以wifi模塊供應(yīng)商WiFi模塊為核心的智能導(dǎo)盲機(jī)器人，基于導(dǎo)盲犬基本特征的智能導(dǎo)盲機(jī)器人，采用一種基于四輪驅(qū)動(dòng)的智能導(dǎo)盲機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)，失明的人可通過上位機(jī)或語音交互模塊與智能導(dǎo)盲機(jī)器人溝通，智能型導(dǎo)盲機(jī)器人利用上位機(jī)和GPS的準(zhǔn)確定位來完成道路規(guī)劃，導(dǎo)盲期由機(jī)器視覺引導(dǎo)，紅外線和避障模塊保證了盲人出行途中的安全，出行過程通過語音模塊實(shí)時(shí)播報(bào)路況信息，它能有效地解決盲人的日常出行問題，還可用于商業(yè)智能引導(dǎo)等。

智能導(dǎo)盲機(jī)器人硬件的總體設(shè)計(jì)，其核心是STM32MCU微控制器，該系統(tǒng)包括上位機(jī)、wifi模塊供應(yīng)商WiFi模塊WiFi模塊、語音交互模塊、手柄控制模塊、機(jī)器視覺模塊、避障模塊、GPS定位模塊、姿態(tài)分析模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等。基于STM32MCU單片機(jī)的智能導(dǎo)盲器作為主控制器，盲人可以通過導(dǎo)盲手控制和啟停智能導(dǎo)盲機(jī)器人，通過語音交互模塊、上位機(jī)的無線通訊模塊和GPS定位模塊，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)盲機(jī)器人的路徑規(guī)劃，主機(jī)通過無線通信模塊向MCU單片機(jī)發(fā)送各種指令，MCU單片機(jī)將接收到的各種指令進(jìn)行分析處理，對各種傳感器模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊的啟動(dòng)和初始化等，如導(dǎo)盲機(jī)器人啟動(dòng)行走，智能型導(dǎo)盲機(jī)器人導(dǎo)盲性行走主要采用機(jī)器視覺、超聲、紅外等檢測手段，對道路進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，及時(shí)反饋行人及障礙物，將檢測到的障礙物信息反饋到單片機(jī)MCU中，對路況信息進(jìn)行對進(jìn)分析處理；通過電機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)方向的避障行走功能，導(dǎo)航機(jī)器人也是利用機(jī)器視覺的方式實(shí)時(shí)傳遞圖像信息，利用無線通訊模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、圖像信息采集等；智能導(dǎo)盲機(jī)器人還可通過精密陀螺判別人體姿態(tài)，并傳送給MCU單片機(jī)。MCU單片機(jī)根據(jù)機(jī)體姿態(tài)控制電機(jī)，調(diào)節(jié)智能導(dǎo)盲機(jī)器人的姿態(tài)和行走速度，為了達(dá)到平穩(wěn)的效果，進(jìn)一步保障盲人出行的安全，智能導(dǎo)盲機(jī)器人不僅可用于導(dǎo)盲導(dǎo)航，也可用于物資運(yùn)輸，救災(zāi)救災(zāi)等功能。

