Kostengünstige und genaue Sensortechnologie zur Erkennung von Objekten auf kurze Entfernungen (<5 m)

Ich interessiere mich für ein Projekt, das darauf abzielt, beliebige Objekte auf kurze Distanzen aus verschiedenen Richtungen zu erkennen. Daher sollte der Sensor hochgerichtet, ziemlich genau und wenn möglich kompakt sein. Welche Technologie unter den verfügbaren Ultraschall- und IR-Sensoren wäre besser und warum?

Das Hauptziel dieses Sensors ist es, eine sehbehinderte Person dabei zu unterstützen, sich selbstständig fortzubewegen.

Was für ein Objekt? Bewegt sich Ihr Sensor auch?
Alles, was ein Hindernis für eine Person mit Sehbehinderung darstellen könnte – ein stationäres Objekt, eine stehende Person usw. Ja, der Sensor wird an der Hand dieser Person angebracht.
Es ist eine gute Idee, hier das Wort „am besten“ zu vermeiden. "Am besten" könnte bedeuten: niedrigster Preis, höchste Genauigkeit, niedrigster Leistungsbedarf, am langlebigsten, am einfachsten in eine vorhandene Schaltung zu integrieren, kleinste Größe usw. Alles ist ein Kompromiss. Erwägen Sie, die Frage wie folgt zu formulieren: "Welche Art von Sensortechnologie erfüllt die Anforderungen von x, y und z." Wo die Anforderungen im Vordergrund stehen.
Danke für die Eingabe. Ich hoffe, ich habe klarer gefragt!

Antworten (2)

Ein laserbasierter „virtueller Blindenstock“ ist eine sehr feinfühlige Option zur Reisehilfe für Sehbehinderte. Er ist weitaus präziser als ein Ultraschallsensor, außerdem viel kleiner und weniger stromhungrig.

Das Konzept stammt aus den 1950er Jahren (keine Verwendung von Lasern, nur Glühlampen mit schmalem Strahl), und praktische Implementierungen von Laserstäben stammen aus dem Jahr 1975 (der Bionic Instruments C-5-Stock ):

Laserstock C-5

Eine zeitgemäße Version mit wochenlangem Betrieb pro Ladung wird von der Hebräischen Universität seit etwa 2010 aktiv entwickelt und gefördert. Dieses Youtube-Video zeigt eine Live-Demonstration: Virtual Cane for the Blind, Presidential Conference 2011 .

Laser-Hologramm-Muster-basierte Entfernungsmessung (Entfernungsmessung) wird seit mindestens 2004 in Kameras verwendet, beispielsweise in der Sony CyberShot F828, möglicherweise auch in früheren Modellen. Die Lasereinheit im F828 kommt ziemlich leicht heraus (ich habe sie von meinem kaputten F828 befreit), ist aber kein eigenständiges Objekterkennungsgerät: Sie liefert lediglich ein spezifisches Laseremissionsmuster, das die Hologramm-Laser-AF-Technologie von Sony durch- das Objektiv, um nicht nur die Entfernung zum Motiv, sondern auch die Tiefe des Motivs zu bestimmen, wo dies möglich ist, um die gewünschte Schärfentiefe für die Blendeneinstellungen zu berechnen.

In der Populärkultur hat die TV-Show Covert Affairs eine Schlüsselfigur, Auggie, die einen Laserstock verwendet, der anscheinend ein Muster aussendet und erkennt, das dem Hologramm-Laser-AF-System von Sony sehr ähnlich ist. Dieses Gerät mag in der Praxis existieren oder nur fiktiv sein, aber die Technologie ist heute leicht verfügbar und in Designlabors erhältlich.

Ein Projekt, das ich von einer Behindertenforschungsorganisation in Delhi, Indien, beraten habe, verwendet eine 38-kHz-codierte IR-Laserdiode mit einem „Kreuz“-Ausgangsprofil und eine Wabenanordnung von 6 IR-Näherungssensoren (Vishay TSSP6P38 ), um zu erkennen und geben Richtung / Abmessungen von Objekten in der Nähe an. Die Reichweite ist jedoch weit geringer als die gewünschten 5 Meter in Frage: Sie funktioniert gut für Reichweite und Form bis zu etwa 1,5 Metern , und größere Hindernisse wie eine Wand oder ein Bus können in einer Entfernung von bis zu 10 Metern erfasst werden .

