基于多传感器融合的GPS导航智能盲杖研制
作者：张铮 曾健强
来源：《各界·下半月》2017年第09期
        摘要：针对盲人外出行走的不便性， 在现有导盲杖技术基础上，本文设计了基于多传感器融合的GPS导航智能盲杖，实现除前方障碍物自动报警，语音播报天气预报、附近餐厅等公共场所信息外，还可实现语音交互、语音GPS导航及定位、GSM手机通信、有效判断积水和下行台阶（楼梯）等功能。该导盲杖使用方便，功能强大，是盲人出行的好助手。
        关键词：语音 GPS导航；GSM手机通信；语音交互；积水和下行台阶判断
        据相关统计，我国是全世界盲人最多的国家之一，约有盲人600—700万，由于他们失明或视力很差，出行时会遇到诸多问题。
        经调研，目前市面上已有超声波测距语音报警的盲人手杖，但不能很好满足盲人的需求。本设计在现有导盲手杖的基础上，增加了语音GPS导航及定位、GSM手机通信、语音交互、积水和下行台阶判断功能，极大方便了盲人的出行。
        一、系统整体方案
        本系统主要包含四大模块：GPS定位接收模块，超声波测距、积水判断、下行台阶判断预警模块，电子地图模块，人机交互模块。本文移植并运行Android地图软件，选择基S5PV210微处理器平台来植入Android系统，作为软硬件平台，在此基础上完成盲人避障、导航定位、人机交互的软硬件设计。本系统框图如下图1所示。
        二、系统实现
        （一）超声波测距模块
        超声波测距模块主要采集路况信息，即发射端（即杖体）到障碍物的距离信息，并传给微控制器进行路况分析处理。采用HY-SRF05 超声波模块，模块包括发射器、接收器与控制电路。传感器采用IO口TRIG触发测距，由单片机给出高电平信号，模块自动发送40kHz导航页源码的方波。当有信号返回时，通过ECHO输出一高电平，高电平持续时间即为超声波从发射到返回的时间，以此测出距离。为探测全方位路况，在杖体靠近手柄处以45°角间隔水平放置3个超声波传感器，分别探测正前方、右前方及左前方的障碍物；与杖体成45°角靠近底座的上端处固定放置一超声波传感器，以检测路面状况。