El sistema de posicionamiento global o GPS es una red de satélites en órbita que se utiliza para localizar posiciones en cualquier lugar del espacio de regreso a la Tierra. Este tipo de tecnología se puede utilizar en diversas áreas como el uso comercial, militar y servicios civiles en todo el mundo. El GPS se puede utilizar para estos fines: sincronización perfecta, trilateración, posicionamiento de satélites y conexión por error. Este sistema se puede utilizar universalmente durante 24 horas. Antes de hablar sobre el asistente de viaje basado en GPS para personas ciegas, infórmenos sobre el concepto de Tecnología GPS .
Sistema de Posicionamiento Global
Introducción al sistema de posicionamiento global (GPS)
los sistema de Posicionamiento Global consta de tres segmentos: segmento espacial (SS), segmento de control (CS) y un segmento de usuario (EE. UU.). Los segmentos de control y espacio son desarrollados, operados y mantenidos por la fuerza aérea de los EE. UU. El segmento de usuarios incluye tanto a usuarios civiles como militares y su equipo GPS.
Sistema GPS
Segmento espacial
Este segmento consta de 24 satélites de los cuales 21 son vehículos espaciales de navegación y 3 son repuestos activos que orbitan a una altitud de 11000 millas náuticas. Estos satélites son predecibles y estables debido a su gran altitud. Este sistema consta de seis planos orbitales que están inclinados a 55 grados y colocados igualmente a unos 60 grados en el plano ecuatorial.
Segmento de control
Comprende una estación de control principal, una estación de control de motores alternativa, seis estaciones de monitoreo y cuatro antenas terrestres. Estas estaciones de monitoreo están ubicadas en todo el mundo, para medir la señal de los vehículos espaciales que se incorporan a un modelo orbital de cada satélite. Las antenas terrestres dedicadas se utilizan para transmitir señales a los satélites.
Segmento de usuario
Este sistema consta de receptores que pueden ser portátiles o instalarse en aviones, barcos, submarinos, automóviles y camiones. Los receptores GPS pueden decodificar, detectar y procesar las señales a los satélites. Estas señales se pueden cambiar a posición, tiempo y velocidad. Este segmento se puede utilizar en diferentes aplicaciones, como posicionamiento satelital, envío, militar, topografía y seguimiento.
Se trata de la tecnología GPS y como aplicación de este GPS aquí estamos dando un proyecto para guiar a las personas ciegas como un sistema de navegación por voz.
Sistema de navegación por voz basado en GPS (sistema de posicionamiento global) para personas ciegas
El término ceguera se refiere a las personas que no tienen visión en absoluto o personas que tienen menos visión. La mayoría de las personas ciegas reciben el apoyo de los perros guía para caminar. Les explicamos sobre el GPS y el sistema de navegación por voz para personas ciegas. En este, las personas ciegas emiten los comandos y luego reciben la respuesta mediante señales de audio. El receptor GPS se utiliza para recibir los valores de latitud y longitud de forma continua. Con el avance de la tecnología, el uso del reconocimiento de voz es más fácil para enviar comandos con respecto a las direcciones a las personas ciegas. Como aplicación de esta tecnología GPS, los sistemas de alerta por voz basados en GPS para personas ciegas se explican prácticamente en los párrafos siguientes.
Diagrama de bloques del sistema de navegación por voz para personas ciegas
Componentes de hardware y software utilizados
Este sistema de navegación ciega está construido con los componentes principales como microcontrolador, receptor GPS, módulo de reconocimiento de voz, unidad de reproducción de voz, altavoz, sensor ultrasónico y unidad de fuente de alimentación . Veamos en detalle todos estos componentes.
Microcontrolador
Este controlador es del Procesador ARM LPC2148, que combina el microcontrolador con una memoria flash de alta velocidad de 32 a 512 KB. Tiene memoria de programa flash en chip y RAM estática en chip. Tiene 10 bits Convertidores A a D y soporte para transferencia USB 2.0 de alta velocidad. Debido a su bajo costo, bajo consumo de energía y facilidad de manejo, este microcontrolador es confiable para este proyecto.