(1)MCU核心單元
MCU主控芯片以意法半導(dǎo)體STM32單片機(jī)為核心，上位機(jī)通過wifi模塊供應(yīng)商無線WiFi模塊，GPS定位模塊與單片機(jī)I/O串行接通訊、軌跡規(guī)劃、MCU單片機(jī)通過I/O數(shù)據(jù)接口通過機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)，利用紅外線、超聲波等傳感器采集外部障礙物、行人、路面狀況，利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，加工MCU單片機(jī)輸出控制信息驅(qū)動(dòng)電機(jī)根據(jù)預(yù)定計(jì)劃的路線實(shí)時(shí)導(dǎo)航。
(2)WiFi模塊電路設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型采用CV520無線WiFi收發(fā)模塊電路進(jìn)行智能導(dǎo)盲機(jī)器人無線通訊，如圖3所示。智能導(dǎo)盲機(jī)器人的無線通訊接口，通過wifi模塊供應(yīng)商無線WiFi收發(fā)模塊，單片機(jī)與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和訪問。
(3)步進(jìn)馬達(dá)組件。
在上位機(jī)和MCU微控制器完成軌跡規(guī)劃之后，MCU通過I/O接口驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成前、后轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)、后退等動(dòng)作，達(dá)到正常行走的目的。
(4)姿態(tài)模組電路設(shè)計(jì)。
MPU6050型精密陀螺儀是一種智能導(dǎo)盲器，用以判斷人體姿態(tài)和行走速度，向單片機(jī)主芯片傳送采集的信息，上位機(jī)主芯片根據(jù)機(jī)器人已有的姿態(tài)和速度輸出相應(yīng)的指令，控制馬達(dá)調(diào)節(jié)機(jī)器人的姿態(tài)和速度，為了獲得平衡效果。
(5)紅外避障模塊電路的設(shè)計(jì)。紅外線傳感模組用來探測道路的實(shí)際狀況，利用LM393電壓比較器獲取TCRT5000紅外光反射對管來檢測行人和道路信息、道路信息，該數(shù)據(jù)通過反饋給MCU進(jìn)行智能導(dǎo)盲機(jī)器人行走路線的判斷與調(diào)整等。
(6)超聲障礙物模塊電路的設(shè)計(jì)。
針對紅外線傳感器探測范圍有限，為使導(dǎo)盲機(jī)器人能夠檢測到較遠(yuǎn)的障礙，該系統(tǒng)還增加了超聲波測距和紅外線共享障礙物形成互補(bǔ)性檢測，進(jìn)一步提高檢測范圍和精度；這樣，確保了智能機(jī)器人的避障可靠性。
(7)主板電源模塊的設(shè)計(jì)。
智能型導(dǎo)盲機(jī)器人電源模塊可以有效地保證導(dǎo)盲機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)和續(xù)航能力，該電源使用了12V/20A以上的直流電源，為智能導(dǎo)盲機(jī)器人提供長時(shí)間的壽命，主控制芯片由LM7805三端穩(wěn)壓模塊構(gòu)成的兩級(jí)穩(wěn)壓電源模塊組成，針對主板及功能模塊的供電要求，主控芯片供電由AMS1117高精度穩(wěn)壓電源模塊組成，為滿足MCU核心模塊供電，電源電路設(shè)計(jì)見圖8。

智能型導(dǎo)盲機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，滿足智能導(dǎo)盲機(jī)器人的各種功能，程序設(shè)計(jì)首先是對各種傳感器模塊，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、姿態(tài)模塊、GPS模塊、wifi模塊供應(yīng)商無線通訊模塊等，開發(fā)軟件對各個(gè)功能進(jìn)行程序模塊化設(shè)計(jì)，然后把所采集的各種信息發(fā)送到MCU單片機(jī)進(jìn)行檢測，判斷并執(zhí)行相應(yīng)的程序算法等，使智能導(dǎo)盲機(jī)器人安全抵達(dá)目的地。主要程序以啟動(dòng)為主，初始化各個(gè)系統(tǒng)模塊，等待上位指令，是否啟動(dòng)前進(jìn)，避障，導(dǎo)盲，到達(dá)目的地等。

智能型導(dǎo)盲機(jī)器人通過與主機(jī)的交互，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃、智能導(dǎo)航、避障等，有效地解決了盲人的出行問題。伴隨著人工智能的不斷開發(fā)、應(yīng)用，技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，安全性能得到了顯著改善，智能導(dǎo)盲機(jī)器人用于盲人導(dǎo)盲，公路檢測、智能避障、物資運(yùn)輸、災(zāi)害救援、生命跡象檢測、公路巡檢等具有很好的前景。wifi模塊供應(yīng)商WiFi模塊智慧型機(jī)器人上的應(yīng)用將不斷改進(jìn)人類的生活方式，改變世界，已成為人類生活不可或缺的一部分。