_ 为失明儿童识别路况提供导航援助的移动助手课件

为失明儿童提供导航援助的移动助手 B.AmuthaB.Amutha Dr.M.PonnavaikkoDr.M.Ponnavaikko 主讲：巩光志 小组：赵昂 巩光志 日期：2010.04.10 盲人的视觉 本文主要内容本文主要内容 n n 研究目的研究目的 n n 本文的工作本文的工作 n n 相关研究内容及成果相关研究内容及成果 1 研究目的 现状：现状： 盲人（特别是失明儿童）在生活中遇到诸多不便盲人（特别是失明儿童）在生活中遇到诸多不便 ，特别是在复杂的环境下，必须依靠别人的帮助，特别是在复杂的环境下，必须依靠别人的帮助 ，才能躲避障碍，达到目的地。，才能躲避障碍，达到目的地。 问题问题 1.1.在陌生的环境中在陌生的环境中 2. 2.熟悉的环境中，遇到突发事件熟悉的环境中，遇到突发事件 3.3.四周无人帮助的情况四周无人帮助的情况 2 本文的工作 1. 1.无线传感器网络技术无线传感器网络技术 GPSGPS定位及导航技术定位及导航技术 超声波避障技术超声波避障技术 2.2.提出一种系统级的设计构想，帮助失提出一种系统级的设计构想，帮助失 明儿童在复杂环境中安全行走。明儿童在复杂环境中安全行走。 3 无线传感器网络（WSN） n n 无线通信、集成电路、传感器以及微机电系统（无线通信、集成电路、传感器以及微机电系统（ MEMSMEMS）等技术的飞速发展）等技术的飞速发展 n n 微型无线传感器：低成本、低功耗、多功能微型无线传感器：低成本、低功耗、多功能 n n 微型无线传感器具有无线通信、数据采集和处理微型无线传感器具有无线通信、数据采集和处理 、协同合作等功能、协同合作等功能 n n 无线传感器网络就是由许多传感器节点协同组织无线传感器网络就是由许多传感器节点协同组织 起来的起来的 4 n n 传感器网络的节点可以随机或者特定地布置在目传感器网络的节点可以随机或者特定地布置在目 标环境中标环境中 n n 它们之间通过特定的协议自组织起来，能够获取它们之间通过特定的协议自组织起来，能够获取 周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任务周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任务 无线传感器网络节点 n n 应用例子：应用例子： 军方可以通过飞机空投等方式在预定区域散布大军方可以通过飞机空投等方式在预定区域散布大 量微型廉价的传感器节点，通过这些传感器节点量微型廉价的传感器节点，通过这些传感器节点 实时监测周围环境的变化，并将监测到的数据通实时监测周围环境的变化，并将监测到的数据通 过卫星信道等方式发送回基地。过卫星信道等方式发送回基地。 5 图图1 1 系统结构图系统结构图 6 报警模块 无线传感器网络导航，路径规划 GPS 定位 盲人视觉 超声波传感器 避障 GPRS 救助 图图2 2 系统工作流程系统工作流程 7 n n 无线传感器网络无线传感器网络规划算法，组网技术规划算法，组网技术 n n GPSGPS定位精度定位精度 n n 超声波避障超声波避障障碍的检测障碍的检测 n n 救助机制救助机制协调协调 完整的儿童导航机制应该包含五个部分完整的儿童导航机制应该包含五个部分 8 2 2 避障模块避障模块 障碍类型：运动障碍障碍类型：运动障碍 非运动障碍非运动障碍 悬挂障碍悬挂障碍 1 1 定位系统定位系统 通过通过GPSGPS识别识别孩子所在的坐标孩子所在的坐标 需要提高精度需要提高精度 9 3 3 路径搜寻模块路径搜寻模块 n n 路径搜寻的组成机制：孩子在坐标系的可移路径搜寻的组成机制：孩子在坐标系的可移 动路径有很多，选取最好的那一条。动路径有很多，选取最好的那一条。 n n 通过在通过在GPSGPS接收机中置入粒子滤波算法，可接收机中置入粒子滤波算法，可 使搜寻的路径与真实路径的偏差从使搜寻的路径与真实路径的偏差从1-31-3米降米降 为为0.50.5米。米。 10 图图3 3 声纳测距声纳测距图图4 4 路径搜寻示意图路径搜寻示意图 11 In Out 5 5 路径追踪及铃音拨号机制路径追踪及铃音拨号机制 n n 环境地图通过环境地图通过GPRSGPRS传输到孩子携带的手机中传输到孩子携带的手机中 n n 一旦遇到意外危险，铃音拨号机制将被激活，一旦遇到意外危险，铃音拨号机制将被激活， 通知孩子的父母或监护人，还可以通知最近的通知孩子的父母或监护人，还可以通知最近的 医院，警察局等。医院，警察局等。 4 4 报警模块报警模块 n n 震动震动 n n 声音声音 n n 通过耳机传输通过耳机传输 12 相关的研究内容相关的研究内容 n n 静态及动态障碍物的避障算法静态及动态障碍物的避障算法 n n 无线传感器网络组网结构设计无线传感器网络组网结构设计 n n 基于基于WSNWSN的路径规划算法的路径规划算法 n n 13 相关的研究成果相关的研究成果 图图5 5 助残机器人助残机器人 14 图图6 6 外骨骼式单兵智能装备技术外骨骼式单兵智能装备技术 15 参考文献：参考文献： nAn ultrasonic obstacle detector based on phase beam forming principles nThe electronically guided walking stick for the blind nAn obstacle detection system using a light stripe identification based method nAuditory guidance with the Navbelt-A computerized travel aid for the blin