Քայլելու ուղեցույց `տեսողության խնդիրներ ունեցող մարդկանց շարժունակությունը բարձրացնելու համար. 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Ուսուցանողի նպատակն է մշակել քայլելու ուղեցույց, որը կարող են օգտագործել հաշմանդամները, հատկապես տեսողության խնդիրներ ունեցողները: Ուսումնական ձեռնարկը մտադիր է հետաքննել, թե ինչպես կարելի է արդյունավետ օգտագործել զբոսանքի ուղեցույցը, որպեսզի ձևավորվեն այս քայլարշավի ուղեցույցի մշակման նախագծային պահանջները: Նպատակն իրականացնելու համար այս հրահանգն ունի հետևյալ հատուկ նպատակները:

• Ակնոցի նախատիպի նախագծում և իրականացում `տեսողության խնդիրներ ունեցող մարդկանց ուղղորդելու համար
• Տեսողական խնդիրներ ունեցող մարդկանց համար խոչընդոտների հետ բախումը նվազեցնելու համար քայլելու ուղեցույց մշակել
• Developանապարհի մակերեսին փոսերի հայտնաբերման մեթոդ մշակել

Երեք կտոր հեռավորության չափման տվիչներ (ուլտրաձայնային տվիչ) օգտագործվում են քայլելու ուղեցույցում `յուրաքանչյուր ուղղությամբ խոչընդոտը հայտնաբերելու համար, ներառյալ առջևը, ձախը և աջը: Բացի այդ, համակարգը հայտնաբերում է ճանապարհի մակերեսի փոսերը `օգտագործելով սենսորային և կոնվոլյուցիոն նյարդային ցանցը (CNN): Մեր մշակված նախատիպի ընդհանուր արժեքը մոտավորապես 140 դոլար է, իսկ քաշը `մոտ 360 գ, ներառյալ բոլոր էլեկտրոնային բաղադրիչները: Նախատիպի համար օգտագործվող բաղադրիչներն են 3D տպված բաղադրիչները, ազնվամորի պի, ազնվամորի պի տեսախցիկ, ուլտրաձայնային տվիչ և այլն:

Քայլ 1: Անհրաժեշտ նյութեր

• 3D տպագիր մասեր

  1. 1 x 3D տպագիր ձախ տաճար
  2. 1 x 3D տպագիր աջ տաճար
  3. 1 x 3D տպագրությամբ հիմնական շրջանակ

• Էլեկտրոնիկա և մեխանիկական մասեր

  1. 04 x Ուլտրաձայնային տվիչ (HC-SR04)
  2. Raspberry Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Ազնվամորի պի տեսախցիկ (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/) լիթիում-իոն մարտկոց
  4. Լարերը
  5. Ականջակալ

• Գործիքներ

  1. Տաք սոսինձ
  2. Ռետինե գոտի (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

Քայլ 2: 3D տպագիր մասեր

Ակնոցի նախատիպը մոդելավորված է SolidWorks- ում (3D մոդել) `հաշվի առնելով յուրաքանչյուր էլեկտրոնային բաղադրիչի չափսերը: Մոդելավորման ժամանակ առջևի ուլտրաձայնային տվիչը տեղադրված է ակնոցի մեջ `միայն առջևի խոչընդոտները հայտնաբերելու համար, ձախ և աջ ուլտրաձայնային տվիչները տեղադրված են ակնոցի կենտրոնական կետից 45 աստիճանի վրա` օգտագործողի ուսի և թևի խոչընդոտները հայտնաբերելու համար: մեկ այլ ուլտրաձայնային տվիչ տեղադրված է դեպի գետնին ՝ դեպի բացը հայտնաբերելու համար: Rpi տեսախցիկը տեղադրված է ակնոցի կենտրոնական կետում: Բացի այդ, ակնոցի աջ և ձախ տաճարը նախատեսված է համապատասխանաբար ազնվամորու պի և մարտկոց տեղադրելու համար: SolidWorks- ը և 3D տպված մասերը ցուցադրվում են տարբեր տեսարաններից:

Մենք օգտագործել ենք 3D տպիչ ՝ ակնոցի 3D մոդելը մշակելու համար: 3D տպիչը կարող է նախատիպ մշակել մինչև 34.2 x 50.5 x 68.8 սմ (L x W x H) սմ չափսերի նախատիպ: Բացի այդ, ակնոցի մոդելի մշակման համար օգտագործվող նյութը Պոլիաթթվային թթու (PLA) թել է, որը հեշտ է ձեռք բերել և ցածր գնով: Ակնոցի բոլոր մասերը արտադրվում են տանը, և հավաքման գործընթացը հեշտությամբ կարող է կատարվել: Ակնոցի մոդելը մշակելու համար օժանդակ նյութով PLA- ի քանակը անհրաժեշտ է մոտավորապես 254 գմ:

Քայլ 3: Բաղադրիչների հավաքում

Բոլոր բաղադրիչները հավաքված են:

