Le système de positionnement global ou GPS est un réseau de satellites en orbite utilisé pour localiser des positions n'importe où dans l'espace jusqu'à la Terre. Ce type de technologie peut être utilisé dans divers domaines tels que l'utilisation commerciale, l'armée et les services civils dans le monde entier. Le GPS peut être utilisé à ces fins: synchronisation parfaite, trilatération, positionnement des satellites et connexion d'erreur. Ce système peut être utilisé universellement pendant 24 heures. Avant de discuter de l'assistant de voyage GPS pour personnes aveugles, faites-nous savoir le concept de Technologie GPS .
Système de positionnement global
Introduction au système de positionnement global (GPS)
Le Système de positionnement global se compose de trois segments: le segment spatial (SS), le segment de contrôle (CS) et un segment d'utilisateur (US). Les segments de contrôle et d'espace sont développés, exploités et entretenus par l'armée de l'air américaine, le segment des utilisateurs comprend à la fois les utilisateurs civils et militaires et leur équipement GPS.
Système GPS
Segment spatial
Ce segment se compose de 24 satellites dont 21 sont des véhicules spatiaux de navigation et 3 sont des pièces de rechange actives en orbite à une altitude de 11 000 milles marins. Ces satellites sont prévisibles et stables en raison de leur haute altitude. Ce système se compose de six plans orbitaux qui sont inclinés à 55 degrés et également placés à environ 60 degrés sur le plan équatorial.
Segment de contrôle
Il comprend un poste de contrôle principal, un poste de contrôle de moteur alternatif, six postes de surveillance et quatre antennes au sol. Ces stations de surveillance sont positionnées partout dans le monde, pour mesurer le signal des véhicules spatiaux qui sont incorporés dans un modèle orbital de chaque satellite. Des antennes au sol dédiées sont utilisées pour diffuser des signaux aux satellites.
Segment utilisateur
Ce système se compose de récepteurs qui peuvent être portatifs ou installés sur des avions, des navires, des sous-marins, des voitures et des camions. Les récepteurs GPS peuvent décoder, détecter et traiter les signaux envoyés aux satellites. Ces signaux peuvent être modifiés en position, temps et vitesse. Ce segment peut être utilisé dans différentes applications telles que le positionnement par satellite, l'expédition, l'armée, l'arpentage et le suivi.
Ceci à propos de la technologie GPS et en tant qu'application de ce GPS, nous donnons ici un projet pour guider les personnes aveugles en tant que système de navigation vocale.
Système de navigation vocale basé sur le GPS (Global Positioning System) pour les personnes aveugles
Le terme cécité fait référence aux personnes qui n'ont aucune vision du tout ou aux personnes qui ont une vision moindre. La plupart des aveugles reçoivent le soutien des chiens-guides pour marcher. Nous vous expliquons le GPS et le système de navigation vocale pour les aveugles. Dans ce cas, les aveugles émettent les commandes et reçoivent ensuite la réponse en utilisant des signaux audio. Le récepteur GPS est utilisé pour recevoir les valeurs de latitude et de longitude en continu. Avec l'avancement de la technologie, l'utilisation de la reconnaissance vocale est plus facile d'envoyer des commandes concernant les directions aux personnes aveugles. En tant qu'application de cette technologie GPS, les systèmes d'alerte vocale basés sur le GPS pour les aveugles sont expliqués pratiquement dans les paragraphes suivants.
Schéma fonctionnel du système de navigation vocale pour les aveugles
Composants matériels et logiciels utilisés
Ce système de navigation aveugle est construit avec les principaux composants tels que le microcontrôleur, le récepteur GPS, le module de reconnaissance vocale, l'unité de lecture vocale, le haut-parleur, le capteur à ultrasons et Bloc d'alimentation . Examinons en détail tous ces composants.
Microcontrôleur
Ce contrôleur est du Processeur ARM LPC2148, qui combine le microcontrôleur avec une mémoire flash haute vitesse allant de 32 à 512 Ko. Il a une mémoire de programme flash sur puce et une RAM statique sur puce. Il a 10 bits Convertisseurs A vers D et prend en charge le transfert USB 2.0 à pleine vitesse. En raison de son faible coût, de sa faible consommation d'énergie et de sa facilité de manipulation, ce microcontrôleur est fiable pour ce projet.