Dieses winzige Handgerät (plus Handschlaufe) gibt dem Benutzer Feedback über einen Piezo-Bieger am Handgelenk, der von einem Texas Instruments Piezo Haptic-Treiber ( DRV8862 , glaube ich) angetrieben wird. Das komplette Gerät kostet zu diesem Zeitpunkt ungefähr 250 US-Dollar pro Einheit, um es von Hand herzustellen, wobei alle Komponenten einzeln von Quellen wie eBay gekauft werden. Mainstream-Lieferanten-MoQs und Versandkosten nach Indien schließen konventionelle kommerzielle Beschaffung für die Finanzierungsorganisation aus. ( Die obige Zahl enthält keine Engineering- und Verpackungskosten ).

Leider ist auch das für indische Budgets zu hoch, daher schwebt das Projekt nun seit über 6 Monaten in der Grauzone.

Diese letzte Information wird hoffentlich darauf hinweisen, dass ein ordnungsgemäß finanziertes, in Massenproduktion hergestelltes Projekt problemlos in der Lage sein sollte, einen Laserstock innerhalb von 100 US-Dollar herzustellen, so ziemlich innerhalb von ein paar Monaten. Es ist seltsam, dass dies noch kein allgegenwärtiges Produkt zu sein scheint.

Erwägen Sie, einen Kickstarter oder Indiegogo zu machen?
@boardbite Erstens nicht mein Projekt, ich bin nur ein externer Berater. Zweitens, ist KickStarter nicht eine Art Auswaschung für Projekte, die aus Indien initiiert werden?
Insbesondere erlaubt KS nur in den USA/UK/Kanada ansässigen Unternehmen, sich zu bewerben. Aber wenn Sie auch nur eine einzige Person in diesen Regionen haben, glaube ich, dass Sie sicher sind (vielleicht müssen Sie die Firma dort registrieren, was zumindest in den USA ein einfacher Prozess ist). Wie dem auch sei, obwohl dies nicht Ihr Projekt ist, wollte ich nur darauf hinweisen, dass Projekte wie dieses eine Menge Anhänger gewinnen würden, wenn eine Crowdfunding-Kampagne gestartet wird, insbesondere in diesem Fall, in dem die Technologie auch für den Laien faszinierend ist.
@boardbite Danke. Lassen Sie mich das mit der Förderinstitution besprechen, es könnte für sie funktionieren. :-)
@AnindoGhosh Das war eine informative Antwort! Kennen Sie Sensoren, die viel billiger sind? Außerdem interessiere ich mich mehr für die Sensortechnologie allein, nicht für ein komplettes Produkt (wie den Virtual Cane oben). Ich überlege, den Sensor in ein eigenes Produkt zu integrieren.
@ManojKumar Der in meiner Antwort erwähnte TSSP6P38 ist so billig wie es nur geht, nicht sicher, was Sie für weniger erwarten könnten.

Für den Einsatz als Blindenhelfer werden Ultraschallsensoren seit den 1960er Jahren eingesetzt. Der Grund ist einfach - die Ultraschalltechnologie ermöglicht es, die Entfernung zu den Objekten einfach zu messen.

Kürzlich wurden optische Sensoren (unter Verwendung von Lasern) erfunden, die die Entfernung messen können, aber nichtsdestotrotz sind ihre Schemata und Verarbeitungsalgorithmen komplexer. Außerdem ist der Energieverbrauch höher, was für den mobilen Einsatz nicht gut ist.

Fazit: Die Ultraschallsensoren sind für diese Anwendung am besten geeignet. Was übrigens die Natur beweist - die Ultraschalltechnologie wird von Fledermäusen und Walen weit verbreitet.

Kostengünstige und genaue Sensortechnologie zur Erkennung von Objekten auf kurze Entfernungen (<5 m)
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