CN202453733U - 基于gps/gsm的导盲车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于GPS/GSM的导盲车，包括车体部分和控制部分，控制部分操控车体部分进行运动，所述控制部分包括控制模块、GPS模块、语音模块、超声波传感器和电子罗盘；其中GPS模块用于测量小车所在地的经纬度信息，发送给控制模块，所述电子罗盘用于测量地磁信息，发送给控制模块，控制模块利用所述地磁信息对所述经纬度信息进行有效补偿；超声波传感器用于感应障碍物信息，控制模块接收障碍物信息并发出控制指令给导盲车的车体部分，实现自主导航功能，在到达目的地时，控制模块控制语音模块发声实现语音提示功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于GPS/GSM的导盲车，涉及自动控制技术领域。
背景技术
据国家权威部门统计，中国目前约有500万盲人，占世界盲人总数的18％，每年约有45万人失明，这意味着几乎每分钟就会出现一例新的盲人。预计到2020年，中国盲人人数将达到2000万，盲人将成为一个严重的社会问题。他们是我们身边一个很大的弱势群体，由于受到视力限制，出行十分不便，且危险系数很高。然而中国市场针对盲人的导盲产品研究尚处于培育期，其中很多是普遍适用型产品，真正为盲人量身定做的种类少，生产厂家少，产品种类缺乏，现有产品的安全性与使用效果也很难达到盲人要求。
现在盲人出行时的一种选择是利用拐杖在行进时探测障碍物，达到避障的目的。或者结合盲道中不同的提示信号(盲道中一类是条形引导砖，引导盲人放心前行；一类是带有圆点的提示砖，提示盲人前面有障碍，该转弯了)行进。
拐杖不能探测到稍远的障碍物以及盲人前方的悬空物体，盲道被占和闲置现象屡见不鲜，大多数盲道并未起到实质作用。
现在盲人出行时的另一种选择是使用导盲犬，导盲犬可帮助盲人去学校、商店、洗衣店、街心花园等。它们习惯于颈圈、导盲牵引带和其他配件的约束，懂得很多口令，可以带领盲人安全地走路，当遇到障碍和需要拐弯时，会引导主人停下以免发生危险。
导盲犬的培训综合费用达2.5-3万美元，训练周期导盲犬的培训过程长达18个月，淘汰率高达80％，使用寿命有限，并且需要花费时间照顾喂养导盲犬，这无形中给盲人增加了不便。
实用新型内容
为了帮助盲人克服出行障碍，走出家门，融入社会，获取生活的信心和勇气，体验生活的快乐，本实用新型提供一种基于GPS/GSM的导盲车。
一种基于GPS/GSM的导盲车，包括车体部分和控制部分，控制部分操控车体部分进行运动，所述控制部分包括控制模块、GPS模块、语音模块、超声波传感器和电子罗盘；其中GPS模块用于测量小车所在地的经纬度信息，发送给控制模块，所述电子罗盘用于测量地磁信息，发送给控制模块，控制模块利用所述地磁信息对所述经纬度信息进行有效补偿；超声波传感器用于感应障碍物信息，控制模块接收障碍物信息并发出控制指令给导盲车的车体部分，实现自主导航功能，在到达目的地时，控制模块控制语音模块发声实现语音提示功能。
所述基于GPS/GSM的导盲车，所述控制模块采用Atmega128。
所述基于GPS/GSM的导盲车，GPS模块选用C3-470CGPS模块。
根据权利要求1所述基于GPS/GSM的导盲车，其特征在于，所述语音模块采用SYN6288中文语音合成芯片。
所述基于GPS/GSM的导盲车，所述电子罗盘采用MEMS美新磁场传感器MMC212。
可以对近处、远处、悬空的障碍物进行有效避障，摆脱了盲人出行对盲道的依赖；同时价格适中，避免了导盲犬给盲人带来的经济压力，适于大规模推广。而且，本设计可以实现自主导航，而且能以语音形式提示目的地，并具有避障功能，解决了盲人出行的各种不便。
附图说明
图1本实用新型导盲车的原理框图；
图2本实用新型导盲车控制模块电路原理图；
图3本实用新型导盲车GPS模块电路原理图；
图4本实用新型导盲车超声波模块电路原理图，4-1、4-2、4-3分别为三个超声波单元；
图5本实用新型导盲车语音模块电路原理图；
图6本实用新型导盲车地磁传感器电路原理图；
图7本实用新型导盲车地磁传感器导航原理图；
图8本实用新型导盲车液晶显示器电路原理图；
图9本实用新型导盲车的信号流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
本实用新型的导盲车包括车体部分和控制部分，控制部分操控车体部分进行运动。
参考图1和图9，本实用新型导盲车控制部分包括控制模块、GPS模块、语音模块、超声波传感器和电子罗盘(即地磁传感器)。其中GPS模块用于测量小车所在地的经纬度信息，发送给控制模块，电子罗盘用于测量地磁信息，发送给控制模块，控制模块利用所述地磁信息对所述经纬度信息进行有效补偿，超声波传感器用于感应障碍物，控制模块接收并根据其发出控制指令给导盲车的车体部分，实现自主导航功能，在到达目的地时，控制模块控制语音模块发声实现语音提示功能。
参考图2，所述控制模块采用Atmega128，具有两路8位PWM、内部集成8路10位ADC，拥有两个可编程的串行USART，应用极其广泛。
参考图3，GPS模块选用C3-470CGPS模块。采用GPS模块测量目的地和小车所在地的位置信息，经串口传输到处理器，处理器不断计算目的地和小车所在地这两点之间的距离，并控制电机转向，使小车向目的地运动，直到两点距离小于0.5m时停止运动，即实现自主导航。
参考图4为超声波模块电路原理图，超声波模块精度高、性能稳定、盲区(2cm)超近，可以满足需要。
超声波模块工作原理：
(1)采用IO触发测距，给至少10us的高电平信号；
(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
(3)有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是
超声波从发射到返回的时间.测试距离＝(高电平时间*声速(340M/S))/2；
本设计采用三个超声波模块有序放置，有效扩大了测量范围，极大地提高了了安全性能。
