Technológia a könnyebb tájékozódásért, vakok és gyengénlátók számára

1. Technológia a könnyebb tájékozódásért, vakok és gyengénlátók számára

2. 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

3. 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

4. 3. Jelenlegi technológiák áttekintése Fehér bot Leggyakrabban használt tájékozódási segédeszköz +Kisméretű, egyszerű, olcsó, hatékony eszköz + sokféle technika + megbízható -Korlátozott„látótér” -hosszú tanulás és gyakorlás

5. 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

6. 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

7. 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

8. Jelen projekt Ultrahang alapú radar – hang visszajelzéssel • Ultrahang szenzor • Fejhallgató • Elektronikai egység (tápellátás, vezérlő elektronika, hangerősítő, csatlakozók, kezelőszervek, állapotjelzők) • Vezeték

9. 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.

10. 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-eshanghullámokkal) Távolság, nagyság, mozgás azonosítása Delfinek: víz alatt több km-re lévő tárgyakat,élőlényeket tudnak azonosítani

11. 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

12. Szőrsejtek Alaphártya Magasfrekvencia Alap: keskeny és vastag Csúcs: szélesés vékony Alacsony frekvencia Kengyel 5. Pszichológia háttér Az emberi hallás A hallási információk feldolgozásának anatómiai és élettani háttere

13. 5. Pszichológia háttér Az emberi hallás Térbeli lokalizáció fülek közötti idői különbség fülek közötti hangerőkülönbség HRTF (head-related transfer function)

14. 5. Pszichológia háttér A téri tájékozódás Látás, hallás, tapintás, egyensúly -> kognitív térkép Téri referenica keretek allocentrikus egocentrikus

15. 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/vagyelektronikuseszközökkelképeseka 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

16. 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,benyomásokidőikiterjedésealapjánrendeződnek.

17. 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 • Ultrahang szenzor • Fejhallgató • Elektronikai egység (tápellátás, vezérlő elektronika, hangerősítő, csatlakozók, kezelőszervek, állapotjelzők) • Vezeték

18. 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.

19. 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

20. 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

21. 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.

23. 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

24. Köszönjük a figyelmet!