1. Տեղադրեք ազնվամորու pi- ն 3D տպված աջ տաճարում
2. Տեղադրեք մարտկոցը 3D տպված ձախ տաճարի մեջ
3. Տեղադրեք տեսախցիկը հիմնական շրջանակի առջև, որտեղ անցքը ստեղծված է տեսախցիկի համար
4. Տեղադրեք ուլտրաձայնային տվիչը նշված անցքի վրա

Քայլ 4: Սարքավորման միացումներ

Յուրաքանչյուր բաղադրիչի կապը քարտեզագրվում է ազնվամորու pi- ով և ցույց է տրվում, որ առջևի սենսորի ձգանը և արձագանքման քորոցը կապված են ազնվամորու pi- ի GPIO8 և GPIO7 քորոցների հետ: GPIO14- ը և GPIO15- ը միացնում են անցքերի հայտնաբերման սենսորի ձգանը և արձագանքման քորոցը: Մարտկոցը և ականջակալը միացված են Micro USB հոսանքի և ազնվամորի պիի Audio jack- ի պորտին:

Քայլ 5: Օգտվողի նախատիպ

Կույր երեխաները կրում են նախատիպը և ուրախ են զգում, որ շրջում են շրջապատում ՝ առանց որևէ խոչընդոտի բախման: Ընդհանուր համակարգը լավ փորձ է տալիս տեսողության խնդիրներ ունեցող մարդկանց հետ փորձարկելիս:

Քայլ 6. Եզրակացություն և ապագա ծրագիր

Այս հրահանգի հիմնական նպատակն է մշակել քայլելու ուղեցույց, որը կօգնի տեսողության խնդիրներ ունեցողներին ինքնուրույն շրջել միջավայրերում: Խոչընդոտների հայտնաբերման համակարգը նպատակ ունի ցույց տալ շրջակա միջավայրի շուրջ խոչընդոտների առկայությունը ՝ առջևի, ձախ և աջ ուղղություններով: Փոսերի հայտնաբերման համակարգը հայտնաբերում է ճանապարհի մակերեսի փոսերը: Ուլտրաձայնային տվիչը և Rpi տեսախցիկը օգտագործվում են մշակված քայլարշավի ուղեցույցի իրական աշխարհի միջավայրը գրավելու համար: Խոչընդոտի և օգտագործողի միջև հեռավորությունը հաշվարկվում է ուլտրաձայնային տվիչների տվյալների վերլուծության միջոցով: Փոսային պատկերները սկզբում վերապատրաստվում են կոնվոլյուցիոն նյարդային ցանցի միջոցով, և փոսերը հայտնաբերվում են ամեն անգամ մեկ պատկերի միջոցով: Հետո, քայլարշավի ուղեցույցի նախատիպը հաջողությամբ մշակվում է մոտ 360 գ քաշով, ներառյալ բոլոր էլեկտրոնային բաղադրիչները: Օգտագործողներին ծանուցումը տրամադրվում է խոչընդոտների և անցքերի առկայությամբ `ականջակալներով ձայնային ազդանշանների միջոցով:

Այս ուսանելի ընթացքում կատարված տեսական և փորձարարական աշխատանքների հիման վրա առաջարկվում է, որ հետագա հետազոտությունները կատարվեն քայլելու ուղեցույցի արդյունավետությունը բարձրացնելու համար ՝ անդրադառնալով հետևյալ կետերին:

• Քայլելու ուղեցույցը մի փոքր զանգվածային դարձավ մի քանի էլեկտրոնային բաղադրիչների օգտագործման պատճառով: Օրինակ, ազնվամորու pi- ն օգտագործվում է, բայց ազնվամորու pi- ի բոլոր գործառույթներն այստեղ չեն օգտագործվում: Հետևաբար, մշակված քայլարշավի ուղեցույցի գործառույթներով Specրագրի հատուկ ինտեգրալ սխեմայի (ASIC) մշակումը կարող է նվազեցնել նախատիպի չափը, քաշը և արժեքը:
• Իրական աշխարհի միջավայրում տեսողական խնդիրներ ունեցող մարդկանց առջև ծառացած որոշ խոչընդոտներ են ՝ ճանապարհի մակերեսին բեկորներ, աստիճանների իրավիճակ, ճանապարհի հարթություն, ճանապարհի մակերևույթին ջուր և այլն: մակերեւույթ. Այսպիսով, քայլելու ուղեցույցի բարելավումը `հաշվի առնելով այլ կարևոր խոչընդոտներ, կարող է նպաստել տեսողության խնդիրներ ունեցող մարդկանց օգնության հետագա հետազոտություններին:
• Համակարգը կարող է հայտնաբերել խոչընդոտների առկայությունը, բայց չի կարող դասակարգել խոչընդոտները, որոնք էական նշանակություն ունեն նավարկության մեջ տեսողության խնդիրներ ունեցող մարդկանց համար: Շրջապատի իմաստաբանական պիքսելային իմաստով հատվածավորումը կարող է նպաստել շրջակա միջավայրի խոչընդոտների դասակարգմանը: