Харааны бэрхшээлтэй хүмүүсийн хөдөлгөөнийг сайжруулах алхах гарын авлага: 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Заах хүний зорилго нь хөгжлийн бэрхшээлтэй хүмүүс, ялангуяа харааны бэрхшээлтэй хүмүүст зориулсан алхах гарын авлага боловсруулах явдал юм. Энэхүү зааварлагч нь алхах гарын авлагыг хэрхэн үр дүнтэй ашиглах талаар судлах бодолтой байгаа тул энэхүү алхах гарын авлагыг боловсруулахад шаардагдах дизайны шаардлагыг томъёолох боломжтой болно. Зорилгодоо хүрэхийн тулд энэхүү зааварчилгаа нь дараахь тодорхой зорилтуудыг агуулдаг.

• Харааны бэрхшээлтэй хүмүүст чиглүүлэх нүдний шилний загварыг боловсруулж хэрэгжүүлэх
• Харааны бэрхшээлтэй хүмүүсийн саад бэрхшээлтэй мөргөлдөөнийг бууруулах зорилгоор алхах гарын авлага боловсруулах
• Замын гадаргуу дээрх нүхийг илрүүлэх аргыг боловсруулах

Алхах гарын авлагад гурван ширхэг зайг хэмжих мэдрэгчийг (хэт авианы мэдрэгч) ашигладаг бөгөөд урд, зүүн, баруун зэрэг чиглэл тус бүрийн саадыг илрүүлдэг. Нэмж дурдахад уг систем нь замын гадаргуу дээрх нүхийг мэдрэгч болон таталтын мэдрэлийн сүлжээ (CNN) ашиглан илрүүлдэг. Бидний боловсруулсан прототипийн нийт өртөг нь ойролцоогоор 140 доллар бөгөөд бүх электрон эд ангиудыг оруулаад 360 гр орчим жинтэй. Прототипт ашигладаг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг 3D хэвлэсэн бүрэлдэхүүн хэсэг, бөөрөлзгөнө pi, бөөрөлзгөнө pi камер, хэт авианы мэдрэгч гэх мэт.

Алхам 1: Шаардлагатай материал

• 3D хэвлэсэн эд анги

  1. 1 х 3D хэвлэсэн зүүн сүм
  2. 1 х 3D хэвлэсэн баруун сүм
  3. 1 x 3D хэвлэсэн үндсэн хүрээ

• Электроник ба механик эд анги

  1. 04 х хэт авианы мэдрэгч (HC-SR04)
  2. Raspberry Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Raspberry pi камер (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/) Литиум батерей
  4. Утас
  5. Чихэвч

• Багаж хэрэгсэл

  1. Халуун цавуу
  2. Резинэн бүс (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

Алхам 2: 3D хэвлэсэн хэсэг

Нүдний шилний загварыг электрон бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн хэмжээсийг харгалзан SolidWorks (3D загвар) дээр загварчилсан болно. Загварчлахдаа урд талын хэт авианы мэдрэгчийг зөвхөн урд талын саадыг илрүүлэхийн тулд нүдний шилэнд байрлуулсан бөгөөд хэрэглэгчийн мөр, гарны доторх саадыг илрүүлэхийн тулд зүүн ба баруун хэт авианы мэдрэгчийг нүдний шилний төв цэгээс 45 градусын зайд байрлуулсан байна; нүхийг илрүүлэхийн тулд өөр хэт авианы мэдрэгчийг газрын гадаргуу руу чиглүүлж байрлуулна. Rpi камер нь нүдний шилний төв хэсэгт байрладаг. Нэмж дурдахад, нүдний шилний баруун ба зүүн сүм нь бөөрөлзгөнө пи болон батерейг байрлуулах зориулалттай юм. SolidWorks болон 3D хэвлэсэн хэсгүүдийг өөр өөр өнцгөөс харуулав.

Бид 3D принтер ашиглан нүдний шилний 3D загварыг боловсруулсан. 3D принтер нь хамгийн дээд хэмжээ нь 34.2 x 50.5 x 68.8 (L x W x H) см хүртэл хэмжээтэй загварыг боловсруулах боломжтой. Нэмж дурдахад нүдний шилний загварыг боловсруулахад ашигладаг материал бол полилактик хүчил (PLA) утас бөгөөд үүнийг олж авахад хялбар бөгөөд өртөг багатай байдаг. Нүдний шилний бүх хэсгийг гэртээ үйлдвэрлэдэг бөгөөд угсрах ажлыг хялбархан хийх боломжтой. Нүдний шилний загварыг боловсруулахын тулд ойролцоогоор 254 грамм хэмжээтэй туслах материал бүхий PLA хэмжээ шаардлагатай болно.

Алхам 3: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг угсрах

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг угсардаг.

