智能拐杖与混合逻辑回归在医疗领域的应用

### 智能拐杖与混合逻辑回归在医疗领域的应用 #### 智能拐杖助力视障人士出行 视障问题在全球范围内是一个严峻的挑战。据相关数据显示，有1.885亿人有轻度视力障碍，2.17亿人有中度至重度视力障碍，3600万人失明，并且约90%的视障人士生活在发展中国家。为解决视障人士的出行难题，许多国家特定的眼部健康组织都在积极努力，例如印度健康组织、国际防盲救盲组织等。每年的10月15日被定为“白手杖安全日”，白手杖在全球范围内被用于帮助视障人士。 然而，视障人士在日常生活中面临诸多困难，尤其是在行动方面。在像印度这样的国家，道路上常见的坑洼、雨后形成的水坑和坑洞，对于视障人士来说极其危险，他们很难察觉周围的热物体、湿滑地面等，这可能导致意外发生。为了克服这些问题，设计了一款智能拐杖。 与大多数使用Arduino的原型不同，这款智能拐杖采用了Raspberry Pi 3B。Raspberry Pi 3B具有高度的通用性和强大的功能，它集成了许多内置模块，并且在Python和Linux环境下易于操作。同时，避免使用了如GSM模块等额外组件，紧急警报系统通过SMTP库向亲人发送包含坐标的电子邮件。拐杖还具备移动障碍物检测功能，通过听觉反馈告知用户。 以下是智能拐杖的系统架构和使用的组件： - **Raspberry Pi 3B**：这是一款经济高效、信用卡大小的40针微控制器，是项目的核心。它高度通用、强大且高效，可与各种高级编程语言集成。 - **超声波传感器**：位于拐杖四分之三的位置，用于检测楼梯和坑洼。使用的HC - SR04超声波传感器有4个引脚（Vcc（电源）、Trig（触发）、Echo（接收）和GND（接地）），通过公式 `test distance = (test time * velocity of sound (i.e., 340 m/s)) / 2` 计算测试距离。 - **水传感器**：与Raspberry Pi集成，放置在一定高度。无水检测时，传感器的DO（数字输出）引脚为高电平；检测到水时，引脚变为低电平。 - **热检测传感器**：基于NTC热敏电阻，遵循负温度系数原理，当温度升高时电阻减小。预设一定阈值，超过阈值时触发警报系统。 - **GPS模块**：使用Ublox NEO - 6M GPS引擎，包含电源备用电池和EEPROM用于存储配置设置。天线通过U.FL电缆连接到模块，以确保天线始终朝向天空以获得最佳性能。GPS模块连接到Arduino，通过串口与Raspberry Pi通信。 智能拐杖的软件使用了Linux、Python和Arduino IDE。Linux用于执行文件操作和在Raspberry Pi 3B上进行常规编码；Python用于对拐杖中的各个模块进行基本编码；Arduino IDE用于获取GPS模块的坐标，并通过串口将其传输到Raspberry Pi以发送电子邮件。 智能拐杖的工作模块如下： 1. **升降/移动障碍物检测模块**：一个超声波传感器模块用于两个目的。一方面，在拐杖接触地面之前检测坑洼和凸起，并通过听觉反馈通知用户；另一方面，检测接近用户的移动障碍物，并持续通过音频反馈告知用户障碍物的距离。 2. **湿滑地面检测模块**：水传感器位于拐杖底部，检测地面是否有水，若地面湿滑则通过音频反馈通知用户。 3. **热