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以wifi模块供应商WiFi模块为核心的智能导盲机器人

发布日期:2022-01-12  浏览次数:2340
wifi模块供应商WiFi模块为核心的智能导盲机器人,基于导盲犬基本特征的智能导盲机器人,采用一种基于四轮驱动的智能导盲机器人进行设计,失明的人可通过上位机或语音交互模块与智能导盲机器人沟通,智能型导盲机器人利用上位机和GPS的准确定位来完成道路规划,导盲期由机器视觉引导,红外线和避障模块保证了盲人出行途中的安全,出行过程通过语音模块实时播报路况信息,它能有效地解决盲人的日常出行问题,还可用于商业智能引导等。

智能导盲机器人硬件的总体设计,其核心是STM32MCU微控制器,该系统包括上位机、wifi模块供应商WiFi模块WiFi模块、语音交互模块、手柄控制模块、机器视觉模块、避障模块、GPS定位模块、姿态分析模块、电机驱动模块等。基于STM32MCU单片机的智能导盲器作为主控制器,盲人可以通过导盲手控制和启停智能导盲机器人,通过语音交互模块、上位机的无线通讯模块和GPS定位模块,实现导盲机器人的路径规划,主机通过无线通信模块向MCU单片机发送各种指令,MCU单片机将接收到的各种指令进行分析处理,对各种传感器模块、驱动电机模块的启动和初始化等,如导盲机器人启动行走,智能型导盲机器人导盲性行走主要采用机器视觉、超声、红外等检测手段,对道路进行实时检测,及时反馈行人及障碍物,将检测到的障碍物信息反馈到单片机MCU中,对路况信息进行对进分析处理;通过电机模块,实现了三个方向的避障行走功能,导航机器人也是利用机器视觉的方式实时传递图像信息,利用无线通讯模块,实现远程网络监控、图像信息采集等;智能导盲机器人还可通过精密陀螺判别人体姿态,并传送给MCU单片机。MCU单片机根据机体姿态控制电机,调节智能导盲机器人的姿态和行走速度,为了达到平稳的效果,进一步保障盲人出行的安全,智能导盲机器人不仅可用于导盲导航,也可用于物资运输,救灾救灾等功能。

(1)MCU核心单元
MCU主控芯片以意法半导体STM32单片机为核心,上位机通过wifi模块供应商无线WiFi模块,GPS定位模块与单片机I/O串行接通讯、轨迹规划、MCU单片机通过I/O数据接口通过机器视觉实现,利用红外线、超声波等传感器采集外部障碍物、行人、路面状况,利用单片机进行数据分析,加工MCU单片机输出控制信息驱动电机根据预定计划的路线实时导航。
(2)WiFi模块电路设计。
本实用新型采用CV520无线WiFi收发模块电路进行智能导盲机器人无线通讯,如图3所示。智能导盲机器人的无线通讯接口,通过wifi模块供应商无线WiFi收发模块,单片机与上位机进行数据收发,实现远程控制和访问。
(3)步进马达组件。
在上位机和MCU微控制器完成轨迹规划之后,MCU通过I/O接口驱动电机完成前、后转、左转、后退等动作,达到正常行走的目的。
(4)姿态模组电路设计。
MPU6050型精密陀螺仪是一种智能导盲器,用以判断人体姿态和行走速度,向单片机主芯片传送采集的信息,上位机主芯片根据机器人已有的姿态和速度输出相应的指令,控制马达调节机器人的姿态和速度,为了获得平衡效果。
(5)红外避障模块电路的设计。红外线传感模组用来探测道路的实际状况,利用LM393电压比较器获取TCRT5000红外光反射对管来检测行人和道路信息、道路信息,该数据通过反馈给MCU进行智能导盲机器人行走路线的判断与调整等。
(6)超声障碍物模块电路的设计。
针对红外线传感器探测范围有限,为使导盲机器人能够检测到较远的障碍,该系统还增加了超声波测距和红外线共享障碍物形成互补性检测,进一步提高检测范围和精度;这样,确保了智能机器人的避障可靠性。
(7)主板电源模块的设计。
智能型导盲机器人电源模块可以有效地保证导盲机器人的驱动和续航能力,该电源使用了12V/20A以上的直流电源,为智能导盲机器人提供长时间的寿命,主控制芯片由LM7805三端稳压模块构成的两级稳压电源模块组成,针对主板及功能模块的供电要求,主控芯片供电由AMS1117高精度稳压电源模块组成,为满足MCU核心模块供电,电源电路设计见图8。

智能型导盲机器人的软件设计是在系统设计的基础上,满足智能导盲机器人的各种功能,程序设计首先是对各种传感器模块,电动机驱动模块、姿态模块、GPS模块、wifi模块供应商无线通讯模块等,开发软件对各个功能进行程序模块化设计,然后把所采集的各种信息发送到MCU单片机进行检测,判断并执行相应的程序算法等,使智能导盲机器人安全抵达目的地。主要程序以启动为主,初始化各个系统模块,等待上位指令,是否启动前进,避障,导盲,到达目的地等。

智能型导盲机器人通过与主机的交互,实现路径规划、智能导航、避障等,有效地解决了盲人的出行问题。伴随着人工智能的不断开发、应用,技术不断成熟和发展,安全性能得到了显著改善,智能导盲机器人用于盲人导盲,公路检测、智能避障、物资运输、灾害救援、生命迹象检测、公路巡检等具有很好的前景。wifi模块供应商WiFi模块智慧型机器人上的应用将不断改进人类的生活方式,改变世界,已成为人类生活不可或缺的一部分。
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