新手砖家

我们设计了一款名为Pathfinder的触觉导航器，旨在为盲人提供更便捷的导航体验。Pathfinder是一款手套式设备，通过将距离转化为触觉反馈，帮助盲人感知周围物体的距离。使用者只需戴上手套，指向最多5米远的物体，就能够通过指尖感受到对应频率的温和脉冲。相比传统的导盲设备如导盲棒，Pathfinder能够让使用者拥有更大的活动范围。

Pathfinder采用超声波传感器来采集数据。该传感器由工作在60kHz的发射机和接收机、驱动电路、时钟电路组成，并通过Arduino引脚与芯片ATmega328P相连。为了减小环境温度对距离测量的影响，我们还增加了温度传感器，并结合从温度传感器获得的数据，使测量距离与实际距离的差值控制在1%以内。

为了实现触觉反馈，我们使用了移动设备中的振动马达。该马达被安装在非优势手的小指指尖，通过控制脉冲频率来反馈距离信息。在原型实现中，我们使用面包板将传感器模块、芯片和振动马达连接在一起，并使用9V电池供电。然而，我们发现设备比较笨重，而且宽松的手套导致触觉反馈较弱。

为了改进产品设计，我们进行了PCB设计。在新设计中，我们增加了加速度计和陀螺仪，并使用纽扣电池供电，从而使设备体积减小了45%，重量减轻了60%。此外，我们还增加了一个腕带马达来弥补振动反馈的不足。最终，我们将设备安装在带有弹性的手套上，并将振动马达缝在手套的指尖位置，以确保良好的触觉感受。

Pathfinder的主要器件清单包括ATmega328P-AU芯片、16MHz晶体振荡器、US-100超声波传感器、1250mAh锂聚合物电池、InvenSense MPU-6050加速度计和陀螺仪、TI DRV2603触觉驱动器以及来自iPhone 4 Verizon的LRA振动马达。

通过这些设计和改进，我们成功开发出了Pathfinder触觉导航器，为盲人提供了一种更智能、便捷的导航解决方案。触觉导航器的演示视频可在以下链接中观看：[视频链接]。