技术详情
狗是人类最忠实的伙伴。而对于盲人而言，导盲犬就如同他们手中的
拐杖―样须臾不离,它可以帮助照料盲人日常生活﹐也可以带领盲人安全地
走路。一条训练有素的导盲犬在家里,它可以引领主人到厨房、厕所、大门
、桌旁、床旁等等﹔离家后导盲犬会带领主人在盲道或是人行道上行走,绕
开障碍物(比如电线杆﹐行人);在带领主人出入商店时,遇到关闭的门、上下
台阶或进出电梯，导盲犬会停（坐)下来示意主人注意当主人发出前进的指
合时才继续前进。
但导盲犬训练成本高，训练难度大，缺少专业人员与系统理论及技术
支持，训练周期长等诸多问题，为解决这一现象，我团队研发了智能导盲
机器人。
导盲机器人是为视觉障碍者行动提供导航帮助的一种服务机器人，它
利用多种传感器对周围环境进行探测，将探测的信息进行处理然后做出相
应的反馈提供给驱动装置和视障者，以帮助使用者有效地避开障碍。
1.1.1产品构成
智能导盲四足机器人是一款专为视力障碍者设计的,通过数据自动采
集并上传到云端服务器，从专属数据库中对现场数据进行综合分析,快速、
准确的给予监护人发送信息。便于监护人能够方便、快捷、准确地获取信
息并进行处理。无线远程数据传输、大数据监控的智能化体温检测系统。
便于有效降低发生事件的风险,提升盲人出行的安全性,为盲人的出行安全保
驾护航。本产品能够在家居生活、日常出行等各种生活方面照顾盲人朋友
,给予他们贴心、细致、周到的服务与帮助,进而帮助视障人士能够正常参于
到社会实践中，与他人建立联系和社交网络，从而提高整个社会的幸福指
数。
图1产品实物
1.1.2产品功能
定位导航系统
双模北斗定位模块SKGO9D.该模块拥有极高的追踪灵敏度,大大扩大了
其定位的覆盖面及定位精度,可以自动导航最佳路线，节省时间，提高效率
。
3D雷达避障利用
16线三维激光雷达和3D激光SLAM技术,通过雷达传感器能基于
Webots环境实现SLAM算法的开发和机器人导航规划,从而实现行走过程中
自动避障。
AI智能模块
内置勘智K210芯片,采用RISC-V处理器架构,盲人可以通过语音从而控
制机器人,同时本产品支持SD卡存储功能,记录检测盲人的动态并发送给亲
人,更好为视障人士的安全提供保护。
车路协同技术
机器人配备蓝牙和WiFi模块,融入现有的智慧交通体系,反馈其道路的全
面信息并进行动态智能的交通规划,减少出行道路拥堵,为视障人士出行提供
更好的便利。
1.1.3使用流程
通过数据自动采集并上传到云端服务器的专属数据库，对现场数据进
行综合分析，快速、准确的给予监护人发送信息。监护人能够方便、快捷
、准确地获取信息并进行管理。
1.1.4产品设计
机械零件主要分为标准件与定制加工件，在设计时考虑使用更多的标
准件降低成本。
腿部机械搭建所用到的标准件包括深沟球轴承61900、深沟球轴承
6701ZZ、550- 5M-8同步带、足端壁球、张紧轴套及各型号螺栓紧固件等。
其余各连接件与传力机构均针对四足机器人设计要求进行了轻量化设
计并定制加工。
图1产品设计图
1.2产品背景
2022年我国盲人的数量约为1700万，盲人朋友们在日常生活中行动不
便。在室外：看不到红绿灯，过马路困难，乘公交车但不知道要做哪一辆
，道路不平整，容易摔跤，生病了就医困难等问题；在室内：吃药容易搞
错，对电气的使用可能会遇到危害，寻找东西很困难等。因此导盲机器人
的研究将是及其有意义的一件事，方便了盲人朋友的生活，使他们的生活
更加便利。对于视障人士来说如何掌握行走的方式和特性是日常生活的重
要部分，他们可以依赖一定的辅助设施，比如传统的盲杖、加入声波探测
障碍物的电子盲杖，还有其他的盲人导航设备等等，这一切都有它们的优
点和缺点。80%的视力残疾人士觉得，现时所能提供的辅助设施实际上不
能满足他们的活动需要，它们不能给用户提供正确的路径和躲避障碍。
几乎所有的视力残疾人士都希望有一个辅助导航设施可以让他们和正
常人一样的，能确保他们在路上感觉方便和安全。
1.3产品介绍
基于导盲四足机器人是一款通过数据自动采集并上传到云端服务器专
属数据库，对现场数据进行综合分析，快速、准确的给予监护人发送信息
。监护人能够方便、快捷、准确地获取信息并进行管理。无线远程数据传
