מערכת ניווט קולית מבוססת GPS לאנשים עם לקות ראייה

מערכת מיקום גלובלית או GPS היא רשת לוויינים המקיפה את המיקומים בכל מקום בחלל חזרה לכדור הארץ. ניתן להשתמש בסוג טכנולוגי זה בתחומים שונים כמו שימוש מסחרי, צבא ושירותים אזרחיים בכל רחבי העולם. ניתן להשתמש ב- GPS למטרות אלה: תזמון מושלם, השלכה, מיקום לוויינים וחיבור שגיאות. ניתן להשתמש במערכת זו באופן אוניברסלי במשך 24 שעות. לפני שנדון בסיוע נסיעות מבוסס GPS לאנשים עיוורים ספר לנו על הרעיון של טכנולוגיית GPS .

מערכת מיקום גלובלית

מבוא למערכת מיקום גלובלית (GPS)

ה מערכת מיקום גלובלית מורכב משלושה פלחים: פלח שטח (SS), פלח בקרה (CS) ופלח משתמשים (ארה'ב). פלחי שליטה וחלל מפותחים, מופעלים ומתוחזקים על ידי חיל האוויר האמריקני, פלח המשתמש כולל משתמשים אזרחיים וצבאיים וציוד ה- GPS שלהם.

מערכת GPS

פלח חלל

קטע זה מורכב מ -24 לוויינים שמהם 21 כלי רכב חלל ניווטיים ו -3 הם חלפים פעילים המסתובבים בגובה 11000 מיילים ימיים. לוויינים אלה צפויים ויציבים בשל גובהם הרב. מערכת זו מורכבת משישה מישורי מסלול המוטים ב 55 מעלות ומונחים באותה מידה בכ 60 מעלות במישור המשווה.

פלח בקרה

הוא כולל תחנת בקרה ראשית, תחנת בקרת מנוע חלופית, שש תחנות צג וארבע אנטנות קרקעיות. תחנות מוניטור אלה ממוקמות בכל רחבי העולם, למדידת האות מכלי רכב חלל המשולבים במודל מסלולי של כל לווין. אנטנות קרקע ייעודיות משמשות לשידור אותות ללוויינים.

פלח משתמשים

מערכת זו מורכבת מקלטים הניתנים לכף יד או להתקנה על מטוסים, ספינה, צוללות, מכוניות ומשאיות. מקלטי GPS יכולים לפענח, לזהות ולעבד את האותות ללוויינים. ניתן לשנות אותות אלה למצב, לזמן ולמהירות. ניתן להשתמש בקטע זה ביישומים שונים כגון מיקום לוויני, שילוח, צבא, מדידה ומעקב.

זה על טכנולוגיית GPS וכיישום של GPS זה כאן אנו נותנים פרויקט להנחות את העיוורים כמערכת ניווט קולית.

מערכת GPS (מערכת מיקום גלובלית) מבוססת ניווט קולי לאנשים עיוורים

המונח עיוורון מתייחס לאנשים שאין להם ראייה בכלל או לאנשים שיש להם פחות ראייה. רוב האנשים העיוורים לוקחים תמיכה מכלבי נחייה להליכה. אנו מסבירים אודות מערכת ה- GPS ומערכת הניווט הקולי לאנשים עיוורים. באנשים עיוורים זה מוציא את הפקודות ואז מקבלים את התגובה באמצעות אותות שמע. מקלט GPS משמש לקבלת ערכי קו רוחב ואורך ברציפות. עם ההתקדמות בשימוש בטכנולוגיה של זיהוי קולי קל יותר לשלוח פקודות לגבי הוראות לעיוורים. כיישום של טכנולוגיית GPS זו מוסברים כמעט מערכות התראה קוליות מבוססות GPS לאנשים עיוורים בפסקאות הבאות.

דיאגרמת חסימות של מערכת הניווט הקולי לאנשים עיוורים

רכיבי חומרה ותוכנה בשימוש

מערכת ניווט עיוורת זו בנויה עם הרכיבים העיקריים כמו מיקרו-בקר, מקלט GPS, מודול זיהוי קולי, יחידת השמעה קולית, רמקול, חיישן קולי ו יחידת אספקת חשמל . בואו נסתכל בפירוט על כל המרכיבים הללו.

מיקרו-בקר

הבקר הזה הוא של מעבד ARM LPC2148, המשלב את המיקרו-בקר עם זיכרון פלאש מהיר שנע בין 32 ל -512 קילו-בתים. יש לו זיכרון תוכנית פלאש על שבב ו- RAM סטטי על שבב. יש לו 10 סיביות ממירי A עד D ותומך בהעברת USB 2.0 במהירות מלאה. בשל עלות נמוכה, צריכת חשמל נמוכה וקלות טיפול, מיקרו-בקר זה אמין לפרויקט זה.

