电子导盲犬设计文档

电子导盲犬设计文档一、任务：目标、环境、需求、局限目标：能够帮助盲人朋友确定自己所在的位置，并且帮助盲人朋友安全顺利地到达目的地。可使盲人朋友生活更加安全、自由、便捷。环境：通过智能小车上安装的arm9处理器。来实现全部的功能。需求：1、能前后左右移动；2、可测速、限速、变速；3、可动态壁障；4、能够识别简单的标志；5、可定位，发出简单的提示，识别简单的语音。局限：不能像正常导盲犬那样很好的跟盲人朋友进行沟通，协调。二、总体设计控制功能主要是基于arm9的多功能处理器实验板，外接被控设备。通过接收外部的信息来实时的控制电子导盲犬的功能，比如定位、转向、语音提示等等。各个模块的开发单独进行的，但功能又不是独立了，因为还要协调其他模块才能使小车更好的协调。各个模块是并行工作了，就是说启动后，小车就可以行进，超声波模块就进行测距、测速；图像采集模块就已通过摄像头在采集图像数据；GPS模块也实现定位的功能等。1、处理流程：2、控制框架图和接口设计如下：二、模块设计：超声波模块：主要是为了及时发现障碍物。通过发送和接收超声波两个阶段，经处理器计算后测定障碍物是否处于规定范围内，进而判断是否要报警。如果处于警戒线内，则通过扬声器发出报警声。随着障碍物的接近，提高报警强度。处理器还可根据此模块收集的数据控制电机的变速转向，进而绕过障碍物。流程如下：GPS模块：该模块的功能是精确定位，并且通过扬声器告知盲人朋友当前的位置。实现方式是通过GPS的天线发射并接收数据，并对接收到的数据进行处理。再与内置的电子地图相结合，计算出当前的位置。该模块是把gps传感器与mini2440实验板的UART（通用异步接收发送装置）连接。软件实现的关键两部是对从UART接收的数据进行处理和如何把处理的结果与内置的地图相结合实现语音定位。此模块还可以与指南针模块相结合，指定小车具体的行进路线。流程如下：图像采集模块：该某快主要是为了采集简单的图像标记，比如红绿灯标志。实现方式是同样是通过UART串口来实现，其外接摄像头装置。由于现在的摄像头芯片中基本都已经集成了A/D 转换装置，所以只需对接收到的数据进行分析样本就行了。判断出是什么标记，进而发出声音信号提示盲人朋友。红绿灯采集流程如下：测速模块：该模块主要是为了检测并控制小车的速度。使之能够和盲人朋友达到同步。主要实现方法是通过在车轮内侧安置黑白相间的光栅，再通过光栅传感器对其进行扫描。对所获得的数据计算出车轮的转速，进而计算出小车的速度。如果太大或太小，就可以通过PWM调制处理器输出的脉冲宽度来调节电机的转速。因为步进电机是受脉冲信号控制的。还可根据盲人朋友的要求适当的改变速度。流程图：电机模块：该模块主要是实现驱动小车的行驶。实现方式是通过处理器的通用输入输出接口（GPIO）外接L298N驱动模块，再由L298N控制步进电机的转向、转速。控制信号是脉冲信号，可以通过改变脉冲信号的宽度控制电机的转速；通过改变脉冲信号的电平控制电机的转向。电机和实验板的连接如下：控制流程如下：三、预期结果以开发板为基础进行研究和开发，外接必要的部件。通过自己开发相应的应用软件。实现基本的功能，如果开发顺利，还可以适当的加入一些其他的功能呢，使系统功能更加丰富，稳定。开发出一款真正人性化的电子导盲犬。四、计划安排各人员分工负责，每个人负责不通的模块，使各模块并行进行，加快开发进度。近期任务为：九月份实现小车驱动开发；十月份完成GPS模块和数据采集模块的开发