ระบบนำทางด้วยเสียงตาม GPS สำหรับผู้พิการทางสายตา

ระบบระบุตำแหน่งบนโลกหรือ GPS เป็นเครือข่ายของดาวเทียมที่โคจรอยู่ซึ่งใช้ในการค้นหาตำแหน่งที่ใดก็ได้ในอวกาศกลับสู่พื้นโลก เทคโนโลยีประเภทนี้สามารถนำไปใช้ในพื้นที่ต่างๆเช่นการใช้งานเชิงพาณิชย์การทหารและบริการพลเรือนทั่วโลก สามารถใช้ GPS เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้: เวลาที่สมบูรณ์แบบการไตร่ตรองการกำหนดตำแหน่งของดาวเทียมและการเชื่อมต่อที่ผิดพลาด ระบบนี้สามารถใช้งานได้ทั่วโลกเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ก่อนที่จะพูดคุยเกี่ยวกับผู้ช่วยการเดินทางที่ใช้ GPS สำหรับคนตาบอดให้เราทราบเกี่ยวกับแนวคิดของ เทคโนโลยี GPS .

ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก

ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก (GPS)

ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลก ประกอบด้วยสามส่วน: ส่วนพื้นที่ (SS) ส่วนควบคุม (CS) และกลุ่มผู้ใช้ (สหรัฐฯ) ส่วนการควบคุมและพื้นที่ได้รับการพัฒนาดำเนินการและดูแลโดยกองทัพอากาศสหรัฐส่วนผู้ใช้ประกอบด้วยทั้งผู้ใช้พลเรือนและทหารและอุปกรณ์ GPS ของพวกเขา

ระบบ GPS

กลุ่มพื้นที่

ส่วนนี้ประกอบด้วยดาวเทียม 24 ดวงซึ่ง 21 ดวงเป็นยานอวกาศสำหรับเดินเรือและ 3 ดวงเป็นอะไหล่ที่ใช้งานอยู่ซึ่งโคจรอยู่ที่ระดับความสูง 11000 ไมล์ทะเล ดาวเทียมเหล่านี้สามารถคาดเดาได้และมีเสถียรภาพเนื่องจากมีความสูง ระบบนี้ประกอบด้วยระนาบวงโคจรหกระนาบที่เอียง 55 องศาและวางเท่า ๆ กันที่ประมาณ 60 องศาบนระนาบเส้นศูนย์สูตร

กลุ่มควบคุม

ประกอบด้วยสถานีควบคุมหลักสถานีควบคุมมอเตอร์สำรองสถานีตรวจสอบหกสถานีและเสาอากาศภาคพื้นดินสี่เสา สถานีมอนิเตอร์เหล่านี้ตั้งอยู่ทั่วโลกเพื่อวัดสัญญาณจากยานอวกาศซึ่งรวมอยู่ในแบบจำลองวงโคจรของดาวเทียมแต่ละดวง เสาอากาศภาคพื้นดินเฉพาะใช้สำหรับกระจายสัญญาณไปยังดาวเทียม

กลุ่มผู้ใช้

ระบบนี้ประกอบด้วยเครื่องรับที่สามารถถือได้หรือติดตั้งบนเครื่องบินเรือเรือดำน้ำรถยนต์และรถบรรทุก เครื่องรับ GPS สามารถถอดรหัสตรวจจับและประมวลผลสัญญาณไปยังดาวเทียม สัญญาณเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเป็นตำแหน่งเวลาและความเร็วได้ ส่วนนี้สามารถใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆเช่นการระบุตำแหน่งดาวเทียมการขนส่งการทหารการสำรวจและการติดตาม

เกี่ยวกับเทคโนโลยี GPS และแอปพลิเคชันของ GPS ที่นี่เรากำลังจัดทำโครงการเพื่อนำทางคนตาบอดเป็นระบบนำทางด้วยเสียง