输、大数据监控的智能化体温检测系统。便于有效降低体发生风险的，提
升盲人出行的安全性，提供盲人最大的出行体验。
工作原理：用户通过语音提示输入目的地，上传云端预先设定好移动
路线，通过上位机远程控制机器人启动，单片机驱动小车电机，通过5G模
块建立与小车实时监控的通信，整个系统开始工作。当运输时小车通过雷
达模块检测是否有行人或障碍物出现，如遇到红绿灯时，机器人具有红绿
灯检测功能，遇到红灯阶梯机器人会发出语音提示，提醒使用人注意安全
。
图1机械原理图
1.3.1竞争优势
已经自主实现了部分功能，智能四足导盲机器人。并且已经适用于经
济中高城市的盲人生活。这些技能以及经验将为我们本次创新项目打下坚
实基础。
已实现的部分功能：
1)3D雷达避险。
现在的机器人导盲犬主要用于室内平地的情况，然而我们未来会考虑
户外上斜坡、下斜坡、走台阶甚至是室内坐电梯等场景。未来，怎样在不
同楼层间做轨迹规划、怎样辨别红绿灯以及带领盲人过马路等也在开发范
围内，相信机器人导盲犬的落地能够带给行动不便的群体更多意想不到的
惊喜。并利用16线三维激光雷达和3D激光SLAM技术，通过雷达传感器基
于Webots环境实现SLAM算法开发和机器人导航规划，从而实现行走过程
中自动避险
2)定位导航系统
该导盲犬带有一个计算机大脑，从而可以四处走动，同时能够避免与
物体发生碰撞、并能沿着预定路线行走。其中，相机安装在机器人顶面的
云台上，经过编程以后，可以始终跟随着被牵引的人。另外，凭借现有的
速度跟踪控制器，导盲犬每只脚所需的地面反作用力可以被计算，从而来
追踪所需的速度。该系统拥有极高的追踪灵敏度，大大打开了其定位精度
，提高了导盲机器人的续航能力。
3)AI智能模式
内置堪智K210芯片，基于Webots环境采用RISC-V处理器架构，盲人可
以控制，并具有储存功能，能够更好地保护盲人。
4)车路协同技术
机器人配备蓝牙和WF机械融入现有的智慧交通体系，反馈其道路的全
面信息并进行动态智能的交通规划，减少出行道路拥堵。
1.3.2技术优势
依托平台
1)设备监控子系统：通过PC、移动端、大屏时时监控系统状态，实现
看到即测到，测到即报警、视频实时监控的功能。
2)数据分析子系统：系统可定期输出设备数据分析报告
3)设备管理子系统：按照企业为单位，以系统为中心，分类统计各类
备件数据。
4)呼叫中心子系统：与系统物联网系统进行数据联动，检测到盲人路
线异常的人员及时报警。
5)行业资讯子系统：各级管理人员，直观了解行业及市场重要信息。
1.3.3方案价值
（1）优化使用方法，可手持。
（2）智能脱销。
（3）变被动售后为主动服务，原厂维保率提高60%。
（4）安全事故早排查，故障率、事故率降低30%。
（5）远程监控，平均售后处理时长降低30%。
1.3.4呈现方式
可在电脑PC端、手机APP端、大屏端对系统进行远程控制。
1.3.5技术原理
1.传感器技术：配备了多种传感器，如激光雷达、红外线传感器、摄
像头等，用于感知周围环境和障碍物的位置和距离。
2.语音识别技术：可以通过语音识别技术，识别盲人的指令，并根据
指令进行相应的动作。
3.视觉识别技术：导可以通过视觉识别技术，识别周围的交通信号灯
、行人、车辆等，帮助盲人规避危险。
4.智能控制技术：具备智能控制技术，可以实现自主导航、避障、跟
随等功能，帮助盲人安全地行走。
5.数据处理技术：可以将传感器获取的数据进行处理和分析，通过算
法进行决策，实现智能化的导盲辅助功能。
综上所述，原理是基于多种人工智能技术的综合应用，通过感知、识
别、控制和数据处理等环节，实现智能化的导盲辅助功能。
1.3.6使用效果
导盲辅助设备，使用效果主要体现在以下几个方面：
1.提高盲人的安全性：可以通过多种传感器感知周围环境和障碍物的
位置和距离，帮助盲人规避危险，提高其行走的安全性。
2.提高盲人的行动自主性：可以根据盲人的指令进行相应的动作，帮
助盲人自主地选择行走路线和目的地，提高其行动自主性。
3. 提高盲人的社交能力：可以吸引周围人的注意力，提高盲人与周围
人的交流和社交能力。
4. 提高盲人的生活质量：可以为盲人提供更加便捷和舒适的导盲服务
，提高其生活质量。
