基于人体运动学的导盲鞋设计

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

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。

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）

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）。

·      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。

·     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。