终到
达目的地。整体设计原理框图如图1.
图1 系统整体设计原理框图
2 无人智能小车导盲系统硬件设计
导盲系统硬件部分主要包括供电部分、无线通讯部分、驱动部分和外设部分。供电部分为
其他三大部分提供电源，无线通讯部分负责小车与手机 App 之间，即下位机与上位机之间的连
接。驱动部分将利用11.1V 锂离子电池提供的电源驱动两个直流减速电机工作，达到行驶目
的。外设主要包括用于定位的 GPS-BDS 双模模块、电子指南针模块以及用于避障的光电对管
模块。硬件设计框图如图2.
2.1 供电硬件设计
在本系统中，供电电源采用DC-11.1V 锂离子聚合物电池，该电源通过 LM2596S DC-DC
可调降压芯片将11.1V 电压转换成适合STM32F103 主板使用的 5V 电压。STM32F103 主板上
设有 5V 电压接口，可给众多外设供电，包括供给GY-26 电子指南针、光电开关 E18-
D80NK、GPS-BDS 双模定位模块、HC-05 蓝牙模块。
摘要：
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一种无人智能小车导盲系统的设计研究 摘要：针对盲人出行的问题，本文提出一种无人智能小车导盲系统。该系统的上位机即导盲手机客户端，可通过蓝牙无线通讯技术，与下位机即智能导盲小车实现数据传输。系统能很好解决现有的导盲辅助工具的弊端，通过语音输入和语音输出的方式实现设备与使用者之间的信息交互，可以让使用者方便地对系统进行智能操控，较好地解决盲人出行的问题。 关键词：智能小车；蓝牙；智能避障；路径规划； 基金：广东省自然科学基金（项目编号：2018A030313947;2019A1515011779）；广东高校青年创新人才类项目（项目编号：2019KQNCX066）；教育部高等教育司产学合作协同...
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作者：闻远设计
分类：课程设计课件资料
价格：免费
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时间：2023-05-25
