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[GD32F350 作品提交] 基于人体运动学的导盲鞋设计

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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-18 20:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、设计名称
基于人体运动学的导盲鞋设计
二、 作品简介
导盲鞋通过对人体步行姿态的分析,旨在实现快速、准确识别障碍物的功能,帮助盲人在行进过程中有效避开静止的障碍物及移动的行人,在此基础上,尽可能解决盲人上下楼梯的识别和提醒。
三、系统框图

系统框图

系统框图
四、各部分实现的功能说明和解析
压力传感电路:压力薄膜传感器监测足底压力盲人是否处于行走状态,若超过25kg(行走时支撑脚承受压力约为体重,假设为60kg),则认为处于行走状态,在整个脚掌平放贴地时启动距离测量;若低于25kg,认为盲人双脚处于停止行走状态(直立时单脚承受压力为体重的一半)或者坐态,系统进入standby模式,等待压力传感器产生中断唤醒设备。压力薄膜传感器根据压力不同产生不同的阻抗变化,当压力增大时阻抗变小,分压也减小,通过LM339电压比较器产生比较电平反馈给单片机,电路中加入了电源指示灯和输出电平指示灯。

50kg量程压力传感器

50kg量程压力传感器

置于足跟的压力传感器

置于足跟的压力传感器

电压比较电路

电压比较电路
距离测量传感器:采用VL53L1X模块测量前方障碍物的距离,该模块测量量程最大为4m,因为采用飞秒激光测距的原理(利用光子到障碍物的往返时间间接测量距离),距离测量速度比超声测距快(约为几个毫秒),对一些小物体的分辨率也高,返回的距离数据也有7个不同的状态类型(测量可靠,受环境光影响,内部算法溢出等类型)

VL53L1X测距模块

VL53L1X测距模块

mpu6050传感器

mpu6050传感器

mpu6050

mpu6050
振动提醒电路:该电路采用两个扁平振动马达(直流有刷),可以通过设定两个马达的振动时间和次序自定义不同的提示类型,马达分别用两个P-MOS管驱动,在栅极加个10K的上拉电阻,防止单片机进入待机模式后,栅源之间的电压过低引起马达意外振动。两个马达可以置于足背或者足底,依哪个反射传导更快而定(考虑到马达的耐压程度,姑且将其置于足背)。

前后两个振动马达

前后两个振动马达

足背和足侧的马达

足背和足侧的马达
·      总结
本设计基本能完成对障碍物的测量,及时反馈盲人行走所需的信息,后续若能使用mpu6050的姿态解算,结合激光测距模块的测量数据,就可以实现更多的反馈信息,使系统更加完善和实用。最后感谢群里的工程师们帮忙解决问题,希望兆易创新越做越好。

实物图

实物图
·     源码
     工程是直接在例程里面加进去的,目前尚未用到mpu6050的代码,如果有更好的程序算法,会后续补帖。
350demo.zip (14.31 MB, 下载次数: 24)
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发表于 2018-10-19 08:32 | 显示全部楼层
加上语音提醒,利用骨传导,不用带耳机
专注智能产品的研究与开发,专注于电子电路的生产与制造……QQ:2912615383,电子爱好者群: void

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2018-10-19 19:29 | 显示全部楼层
懒猫爱飞 发表于 2018-10-19 08:32
加上语音提醒,利用骨传导,不用带耳机

好主意

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