AI 盲人導航系統
本報告旨在介紹一款專為視障人士設計的AI 盲人導航系統。該系統旨在提供即時的語音定位輔助，幫助視障者更獨立、安全地探索周遭環境。其核心功能是透過掃描特定地點的二維碼 (QR Code)，迅速獲取二維碼內嵌的文字資訊（即地點名稱）。隨後，系統會利用文字轉語音 (Text-to-Speech, TTS) 技術將這個地點名稱轉換為清晰的語音指令，並立即透過音訊輸出裝置播放出來。
功能
掃描二維碼說出位置
1. 掃描二維碼取得文字（地點名稱）
2. 文字轉語音，取得文字的 mp3
3. SDCardPlayMP3 播放 mp3 並說出位置名稱
GenAI程式碼設計流程
graph TD
A[開始] --> B(系統啟動/待機);
B --> C[掃描二維碼];
C --> D{成功解碼二維碼?};
D -- 是 --> E[取得文字 地點名稱];
D -- 否 --> F[掃描失敗/錯誤處理];
F --> B;
E --> G[將文字傳送至 Google TTS];
G --> H{TTS 生成 mp3 語音檔};
H -- 成功 --> I[接收 mp3 語音檔];
H -- 失敗 --> J[TTS 錯誤處理/提示音];
J --> B;
I --> K[將 mp3 儲存到 SD 卡 - 暫存];
K --> L[從 SD 卡讀取 mp3 並播放];
L --> M[語音播報完成];
M --> B;
流程圖說明：
- 開始 (Start)： 系統啟動流程。
- 系統啟動/待機 (System Startup/Standby)： 系統初始化並等待掃描觸發。
- 掃描二維碼 (Scan QR Code)： 攝影機捕捉二維碼影像。
- 成功解碼二維碼? (Successfully Decode QR Code?)： 判斷二維碼是否成功解析。
- 是 (Yes)： 如果成功解碼。
- 取得文字 地點名稱 (Get Text Location Name)： 從二維碼中提取出地點名稱文字。
- 否 (No)： 如果解碼失敗。
- 掃描失敗/錯誤處理 (Scan Failed/Error Handling)： 執行錯誤處理，可能會有提示音或回到待機。
- 將文字傳送至 Google TTS (Send Text to Google TTS)： 將地點名稱文字發送到 Google Text-to-Speech 服務。
- TTS 生成 mp3 語音檔 (TTS Generates MP3 Audio File)： Google TTS 將文字轉換為 mp3 格式的語音。
- 成功 (Success)： 如果 TTS 成功生成語音。
- 接收 mp3 語音檔 (Receive MP3 Audio File)： 接收從 TTS 返回的 mp3 語音數據。
- 失敗 (Failure)： 如果 TTS 服務失敗或超時。
- TTS 錯誤處理/提示音 (TTS Error Handling/Prompt Tone)： 執行錯誤處理，可能會有提示音。
- 將 mp3 儲存到 SD 卡 (暫存) (Save MP3 to SD Card (Temporary))： 將接收到的 mp3 語音檔暫時儲存到 SD 卡。
- 從 SD 卡讀取 mp3 並播放 (Read MP3 from SD Card and Play)： 從 SD 卡讀取該 mp3 檔案並透過音訊輸出裝置播放。
- 語音播報完成 (Voice Broadcast Complete)： 語音播放結束。
- 返回到系統啟動/待機 (Return to System Startup/Standby)： 系統回到初始狀態，等待下一次掃描。
程式碼產生提示
功能： 掃描二維碼說出位置
步驟1. 掃描二維碼取得文字（地點名稱）
步驟2. 文字轉語音，取得文字的 mp3
步驟3. SDCardPlayMP3 播放 mp3 並說出位置名稱
我將提供範例程式 如下:
程式碼
#undef DEFAULT
#include "VideoStream.h"
#include "QRCodeScanner.h"
#include "WiFi.h"
#include <WiFiUdp.h>
#include "GenAI.h"
#include "AmebaFatFS.h"
// --- NTP 時間同步相關庫 ---
#include "NTPClient.h"
// --- WiFi Configuration ---
char ssid[] = ""; // **請務必更換為您的家庭 Wi-Fi SSID！**
char pass[] = ""; // **請務必更換為您的家庭 Wi-Fi 密碼！**
// --- Camera & QR Code Scanner Configuration ---
#define CHANNEL 0
VideoSetting config(CHANNEL);
QRCodeScanner Scanner;
// --- Text-to-Speech & SD Card Playback Configuration ---
AmebaFatFS fs;
GenAI tts;
String mp3Filename = "qrcode_location.mp3"; // 儲存語音檔的名稱
// --- NTP 客戶端實例 ---
WiFiUDP ntpUDP;
// **更改 NTP 伺服器為 time.google.com，通常更穩定**
NTPClient timeClient(ntpUDP, "time.google.com", 8 * 3600); // 8 * 3600 是 UTC+8 (台灣時區)
// --- 函數原型 ---
void initWiFi();
void initNTP();
void sdPlayMP3(String filename);
void setup() {
Serial.begin(115200);
// 1. 初始化 WiFi 連線
Serial.println("--- 啟動 WiFi 連線 ---");
initWiFi();
if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
Serial.println("WiFi 連線失敗，無法進行後續操作。請檢查 SSID/密碼或網路環境。");
while (true); // 停止程式運行
