Udhëzues në këmbë për të rritur lëvizshmërinë e njerëzve me dëmtim të shikimit: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Qëllimi i të udhëzuarit është të krijojë një udhëzues në këmbë që mund të përdoret nga personat me aftësi të kufizuara, veçanërisht ata me shikim të kufizuar. Udhëzuesi synon të hetojë se si udhëzuesi i ecjes mund të përdoret në mënyrë efektive, në mënyrë që kërkesat e projektimit për zhvillimin e këtij udhëzuesi në këmbë të mund të formulohen. Për të përmbushur qëllimin, ky udhëzues ka objektivat e mëposhtëm specifikë.

• Për të hartuar dhe zbatuar prototipin e syzeve për të udhëhequr njerëzit me shikim të kufizuar
• Për të zhvilluar një udhëzues në këmbë për të zvogëluar përplasjen me pengesat për personat me shikim të kufizuar
• Për të zhvilluar një metodë për zbulimin e gropave në sipërfaqen e rrugës

Tre pjesë të sensorëve të matjes së distancës (sensori tejzanor) përdoren në udhëzuesin e ecjes për të zbuluar pengesën në çdo drejtim, duke përfshirë pjesën e përparme, të majtë dhe të djathtë. Përveç kësaj, sistemi zbulon gropat në sipërfaqen e rrugës duke përdorur sensor dhe rrjet nervor konvolucionar (CNN). Kostoja e përgjithshme e prototipit tonë të zhvilluar është afërsisht 140 dollarë dhe pesha është rreth 360 g, duke përfshirë të gjithë përbërësit elektronikë. Komponentët që përdoren për prototipin janë komponentët e printuar 3D, mjedër pi, kamera mjedër pi, sensor tejzanor etj.

Hapi 1: Materialet e nevojshme

• Pjesë të printuara 3D

  1. 1 x tempull i majtë i printuar 3D
  2. 1 x tempull i djathtë i printuar 3D
  3. 1 x kornizë kryesore e printuar 3D

• Elektronikë dhe Pjesë Mekanike

  1. 04 x Sensor tejzanor (HC-SR04)
  2. Raspberry Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Kamera Raspberry pi (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/)Bateri litium-jon
  4. Telat
  5. Kufje

• Mjetet

  1. Ngjitës i nxehtë
  2. Brez gome (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

Hapi 2: Pjesët e printuara në 3D

Prototipi i spektaklit është modeluar në SolidWorks (modeli 3D) duke marrë parasysh dimensionin e secilit përbërës elektronik. Në modelim, sensori tejzanor i përparmë është i pozicionuar në spektakël për të zbuluar vetëm pengesat e përparme, sensorët tejzanor të majtë dhe të djathtë janë vendosur në 45 gradë nga pika qendrore e spektaklit në mënyrë që të zbulojnë pengesat brenda shpatullës dhe krahut të përdoruesit; një tjetër sensor tejzanor është i pozicionuar drejt ballafaqimit të tokës për zbulimin e gropës. Kamera Rpi është e pozicionuar në pikën qendrore të spektaklit. Për më tepër, tempulli i djathtë dhe i majtë i spektaklit është krijuar për të pozicionuar respektivisht mjedrën pi dhe baterinë. Pjesët SolidWorks dhe printimet 3D shfaqen nga pamje të ndryshme.

Ne kemi përdorur printer 3D për të zhvilluar modelin 3D të spektaklit. Printeri 3D mund të zhvillojë një prototip deri në një madhësi maksimale prej 34.2 x 50.5 x 68.8 (L x W x H) cm. Përveç kësaj, materiali që përdoret për të zhvilluar modelin e spektaklit është fije e acidit polilaktik (PLA) dhe është e lehtë për tu marrë dhe me kosto të ulët. Të gjitha pjesët e spektaklit prodhohen në shtëpi dhe procesi i montimit mund të bëhet lehtësisht. Për të zhvilluar modelin e spektaklit, sasia e PLA me material mbështetës nevojitet afërsisht 254gm.

Hapi 3: Montimi i Komponentëve

Të gjithë përbërësit janë mbledhur.

