Ko'zi ojiz odamlarning harakatchanligini oshirish uchun yurish qo'llanmasi: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

O'qituvchilarning maqsadi - nogironlar, ayniqsa ko'rish qobiliyati cheklanganlar uchun qo'llaniladigan yurish qo'llanmasini ishlab chiqish. O'qituvchi yurish qo'llanmasidan qanday samarali foydalanish mumkinligini o'rganmoqchi, shuning uchun ushbu yurish qo'llanmasini ishlab chiqish uchun dizayn talablari shakllantirilishi mumkin. Maqsadga erishish uchun ushbu ko'rsatma quyidagi aniq maqsadlarga ega.

• Ko'zi ojizlarni hidoyat qilish uchun ko'zoynak prototipini ishlab chiqish va amalga oshirish
• Ko'zi ojizlar uchun to'siqlar bilan to'qnashuvni kamaytirish uchun yurish qo'llanmasini ishlab chiqish
• Yo'l yuzasida chuqurchalarni aniqlash usulini ishlab chiqish

Har bir yo'nalishda, shu jumladan old, chap va o'ngdagi to'siqlarni aniqlash uchun yurish qo'llanmasida masofani o'lchash datchiklarining uch bo'lagi (ultratovush sensori) ishlatiladi. Bundan tashqari, tizim sensor va konvulsion neyron tarmog'i (CNN) yordamida yo'l yuzasidagi chuqurliklarni aniqlaydi. Bizning ishlab chiqilgan prototipimizning umumiy narxi taxminan 140 dollarni tashkil qiladi va og'irligi 360 g ni tashkil etadi, barcha elektron komponentlarni o'z ichiga oladi. Prototip uchun komponentlar 3D bosilgan komponentlar, malina pi, malina pi kamera, ultratovush sensori va boshqalar.

1 -qadam: kerakli materiallar

• 3D bosilgan qismlar

  1. 1 x 3D bosilgan chap ma'bad
  2. 1 x 3D bosilgan o'ng ma'bad
  3. 1 x 3D bosilgan asosiy ramka

• Mexanik va elektron qismlar

  1. 04 x Ultrasonik sensor (HC-SR04)
  2. Raspberry Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Raspberry pi kamerasi (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/)Lityum batareyali batareya
  4. Simlar
  5. Eshitish vositasi

• Asboblar

  1. Issiq elim
  2. Kauchuk kamar (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

2 -qadam: 3D bosilgan qismlar

Ko'zoynak prototipi har bir elektron komponentaning o'lchamini hisobga olgan holda SolidWorks (3D model) da modellashtirilgan. Modellashtirishda old ultrasonik sensor faqat old to'siqlarni aniqlash uchun ko'zoynakga joylashtirilgan, chap va o'ng ultrasonik sensorlar ko'zoynak markazidan 45 gradusgacha o'rnatiladi, bu esa foydalanuvchining yelkasi va qo'lidagi to'siqlarni aniqlash uchun; chuqurchalarni aniqlash uchun boshqa ultrasonik sensor erga qaragan. Rpi kamerasi ko'zoynak markazida joylashgan. Bundan tashqari, ko'zoynakning o'ng va chap ma'badi mos ravishda malina pi va batareyani joylashtirish uchun mo'ljallangan. SolidWorks va 3D bosilgan qismlar har xil ko'rinishda ko'rsatilgan.

Biz 3D printer yordamida ko'zoynakning 3D modelini ishlab chiqdik. 3D printer maksimal o'lchamdagi 34,2 x 50,5 x 68,8 (L x G x Y) sm gacha bo'lgan prototipni ishlab chiqishi mumkin. Bundan tashqari, ko'zoynak modelini ishlab chiqishda ishlatiladigan material - polilaktik kislota (PLA) filamentidir, uni olish oson va arzon. Ko'zoynakning barcha qismlari uyda ishlab chiqariladi va yig'ish jarayonini osongina bajarish mumkin. Ko'zoynak modelini ishlab chiqish uchun taxminan 254 gramm bo'lgan qo'llab -quvvatlovchi material bilan PLA miqdori talab qilinadi.

3 -qadam: Komponentlarni yig'ish

Barcha komponentlar yig'ilgan.

