სასეირნო გზამკვლევი მხედველობის დაქვეითებული ადამიანების მობილობის გასაუმჯობესებლად: 6 ნაბიჯი

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

ინსტრუქციის მიზანია შეიმუშაოს სასეირნო სახელმძღვანელო, რომლის გამოყენებაც შეუძლიათ შეზღუდული შესაძლებლობის მქონე პირებს, განსაკუთრებით მხედველობას. ინსტრუქტორი აპირებს გამოიკვლიოს, თუ როგორ შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასეირნო გზამკვლევი ეფექტურად, რათა ჩამოყალიბდეს დიზაინის მოთხოვნები ამ გზამკვლევის შემუშავებისათვის. მიზნის მისაღწევად, ამ ინსტრუქციას აქვს შემდეგი კონკრეტული მიზნები.

• სპექტაკლის პროტოტიპის შემუშავება და განხორციელება მხედველობის დაქვეითებული ადამიანების გაძღოლაში
• მხედველობის დაქვეითებული ადამიანებისათვის ხელის შეშლის შეჯახების შესამცირებლად საფეხმავლო გზამკვლევის შემუშავება
• გზის ზედაპირზე ხვრელების გამოვლენის მეთოდის შემუშავება

მანძილის გაზომვის სამი ცალი (ულტრაბგერითი სენსორი) გამოიყენება სიარულის სახელმძღვანელოში, რათა აღმოაჩინოს დაბრკოლება თითოეული მიმართულებით წინა, მარცხენა და მარჯვენა ჩათვლით. გარდა ამისა, სისტემა ამოიცნობს გზის ზედაპირზე არსებულ ორმოებს სენსორისა და კონვოლუციური ნერვული ქსელის (CNN) გამოყენებით. ჩვენი შემუშავებული პროტოტიპის საერთო ღირებულება დაახლოებით $ 140 და წონა დაახლოებით 360 გ ყველა ელექტრონული კომპონენტის ჩათვლით. პროტოტიპისთვის გამოყენებული კომპონენტებია 3D დაბეჭდილი კომპონენტები, ჟოლოს პი, ჟოლოს კამერა, ულტრაბგერითი სენსორი და ა.

ნაბიჯი 1: საჭირო მასალები

• 3D ნაბეჭდი ნაწილები

  1. 1 x 3D ბეჭდვით მარცხენა ტაძარი
  2. 1 x 3D დაბეჭდილი მარჯვენა ტაძარი
  3. 1 x 3D დაბეჭდილი ძირითადი ჩარჩო

• ელექტრონიკა და მექანიკური ნაწილები

  1. 04 x ულტრაბგერითი სენსორი (HC-SR04)
  2. ჟოლო Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Raspberry pi კამერა (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/) ლითიუმ-იონური ბატარეა
  4. მავთულები
  5. ყურსასმენი

• ინსტრუმენტები

  1. ცხელი წებო
  2. რეზინის ქამარი (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

ნაბიჯი 2: 3D ნაბეჭდი ნაწილები

სათვალის პროტოტიპი მოდელირებულია SolidWorks– ში (3D მოდელი) თითოეული ელექტრონული კომპონენტის განზომილების გათვალისწინებით. მოდელირებისას წინა ულტრაბგერითი სენსორი მოთავსებულია სპექტაკლში მხოლოდ წინა დაბრკოლებების გამოსავლენად, მარცხენა და მარჯვენა ულტრაბგერითი სენსორები დაყენებულია სათვალის ცენტრის წერტილიდან 45 გრადუსით, რათა გამოავლინოს დაბრკოლებები მომხმარებლის მხარსა და მკლავში; კიდევ ერთი ულტრაბგერითი სენსორი განლაგებულია მიწისკენ, რომელიც მდებარეობს ხვრელის გამოვლენის მიზნით. Rpi კამერა მოთავსებულია სპექტაკლის ცენტრალურ წერტილში. გარდა ამისა, სპექტაკლის მარჯვენა და მარცხენა ტაძარი შექმნილია ჟოლოს პი და ბატარეის შესაბამისად. SolidWorks და 3D დაბეჭდილი ნაწილები ნაჩვენებია სხვადასხვა ხედიდან.

ჩვენ გამოვიყენეთ 3D პრინტერი სათვალის 3D მოდელის შესაქმნელად. 3D პრინტერს შეუძლია შექმნას პროტოტიპი მაქსიმალური ზომით 34.2 x 50.5 x 68.8 (L x W x H) სმ. გარდა ამისა, მასალა, რომელიც გამოიყენება სათვალის მოდელის შესაქმნელად, არის პოლილაქტიური მჟავის (PLA) ძაფები და მისი მოპოვება ადვილია და დაბალი ღირებულება. სპექტაკლის ყველა ნაწილი დამზადებულია სახლში და შეკრების პროცესი ადვილად შეიძლება გაკეთდეს. სპექტაკლის მოდელის შესაქმნელად საჭიროა PLA- ს რაოდენობა დამხმარე მასალით დაახლოებით 254 გრამი.

ნაბიჯი 3: კომპონენტების შეკრება

ყველა კომპონენტი აწყობილია.

