避障避险导航鞋创意项目申报表

1、注意：申报人填报完成后在线打印申报书，按要求签字盖章后（申报人需在每一页签字），将申报书扫描、上传至申报系统。第33届全国青少年科技创新大赛青少年科技创意作品申报书作品名称： 智能避障避险导航鞋 申 报 者： 祝静雯 所在学校（全称）： 江西省上饶市广丰区永丰中学 辅导教师： 顾志华 （重要提醒：以上信息请申报者认真核实，证书以此为准）作品所属研究领域：（请在确认的学科上划“”）数学（MA）物理与天文学（PA）化学（CH）生命科学（LS）能源科学（ES） 医学与健康学（ME）环境科学与工程（EE）计算机科学（CS）工程学（EN）行为和社会科学（SO）参赛类别：（请分别在确认的类别上划“”）小学

2、作品初中作品高中作品全国青少年科技创新大赛组织委员会制A、申报者基本信息情况说明：如没有辅导教师，辅导教师信息一栏可不填申报者姓 名祝静雯性别女民族汉出生年月2005年02申报者1寸免冠彩色近照身份证号赛类别小学组 初中组 高中组年 级八年级学校名称上饶市广丰区永丰中学通讯地址上饶市广丰区永丰街道北门社区邮 编334600移动电 箱辅导教师姓 名性别工 作 单 位职务职称移动电话邮箱顾志华女上饶市广丰区永丰中学教师中小学一、申报者确认事宜我确认已认真阅读比赛规则，并且同意遵守规则。我确认所提供的所有资料

3、全部属实。我授权主办单位比赛结束之后无偿合理使用相关申报材料（包括公开出版等）。同时本人亦享有公开发表该项目资料的权利。我完全服从大赛组委员会的各项决议。申报者签名： 监护人签名： 年 月 日 年 月 日说明：申报者须同意并且遵守以上要求，所有申报者及其监护人须签名确认才能参赛。C、学校确认上述申报者为我校在校学生。班主任签名： 学校盖章学校校长（负责人）签名： 年 月 日D、申报作品一、对所提出问题的描述(字数不超过200字)爷爷是个青光眼，视力极差。他与人说话、交流只能靠辩声定位，出门更是常常迷路、“碰壁”，出门只能让人牵着才敢出去。可是，爸爸妈妈是上班族，我也得上学，没啥时间充当爷爷出门

4、的“眼睛”，看到爷爷孤独地呆在家中，整个人越发显得没有精神。我很苦恼，该如何彻底解决爷爷迷路、“碰壁”的难题呢？偶然一次，陪爸爸到他刚结识的朋友家吃饭，因迷路而开启汽车导航指路时，忽然灵光一闪，是不是也可以给爷爷设计一双导航避障避险鞋呢？这样不就解决了爷爷的后顾之忧吗？我把自己的想法告诉了指导老师顾志华，得到了顾老师的赞同，我们一起构思，查阅相关资料，绘制图纸并最终制成雏形。二、与所提出的问题相关的背景综述和分析（包括选题的目的意义，国内外相关领域的现状分析，附主要的参考文献,字数不超过800字）一、选题的目的意义：智能避障避险导航鞋的选题目的主要是解决青光眼人及盲人的出行难问题，它的重要组成

5、部分是导航系统，而通常导航系统是一些基础功能的集合.包括:“定位”、“目的地选择”、“路径计算”和“路径指导”。系统在其较高的性能系列中也提供彩色地图显示。所有这些功能要求有一个道路网的数字化地图，它通常存储在CDROM中。二、智能避障避险导航鞋选题国内外相关领域的现状分析： 本智能避障避险导航鞋的核心组成部分是具有定位、导航功能的全球卫星定位系统(Globle Positioning System)，简称GPS，是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统(简称GPS) 是美国从本世纪70 年代开始研制, 经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年

6、3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。GPS全球卫星定位系统由三部分组成:1、空间部分GPS星座(GPS星座是由24颗卫星组成的星座，其中21颗是工作卫星，3颗是备份卫星);2、地面控制部分地面监控系统; 3、用户设备部分GPS 信号接收机。三、GPS的原理：GPS导

7、航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23

8、MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在

9、WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。简单的说，就是需要通过你的导航器发出的信号与天上的卫星连接，检测你在地球的具体哪个地方哪个点，然后回馈给你的导航器，导航器再通过与内存卡里的地图对照才能在显示器上显示出你在那个国家那个省的那个地点的那条街的那个地方（刚拐完弯还是前面就要拐弯还是前后都是直走）。同时根据信号连接时一定时间你方位的改变多少确定你的速度，反馈给你的导航器，导航器根据这些数据（地图，具体地点，车速，设置的始终点后确定的路线等等）计算出下一步该怎么走，然后报给你，这就是导航的大概原理。四、GPS系统的创新点：创新性、高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点

10、。三、设计模型/解决方案、思路（包括拟采用的设计模型和解决方案、思路等,字数不超过1000字）我起先是在爷爷常穿的鞋子背面缝袋放一个手机，让后打开手机导航定位功能，让爷爷穿上试试，经过爷爷一试，该鞋子有导航定位功能，爷爷也能到达目的地，但发现爷爷在使用时走了不少弯路，而且还是时时“碰壁”，于是我就上网查阅相关资料，通过查阅资料发现：手机导航通过GPS模块、导航软件、GSM通信模块相互分工，配合完成。1.GPS模块完成对GPS卫星的搜索跟踪和定位速度等数据采集工作。2.导航软件地图功能将GPS模块得到位置信息，不停地刷新电子地图，从而使我们在地图上的位置不停地运动变化。3.导航软件路径引导计算功

11、能，根据我们的需要，规划出一条到达目的地的行走路线，然后引导我们向目的地行走。4.GSM通信模块完成手机的通讯功能，并可根据手机功能对采集来的GPS数据进行处理并上传指定网站。通过资料发现：手机导航虽有导航定位功能，但没有纠错、避险功能，有的只是“将错就错”而从新选定位置到达目的地的 智能避障避险导航鞋的初始导航定位原理图死板功能，于是我带着这一问题请教我的指导老师顾志华老师，顾老师听了我的问题后帮我一起分析，上网查阅相关资料，终于从自动避障避险小车的避险原理受到启发，于是我给爷爷左只鞋子装上手机导航系统，右鞋鞋头位置装上自动避障避险小车的避险装置，然后让爷爷重新再试。这一次爷爷再也不会到处“碰壁”啦。下面两图是我根据避障避险车辆原理为爷爷导航鞋右鞋设计的避险控制简图和工作原理图 智能避障避险导航鞋避障避险智能避障避险导航鞋控制简图（1） 程序控制流程图（2）本实用新型提供了一种车辆智能避险系统和方法，属于车辆安全设备领域，本实用新型的车辆智能避险系统，用于气动制动车辆，包括：信息采集模块、控制模块、处理模块，所述处理