面向视障人群的双目视觉与超声波融合智能避障系统

摘要

针对当前视障辅助设备在透明障碍识别、低矮物体探测以及动态目标感知方面存在的不足，本文设计并实现了一种融合双目视觉与超声波信息的避障系统。系统以树莓派4B和STM32为核心，搭建主从式嵌入式架构；在视觉端引入改进的半全局匹配算法以支持中远距离语义感知，同时结合五向布置的超声波阵列，实现0.1–8.0 m范围内的近场高精度探测。通过扩展卡尔曼滤波与占据栅格地图对多源感知数据进行时间与空间上的协同融合，并借助骨传导语音与振动手杖输出低干扰提示信息。实验结果表明，在复杂室内外环境中，该系统对多类型障碍物的平均识别成功率达到98.5%，预警延时约为210 ms，整体性能优于单一传感方案。系统无需依赖网络环境，且成本可控，为普及型无障碍智能辅助设备提供了一种可行的实现思路。