Stapgids om die mobiliteit van gesiggestremdes te verbeter: 6 stappe

2025 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2025-01-13 06:56

Die doel van die instruksies is om 'n wandelgids te ontwikkel wat gebruik kan word deur gestremdes, veral gesiggestremdes. Die instruksies is van voorneme om te ondersoek hoe die wandelgids effektief gebruik kan word, sodat die ontwerpvereistes vir die ontwikkeling van hierdie wandelgids geformuleer kan word. Om die doel te bereik, het hierdie instruksies die volgende spesifieke doelwitte.

• Om die prototipe van die bril te ontwerp en te implementeer om gesiggestremdes te lei
• Om 'n stapgids te ontwikkel om botsing met obstruksies vir gesiggestremdes te verminder
• Om 'n metode vir die opsporing van slaggate op die padoppervlak te ontwikkel

Drie stukke afstandmetingsensors (ultrasoniese sensor) word in die loopgids gebruik om die hindernis in elke rigting op te spoor, insluitend voor, links en regs. Boonop bespeur die stelsel die slaggate op die padoppervlak met behulp van sensor- en konvolusie -neurale netwerk (CNN). Die totale koste van ons ontwikkelde prototipe is ongeveer $ 140 en die gewig is ongeveer 360 g, insluitend alle elektroniese komponente. Die komponente wat vir die prototipe gebruik word, is 3D -gedrukte komponente, framboos pi, framboos pi kamera, ultrasoniese sensor, ens.

Stap 1: materiaal benodig

• 3D -gedrukte onderdele

  1. 1 x 3D -gedrukte linker tempel
  2. 1 x 3D -gedrukte regte tempel
  3. 1 x 3D -gedrukte hoofraam

• Elektronika en meganiese onderdele

  1. 04 x Ultrasoniese sensor (HC-SR04)
  2. Raspberry Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Framboos pi-kamera (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/)Lithium-ion battery
  4. Drade
  5. Oorfone

• Gereedskap

  1. Warm gom
  2. Rubber gordel (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

Stap 2: 3D -gedrukte onderdele

Die prototipe van die bril is gemodelleer in SolidWorks (3D -model), met inagneming van die dimensie van elke elektroniese komponent. In die modellering is die voorste ultrasoniese sensor in die skouspel geplaas om slegs die voorste hindernisse op te spoor; die linker en regter ultrasoniese sensors is op 45 grade van die middelpunt van die bril ingestel om hindernisse binne die skouer en arm van die gebruiker op te spoor; 'n ander ultrasoniese sensor is op die grond geplaas vir die opsporing van slaggate. Die Rpi -kamera is in die middelpunt van die skouspel geplaas. Boonop is die regter- en linkerkant van die skouspel ontwerp om die framboospi en die battery onderskeidelik te plaas. Die dele van SolidWorks en 3D -gedrukte word vanuit verskillende perspektiewe getoon.

Ons het 'n 3D -drukker gebruik om die 3D -model van die skouspel te ontwikkel. 3D -drukkers kan 'n prototipe ontwikkel tot 'n maksimum grootte van 34,2 x 50,5 x 68,8 (L x B x H) cm. Daarbenewens is die materiaal wat gebruik word om die model van die bril te ontwikkel Polylactic acid (PLA) filament, wat maklik verkrygbaar is en goedkoop is. Alle dele van die skouspel word tuis vervaardig en die monteerproses kan maklik uitgevoer word. Om die model van die skouspel te ontwikkel, is die hoeveelheid PLA met ondersteuningsmateriaal ongeveer 254 g nodig.

Stap 3: Monteer die komponente

Al die komponente word saamgestel.

1. Plaas die framboos pi in die 3D -gedrukte regterkant
2. Plaas die battery in die 3D -gedrukte linkerkant
3. Plaas die kamera voor die hoofraam waar die gat vir die kamera geskep is
4. Plaas die ultrasoniese sensor by die gespesifiseerde gat

Stap 4: Hardewareverbindings

Die verbinding van elke komponent word met die framboos pi gekarteer en aangetoon dat die sneller en eggo -pen van die voorste sensor verbind is met GPIO8 en GPIO7 pen van die framboos pi. Die GPIO14 en GPIO15 verbind die sneller en eggo -pen van die slaggatopsporingsensor. Die battery en koptelefoon is verbind met 'n mikro -USB -krag en 'n audio -aansluiting van die framboos pi.

Stap 5: Gebruikerprototipe

'N Blinde kind dra die prototipe en voel gelukkig om in die omgewing te loop sonder om met hindernisse te bots. Die algehele stelsel bied 'n goeie ervaring tydens die toets met gesiggestremdes.

Stap 6: Gevolgtrekking en toekomsplan

Die hoofdoel van hierdie instruksies is om 'n wandelgids te ontwikkel om gesiggestremdes te help om onafhanklik in omgewings te navigeer. Die hindernisopsporingstelsel het ten doel om die teenwoordigheid van hindernisse in die omgewing aan te dui in die rigting van voor, links en regs. Die slaggatopsporingstelsel bespeur die slaggate op die padoppervlak. Die ultrasoniese sensor en Rpi -kamera word gebruik om die werklike omgewing van die ontwikkelde loopgids vas te vang. Die afstand tussen die hindernis en die gebruiker word bereken deur die data van die ultrasoniese sensors te ontleed. Die slaggate word aanvanklik opgelei met behulp van 'n konvolusionele neurale netwerk en die slaggate word opgespoor deur elke keer 'n enkele beeld te neem. Die prototipe van die loopgids word dan suksesvol ontwikkel met 'n gewig van ongeveer 360 g, insluitend alle elektroniese komponente. Die kennisgewing aan die gebruikers word verskaf deur die teenwoordigheid van hindernisse en slaggate deur middel van klankseine per koptelefoon.

Op grond van die teoretiese en eksperimentele werk wat tydens hierdie instruksies uitgevoer is, word aanbeveel dat verdere navorsing gedoen kan word om die doeltreffendheid van die loopgids te verbeter deur die volgende punte aan te spreek.

• Die ontwikkelde loopgids het effens lywig geword as gevolg van die gebruik van verskeie elektroniese komponente. Die framboos pi word byvoorbeeld gebruik, maar al die funksies van die framboos pi word nie hier gebruik nie. Die ontwikkeling van 'n toepassingsspesifieke geïntegreerde stroombaan (ASIC) met die funksies van die ontwikkelde loopgids kan die grootte, gewig en koste van die prototipe verminder
• In die werklike omgewing is 'n paar kritieke hindernisse wat gesiggestremdes in die gesig staar, bultjies op die padoppervlak, trapsituasie, gladheid van die padoppervlak, water op die padoppervlakte, ens. oppervlak. Die verbetering van die loopgids met inagneming van ander kritieke hindernisse kan dus bydra tot verdere navorsing vir die hulp van gesiggestremdes
• Die stelsel kan die teenwoordigheid van struikelblokke opspoor, maar kan nie die struikelblokke kategoriseer nie, wat noodsaaklik is vir siggestremdes in die navigasie. Semantiese pixel-wyse segmentering van die omgewing kan bydra tot die kategorisering van die struikelblokke rondom die omgewing.