Panduan Berjalan untuk Meningkatkan Mobilitas Orang Tunanetra: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Tujuan dari instruksi adalah untuk mengembangkan panduan berjalan yang dapat digunakan oleh penyandang cacat, terutama tunanetra. Instruktur bermaksud untuk menyelidiki bagaimana panduan berjalan dapat digunakan secara efektif, sehingga persyaratan desain untuk pengembangan panduan berjalan ini dapat dirumuskan. Untuk memenuhi tujuan tersebut, instruksional ini memiliki tujuan khusus sebagai berikut.

• Untuk merancang dan mengimplementasikan prototipe tontonan untuk membimbing orang-orang tunanetra
• Untuk mengembangkan panduan berjalan untuk mengurangi tabrakan dengan penghalang bagi orang-orang tunanetra
• Untuk mengembangkan metode deteksi lubang di permukaan jalan

Tiga buah sensor pengukur jarak (sensor ultrasonik) digunakan dalam panduan berjalan untuk mendeteksi rintangan di setiap arah termasuk depan, kiri dan kanan. Selain itu, sistem mendeteksi lubang di permukaan jalan menggunakan sensor dan convolutional neural network (CNN). Biaya keseluruhan prototipe yang kami kembangkan adalah sekitar $140 dan beratnya sekitar 360 g termasuk semua komponen elektronik. Komponen yang digunakan untuk prototipe adalah komponen cetak 3D, raspberry pi, kamera raspberry pi, sensor ultrasonik dll.

Langkah 1: Bahan yang Dibutuhkan

• Bagian Cetak 3D

  1. 1 x candi kiri dicetak 3D
  2. 1 x candi kanan dicetak 3D
  3. 1 x bingkai utama cetak 3D

• Bagian Elektronik dan Mekanik

  1. 04 x Sensor ultrasonik (HC-SR04)
  2. Raspberry Pi B+ (https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-3-model-b-plus/)
  3. Kamera Raspberry pi (https://www.raspberrypi.org/products/camera-module-v2/)Baterai lithium-ion
  4. kabel
  5. headphone

• Peralatan

  1. Lem panas
  2. Sabuk Karet (https://www.amazon.com/Belts-Rubber-Power-Transmis…

Langkah 2: Bagian Cetakan 3D

Prototipe tontonan dimodelkan dalam SolidWorks (model 3D) dengan mempertimbangkan dimensi masing-masing komponen elektronik. Dalam pemodelan, sensor ultrasonik depan diposisikan di kacamata untuk mendeteksi rintangan depan saja, sensor ultrasonik kiri dan kanan diatur ke 45 derajat dari titik pusat tontonan untuk mendeteksi rintangan di bahu dan lengan pengguna; sensor ultrasonik lainnya diposisikan menghadap ke tanah untuk mendeteksi lubang. Kamera Rpi diposisikan di titik tengah tontonan. Selain itu, pelipis kanan dan kiri tontonan dirancang untuk memposisikan raspberry pi dan baterai masing-masing. Bagian SolidWorks dan cetakan 3D ditampilkan dari tampilan yang berbeda.

Kami telah menggunakan printer 3D untuk mengembangkan model 3D tontonan. Printer 3D dapat mengembangkan prototipe hingga ukuran maksimum 34,2 x 50,5 x 68,8 (P x L x T) cm. Selain itu, bahan yang digunakan untuk mengembangkan model kacamata adalah filamen Polylactic acid (PLA) yang mudah diperoleh dan biaya yang murah. Semua bagian dari tontonan diproduksi di rumah dan proses perakitan dapat dilakukan dengan mudah. Untuk mengembangkan model tontonan, jumlah PLA dengan bahan pendukung diperlukan sekitar 254gm.

Langkah 3: Merakit Komponen

Semua komponen dirakit.

1. Masukkan pi raspberry ke kuil kanan yang dicetak 3D
2. Masukkan baterai ke pelipis kiri yang dicetak 3D
3. Masukkan kamera ke depan bingkai utama tempat lubang dibuat untuk kamera
4. Masukkan sensor ultrasonik di lubang yang ditentukan

Langkah 4: Koneksi Perangkat Keras

Sambungan setiap komponen dipetakan dengan raspberry pi dan ditunjukkan bahwa trigger dan echo pin dari sensor depan terhubung dengan GPIO8 dan GPIO7 pin raspberry pi. GPIO14 dan GPIO15 menghubungkan pemicu dan pin gema dari sensor pendeteksi lubang. Baterai dan headphone terhubung dengan daya Micro USB dan port jack Audio raspberry pi.

Langkah 5: Prototipe Pengguna

Seorang anak tunanetra memakai prototipe dan merasa senang berjalan di lingkungan tanpa benturan dengan rintangan. Sistem keseluruhan memberikan pengalaman yang baik saat pengujian dengan tunanetra.

Langkah 6: Kesimpulan dan Rencana Masa Depan

Tujuan utama dari instruksi ini adalah untuk mengembangkan panduan berjalan untuk membantu orang-orang tunanetra untuk menavigasi secara mandiri di lingkungan. Sistem pendeteksi rintangan bertujuan untuk menunjukkan adanya rintangan di sekitar lingkungan dengan arah depan, kiri dan kanan. Sistem deteksi lubang mendeteksi lubang di permukaan jalan. Sensor ultrasonik dan kamera Rpi digunakan untuk menangkap lingkungan dunia nyata dari panduan berjalan yang dikembangkan. Jarak antara rintangan dan pengguna dihitung dengan menganalisis data dari sensor ultrasonik. Gambar lubang pada awalnya dilatih menggunakan jaringan saraf convolutional dan lubang dideteksi dengan menangkap satu gambar setiap kali. Kemudian, prototipe panduan berjalan berhasil dikembangkan dengan berat sekitar 360 g termasuk semua komponen elektronik. Pemberitahuan kepada pengguna disediakan dengan adanya hambatan dan lubang melalui sinyal audio melalui headphone.

Berdasarkan pekerjaan teoretis dan eksperimental yang dilakukan selama instruksi ini, direkomendasikan bahwa penelitian lebih lanjut dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi pemandu berjalan dengan membahas poin-poin berikut.

• Panduan berjalan yang dikembangkan menjadi sedikit besar karena penggunaan beberapa komponen elektronik. Misalnya, raspberry pi digunakan tetapi semua fungsi raspberry pi tidak digunakan di sini. Oleh karena itu, mengembangkan Application Specific Integrated Circuit (ASIC) dengan fungsionalitas panduan berjalan yang dikembangkan dapat mengurangi ukuran, berat, dan biaya prototipe.
• Di lingkungan dunia nyata, beberapa kendala kritis yang dihadapi oleh penyandang tunanetra adalah gundukan di permukaan jalan, situasi tangga, kelancaran permukaan jalan, air di permukaan jalan dll. Namun, panduan berjalan yang dikembangkan hanya mendeteksi lubang di jalan. permukaan. Dengan demikian, peningkatan panduan berjalan dengan mempertimbangkan hambatan kritis lainnya dapat berkontribusi dalam penelitian lebih lanjut untuk membantu orang dengan gangguan penglihatan
• Sistem dapat mendeteksi adanya hambatan tetapi tidak dapat mengkategorikan hambatan, yang penting bagi penyandang tunanetra dalam navigasi. Segmentasi piksel-bijaksana semantik dari lingkungan dapat berkontribusi untuk mengkategorikan hambatan di sekitar lingkungan.