超声波导盲杖的设计

赵晓东，孙运强，姚爱琴

(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051)

0 引言

随着电子技术的不断成熟和发展，人们对电子产品的需求转移到为人类的生活上来。依据超声波测距原理辅助盲人行走，而超声波导盲杖目前国内市场罕见，与盲人需求相差甚大。综合分析表明，解决好功能价格比与我国盲人购买力的矛盾，是开拓市场的关键。导盲仪器作为用于服务的电子产品的一种，要想使其控制方案更加优化、行进轨迹更加合理，模糊控制应用在导盲仪器上是发展的必然趋势。将模糊集合理论运用于自动控制而形成的模糊控制理论，在近年来得到了迅速的发展，其原因在于对那些时变的非线性的复杂系统，无法获得精确的数学模型的时候，利用具有智能的模糊控制器能给出有效的控制［1］。

1 超声波导盲杖的整体设计及原理

1.1 超声波的相关概念

超声波是一种频率为20 kHz以上的声波，具有直线传播的能力，频率越高绕射能力越弱，但反射能力越强，其指向性强，能量消耗缓慢，传播的距离较远。超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到实用的要求，因此在各方面的研制上都得到了广泛的应用［3］。

1.2 导盲杖的整体设计

超声波导盲杖是将超声波探测障碍物功能与手杖触探障碍物功能结合为一体。……