Récepteur GPS
Le système de positionnement global ou récepteur GPS utilisé dans ce projet est GR87 qui utilise les signaux de diffusion provenant des satellites GPS. Il fournit un emplacement tridimensionnel tel que les valeurs de longitude, de latitude et d'altitude de chaque position dans ce monde dans toutes les conditions météorologiques. Les principales caractéristiques de ce récepteur sont une faible consommation d'énergie, une SRAM de 1 Mo sur puce, un temps de réacquisition de 0,1 seconde et un matériel d'atténuation multi-chemins.
Module de reconnaissance vocale
Ce module détecte le mot parlé par l'utilisateur via un microphone. L'analyse de la parole sera effectuée par cet appareil après la prise du signal audio d'entrée. Ce système se compose de deux phases comme une phase de formation et l'autre est une phase de reconnaissance. Pendant la phase d'apprentissage, le locuteur doit donner des signaux vocaux pour entraîner le système et dans une autre phase, le locuteur doit donner des commandes vocales qui sont en outre mises en correspondance avec les signaux stockés pendant qu'ils sont stockés pendant la phase d'apprentissage. Ce projet utilise l'IC HM2007 comme module de reconnaissance.
Unité de lecture vocale
Il s'agit d'un circuit intégré AP89085 hautes performances fabriqué avec un processeur CMOS avec une EPROM de 2 Mo intégrée. C'est un enregistrement sonore et des réponses IC qui peuvent stocker le message jusqu'à 85 secondes. Ce son enregistré est conservé même après le retrait de l'alimentation et ce son rejoué est de haute qualité avec un niveau de bruit minimal.
Capteur à ultrasons
Ce capteur est utilisé pour détecter les obstacles sur le chemin des personnes aveugles dans ce projet. Ce capteur émet une rafale ultrasonore et donne en conséquence une impulsion de sortie basée sur le temps nécessaire pour que l'écho en rafale revienne au capteur à ultrasons . De cette manière, dépend de la largeur de l'impulsion d'écho, la distance cible est facilement détectée et mesurée.
Unité de haut-parleur
Le haut-parleur est utilisé pour guider les personnes malvoyantes dans leur navigation sur la base des signaux ou du son enregistré de l'unité de lecture vocale.
MAX 232
Pour assurer la communication entre le récepteur GPS et le microcontrôleur, MAX 232 est utilisé. Il s'agit d'une unité d'interconnexion de données binaires série standard entre le terminal de données et l'unité de communication de données. Les signaux de niveau RS232 du récepteur GPS sont convertis en signaux de niveau TTL du microcontrôleur par cet appareil.
Composants logiciels
Des outils logiciels comme Embedded C, Keil IDE , et Uc-Flash sont utilisés dans ce projet pour programmer le microcontrôleur.
Fonctionnement du système de navigation vocale
L'ensemble du circuit est alimenté par une alimentation CC régulée comme indiqué dans le schéma fonctionnel. Le récepteur GPS utilisé dans ce projet est capable de recevoir les signaux de 65 satellites GPS (Global Positioning System). Ces signaux reçus sont transférés dans des informations de position et de synchronisation précises qui peuvent être lues à partir du port RS232 de ce récepteur. Ces données de longitude, de latitude, d'altitude et de synchronisation sont envoyées à l'unité de microcontrôleur via MAX232 IC . Ces valeurs sont traitées en continu dans le microcontrôleur.
Fonctionnement du système de navigation vocale
Le module de reconnaissance vocale reconnaît les mots prononcés par l'utilisateur et envoie en conséquence ces signaux au microcontrôleur. Le microcontrôleur compare ces valeurs de lieu prononcées (longitude, latitude et altitude) avec les signaux du récepteur GPS. Lors de cette comparaison, le microcontrôleur entraîne l'unité de lecture vocale pour fournir une navigation vocale à l'utilisateur. Les voix prédéfinies sont stockées dans ce module sous forme de commandes de navigation destinées aux aveugles. Nous pouvons stocker les valeurs de destination pour chaque voix de commande parlée dans le microcontrôleur pour reconnaître les destinations. Le capteur à ultrasons détecte l'obstacle sur le chemin de la destination, de sorte que le microcontrôleur l'obtienne et alerte les personnes malvoyantes.
Il s'agit du système de positionnement global ou du système de navigation vocale basé sur GPS pour les personnes aveugles. J'espère que vous avez une meilleure compréhension du GPS avec cette application pratique. De plus, toute aide à la mise en œuvre de ce projet ou tout autre projets électroniques , en particulier pour connecter le récepteur GPS et son processus de configuration, vous pouvez laisser vos commentaires ci-dessous.