1. Malinali pi ni 3D bosilgan o'ng ma'badga joylashtiring
2. Batareyani 3D bosilgan chap ma'badga joylashtiring
3. Kamerani kamera uchun teshik yaratilgan asosiy ramkaning old qismiga joylashtiring
4. Ultrasonik sensorni ko'rsatilgan teshikka joylashtiring

4 -qadam: Uskuna ulanishlari

Har bir komponentning ulanishi malina pi bilan tasvirlangan va oldingi sensorning tetik va echo pinining malina pi ning GPIO8 va GPIO7 piniga ulanganligi ko'rsatilgan. GPIO14 va GPIO15 chuqurchalarni aniqlash sensorining tetik va aks -pinini ulaydi. Batareya va naushnik Micro USB quvvat va malina pi audio raz'em portiga ulangan.

5 -qadam: Foydalanuvchi prototipi

Ko'zi ojiz bolalar prototip kiyadilar va hech qanday to'siqsiz to'qnashuvsiz atrofda yurishdan baxtiyor bo'lishadi. Umumiy tizim ko'zi ojizlar bilan test o'tkazishda yaxshi tajriba beradi.

6 -qadam: Xulosa va kelajak rejasi

Bu ko'rsatmaning asosiy maqsadi ko'rish qobiliyati cheklangan odamlarga muhitda mustaqil harakatlanishiga yordam beradigan yurish qo'llanmasini ishlab chiqishdir. To'siqlarni aniqlash tizimi old tomondan, chapdan va o'ngdan atrofdagi to'siqlar borligini ko'rsatishga qaratilgan. Chuqurchalarni aniqlash tizimi yo'l sirtidagi chuqurchalarni aniqlaydi. Ultrasonik sensor va Rpi kamerasi ishlab chiqilgan yurish qo'llanmasining haqiqiy dunyosini tasvirga olish uchun ishlatiladi. To'siq va foydalanuvchi orasidagi masofa ultratovushli datchiklar ma'lumotlarini tahlil qilish yo'li bilan hisoblanadi. Chuqurlikdagi tasvirlar dastlab konvolyutsion neyron tarmog'i yordamida o'rgatiladi va har safar bitta tasvirni olish orqali teshiklar aniqlanadi. Keyin yurish qo'llanmasining prototipi og'irligi 360 g bo'lgan barcha elektron komponentlarni o'z ichiga olgan holda muvaffaqiyatli ishlab chiqilgan. Foydalanuvchilarga naushnik orqali ovozli signal orqali to'siqlar va chuqurliklar mavjudligi to'g'risida xabar beriladi.

Bu ko'rsatma davomida olib borilgan nazariy va eksperimental ishlarga asoslanib, quyidagi ko'rsatmalarga amal qilib, yurish qo'llanmasining samaradorligini oshirish uchun qo'shimcha tadqiqotlar o'tkazish tavsiya etiladi.

• Ishlab chiqilgan yurish qo'llanmasi bir nechta elektron komponentlardan foydalanganligi uchun biroz kattalashib ketdi. Masalan, malina pi ishlatiladi, lekin bu erda malina pi ning barcha funktsiyalari ishlatilmaydi. Shunday qilib, ishlab chiqilgan yurish yo'riqchisining funktsiyalariga ega bo'lgan maxsus dasturiy integratsiyalashgan sxemani (ASIC) ishlab chiqish prototipning hajmini, vaznini va narxini kamaytirishi mumkin.
• Haqiqiy dunyoda, ko'rish qobiliyati zaif odamlar duch keladigan ba'zi to'siqlar - bu yo'l ustidagi tepaliklar, zinapoyalarning holati, yo'lning tekisligi, yo'l yuzasidagi suv va boshqalar. Biroq, ishlab chiqilgan qo'llanma faqat yo'ldagi chuqurchalarni aniqlaydi. sirt Shunday qilib, boshqa muhim to'siqlarni hisobga olgan holda yurish qo'llanmasini takomillashtirish ko'rish qobiliyati cheklangan odamlarga yordam berish bo'yicha keyingi tadqiqotlarga yordam berishi mumkin.
• Tizim to'siqlarning mavjudligini aniqlay oladi, lekin ko'rish qobiliyati cheklangan odamlar uchun navigatsiya uchun zarur bo'lgan to'siqlarni tasniflay olmaydi. Atrofdagi semantik pikselli segmentatsiya atrofdagi to'siqlarni tasniflashga yordam berishi mumkin.