基于ATmega8單片機的紅外導(dǎo)盲系統(tǒng)設(shè)計
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盲人在行走引導(dǎo)方面有很大的困難，目前盲人的導(dǎo)盲主要是依靠手杖敲擊路面來判斷前方是否有可行的路線，這種方法效率不高，且有一定的局限性，無法告知盲人周圍障礙物的分布情況和距離。本文對采用光電式的導(dǎo)盲方式進(jìn)行了探索研究，提出了一種單片機紅外避障導(dǎo)盲系統(tǒng)的簡便方案，通過單片機采集紅外測距傳感器的信號，判斷出使用者周圍障礙物的方位和距離，通過語音芯片發(fā)出報警提示信息。該系統(tǒng)具有設(shè)計簡便小巧，穩(wěn)定可靠等特點。
1 紅外距離傳感器的選擇
常見的紅外距離傳感器是運用紅外發(fā)射管發(fā)射出一束紅外光，經(jīng)前方的物體反射后在發(fā)射管同一側(cè)用紅外接收管檢測反射光的強度，從而大致判斷出傳感器和障礙物的距離。但這種方法對距離的判斷誤差比較大，因為各種物體表面的反射率因材料的不同而各不相同，對反射接收到的光信號很難同一定標(biāo)，且該方法容易受到環(huán)境光的影響。
Sharp公司的光電距離傳感器GP2Y0A02YK0F可以克服上述缺點。該傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。它內(nèi)部集成了紅外調(diào)制光發(fā)射器、信號處理電路、位置敏感探測元件、輸出接口電路等模塊。輸出與測量距離成比例的模擬電平信號。檢測的距離范圍為20～150 cm。
該傳感器的距離測量是基于PSD(Position Sensitive Detector)原理，如圖2所示。一個紅外發(fā)射LED先將一束調(diào)制光照射到目標(biāo)物體表面，形成一個光點，從光點反射回來的光經(jīng)探測器的透鏡聚焦后投射到一個特殊的線性位置敏感探測元件上。反射光的入射角隨傳感器到目標(biāo)物體表面距離的不同而改變，因而投射到位置敏感探測元件上的位置也不同。在位置探測元件上投射的光點就與目標(biāo)物體的距離存在一一對應(yīng)的關(guān)系。通過檢測位置敏感探測元件上光點的位置，就可以得出傳感器與前方物體的距離。由于光在發(fā)出時經(jīng)過調(diào)制，該傳感器對環(huán)境光有一定的抗干擾性，而且這種方法是探測反射光的反射角度而非反射光的強度，因而不會受目標(biāo)物體表面反射率的影響。
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