1. Futeni mjedrën pi në tempullin e djathtë të printuar 3D
2. Futeni baterinë në tempullin e majtë të printuar 3D
3. Vendoseni kamerën në pjesën e përparme të kornizës kryesore ku është krijuar vrima për kamerën
4. Vendosni sensorin tejzanor në vrimën e specifikuar

Hapi 4: Lidhjet e harduerit

Lidhja e secilit komponent është hartuar me pi mjedër dhe tregohet se këmbëza dhe ekoja e sensorit të përparmë është e lidhur me kunjin GPIO8 dhe GPIO7 të pi mjedrës. GPIO14 dhe GPIO15 lidhin këmbëzën dhe këmbën e jehonës së sensorit të zbulimit të gropave. Bateria dhe kufjet janë të lidhura me energjinë Micro USB dhe portën audio fole të mjedrës pi.

Hapi 5: Prototipi i përdoruesit

Një fëmijë i verbër vesh prototipin dhe ndihet i lumtur që ecën në mjedis pa ndonjë përplasje me pengesa. Sistemi i përgjithshëm jep një përvojë të mirë gjatë testimit me personat me shikim të dobët.

Hapi 6: Përfundimi dhe Plani i së Ardhmes

Qëllimi kryesor i këtij udhëzuesi është të krijojë një udhëzues në këmbë për të ndihmuar njerëzit me shikim të lundrojnë në mënyrë të pavarur në mjedise. Sistemi i zbulimit të pengesave synon të tregojë praninë e pengesave përreth në drejtimet e përparme, të majtë dhe të djathtë. Sistemi i zbulimit të gropave zbulon gropat në sipërfaqen e rrugës. Sensori tejzanor dhe kamera Rpi përdoren për të kapur mjedisin e botës reale të udhëzuesit të zhvilluar të ecjes. Distanca midis pengesës dhe përdoruesit llogaritet duke analizuar të dhënat nga sensorët tejzanor. Imazhet e gropave janë trajnuar fillimisht duke përdorur rrjetin nervor konvolucionar dhe gropat zbulohen duke kapur një imazh të vetëm çdo herë. Pastaj, prototipi i udhëzuesit të ecjes është zhvilluar me sukses me një peshë prej rreth 360 g duke përfshirë të gjithë përbërësit elektronikë. Njoftimi për përdoruesit sigurohet me praninë e pengesave dhe gropave përmes sinjaleve audio me kufje.

Bazuar në punën teorike dhe eksperimentale të kryer gjatë këtij udhëzimi, rekomandohet që të bëhen kërkime të mëtejshme për të përmirësuar efikasitetin e udhëzuesit të ecjes duke adresuar pikat e mëposhtme.

• Udhëzuesi i zhvilluar i ecjes u bë pak i rëndë për shkak të përdorimit të disa përbërësve elektronikë. Për shembull, pi mjedra përdoret, por të gjitha funksionet e pi mjedrës nuk përdoren këtu. Prandaj, zhvillimi i një qarku të integruar specifik të aplikacionit (ASIC) me funksionalitetet e udhëzuesit të zhvilluar të ecjes mund të zvogëlojë madhësinë, peshën dhe koston e prototipit
• Në mjedisin e botës reale, disa pengesa kritike me të cilat përballen personat me shikim të kufizuar janë gunga në sipërfaqen e rrugës, situata e shkallëve, zbutja e sipërfaqes së rrugës, uji në sipërfaqen e rrugës etj. Megjithatë, udhëzuesi i zhvilluar në këmbë zbulon vetëm gropat në rrugë sipërfaqe. Kështu, përmirësimi i udhëzuesit të ecjes duke marrë parasysh pengesat e tjera kritike mund të kontribuojë në kërkimet e mëtejshme për të ndihmuar njerëzit me shikim
• Sistemi mund të zbulojë praninë e pengesave, por nuk mund të kategorizojë pengesat, të cilat janë thelbësore për njerëzit me shikim të kufizuar në lundrim. Segmentimi semantik i pikselave të rrethinës mund të kontribuojë në kategorizimin e pengesave rreth mjedisit.