Transcript Letölthető prezentáció

Technológia a könnyebb tájékozódásért,
vakok és gyengénlátók számára
1. Bemutatkozás
Zojox-2000 Kft.
Projektgazda
Magyar Tudományos Akadémia (MTA)
A problémakör pszichológiai elemzése, a hallás, és a téri környezet hanggal
történő leképzésének vizsgálata
Országos Kutatási és Szaktanácsadó Intézet (OKSZI)
A különböző rendszerek összehasonlító elemzése, mérések elvégzése
Hangvilág Kft.
Elektronikai fejlesztés
Józsa Design Kft.
Ergonómia, prototípus készítés
Complex-Sat Kft.
Látószög meghatározása, hardver eszközök vizsgálata
2. Célkitűzés
Ultrahangos radar technológia kifejlesztése a könnyebb
tájékozódásért,vakok és gyengénlátók számára
Amit el szeretnénk érni:
•
•
•
•
•
Önálló közlekedés lehetőségének biztosítása
A környezeti objektumok hatékony észlelése, 360 fokos pásztázás
Az optimum megtalálása a felbontóképesség és a hang formájában
feldolgozható információmennyiség között
Könnyen használható, különösebb betanulást nem igényel
Nyelv-független
Az előzetes felmérések alapján, a fejlesztés során elkerülendő:
•
•
•
•
Ne akadályozza a mozgást
Ne akadályozza a kezek használatát
Ne akadályozza a környezeti hangok meghallását
Ne igényeljen különösebb testre szabást
3. Jelenlegi technológiák áttekintése
Fehér bot
Leggyakrabban használt tájékozódási segédeszköz
+Kisméretű, egyszerű, olcsó, hatékony eszköz
+ sokféle technika
+ megbízható
-Korlátozott„látótér”
-hosszú tanulás és gyakorlás
3. Jelenlegi technológiák áttekintése
Ray – kézben fogható távolságmérő
A feltérképezés jellege: 1 darab ultrahang szenzor, abba az irányba
mér, amerre a felhasználó az eszközt irányítja.
Jelzés: a távolság függvényében egyre intenzívebb hanghatással ,
illetve rezgéssel
+ Kereskedelmi forgalomban kapható
+ Kisméretű, egyszerű felépítésű eszköz
- Lefoglalja a felhasználó egyik kezét
- Minimális „látótér”
- A mért adatok nem állnak össze egységes
„hangképpé”, mindig csak egy adott pont
távolságáról ad információt
3. Jelenlegi technológiák áttekintése
Sonar-1UT – fehér bot távolságmérőkkel
A feltérképezés jellege: a bot fogantyújába épített 2 darab ultrahang
szenzor, ami az alacsonyan és a magasan fekvő akadályokat
pásztázza, abba az irányba, amerre a felhasználó mutat
Jelzés: fülhallgatón keresztül hanghatással
+ A fehér bot mellett nem foglalja
le a másik kezet
+ Egyszerű felépítésű eszköz
- Kicsi „látótér”
- A mért adatok nem állnak össze
egységes „hangképpé”,
- Nagy információ áramlás
- Prototípus
3. Jelenlegi technológiák áttekintése
CASBliP (CognitiveAid System forBlindPeople)
A feltérképezés jellege: Lézerszenzor + 2 db kamarával készített kép
3D-s szoftverrel történő elemzése, majd ennek átalakítása
hangképpé. Fejmozgás detektálása giroszkóppal.
Fákat, embereket, autókat, állatokat felismerő algoritmus segíti
kiszűrni a nagy mennyiségű információból a szükségeseket.
Jelzés: fülhallgatón keresztül „hangképpel”
+ Nagy „látótér”
+ Egységes „hangkép”
- Nagyméretű, nehéz eszköz
- Komplex, költséges technológia
- Prototípus
Jelen projekt
Ultrahang alapú radar – hang visszajelzéssel
1. Ultrahang szenzor
2. Fejhallgató
3. Elektronikai egység (tápellátás, vezérlő elektronika, hangerősítő,
csatlakozók, kezelőszervek, állapotjelzők)
4. Vezeték
4. Az ultrahang
Általános jellemzők
Rugalmas közegben terjedő olyan mechanikai rezgés, amelynek
frekvenciája 20 kHz és 100 MHz között van.
Fajtái: Aktív és passzív ultrahang
•
Aktív: fizikai, illetve kémiai változások az anyagi közegben,
hőhatás és szerkezeti változás lép fel.
•
Passzív: amikor az ultrahang intenzitása kicsi, a közegben nem
idéz elő szerkezeti változást.
