基于arm平台的盲杖硬件系统的设计和实现

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1、硕士学位论文基于ARM平台的盲杖硬件系统的设计和实现THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFBLINDCRUTCHHARDWAREBASEDONARM孙玉飞哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：TP271+.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于ARM平台的盲杖硬件系统设计和实现硕士研究生：孙玉飞导师：樊滨温副教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2016年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex:TP271+.5U.D.C:621.3Disserta

2、tionfortheMaster'sDegreeofEngineeringTHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFBLINDCRUTCHHARDWAREBASEDONARMCandidate：SunYufeiSupervisor：AssociateProf.FanBinwenAcademicDegreeAppliedfor：Master'sDegreeinEngineeringSpecialty：ElectronicandCommunicationEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefense：Decem

3、ber,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要视觉是人从外界获取信息的主要手段。失去视觉，不仅使得盲人的出行极为不便，还使得盲人的人生安全得不到保障。随着科学技术的发展，电子导盲辅具成为盲人生活中不可或缺的部分。目前已有的电子导盲辅具，大多在单片机系统上实现，受限于硬件系统性能，仅具有简单的探测和告警的功能。通过在嵌入式平台上对电子导盲系统进行开发，可以实现更多的功能，如盲用定位导航、交通信息识别等，为盲人提供更加完善的服务。针对现有导盲辅具的缺点和不足，结合已有的

4、相关技术理论，本文研究和实现了ARM平台上的盲杖的硬件系统开发。分析了盲人生活和出行中的需求，研究了盲杖开发涉及的基础理论，包括嵌入式开发流程、超声波测距和GPS导航定位原理。根据系统的功能需求提出了盲杖功能实现的模块化的设计方案，包括超声波障碍探测模块、GPS盲用导航模块、人机信息交互模块、无线寻杖模块，并对各功能模块的具体实现提出了详细的方案。本文使用3个超声波传感器对立体环境中的障碍物进行检测，盲人导航方案中采用路径记录的关键点提取大大地简化了导航计算中的复杂度，人机交互通过按键输入语音输出，使用语音响度和频率来对方位信息进行告知是本文的一个创新点。通过对系统总体性能的需求分析，选择

5、了Exynos4412作为核心处理器，对超声波发射接收电路、GPS芯片GNS7560的外接电路、无线遥控的发射接收电路原理进行了细致的分析，实现了各功能模块的PCB硬件制作和调试，并结合盲杖的软件系统对整个设计的性能进行了测试和评估。根据测试评估结果和盲人使用者的反馈，该设计能为盲人提供切实有效的帮助。关键词：电子盲杖；超声波；嵌入式操作系统；定位导航；语音告警-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThevisionisthemainwaytogetinformationfromtheoutsideworldforhuman.Thelossofvisionnotonl

6、ycausestroubletotheblind'straveling,butalsomakesthelifeoftheblindpeoplecannotbeguaranteed.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,electronicguidedevicebecomesanintegralpartofthelivesofblindpeople.Atpresent,theelectronicguidedevice,mostlyachievedinthesingle-chipsystem.Thesystemperformanceislimited

7、byhardwaresothattheguidedevicesusuallyhavesinglefunctionsuchasobstacledetecting.Thedevelopmentoftheelectronicguidesystemontheembeddedplatformcanrealizemorefunctions,suchasblindnavigation,trafficinformationrecogni