Очки дополненной реальности для людей с ограничениями работы зрительного аппарата

Очки дополненной реальности для людей с ограничениями работы зрительного аппарата
Даты проведения
с 2017-01-03 по 2017-07-14
Проект является носимым устройством и призван решить задачу свободного перемещения людей с ограничениями работы зрительного аппарата.
В проекте была задействована микроконтроллерная платформа Intel Edison, которая обеспечила связь с помощью модуля Bluetooth LE со смартфоном для получения показаний с ультразвукового дальномера. Подобная платформа дает возможность достичь оптимальной скорости передачи данных, подключить необходимое количество дополнительных модулей, позволяющих расширить диапазон возможности устройства. В устройстве присутствуют датчики расстояния и температуры, которые оповещают звуковым сигналом о расстоянии до объектов и информируют об их температуре соответственно. Показания данных датчиков также выводятся на экран поверх преобразованного изображения с камеры для образования наиболее удобного интерфейса. Вывод изображения пользователю реализуется с применением технологий виртуальной и дополненной реальности.
Ход работы состоял из двух основных частей: написание программ для компонентов устройства, проектирование и прототипирование корпуса.
Было создано приложение для смартфона, которое позволяло реализовать возможность модификации/изменения изображения, полученного с камеры смартфона. В проекте использовался смартфон на базе Android, в связи с этим разработка приложения велась в среде Android Studio.
Далее необходимо было реализовать программу для Intel Edison, для организации обмена данными по Bluetooth между смартфоном и Intel Edison для получения показаний с ультразвукового дальномера Dfrobot URM37. В данном случае помимо Android Studio для программирования использовалась среда Arduino IDE.
Помимо основных задач было принято решение облегчить интерфейс пользователя. Для этой дополнительной задачи устройство было обеспечено возможностью воспроизведения голосом показаний ультразвукового дальномера и датчика температуры.
В дальнейшем был спроектирован корпус надеваемого на голову устройства и произведено его прототипирование. Использование пластика позволило достичь облегчения конструкции для наиболее комфортного пользования. Для проектирования корпуса использовалась программа Autodesk 3DS Max. Корпус в дальнейшем был распечатан на 3D принтере.
Конечным этапом работы над проектом была проверка работы устройства в реальных условиях.
Подгоров Алексей Александрович Летняя школа Регионального школьного технопарка АГАСУ "Инженеры XXI века"
Создать устройство, выводящее изображение окружающей среды перед глазами слабовидящего человека в виде высококонтрастных контуров. Устройство позволит существенно повысить точность ориентации людей с ограничениями работы зрительного аппарата в пространстве посредством упрощения процесса выделения границ объектов из общего окружения и расстояния до них.
"Для успешной реализации проекта потребовалось решить несколько задач: • Провести анализ рынка наиболее популярных устройств для слабовидящих; • Разработать аппаратный комплекс, состоящий из смартфона, микроконтроллерной платформы и дополнительного датчика; • Спроектировать и изготовить корпус устройства; • Написать программу адаптации экрана смартфона под ослабленное зрение; • Написать программу получения данных с ультразвукового датчика и вывода на экран смартфона; • Убедиться в работоспособности устройства. В случае недочетов - устранить их."
Согласно статистическим данным в мире насчитывается порядка 650 миллионов людей, имеющих серьезные проблемы со зрением. Все они испытывают трудности при передвижении по улице и/или в здании. В первую очередь это связано со сложностью определения границ объектов (предметы мебели и элементы интерьера, двери и дверные проемы, арки, ступени, перила и т.п.), особенно, если они не выделяются цветом на фоне друг друга и освещение в помещении слишком яркое или слишком приглушенное. Для подтверждения актуальности описанной проблемы был произведен опрос среди посетителей Астраханской Библиотеки-центра социокультурной реабилитации инвалидов по зрению и получен положительный результат – проблема действительно существует.
"В ходе исследования были получены следующие результаты, которые позволили создать устройство, позволяющее людям с ограничениями зрительного аппарата самостоятельно передвигаться в пространстве и взаимодействовать с окружающим миром без помощи людей или дополнительных средств ориентации: • спроектирован и создан корпус устройства с интуитивно понятным дизайном, способный вместить модели различных смартфонов; • созданы программы для устройства, позволяющие адаптировать экран смартфона для ослабленного зрения и выводить на него значения с ультразвукового датчика; • создана дополнительная программа, облегчающая интерфейс пользователя озвучиванием информации, получаемой с ультразвукового датчика."
"Устройство позволяет добиться значимого социального эффекта за счет своей актуальности. На данный момент в обществе одной из важнейших задач является адаптация городской среды для людей с ограничениями. Данное устройство во многом облегчает решение данной задачи. В дальнейшем будущем устройство будет кардинально усовершенствованно: • внешне устройство будет схоже с привычными нам очками; • будут задействованы компоненты, обладающие намного превосходящими характеристиками; • будет внедрен новый метод адаптации изображения окружающего мира для ослабленного зрения, позволяющий абсолютно безошибочно ориентироваться в пространстве."
"В ходе исследования были использованы: • компоненты: Intel Edison, Lenovo S650; • датчики: Ultrasonic sensor (URM37 v3.2); • паяльная станция Quick-702 ESD; • 3d принтер «Школьный 3D принтер РШТ»; • ABS пластик; • оргстекло."
О проекте

Автор проекта

Целевая аудитория

школьники 8-11 класс студенты специалисты преподаватели

Специализации

Компьютерная графика Промышленный дизайн Радиоэлектроника Робототехника Программирование Конструирование

Области знаний

Математика и информатика Техника и инженерные науки Микроэлектроника