据2021年最新统计,我国目前有近600万盲人,占全世界盲人口的18%,而且我国盲人数逐年上升。随着生活节奏的加快、城市化的进程推进,盲人的日常生活质量越来越难以得到保障。
导盲犬虽然可以帮助盲人生活起居,但我国导盲犬十分缺稀,每年只有很小一部分人可以得到导盲犬,而且导盲犬并不能随时对盲人的需求做出反馈。另外,真正的导盲犬由于现代城市规则的原因,并不适合所有盲人使用,同时也对公共安全有一定威胁。同时,导盲犬数量的增加带来的还有对环境的污染和加剧卫生管理的难度。
面对种种问题,我小组设想用智能机械装置来代替导盲犬。这样一来,即解决了导盲犬稀少不能让每个盲人匹配到,也解决了导盲犬不能及时对盲人的需求做出反馈的问题并且让他们完成普通导盲犬无法胜任的工作。我们称此类装置为多功能机械导盲犬。
本项目拟制作一个能够给广大盲人朋友使用的多功能机械导盲犬,通过各种模块解决盲人生活中遇到的各种问题,并及时在盲人需要的时候给予帮助。
同时,为了增加其泛用性,我们会将人工智能相关技术用于该项目上,让我们项目的机械犬拥有一定的学习和自定义功能,让盲人们能够根据自己的需求增加该机械犬的相关功能。
拟解决的关键问题
(1)避障问题:
设置两组超声波模块对前方进行循环扫描,对周围物体位置进行计算与判断,如果对使用者或者自身有影响就进行规避,一次扫描的时间将会控制在1~3秒之间,以便防备突发状况。
(2)互动问题
通过使用相关数据库,同时储存使用者声纹达到对使用者做出反应的能力。同时,添加Wi-Fi和dtu通信模块,对未设置的语句实施搜索质量,寻找是否有相关人员对此进行过自定义,如果有就通过询问使用者是否是想要使用此方案以解决该问题。
(3)活动问题
我们拟通过使用麦克纳姆轮进行活动,使项目作品能够在狭窄的空间进行移动,方便盲人在家使用我们的机器。同时,我们将为其添加一对伸缩式机械足,使其能够在复杂地形进行移动。方便盲人在各个地方使用。
且本实验产品驱动主要通过下位机接受上位机I/O串口传输信号,并根据信号输出PWM波形控制电机驱动达到前进,后退,左右转等避障行动。针对崎岖不平的路面,我们拟利用陀螺仪mpu6050传感器来达到小车车体平衡的目的。
(4)丢失后自动寻路
将实时获得的位置坐标信息与规划的目标节点位置坐标信息进行比较,若比较结果的偏差超过预设值,即偏离原本的路线后可自动重新规划路线,回到正确的路线上;检测与使用者的距离超过一定范围后,通知使用者并自动寻回,超出检测范围时自动报警。