4. Az ultrahang
Ultrahang az élővilágban
Az ember hallása 20Hz-től 20kHz-ig terjed -> ultrahang nem hallható
Denevérek: éjszakai tájékozódás „visszhang
-lokátor” segítségével (50-200 kHz-es
hanghullámokkal)
Távolság, nagyság, mozgás azonosítása
Delfinek: víz alatt több km-re lévő tárgyakat,
élőlényeket tudnak azonosítani
5. Pszichológia háttér
Az emberi hallás
Hanghullámok fizikai paraméterei
Hangerő, frekvencia -> hangosság, hangmagasság
A hallási információk feldolgozásának anatómiai és élettani háttere
A hangok téri lokalizációja: monaurális és binaurális lokalizáció
5. Pszichológia háttér
Az emberi hallás
A hallási információk feldolgozásának anatómiai és élettani háttere
Szőrsejtek
Magasfrekvencia
Alap: keskeny és vastag
Alacsony frekvencia
Kengyel
Alaphártya
Csúcs: szélesés vékony
5. Pszichológia háttér
Az emberi hallás
Térbeli lokalizáció
fülek közötti idői különbség
fülek közötti hangerőkülönbség
HRTF (head-related transfer function)
5. Pszichológia háttér
A téri tájékozódás
Látás, hallás, tapintás, egyensúly -> kognitív térkép
Téri referenica keretek
allocentrikus
egocentrikus
5. Pszichológia háttér
Látássérült személyek észlelési, tájékozódási és
tanulási képességei
Magyarországon a vakésgyengénlátószemélyekszámaközel 65 000 fő
- összesfogyatékossággalélő ember 11,2 %-a
Alcsoportok
1. vakok, akikmégfénytsemérzékelnek;
2. aliglátók (Visusuk<0,1);
fényérzékelők(V nemmérhető): vakostechnikák, de aközlekedésben,
tájékozódásbanfeltudjákhasználnilátásukat;
nagytárgylátók(V <0,04): a
felsőhatárértékenlévőkkülönlegesoptikaiés/vagyelektronikuseszközökkelk
épeseka síkírásolvasására,látásukata mindennapiéletbenjólfelhasználják;
ujjolvasók(V:0,04-0,1): látásukelegendő a
síkírásoptikaiés/vagyelektronikuseszközökkeltörténőolvasásához, de
azoktatásbanmásérzékszerveikreis kelltámaszkodni;
3. gyengénlátók (V:0,1-0,3): a látásmarad a vezetőérzékelésicsatorna,
oktatásukban a látásmaximáliskihasználásárakelltörekedni
5. Pszichológia háttér
Látássérült személyek észlelési, tájékozódási és
tanulási képességei
A látássérült személyek térészlelése -> „taktilis-auditív” mentális térkép
felnőttkorbanlátássérülttéváltszemélyek: a „régi,
látós”mentálistérképéthasználja, amitorzul, mentálisműveletei is
„látósak”;
a látássérültenszületettszemély:
akusztikuséstaktilisbázisonépítifel a teret észlelésimezőtérikiterjedésekicsi,benyomásokidőikiterjedésealapjánre
ndeződnek.
6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása
Főbb részegységek
Szükséges kezelő szervek
Ki-be kapcsoló
Pásztázási sebesség választó
Hangerő szabályzó
Balansz szabályzó
Akkumulátor töltöttségi szint kérő
Kalibráló
1. Ultrahang szenzor
2. Fejhallgató
3. Elektronikai egység (tápellátás, vezérlő elektronika, hangerősítő,
csatlakozók, kezelőszervek, állapotjelzők)
4. Vezeték
6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása
Az ultrahang szenzor működése
Az alapelv: reflexiós távolságmérés. A hanghullámok kibocsátása és a
visszhangok megérkezése között eltelt idő alapján meghatározható a
reflektáló objektum távolságát.
A frekvencia megválasztása:
A frekvencia növelésével csökken a hatásfok, mivel a levegő
elnyeli a hullámokat.
Az alacsonyabb rezgésszámú hullámok pedig a tereptárgyak
felületéről csak kis mértékben verődnek vissza, jelentős
mértékben csillapodnak, elnyelődnek.
Optimális a 40 kHz-esfrekvencia alkalmazása, mellyel
megvalósítható a 4-5 méteres hatótávolság.
6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása
Az ultrahang szenzor típusa
A szenzor felépítése: adó és vevő kapszula külön, vagy egy
egységben -> univerzális ultrahang kapszula.
Mechanikai kialakítása:
•Nyitott tokozású: jobb hatásfok, de
sérülékenyebb
•Zárt tokozású: teljesen zárt, vízhatlan,
hatásfoka gyengébb
6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása
Az ultrahang szenzor elhelyezése
Vállpánton
+ nem feltűnő, esztétikus kialakítás lehetséges
- 360°-os pásztázás csak nagy számú szenzorral lehetséges, csak a
váll mozgatásával tud „fókuszálni”
Fejpánt jellegű elhelyezés
+ könnyű irányíthatóság, a fej mozgatásával fókuszálni tud
a kívánt területre
-360°-os pásztázás csak nagy számú szenzorral lehetséges, feltűnő
kialakítás
Elhelyezés a fejtetőn
Körkörös pásztázást egy a kapszula elé helyezett forgó tükörrel.
+ elegendő egy szenzor -> könnyebb szerkezet, egyszerűbb felépítés
+360°-os pásztázás forgó tükörrel megoldható
6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása
A téri környezet megjelenítésére felhasznált hangok
Irány megadása: térbeli megszólalás helye az egyes csatornák
hangerejének módosításával, és a különböző irányokhoz tartozó
különböző frekvenciájú hangokkal.
Távolság megadása: hangerő változással, a kiadott hang
szaggatásával (hasonlóan a gépkocsik tolatóradarjához)
A hang előállítása tárolt hangminta alapján történik.
Lehet egy egyszerű szinusz hullám, de lehet összetettebb
hangforma is.
Környezeti zajoktól jól elkülönüljön, de ugyanakkor ne legyen zavaró
a felhasználó számára, hogy ha hosszabb időn keresztül hallja.
6. A kifejlesztendő eszköz bemutatása
Hangrendszer
5.1 es hangrendszer a környező tárgyak legpontosabb
megjelenítéséhez.
Kereskedelmi forgalomban
kapható termékektől eltérő
kialakítás, ami beengedi a
külvilágból érkező hangokat.
Fejhallgató esetében a
hangszórók elhelyezése:
oldalanként 3-3db.
Az elhelyezésük lehet
sorosan egymás mellett,
vagy 120 fokban eltolva.
Zalman 5.1-es fejhallgató
Köszönjük a figyelmet!