ระบบนำทางด้วยเสียงตาม GPS (Global Positioning System) สำหรับคนตาบอด

คำว่าตาบอดหมายถึงคนที่มองไม่เห็นเลยหรือคนที่มีวิสัยทัศน์น้อย คนตาบอดส่วนใหญ่รับการสนับสนุนจากสุนัขนำทางให้เดิน เรากำลังอธิบายเกี่ยวกับ GPS และระบบนำทางด้วยเสียงสำหรับคนตาบอด ในคนตาบอดคนนี้จะออกคำสั่งแล้วรับคำตอบโดยใช้สัญญาณเสียง เครื่องรับ GPS ใช้เพื่อรับค่าของละติจูดและลองจิจูดอย่างต่อเนื่อง ด้วยความก้าวหน้าในการใช้เทคโนโลยีการจดจำเสียงทำให้สามารถส่งคำสั่งเกี่ยวกับเส้นทางไปยังคนตาบอดได้ง่ายขึ้น ในฐานะที่เป็นแอปพลิเคชันของเทคโนโลยี GPS นี้ระบบแจ้งเตือนด้วยเสียงที่ใช้ GPS สำหรับคนตาบอดได้อธิบายไว้ในย่อหน้าถัดไป

แผนภาพบล็อกของระบบนำทางด้วยเสียงสำหรับคนตาบอด

ใช้ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

ระบบนำทางคนตาบอดนี้สร้างขึ้นด้วยส่วนประกอบหลักเช่นไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวรับสัญญาณ GPS โมดูลจดจำเสียงหน่วยเล่นเสียงลำโพงเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกและ หน่วยจ่ายพลังงาน . มาดูรายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบเหล่านี้ทั้งหมด

ไมโครคอนโทรลเลอร์

คอนโทรลเลอร์นี้เป็นของ โปรเซสเซอร์ ARM LPC2148, ซึ่งรวมไมโครคอนโทรลเลอร์เข้ากับหน่วยความจำแฟลชความเร็วสูงตั้งแต่ 32 ถึง 512 KB มีหน่วยความจำโปรแกรมแฟลชบนชิปและ RAM แบบคงที่บนชิป มันมี 10 บิต ตัวแปลง A ถึง D และรองรับการถ่ายโอนความเร็วเต็ม USB 2.0 เนื่องจากต้นทุนต่ำใช้พลังงานต่ำและง่ายต่อการจัดการไมโครคอนโทรลเลอร์นี้จึงเชื่อถือได้สำหรับโครงการนี้

ตัวรับสัญญาณ GPS

ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกหรือเครื่องรับ GPS ที่ใช้ในโครงการนี้คือ GR87 ซึ่งใช้สัญญาณออกอากาศที่มาจากดาวเทียม GPS ให้ตำแหน่งสามมิติเช่นลองจิจูดละติจูดและค่าความสูงจากทุกตำแหน่งในโลกนี้ในทุกสภาพอากาศ คุณสมบัติหลักของเครื่องรับนี้คือการใช้พลังงานต่ำ SRAM บนชิป 1MB เวลาในการจัดหา 0.1 วินาทีและฮาร์ดแวร์ลดหลายเส้นทาง

โมดูลการรู้จำเสียง

โมดูลนี้ตรวจจับคำพูดของผู้ใช้ผ่านไมโครโฟน การวิเคราะห์คำพูดจะเกิดขึ้นโดยเครื่องนี้หลังจากรับสัญญาณเสียงเข้า ระบบนี้ประกอบด้วยสองระยะเป็นระยะการฝึกอบรมและอีกขั้นคือระยะการรับรู้ ในระหว่างขั้นตอนการฝึกวิทยากรจะต้องให้สัญญาณเสียงพูดเพื่อฝึกระบบและในลำโพงเฟสอื่น ๆ จะต้องให้คำสั่งเสียงพูดซึ่งตรงกับสัญญาณที่จัดเก็บเพิ่มเติมในขณะที่พวกเขาเก็บไว้ในช่วงการฝึกอบรม โครงการนี้ใช้ IC HM2007 เป็นโมดูลการจดจำ

หน่วยเล่นเสียง

เป็น AP89085 IC ประสิทธิภาพสูงที่ประดิษฐ์ด้วยโปรเซสเซอร์ CMOS ที่มี EPROM ขนาด 2MB ในตัว เป็นบันทึกเสียงและ IC ตอบกลับที่สามารถจัดเก็บข้อความได้ไม่เกิน 85 วินาที เสียงที่บันทึกนี้จะยังคงอยู่แม้ว่าจะถอดแหล่งจ่ายไฟออกไปแล้วก็ตามและเสียงที่เล่นซ้ำนี้มีคุณภาพสูงโดยมีระดับเสียงรบกวนน้อยที่สุด