Receptor GPS
El sistema de posicionamiento global o receptor GPS utilizado en este proyecto es GR87 que hace uso de las señales de transmisión provenientes de satélites GPS. Proporciona una ubicación tridimensional, como los valores de longitud, latitud y altitud de cada posición en este mundo en todas las condiciones climáticas. Las principales características de este receptor son el bajo consumo de energía, SRAM de 1 MB en el chip, tiempo de readquisición de 0,1 segundos y hardware de mitigación de múltiples rutas.
Módulo de reconocimiento de voz
Este módulo detecta la palabra hablada por el usuario a través de un micrófono. Esta unidad realizará el análisis del habla después de que se tome la señal de audio de entrada. Este sistema consta de dos fases como fase de formación y la otra es una fase de reconocimiento. Durante la fase de entrenamiento, el hablante tiene que dar señales de voz para entrenar el sistema y, en otra fase, el hablante tiene que dar órdenes de voz que además se emparejan con las señales almacenadas mientras se almacenan durante la fase de entrenamiento. Este proyecto utiliza el IC HM2007 como módulo de reconocimiento.
Unidad de reproducción de voz
Es de AP89085 IC de alto rendimiento fabricado con un procesador CMOS con una EPROM de 2 MB integrada. Es un registro de sonido y responde IC que puede almacenar el mensaje hasta 85 segundos. Este sonido grabado se retiene incluso después de quitar la fuente de alimentación y este sonido reproducido es de alta calidad con un nivel de ruido mínimo.
Sensor ultrasónico
Este sensor se utiliza para detectar los obstáculos en el camino para las personas ciegas en este proyecto. Este sensor transmite una ráfaga ultrasónica y, en consecuencia, da un pulso de salida basado en el tiempo requerido para que la ráfaga de eco vuelva a la sensor ultrasónico . De esta manera, depende del ancho del pulso del eco, la distancia al objetivo se detecta y mide fácilmente.
Unidad de altavoz
El altavoz se utiliza para guiar a las personas con discapacidad visual a navegar por ellas en función de las señales o el sonido grabado de la unidad de reproducción de voz.
MAX 232
Para proporcionar la comunicación entre el receptor GPS y el microcontrolador, se utiliza MAX 232. Esta es una unidad de interconexión de datos binarios en serie estándar entre el terminal de datos y la unidad de comunicación de datos. Las señales de nivel RS232 del receptor GPS se convierten en señales de nivel TTL del microcontrolador mediante esta unidad.
Componentes de software
Herramientas de software como C integrado, Keil IDE , y Uc-Flash se utilizan en este proyecto para programar el microcontrolador.
Funcionamiento del sistema de navegación por voz
Todo el circuito se alimenta con una fuente de alimentación de CC regulada como se muestra en el diagrama de bloques. El receptor GPS utilizado en este proyecto es capaz de recibir señales de 65 satélites GPS (Sistema de posicionamiento global). Estas señales recibidas se transfieren a la posición precisa y la información de tiempo que se puede leer desde el puerto RS232 de este receptor. Estos datos de longitud, latitud, altitud y tiempo se envían a la unidad del microcontrolador a través de MAX232 IC . Estos valores se procesan continuamente en el microcontrolador.
Funcionamiento del sistema de navegación por voz
El módulo de reconocimiento de voz reconoce las palabras habladas por el usuario y, en consecuencia, envía esas señales al microcontrolador. El microcontrolador compara los valores de lugar hablados (longitud, latitud y altitud) con las señales del receptor GPS. Tras esta comparación, el microcontrolador impulsa la unidad de reproducción de voz para proporcionar navegación por voz al usuario. Las voces predefinidas se almacenan en este módulo como comandos de navegación para las personas ciegas. Podemos almacenar los valores de destino para cada voz de comando hablado en el microcontrolador para reconocer los destinos. El sensor ultrasónico detecta el obstáculo en el camino hacia el destino, de modo que el microcontrolador lo capta y alerta a las personas con discapacidad visual.
Se trata del sistema de posicionamiento global o sistema de navegación por voz basado en GPS para personas ciegas. Espero que comprenda mejor el GPS con esta práctica aplicación. Además, cualquier ayuda para implementar este proyecto o cualquier otro proyectos de electrónica , especialmente para conectar el receptor GPS y su proceso de configuración puedes dejar tus comentarios a continuación.