1. Бөөрөлзгөнө пи -ийг 3D хэвлэсэн баруун сүмд оруулна уу
2. Зайг 3D хэвлэсэн зүүн талын ариун сүмд оруулна уу
3. Камерыг нүх гаргах гол камерын урд талд байрлуулна уу
4. Хэт авианы мэдрэгчийг заасан нүхэнд оруулна уу

Алхам 4: Тоног төхөөрөмжийн холболт

Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн холболтыг бөөрөлзгөнө pi -той зурж, урд талын мэдрэгчийн гох ба цуурай зүү нь бөөрөлзгөнө pi -ийн GPIO8 ба GPIO7 зүүтэй холбогдсон болохыг харуулж байна. GPIO14 ба GPIO15 нь нүх илрүүлэх мэдрэгчийн гох ба цуурайны зүүг холбодог. Батерей ба чихэвч нь Micro USB тэжээл, бөөрөлзгөнө pi аудио залгууртай холбогдсон байна.

Алхам 5: Хэрэглэгчийн прототип

Хараагүй хүүхдүүд загвар өмсөж, ямар ч саад бэрхшээлтэй мөргөлдөхгүйгээр хүрээлэн буй орчинд алхаж байгаадаа баяртай байна. Ерөнхий систем нь харааны бэрхшээлтэй хүмүүст туршилт хийхэд сайн туршлага өгдөг.

Алхам 6: Дүгнэлт ба ирээдүйн төлөвлөгөө

Энэхүү зааварчилгааны гол зорилго нь харааны бэрхшээлтэй хүмүүст хүрээлэн буй орчинд бие даан аялахад туслах алхах гарын авлага боловсруулах явдал юм. Саад тотгорыг илрүүлэх систем нь урд, зүүн, баруун чиглэлд хүрээлэн буй орчны эргэн тойронд саад тотгор байгааг харуулах зорилготой юм. Нүх илрүүлэх систем нь замын гадаргуу дээрх нүхийг илрүүлдэг. Хэт авианы мэдрэгч ба Rpi камер нь хөгжсөн алхах гарын авлагын бодит ертөнцийг олж авахад ашиглагддаг. Саад бэрхшээл ба хэрэглэгчийн хоорондын зайг хэт авианы мэдрэгчээс авсан өгөгдлийг шинжлэх замаар тооцоолно. Нүхний зургийг эхлээд мэдрэлийн мэдрэлийн сүлжээ ашиглан сургаж, нүхийг нь нэг зураг дарах бүрт илрүүлдэг. Дараа нь алхах гарын авлагын загварыг бүх электрон эд ангиудыг багтаасан 360 гр орчим жинтэйгээр амжилттай боловсруулсан болно. Чихэвчээр дамжуулан аудио дохиогоор саад бэрхшээл, нүх байгаа эсэхийг хэрэглэгчдэд мэдээлдэг.

Энэхүү зааварчилгааны үеэр хийсэн онол, туршилтын ажилд үндэслэн дараахь зүйлийг анхаарч, алхах гарын авлагын үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд цаашид судалгаа хийхийг зөвлөж байна.

• Хөгжүүлсэн алхах гарын авлага нь хэд хэдэн электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигласнаас болж бага зэрэг том болсон. Жишээлбэл, бөөрөлзгөнө pi ашигладаг боловч бөөрөлзгөнө pi -ийн бүх функцийг энд ашигладаггүй. Тиймээс, боловсруулсан алхах гарын авлагын функц бүхий хэрэглээний тусгай нэгдсэн хэлхээг (ASIC) хөгжүүлэх нь прототипийн хэмжээ, жин, зардлыг бууруулах боломжтой юм.
• Бодит ертөнцөд харааны бэрхшээлтэй хүмүүсийн хувьд тулгардаг бэрхшээл бол замын гадаргуу дээрх өгзөг, шатны байдал, замын гадаргуугийн гөлгөр байдал, замын гадаргуу дээрх ус гэх мэт байдаг. Гэсэн хэдий ч боловсруулсан алхах гарын авлага нь зөвхөн замын нүхийг илрүүлдэг. гадаргуу Тиймээс бусад чухал саад тотгорыг харгалзан алхах хөтөчийг сайжруулах нь харааны бэрхшээлтэй хүмүүст туслах цаашдын судалгаанд хувь нэмрээ оруулах болно.
• Систем нь саад бэрхшээл байгаа эсэхийг илрүүлэх боломжтой боловч харааны бэрхшээлтэй хүмүүсийн навигац хийхэд зайлшгүй шаардлагатай саад тотгорыг ангилж чадахгүй. Хүрээлэн буй орчны пикселийн ухаалаг семантик сегментчилэл нь хүрээлэн буй орчны саад бэрхшээлийг ангилахад хувь нэмэр оруулж магадгүй юм.