อัลตราโซนิกเซนเซอร์

เซ็นเซอร์นี้ใช้สำหรับตรวจจับสิ่งกีดขวางระหว่างทางสำหรับคนตาบอดในโครงการนี้ เซ็นเซอร์นี้ส่งการระเบิดแบบอัลตร้าโซนิคและให้พัลส์เอาต์พุตตามเวลาที่ต้องการเพื่อให้เสียงสะท้อนกลับไปที่ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก . ด้วยวิธีนี้ขึ้นอยู่กับความกว้างของพัลส์ก้องจึงตรวจจับและวัดระยะเป้าหมายได้ง่าย

ชุดลำโพง

ลำโพงใช้สำหรับนำทางบุคคลที่มีความบกพร่องทางการมองเห็นในการนำทางตามสัญญาณหรือเสียงที่บันทึกไว้ของหน่วยเล่นเสียง

สูงสุด 232

เพื่อให้การสื่อสารระหว่างเครื่องรับ GPS และไมโครคอนโทรลเลอร์ใช้ MAX 232 นี่คือหน่วยเชื่อมต่อโครงข่ายข้อมูลไบนารีอนุกรมมาตรฐานระหว่างเทอร์มินัลข้อมูลและหน่วยสื่อสารข้อมูล สัญญาณระดับ RS232 จากเครื่องรับ GPS จะถูกแปลงเป็นสัญญาณระดับ TTL ของไมโครคอนโทรลเลอร์โดยเครื่องนี้

ส่วนประกอบซอฟต์แวร์

เครื่องมือซอฟต์แวร์เช่น ฝัง C, Keil IDE และ Uc-Flash ใช้ในโครงการนี้สำหรับการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์

การทำงานของระบบนำทางด้วยเสียง

วงจรทั้งหมดใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ DC ที่มีการควบคุมดังแสดงในแผนภาพบล็อก เครื่องรับ GPS ที่ใช้ในโครงการนี้สามารถรับสัญญาณจากดาวเทียม GPS (ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก) 65 ดวง สัญญาณที่ได้รับเหล่านี้จะถูกถ่ายโอนไปยังข้อมูลตำแหน่งและเวลาที่แม่นยำซึ่งสามารถอ่านได้จากพอร์ต RS232 ของเครื่องรับนี้ ข้อมูลลองจิจูดละติจูดความสูงและเวลานี้ส่งไปยังหน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์ผ่าน MAX232 ไอซี . ค่าเหล่านี้ถูกประมวลผลอย่างต่อเนื่องในไมโครคอนโทรลเลอร์

การทำงานของระบบนำทางด้วยเสียง

โมดูลการจดจำเสียงจะจดจำคำพูดของผู้ใช้และส่งสัญญาณเหล่านั้นไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์จะเปรียบเทียบค่าสถานที่ที่พูด (ลองจิจูดละติจูดและระดับความสูง) กับสัญญาณจากเครื่องรับ GPS จากการเปรียบเทียบนี้ไมโครคอนโทรลเลอร์จะขับเคลื่อนหน่วยเล่นเสียงเพื่อให้การนำทางด้วยเสียงแก่ผู้ใช้ เสียงที่กำหนดไว้ล่วงหน้าจะถูกจัดเก็บไว้ในโมดูลนี้เพื่อนำทางคำสั่งไปยังคนตาบอด เราสามารถเก็บค่าปลายทางของคำสั่งเสียงพูดแต่ละคำไว้ในไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อใช้ในการรับรู้จุดหมายปลายทาง เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะตรวจจับสิ่งกีดขวางระหว่างทางไปยังปลายทางเพื่อให้ไมโครคอนโทรลเลอร์รับและแจ้งเตือนผู้ที่มีความบกพร่องทางสายตา

เรื่องนี้เกี่ยวกับระบบระบุตำแหน่งบนโลกหรือระบบนำทางด้วยเสียงแบบ GPS สำหรับคนตาบอด ฉันหวังว่าคุณจะมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับ GPS ด้วยแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริงนี้ นอกจากนี้ความช่วยเหลือสำหรับการดำเนินโครงการนี้หรืออื่น ๆ โครงการอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมต่อเครื่องรับ GPS และขั้นตอนการกำหนดค่าคุณสามารถแสดงความคิดเห็นของคุณด้านล่าง