}
// 2. 初始化 NTP 時間同步 (在 WiFi 連線成功後執行)
Serial.println("\n--- 嘗試 NTP 時間同步 ---");
initNTP();
// 3. 配置攝影機影像通道並初始化
Serial.println("\n--- 初始化攝影機 ---");
Camera.configVideoChannel(CHANNEL, config);
Camera.videoInit();
// 4. 啟動二維碼掃描器
Serial.println("\n--- 啟動二維碼掃描器 ---");
Scanner.StartScanning();
Serial.println("\n系統已啟動，等待掃描二維碼...");
}
void loop() {
delay(1000); // 控制掃描結果的檢索頻率
Scanner.GetResultString();
Scanner.GetResultLength();
if (Scanner.ResultString != nullptr && Scanner.ResultLength != 0) {
String locationName = String((char*)Scanner.ResultString); // 修正中文亂碼問題
Serial.print("掃描到二維碼內容: ");
Serial.println(locationName);
// 避免重複播放相同內容
static String lastScannedContent = "";
if (locationName != lastScannedContent) {
lastScannedContent = locationName;
Serial.print("正在將文字轉換為語音: ");
Serial.println(locationName);
// 語音轉換，語言代碼為 "zh-TW" (繁體中文)
tts.googletts(mp3Filename, locationName, "zh-TW");
// 給予足夠時間讓 TTS 處理並將檔案寫入 SD 卡
// 尤其在網路或 SD 卡速度較慢時，這個延遲很重要
delay(000); // 從 500ms 增加到 2000ms
Serial.print("正在播放語音: ");
Serial.println(mp3Filename);
sdPlayMP3(mp3Filename);
} else {
Serial.println("內容相同，跳過語音播放。");
}
}
}
// --- WiFi 初始化函數實現 ---
void initWiFi() {
for (int i = 0; i < 3; i++) { // 增加嘗試次數
WiFi.begin(ssid, pass);
Serial.print("正在連接到 ");
Serial.println(ssid);
uint32_t StartTime = millis();
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
if ((millis() - StartTime) > 10000) { // 等待最多 10 秒
Serial.println("WiFi 連線超時，嘗試下一次...");
break;
}
}
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
Serial.println("\nWiFi 連線成功！");
Serial.print("STA IP 位址: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
return;
}
}
Serial.println("\nWiFi 連線失敗。請檢查 SSID 和密碼，或更換網路環境。");
}
// --- NTP 時間同步函數實現 ---
void initNTP() {
Serial.println("初始化 NTP 時間同步...");
timeClient.begin();
// 嘗試更新時間，最多等待 15 秒 (增加等待時間)
long timeout = millis();
while(!timeClient.update() && (millis() - timeout < 15000)) {
timeClient.forceUpdate(); // 強制更新
Serial.print(".");
delay(1000); // 每次嘗試間隔 1 秒
}
if (timeClient.update()) {
Serial.println("\n時間同步成功！當前時間: " + timeClient.getFormattedTime());
} else {
Serial.println("\n時間同步失敗！");
Serial.println("這 **非常可能** 影響到 SSL 加密連線到 Google 翻譯。");
Serial.println("請檢查：1. 您的網路是否阻擋 NTP (UDP 123 埠)？ 2. 您的板子韌體/庫是否最新？");
}
}
// --- SD 卡播放 MP3 函數實現 ---
void sdPlayMP3(String filename) {
fs.begin();
String filepath = String(fs.getRootPath()) + filename;
File file = fs.open(filepath, MP3);
if (!file) {
Serial.print("--- 無法打開 MP3 檔案: ");
Serial.println(filepath);
Serial.println("可能是檔案不存在，或檔案已損壞，或 SD 卡有問題。");
fs.end();
return;
}
Serial.print("--- 正在設定音量並播放 MP3... ");
file.setMp3DigitalVol(220); // 將音量提高到 220 (最大 255)
file.playMp3();
Serial.println("播放完畢或中斷。");
file.close();
fs.end();
}
實作成果
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