盲人由于视力的缺失,无法通过视觉直观地了解周围实物世界。盲用二维触点显示器系统主要是为盲人“看图识图”提供服务,将图像信息通过内部处理映射到二维点阵中,让盲人能够自主去了解体会图像信息。目前,我国在盲用触觉图像显示器领域的研究相对较少。由于其成本高昂,还没有实现商品化,无法惠及广大盲人群体。本文旨在设计一套易用性较好的二维触点显示器系统。本系统设计基于YOLOv3算法的识别分割处理模块,完成图像的识别分割任务;经过图像处理后在点阵模块中实现单个对象的触觉图形显示。同时,利用TTS(Text-to-speech)技术实现辅助语音播报功能,让盲人能够更加便捷地获取信息。本文主要工作内容如下:(1)二维触点显示器系统总体设计。确定系统需求以及总体的框架结构,并分别对系统软件和硬件设计进行阐述,完成软硬件开发环境搭建工作。(2)图像处理模块软件设计与实现。设计基于YOLOv3算法的识别分割处理软件,完成对摄像头采集图像的识别和分割。对分割后的对象进行边缘检测提取二值轮廓信息。设计并实现了一种优化的降分辨方法,将轮廓信息图降为目标分辨率,减弱了图像在缩小后的边缘锯齿效应。基于Qt设计了模拟仿真显示界面,便于软件开发调试工作。(3)触点功能模块设计与实现。采用STM32低功耗单片机作为数据传输中间介质,通过多路I/O扩展复用,实现低成本下控制多模组触点升降。根据控制方案设计了相应的串口通信协议,确保数据传输可靠性,实现单片机与主控芯片的信息交互功能。设计海思平台端串口信息处理软件,通过进程间通信实现数据传输,完成串口数据处理。(4)语音模块软件设计与实现。采用多线程编程逻辑,设计实现语音模块多任务并行框架。基于TTS技术设计数据转换任务线程,完成文-语数据的实时转换并播放。通过状态机查询机制,完成录音/播放任务线程的调度工作,并实现对TTS语音播放的实时控制功能。