1. ჩადეთ ჟოლოს პი 3D ბეჭდვით მარჯვენა ტაძარში
2. ჩადეთ ბატარეა 3D ბეჭდვით მარცხენა ტაძარში
3. ჩადეთ კამერა მთავარი ჩარჩოს წინ, სადაც ხვრელი იქმნება კამერისთვის
4. ჩადეთ ულტრაბგერითი სენსორი მითითებულ ხვრელში

ნაბიჯი 4: აპარატურის კავშირები

თითოეული კომპონენტის კავშირი გამოსახულია ჟოლოს პი და აჩვენებს, რომ წინა სენსორის გამომწვევი და ექოს პინი დაკავშირებულია ჟოლოს პიის GPIO8 და GPIO7 პინთან. GPIO14 და GPIO15 აკავშირებს ხვრელის გამოვლენის სენსორის გამომწვევ და ექოს პინს. ბატარეა და ყურსასმენი დაკავშირებულია მიკრო USB დენის და აუდიო ჯეკის პორტით ჟოლოს პი.

ნაბიჯი 5: მომხმარებლის პროტოტიპი

ბრმა ბავშვები ატარებენ პროტოტიპს და თავს ბედნიერად გრძნობენ გარემოში სიარული დაბრკოლებებთან ყოველგვარი შეჯახების გარეშე. საერთო სისტემა იძლევა კარგ გამოცდილებას მხედველობის დაქვეითებულებთან ტესტირებისას.

ნაბიჯი 6: დასკვნა და სამომავლო გეგმა

ამ ინსტრუქციის მთავარი მიზანია შეიმუშაოს სასეირნო სახელმძღვანელო, რომელიც დაეხმარება მხედველობადაქვეითებულებს დამოუკიდებლად ნავიგაციაში გარემოში. დაბრკოლების გამოვლენის სისტემა მიზნად ისახავს წინა, მარცხენა და მარჯვენა მიმართულებით მიმდებარე ტერიტორიაზე არსებული დაბრკოლებების არსებობას. ხვრელების გამოვლენის სისტემა გზის ზედაპირზე არსებულ ორმოებს ამოიცნობს. ულტრაბგერითი სენსორი და Rpi კამერა გამოიყენება განვითარებული სასეირნო გზამკვლევის რეალური სამყაროს გარემოს გადასაღებად. დაბრკოლებასა და მომხმარებელს შორის მანძილი გამოითვლება ულტრაბგერითი სენსორების მონაცემების ანალიზით. ხვრელების სურათები თავდაპირველად გაწვრთნილია კონვოლუციური ნერვული ქსელის გამოყენებით და ხვრელები გამოვლენილია ყოველ ჯერზე ერთი სურათის გადაღებით. შემდეგ, ფეხით მოსიარულე სახელმძღვანელოს პროტოტიპი წარმატებით შემუშავებულია დაახლოებით 360 გ მასით, ყველა ელექტრონული კომპონენტის ჩათვლით. მომხმარებლებისთვის შეტყობინება უზრუნველყოფილია დაბრკოლებების და ხვრელების არსებობით აუდიო სიგნალების საშუალებით ყურსასმენის საშუალებით.

თეორიული და ექსპერიმენტული მუშაობის საფუძველზე, რომელიც ჩატარდა ამ ინსტრუქციის ფარგლებში, რეკომენდებულია შემდგომი კვლევის ჩატარება, რათა გაუმჯობესდეს სასეირნო გზამკვლევის ეფექტურობა შემდეგი პუნქტების გათვალისწინებით.

• შემუშავებული საფეხმავლო სახელმძღვანელო ოდნავ მოცულობითი გახდა რამდენიმე ელექტრონული კომპონენტის გამოყენების გამო. მაგალითად, ჟოლოს პი გამოიყენება, მაგრამ ჟოლოს ყველა ფუნქცია აქ არ გამოიყენება. ამრიგად, პროგრამის სპეციფიკური ინტეგრირებული სქემის (ASIC) შემუშავებამ შემუშავებული სასეირნო სახელმძღვანელოს ფუნქციონირებით შეიძლება შეამციროს პროტოტიპის ზომა, წონა და ღირებულება
• რეალურ სამყაროში, ზოგიერთი კრიტიკული დაბრკოლება, რომელსაც ხვდება მხედველობა დაქვეითებული ადამიანები გზის ზედაპირზე, კიბეების მდგომარეობა, გზის ზედაპირის სიგლუვე, წყალი გზის ზედაპირზე და ა.შ. ზედაპირზე. ამრიგად, სიარულის სახელმძღვანელოს გაუმჯობესებამ სხვა კრიტიკული დაბრკოლებების გათვალისწინებით შეიძლება ხელი შეუწყოს მხედველობის დაქვეითებული ადამიანების დახმარების შემდგომ კვლევას.
• სისტემას შეუძლია აღმოაჩინოს დაბრკოლებების არსებობა, მაგრამ არ შეუძლია დაბრკოლებების ის კატეგორიზაცია, რაც აუცილებელია მხედველობის დაქვეითებული ადამიანებისთვის ნავიგაციაში. შემოგარენის სემანტიკური პიქსელის მიხედვით სეგმენტირება ხელს შეუწყობს გარემოს დაბრკოლებების კატეგორიზაციას.