1. 研究目的与意义
现在市面上有着很多的为盲人使用的导航设备，但是各有各的缺点与优点，目前，盲人的出行主要依靠盲道、手杖。盲人通过敲触大地或者周围的物体来断定行走方向，以及需要停下与否，这类拐杖的弊端很多，它的缺点集中在，它难以发现很远处的物体和选在半空中的物体。而在导向上，除了导盲砖，市面上还采用传统指南针结合单片机通过霍尔元件采集指针磁信号，再通过语音报告方向，但这种方法由于机械指南针的指针灵活性太强，受干扰影响较大，所以易造成误判，而电子式的相关设备虽然技术成熟但是价格过高，不适合推广开来。
基于此，本文提出了一种新型的盲人导航系统，该系统分为两大块，一个是利用超声波避障确保盲人在直路上行走安全；二是改变以往在盲人遇到十字路口时，去确定东南西北方向的思路，转而考虑去使盲人清楚的知道自己所要去的方向与红绿灯控制箱提供绿灯信号之间的关系。
2. 课题关键问题和重难点
本盲人导航系统是以盲人行走常带的手杖为载体，两大部分超声波避障和指引过马路。指引系统由三大部分组成，在红绿灯控制箱内加入信号发射系统、地面的标识、手杖系统。而避障则是可以通过调整探测距离，和震动提醒模块。主要解决盲人自身位置和红绿灯的确认问题。
关键问题：
1、直路行驶时如探测障碍物
3. 国内外研究现状（文献综述）
调查显示，中国是世界盲人最多的国家，目前约有500万盲人，占世界盲人总数的18%，低视力者600多万。盲人出行的问题是一个不可忽视的社会问题。目前，盲人的出行主要依靠盲道、手杖。而超声波盲人导航系统则能够更好地识别障碍物物以及其所在的距离。同时，在十字路口通过导盲砖与红绿灯检测设备相互配合作用下，使盲人过十字路口的时候知道自己在十字路口的什么位置、以及自己想去的方向是否是绿灯及绿灯持续时间够不够穿过马路等信息。
此系统的目的旨在提供一种方便盲人出行的导航系统，解决现有的盲人导航系统不够准确安全的为盲人导航的问题。
(1) 测距传感器的比较
识别障碍的首要问题是传感器的选择，下面对几种传感器的优缺点进行说明：
探测障碍的最简单的方法是使用超声波传感器，它是利用向目标发射超声波脉冲，计算其往返时间来判定距离的。该方法被广泛应用于移动机器人的研究上。其优点是价格便宜，易于使用，且在10m以内能给出精确的测量。不过在ITS系统中除了上文提出的场景限制外，还有以下问题。首先因其只能在10m以内有效使用，所以并不适合ITS系统。另外超声波传感器的工作原理基于声，即使可以使之测达100m远，但其更新频率为2Hz，而且还有可能在传输中受到它信号的干扰，所以在CW/ICC系统中使用是不实际的。
视觉传感器在CW系统中使用得非常广泛。其优点是尺寸小，价格合理，在一定的宽度和视觉域内可以测量定多个目标，并且可以利用测量的图像根据外形和大小对目标进行分类。但是算法复杂，处理速度慢。雷达传感器在军事和航空领域已经使用了几十年。主要优点是可以鲁棒地探测到障碍而不受天气或灯光条件限制。近十年来随着尺寸及价格的降低，在汽车行业开始被使用。但是仍存在性价比的问题。
故此，本设计采用T/R-40-12小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检测元件，其中心频率为40Hz，由80C51发出的40KHz脉冲信号驱动超声波传感器发送器发出40KHz的脉冲超声波，如前方遇到有障碍物时，此超声波信号被障碍物反射回来，由接收器接收，经LM318两级放大，再经带有锁相环的音频解码芯片LM567解码，当LM567的输入信号大于25mV时，输出端由高电平变为低电平，送80C51单片机处理。
传感器类型 | 优 点 | 缺 点 |
超声波 视觉 激光雷达 MMW雷达 | 价格合理，夜间不受影响。 易于多目标测量和分类，分辨率好。 价格相合理，夜间不受影响 不受灯光、天气影响。 | 测量范围小，对天气变化敏感。 不能直接测量距离，算法复杂处理速度慢。 对水、灰尘敏感。 价格贵 |
表3.1 传感器性能比较
(2) 导盲避障装置现状
传统的盲人导航装置多为手杖，盲人通过敲触大地或者周围的物体来断定行走方向，以及需要停下与否。这类拐杖的弊端很多，它的缺点集中在，它难以发现很远的物体和悬在半空中的物体。而当前国内生产的导盲设备也存在诸多的问题，例如：带有喇叭的拐棍，它的优点是可以发出声音让别人知道盲人的通行，缺点是，若喇叭有坏损，盲人将失去它的使用价值。国外的相关设备虽然技术成熟但是价格过高，不宜推广开来。
(3) 语音导盲现状
随着科技水平的不断提高，电子信息化设施越来越多的参与到人们的日常生活中。语音导盲系统多基于GPS技术，比如越来越流行的GPS盲人导航器。GPS盲人导航器内置有GPS定位装置、指路陀螺仪、激光测距仪等装置，并采用触觉反馈屏幕，可以在屏幕上显示盲文，以保证失明用户可以进行操作，而激光测距仪和陀螺仪指引可以让用户免去对导盲犬和手杖的依赖。盲人导航系统由导航仪终端、无线辅助中心和监控中心组成。导航仪终端安装GPS接收、GPRS/GSM数据传送、Zigbee通信、电子罗盘等单元。在盲人通过十字路口时，可以确定盲人具体位置和朝向，无线辅助中心提供交通灯的状态并对盲人进行准确定位。当盲人迷路时，可以通过GPS接收经纬度信息，同时发送给监控中心或者家人来获得帮助。监控中心接收到盲人位置信息并处理后回传导航信息，从而进行人工语音导航。
但这种装置太复杂，使用时会耗费盲人大量精力，不适宜应用于需要快速做出反应的场所。
参考文献
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[11].符青松. 超声波距离检测传输系统的设计与实现 [D]，武汉理工大学，2009.
4. 研究方案
根据任务和实际要求，本盲人导航系统是以盲人行走常带的手杖为载体，两大部分超声波避障和指引过马路。指引系统由三大部分组成，在红绿灯控制箱内加入信号发射系统、地面的标识、手杖系统。而避障则是可以通过调整探测距离，和震动提醒模块。
总体思路
5. 工作计划
第1周：接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；
第2周：阅读相关资料，理解有关内容；
第3周：查阅并翻译相关英文资料，提出拟完成本课题的方案，写出相关开题报告一份；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