参考图5，本实用新型采用SYN6288中文语音合成芯片。
图6为本实用新型地磁传感器电路原理图。本实用新型采用MEMS美新磁场传感器MMC212，它的灵敏度高达512counts/gauss，并且具有智能方向角校准算法，可以动态地补偿磁干扰引起的误差，能够精确测量所在处磁场信息。
参考图7，地磁场磁感线总是由地磁北极指向地磁南极，假设Y轴正方向与地磁南极相同，角a是从某点的目标方向线起，依逆时针方向到Y轴正方向之间的夹角。本实用新型中即利用地磁传感器测量导盲车航向与正北方向的夹角，从而由控制模块控制车体部分工作，达到壁障和导盲目地。
采用美新两轴地磁传感器MMC212xMC，根据如下公式就可以计算出角a的具体值：
参考图8，本实用新型采用1602液晶作为显示模块。在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：
(1)显示质量高
由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器(CRT)那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。
(2)数字式接口
液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。
(3)体积小、重量轻
液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。
(4)功耗低
相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。
选用此LCD即可清晰方便显示所需信息(如经纬度、时间、偏转角度等)，方便使用，又能减少不必要的功耗以适合长期的使用。
本实用新型的意义在于为了帮助盲人克服出行障碍，走出家门，融入社会，获取生活的信心和勇气，体验生活的快乐与幸福；同时推进残疾人福利事业的发展，促进残疾人“平等·参与·共享”目标的早日实现。该设计采用超声波传感器和红外传感器对近处、远处、悬空的障碍物进行有效避障，摆脱了盲人出行对盲道的依赖；同时价格适中，避免了导盲犬给盲人带来的经济压力，适于大规模推广。同时采用GPS、地磁传感器实现定位和自主导航，利用语音芯片进行目的地语音提示和危险情况提示。同时，该思想还可以应用于景区机器人导游等诸多场所，应用领域和应用前景将更加广阔。
首次使用时，由视力正常者引领小车到盲人所要去的各个地点，通过GPS记录路径。将各条路径信息存储与处理器中，利用按键切换。盲人使用时通过按键选择目的地，小车利用GPS实时精确定位，地磁传感器测量方向，处理器采集GPS经纬度信息和地磁信息，经算法设计得到小车航向偏角，进而控制导盲车行进，在途中避障模块通过超声波传感器探测障碍物并指引小车正确避障，盲人在导航车的动力牵引下前往目的地。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于GPS/GSM的导盲车，其特征在于，包括车体部分和控制部分，控制部分操控车体部分进行运动，所述控制部分包括控制模块、GPS模块、语音模块、超声波传感器和电子罗盘；其中GPS模块用于测量小车所在地的经纬度信息，发送给控制模块，所述电子罗盘用于测量地磁信息，发送给控制模块，控制模块利用所述地磁信息对所述经纬度信息进行有效补偿；超声波传感器用于感应障碍物信息，控制模块接收障碍物信息并发出控制指令给导盲车的车体部分，实现自主导航功能，在到达目的地时，控制模块控制语音模块发声实现语音提示功能。
2.根据权利要求1所述基于GPS/GSM的导盲车，其特征在于，所述控制模块采用Atmega128。
3.根据权利要求1所述基于GPS/GSM的导盲车，其特征在于，GPS模块选用C3-470CGPS模块。
4.根据权利要求1所述基于GPS/GSM的导盲车，其特征在于，所述语音模块采用SYN6288中文语音合成芯片。
5.根据权利要求1所述基于GPS/GSM的导盲车，其特征在于，所述电子罗盘采用MEMS美新磁场传感器MMC212。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN2011201207608U CN202453733U (zh) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | 基于gps/gsm的导盲车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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| CN (1) | CN202453733U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104635737A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-20 | 马鞍山纽泽科技服务有限公司 | 游园导盲小车智能系统 |
| CN104655127A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-05-27 | 深圳市前海安测信息技术有限公司 | 基于电子标签的室内导盲系统和导盲方法 |
| US10422649B2 (en) | 2014-02-24 | 2019-09-24 | Ford Global Technologies, Llc | Autonomous driving sensing system and method |
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2011
- 2011-04-22 CN CN2011201207608U patent/CN202453733U/zh not_active Expired - Fee Related
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