Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Optisk vejgenkendelse gjort hørbar

Billedgenkendelse gør forløbet af en sti hørbart baseret på variable farvemætninger. Kredit:Harald Kucharek

Studerende fra Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har udviklet en billedgenkendelsesalgoritme, der identificerer forhindringer og genkender frie veje. Baseret på dette, iXpoint-softwarevirksomheden har nu udviklet Camassia-smartphone-appen som et hjælpesystem til synshandicappede. Det genererer akustiske signaler, der gør det muligt for brugerne at følge den ønskede vej. Det er det første interaktive hjælpesystem af denne type og fungerer uafhængigt af satellitnavigation, et komplekst sensorsystem, eller elektroniske kort.

Behovet for selvstændig mobilitet gør, at blinde og svagsynede står over for store udfordringer, også i det 21. århundrede. Der findes forskellige teknologiske tilgange, men de fleste berørte foretrækker stadig veletablerede hjælpemidler, fx den hvide pind eller en førerhund. En af grundene er, at de tilgængelige tjenester ofte er baseret på dyr specialhardware. I øvrigt, mange opfindelser når aldrig markedet, fordi de ikke er udviklet ud over et vist forsøgsstadium. iXpoint-softwarevirksomheden, i samarbejde med KIT, har en anden tilgang:De har udviklet et hjælpesystem til blinde, der bruger kameraet og bevægelsessensorerne på en kommerciel smartphone. Deres app "Camassia" er tilgængelig til download og giver brugerne mulighed for akustisk at opfatte gangstier.

I 2015 den nye navigationsmetode er oprindeligt udviklet til et robotkøretøj, som elevgruppen Kamaro Engineering e.V. af KIT deltog i en international konkurrence for autonome robotter. "Idéen kom fra en observation, der let kan verificeres af alle:Gangstier har normalt en lavere farvemætning end deres omgivelser, " siger informatikstuderende Michael Fürst, som på det tidspunkt programmerede robotten ved navn Beteigeuze. Med en billedgenkendelsesalgoritme, der konverterer farveinformation fra det indbyggede kamera til kontrolkommandoer, Beteigeuze fulgte uafhængigt testbanen. Det fungerede så pålideligt, at Kamaro vandt konkurrencen med en klar føring. Denne succes tilskyndede holdet til at tænke på andre applikationer. Samarbejdet med softwarefirmaet iXpoint gav så anledning til den automatiske stifinder for synshandicappede.

Modellen Beteigeuze:Robotkøretøjet bruger den samme navigationsmetode som Camassia-assistentsystemet; her, ved Field Robot Event 2017. Kredit:Christoph Breuner

Løsningen er ret nem at bruge, siger Dr. Sebastian Ritterbusch, projektleder i iXpoint, der koordinerede virksomhedens udvikling af appen. "Brugeren holder smartphonen i gangretningen, og så snart gangstiens farveegenskaber er opnået, du kan begynde at gå. Du behøver ikke at holde smartphonen lige eller roligt." Hvert sekund, algoritmen tager hensyn til 30 individuelle billeder, der rettes ved hjælp af bevægelsessensoren installeret i smartphonen. På en vandret akse foran brugeren, Algoritmen beregner pålideligt området med den laveste farvemætning og, derfor, den mest sandsynlige retning at følge en gangsti. Med en maksimal forsinkelse på en tiendedel af et sekund, denne information er så repræsenteret akustisk. Som standard, Assistancesystemet bruger en skala på 24 akustiske halvtoner. Forløbet af gangstien er angivet ved hjælp af stereolyd, lyd intensitet, og tonehøjde. Typen af ​​sonificering, imidlertid, kan tilpasses brugerens specifikke behov. Som en mulighed, hvid støj eller en akustisk repræsentation reduceret til den maksimale retningssandsynlighed er tilgængelig.

Den høje brugervenlighed og nemme betjening af Camassia-hjælpesystemet til synshandicappede skyldes også datalog Gerhard Jaworek fra Studiecenter for Synshandicappede (SZS) i KIT. Han er blind og fulgte udviklingen lige fra begyndelsen:"Jeg var med til at sikre, at det resulterende produkt faktisk er nyttigt." Jaworek påpeger, at appen aldrig vil erstatte hans hvide pind, men er en velkommen tilføjelse. I særdeleshed, han er glad for den interaktive anvendelighed hvor som helst. Nu, han kan også bruge sidestier i parken eller finde vej i værelser indenfor.

Kredit:Karlsruhe Institute of Technology