מקלט GPS

מערכת מיקום גלובלית או מקלט GPS המשמש בפרויקט זה הוא GR87 אשר עושה שימוש באותות השידור המגיעים מלווייני GPS. הוא מספק מיקום תלת מימדי כגון ערכי קו אורך, קו רוחב וגובה מכל מיקום בעולם הזה בכל תנאי מזג האוויר. המאפיינים העיקריים של מקלט זה הם צריכת חשמל נמוכה, SRAM 1MB על שבב, זמן רכישה מחודש של 0.1 שניות וחומרת הפחתה רב-נתיבית.

מודול זיהוי קולי

מודול זה מזהה את המילה המדוברת על ידי המשתמש באמצעות מיקרופון. ניתוח דיבור יתקיים על ידי יחידה זו לאחר קבלת אות השמע הקלט. מערכת זו מורכבת משני שלבים כשלב אימונים והשני הוא שלב הכרה. במהלך שלב האימון הרמקול צריך לתת אותות דיבור כדי להכשיר את המערכת ובשלב אחר הרמקול צריך לתת פקודות דיבור המותאמות עוד יותר לאותות המאוחסנים בזמן שהם נשמרים במהלך שלב האימון. פרויקט זה משתמש ב- IC HM2007 כמודול זיהוי.

יחידת הפעלה קולית

זה של ביצועים גבוהים AP89085 IC מפוברק עם מעבד CMOS עם EPROM משובץ של 2 מגה-בייט. זהו תקליט קול ועונה ל- IC שיכול לאחסן את ההודעה עד 85 שניות. צליל מוקלט זה נשמר גם לאחר הסרת אספקת החשמל והצליל המוחזר הזה הוא באיכות גבוהה עם רמת רעש מינימלית.

חיישן קולי

חיישן זה משמש לאיתור המכשולים בדרך עבור עיוורים בפרויקט זה. חיישן זה משדר פרץ אולטרסאונד ובהתאם נותן דופק פלט בהתבסס על הזמן הנדרש לחזרת הד הפרץ חיישן קולי . באופן זה תלוי ברוחב הדופק של הד, ניתן לזהות ולמדוד את יעד המרחק בקלות.

יחידת רמקולים

הרמקול משמש להנחיית אנשים עם לקות ראייה לנווט בהם על סמך האותות או הצליל המוקלט של יחידת ההפעלה הקולית.

מקס 232

כדי לספק את התקשורת בין מקלט GPS למיקרו-בקר, נעשה שימוש ב- MAX 232. זוהי יחידת חיבור נתונים בינארית סדרתית סטנדרטית בין מסוף הנתונים ליחידת תקשורת הנתונים. אותות ברמה RS232 ממקלט ה- GPS מומרים לאותות ברמת TTL של המיקרו-בקר על ידי יחידה זו.

רכיבי תוכנה

כלי תוכנה כמו מוטבע C, Keil IDE , ו- Uc-Flash משמשים בפרויקט זה לתכנות המיקרו-בקר.

עבודה של מערכת ניווט קולית

המעגל כולו מופעל באמצעות ספק כוח DC מוסדר, כפי שמוצג בתרשים הבלוקים. מקלט ה- GPS המשמש בפרויקט זה מסוגל לקבל אותות מ -65 לווייני GPS (Global Positioning System). אותות שהתקבלו מועברים למידע מיקום ותזמון מדויק שניתן לקרוא מיציאת RS232 של מקלט זה. נתוני אורך, קו רוחב, גובה ותזמון נשלחים ליחידת המיקרו-בקר דרך MAX232 IC . ערכים אלה מעובדים ברציפות במיקרו-בקר.

עבודה של מערכת ניווט קולית

מודול זיהוי הקול מזהה את המילים המדוברות של המשתמש ושולח בהתאמה את אותם אותות למיקרו-בקר. המיקרו-בקר משווה את ערכי המקום המדוברים (קו אורך, קו רוחב וגובה) עם אותות ממקלט ה- GPS. בהשוואה זו, המיקרו-בקר מניע את יחידת ההפעלה הקולית לאספקת ניווט קולי למשתמש. קולות מוגדרים מראש נשמרים במודול זה כפקודות ניווט לעיוורים. אנו יכולים לאחסן את ערכי היעד עבור כל קול של פקודה מדוברת במיקרו-בקר לצורך זיהוי היעדים. החיישן הקולי מגלה את המכשול בדרך אל היעד, כך שמיקרו-בקר מקבל אותו ומתריע בפני לקויי הראייה.

מדובר במערכת מיקום גלובלית או מערכת ניווט קולית מבוססת GPS לאנשים עיוורים. אני מקווה שיש לך הבנה טובה יותר של ה- GPS בעזרת יישום מעשי זה. יתר על כן, כל עזרה ליישום פרויקט זה או כל אחר פרויקטים אלקטרוניים , במיוחד לחיבור מקלט ה- GPS ותהליך הגדרת התצורה שלו, תוכל להשאיר את הערותיך למטה.