بخشی از مقاله
چکیده
خداوند حس بینایی را به ما انسان ها هدیه کرده است که یکی از جنبه های مهم زندگی ماست . اما مایه تاسف است که برخی از انسان ها عدم توانایی تجسم اجسام را دارند ، و بینایی را به عنوان یک چالش بزرگ در زندگی روزمره خود می بینند . مشکل آنها وقتی بدتر میشود که با مانعی روبروی خود مواجه میشوند . عصا شایع ترین وسیله برای جهت گیری نابینایان است اما عصا اطلاعات بر روی موانع سطح زمین وپائین تر و بالاتر از سطح زمین را فراهم می کند
هدف پروژه کمک به ناوبری یک فرد نابیناست ، یک حس مصنوعی با ارائه اطلاعات از سناریوی محیط زیست از اشیاء ایستا و پویا در اطراف آنها . در این پروژه از سنسور الترا سونیک برای محاسبه فاصله تا موانع اطراف فرد نابینا برای هدایت کاربر به سمت مسیر در دسترس استفاده شده است . سنسورها با یک رابط لمسی برای هشدار به کاربر به حضور اشیاء اطراف که خارج از محدوده عصا است می باشد .
مقدمه
در سراسر جهان حدود 39 تا 40 میلیون نفر نابینا وجود دارند که اکثریت این افراد مشکل صمعی هم دارند[2] ، افراد معلول بصری یا صمعی بصری اغلب وابسته به کمک های خارجی هستند که می تواند انسان ، سگ های آموزش دیده ویا دستگاه های الکترونیکی باشد .
دستگاه های موجود قادر به شناسایی اشیاء بر روی سطح زمین و یا اعماق زمین است [4] اما خطر بزرگی است همچون اشیاء بالاتر از سطح زمین و بالاتر از سطح کمر ، بنابر این ما برای کمک به این مشکل با انگیزه بودیم . ابزار مشترک نابینایان استفاده از عصا است[3] اما عصا تنها قادر به تشخیص اشیاء نهایتا تا ارتفاع کمر بوده و اشیاء بالاتر از آن قابل شناسایی نیست ، ما با این هدف با استفاده از سنسور التراسونیک بر روی عینک نابینایان برای محاسبه فاصله تا موانع اطراف اطلاعات اجسام را با یک رابط لمسی برای هشدار به حضور اشیاء اطراف به کار بردیم .
روش
پروژه به طور کل از سه بخش تشکیل شده : برد آردوینو نانو ، سنسور التراسونیک و موتور . DC سنسور فاصله سنج آلتراسونیک یا سنسور مافوق صوت یک سنسور مجاورتی بوده که با ارسال پالس صوتی کوتاه ، در فرکانس بالاتر از محدوده شنوایی انسان و دریافت آن پس از انعکاس از سطح جسم مورد نظر ، از طریق محاسبه زمان رفت و برگشت امواج مافوق صوت در هوا فاصله را با وضوح بالا اندازه گیری می نماید ، همچنین برد آردوینو نانو یک برد کوچک و کامل می باشد ، طراحی آن به نحوی است که استفاده از آن در جاهایی که نیاز به فضای کمتری داریم مورد استفاده قرار میگیرد .
میکرو کنترلر استفاده شده در این برد ATmega32 می باشد مزایا استفاده این برد نسبت به برد های دیگر استفاده از قطعات SMD، مینی USB به جای پورت USB استاندارد ، کوچک بودن برد و کاهش وزن آن است . اندازه برد فقط 17,8 در 43'2 میلیمتر و وزن آن چیزی در حدود 6 گرم می باشد ، این خصوصیات منحصر به فرد مارا به فکر استفاده از این برد انداخت .
در این پروژه سنسور آلتراسونیک اطلاعات را به برد آردوینو نانو ارسال میکند و این برد نیز با توجه به اطلاعات ارسالی ولتاژی بر روی خروجی خود اعمال میکند خروجی برد آردوینو به Dc motor ها متصل هستند که باعث به حرکت درآمدن Dc motor ها و ایجاد ویبره میشود با این کار افراد نابینا متوجه اجسام در روبرو خود میشوند و هرچه به اجسام نزدیک تر میشوند شدت ویبره بیشتر میشود
شکل - 1 شماتیک کلی سیستم
برای بهبود ناوبری افراد نابینا در این پروژه ما به فکر استفاده از سنسور های بیشتری در نواحی دیگر بدن شدیم مانند کمر ، بازو ها و کفش ها در این حالت فرد نابینا دیگر احتیاجی به استفاده از عصا ندارد بطوریکه با نصب سنسور بر روی لباس نابینا بازوی چپ و راست اجسام جانبی قابل شناسایی بوده همچنین با نصب سنسور بر روی کمر فرد نابینا اجسام بر روی سطح زمین ، پائین تر از سطح زمین و بالاتر از سطح زمین قابل شناسایی هستند .
مشکلی که برای اضافه کردن سنسورها هست ارتباط با سیم این سنسور ها با برد آردوینو است که برای فرد نابینا ایجاد مزاحمت میکند ، با تحقیقات و مطالعات بیشتر در آینده ما برآنیم که با استفاده از ماژول های وای فای یا بلوتوث این مشکل را برطرف کنیم . همچنین برای بهبود بیشتر افراد نابینا در این پروژه ما به فکر استفاده از سیستم GPS بر روی عینک هوشمند شدیم که این سیستم بتواند اطلاعات مربوط به فرد نابینا را برای افراد خانواده و غیره ارسال و آنها بتوانند مسیر حرکتی نابینا را مانیتور کنند ، سیستم GPS پیشنهادی ما برای استفاده در این پروژه با توجه به اینکه باید اندازه آن قابل نصب بروی عینک فرد نابینا باشد و همچنین سبک و به راحتی بتوان آن را مانیتور کرد ماژول THETRACKR است
این ماژول با استفاده از شبکه GSM خود قابل مانیتور است به طوری که با نصب اپلیکشن و یا از طریق وب می توان فرد نابینا را به طور لحظه ای مانیتور کرد نقطه قوت این ماژول در این است که می توان از این ماژول تا مدت حدود 1 سال با باطری ساعتی ارزان قیمت از آن استفاده کرد . این ماژول کوچکتر از یک سکه 50 تومانی است . و با جدا کردن باطری آن این اندازه قابل کوچکتر شدن برای نصب روی عینک هوشمند است
شکل شماره - 2 عینک هوشمند
نتیجه گیری
بیشترین فاصله بین سنسور التراسونیک و اجسام بررسی شد . سنسور مورد استفاده HC-SR04 بود . در این بررسی بیشترین فاصله بین سنسور التراسونیک و اجسام 100 سانتیمتر اندازه گیری شد - جدول شماره . - 1 با این حال با استفاده از سنسور های کوچک تر و قوی تر می توان این فاصله را تا 3 متر و یا بیشتر افزایش داد با توجه به نبود امکانات در این پروژه از سنسور HC-SR04 استفاده شد .
جدول -1 پارامترهای محاسبه شده در اجسام مختلف
ما یک سیستم فاصله سنج را با استفاده از سنسور التراسونیک ، برد کوچک آردوینو نانو و ماژول GSM قابل نصب بر روی عینک افراد نابینا را پیشنهاد دادیم . نتایج نشان داد سنجش فاصله و مانیتور فرد نابینا در زمان واقعی قابل اعتماد است . در این سیستم می توان به سهولت استفاده ، توان پائین و قیمت کم برای استفاده نابینایان اشاره کرد
