基本信息

第一作者姓名：杨惠婷

性别：女

民族：汉族

第一作者学校：天津经济技术开发区第一中学

第一作者人所在年级：高二年级

第一作者人所在年级：

性别：

民族：

第二作者人所在学校：

第二作者人所在年级：

辅导教师姓名：付煜

作品摘要

*结构组成：

本设计由软件平台和硬件系统构成。

软件平台为手机APP联控端。

硬件系统基于Arduino Uno智能中控、电子显示屏、智能识别系统、智能检测系统组合而成。智能测距系统与点动控制系统皆以经过激光切割设计成型的3mm椴木板为主来制作外观设计部件。

*主要特征：

本作品是基于Arduino开源硬件自主设计的一款实用新型产品，能够适用于医院、学校、视力检测中心以及商用等多场景视力检测。主要涉及到的技术有手势识别、语音识别、语音合成、超声波测距提醒、蓝牙数据传输、智能显示等领域。能够做到自助检测、三种方式检测、免接触检测、自动统计检测数据。具有检测速度高效、检测过程方便、检测结果精准等多个特征。

*主要用途：

本作品是一款可以进行自助诊断的智能视力检测系统，可通过作品包含的各类智能控制系统相互控制达到精准视力检测的结果，帮助使用群体掌握自己视力情况，达到养成良好的用眼习惯、科学用眼的效果。

*创新点：

①智能距离检测系统：可通过超声波检测距离，无需人工测量。

②三种识别方式：分别为手势识别、语音识别、按键识别。

③语音提醒：通过合成语音发出每一步的指令效果。

④数据统计：可以将每次检测的结果进行统计。

作品说明

*问题提出：

*提出的问题和解决的问题：

视力问题一直是需要当代青少年群体特别关注的问题，但一般的视力检测装置费时费力，结果也不是很准确，并且没有系统的数据统计功能，功能相对单调。外加自疫情爆发，我们应尽力减少人员接触，于是我根据以上需求设计本款可以无需第二人干预并实现免接触的自助诊断视力检测系统。

研究问题的原因和意义：

研究此问题的主要原因是因为当下的视力检测方法主要以医生指示视力表，被检测人指示方向，然后由医生个人进行判断为主，相对不够精准，并且不太符合疫情期间倡导的免接触行动口号。为解决这几个问题我决定对原始检测方法进行改进，做到高效率、高精准度、少接触、可统计型视力检测系统，以此顺应当下是实际检测情况。

*解决方案：

解决问题的办法：

针对疫情当下的视力检测问题，我设计此作品，主要解决以下问题：

①提供至少三种视力检测操作，分别为手势识别、语音识别、按键控制，在疫情当下可以达到免接触式视力检测，既完成视力检测，还能科学防疫。

②加入智能距离提醒装置，免去手动量尺的麻烦举措。

③加入智能语音提醒，通过语音合成的方式，对被测量人员的每个状态进行提醒，辅助视力检测过程顺利完成。

④加入数据统计功能，不仅是一台视力检测仪，更是一台数据统计仪，帮助我们掌握当下青少年的视力健康状况。

本作品以Arduino开源硬件为主控制器，配合手机APP联控端实现自助式视力检测功能，相关结构以自行设计的CAD图纸进行激光切割的3mm椴木板为主，加入外接显示屏作为显示终端，引入随机测试等功能，使检测过程更加方便，结果更加准确。

发明研究的重点：

主要研究的重点是：

①解决被检测人手动指示医生识别中可能产生的错误问题，改为电子检测，包括手势识别、语音识别、点动控制三种，保证准确度。

②加入语音提示，辅助被检测人完成整个检测流程。

③进行检测数据统计，分析检测群体的视力情况。

发明研究的难点：

主要研究的难点有：

①远距离手势检测问题。

②视力检测过程中的字母随机出现问题。

③数据统计显示方式，能够将每次检测后得到的数据进行统计与显示，显示信息能够准确明了。

发明研究的难点：

主要研究的难点有：

①远距离手势检测问题。

②视力检测过程中的字母随机出现问题。

③数据统计显示方式，能够将每次检测后得到的数据进行统计与显示，显示信息能够准确明了。

本发明使用方法、附图说明性文字：

本作品工作时，首先需要被检测人站在正前方，然后利用超声波检测距离，当被检测人站到适当位置后，视力检测系统启动。智能随机指读、智能语音指导检测进程。当屏幕显示出不同方向的字母以后，系统可以通过语音识别以及手势识别的方式对被检测人对字母的朝向指示进行检测，指示正确则语音播报正确并随机检测下一行。利用随机检测算法，减少测试时间，能够更加准确的对人们的视力进行检测，防止因被字符遮挡，指向不准确等因素而照成的影响，避免实验误差的发生。检测结束后被检测人的视力结果会进行语音播报，同时检测结果通过蓝牙发送到手机APP并统计。

*使用或试用效果：

本作品在使用过程中，首先会利用超声波检测被检测人的距离，当被检测人站到适当位置后，视力检测系统启动。智能随机指读以及智能语音指导功能会相继工作进行视力检测。本作品通过按钮点动、语音识别、手势识别三种方式来确定被检测人对显示图标是否进行正确指向。检测结束后被检测人的视力结果会进行语音播报，同时检测结果通过蓝牙发送到手机APP并统计。

*优点：

①减少人力浪费，解决疫情期间的人员接触问题。

②科学测量距离，防止因距离导致的结果误差。

③按钮点动、手势识别、语音识别三种回馈方式，更加便捷。

④智能语音提醒，检测流程更加简单明了。

⑤结果数据统计，更好的分析被检测群体的视力情况。

*还需进一步研究的问题：

本作品在最终完成后，还需进一步探讨的问题如下：

①显示终端的适应性，确保不被终端尺寸影响。目前的显示终端是一块20：9液晶显示屏，后续需要达到可在投影幕布直接显示的效果。

②左右眼遮挡功能的优化。目前主要是手动遮挡，后续可加入自动遮挡系统。

作品图片

查新说明