超聲波距離傳感器的功耗小、成本低，并且在距離檢測上擁有不俗的性能，而與此同時有許多人萌生嘗試用超聲波傳感器為有視覺障礙的人設(shè)計開發(fā)輔助視覺設(shè)備的念頭。

      近年來，隨著開源硬件大熱，市場上出現(xiàn)了越來越多性能強大并且成本低廉的開發(fā)板。而有許多設(shè)計就選擇了用Ariduino來開發(fā)“導盲”裝置。

“導盲”帽子
       這頂帽子出自網(wǎng)友station420之手，采用了Arduino Uno、超聲波傳感器以及蜂鳴器等元件。其中通過傳感器可檢測到前方是否有障礙物，并通過蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音來反饋與障礙物之間的距離，提醒佩戴者前方是否有危險。
      整個裝置的結(jié)構(gòu)非常簡單，將超聲波傳感器嵌于鴨嘴帽的帽檐，裝有Arduino、蜂鳴器和電池等主體電子設(shè)備的“黑盒”掛于帽子的后面。
而使用時，佩戴者只需要“戴上”帽子，并不需要任何其它的繁瑣步驟。
      當然這類，盡管這套裝置的主要模塊僅僅是一塊Arduino Uno和超聲波傳感器，但是加上電池、外殼以及其它元器件，整個裝置的重量約為10磅。

很難想象戴著這頂帽子的人會有什么舒適感，哪怕經(jīng)過優(yōu)化，在帽子上加裝這些裝置仍然有許多不盡人意的地方。

名為“光環(huán)”的視覺雷達
      這套設(shè)備的設(shè)計者是來自北弗吉尼亞州安南達爾的網(wǎng)友polymythic，相比于上面的“導盲”帽子，這個設(shè)備的功能相對更加完善，但在使用上也相對的復雜了。
使用者需要將裝置套在頭上，位于前額的傳感器就能為佩戴者探測出前方的路況，然后并利用不同方向上的馬達震動來反饋路況信息，告知佩戴者行走路線的暢通與否。因此即使是失明人士也能通過這套裝置了解自己前行路上的具體路況。
      整套設(shè)備主要由Arduino Mega 2560 以及五個超聲波距離傳感器配以馬達模塊組成。將五個傳感器設(shè)置在不同的方向上，使超聲波可覆蓋前方180度的范圍，然后探測并反饋路線上的“障礙信息”。
      在有需要的時候，可通過調(diào)整傳感器的位置或增加傳感器的數(shù)量來擴大這套裝置超聲波探測的覆蓋角度。但是過多的模塊也會增加這套設(shè)備的使用難度，畢竟過于輕微的震動難以令到佩戴者獲得準確的信息進行判斷，而過于強烈的震動，次數(shù)多了也難以讓人忍受。

      或許我們應該選擇一些更好的途徑去實現(xiàn)這種創(chuàng)意，例如佩戴的方式改為戴在手上。這樣的設(shè)計除了令到導盲的功能更加靈活，也讓使用的難度大大降低并提高舒適度。

助視器VIA（Visual Impairment Aid)
      這個設(shè)備是由來自芝加哥的網(wǎng)友Mizchief100所設(shè)計開發(fā)的，主要功能是用來輔助視力受損的殘障人士去了解身邊的環(huán)境。使用者可以通過手臂自然摸索去提前了解與周圍物體之間的距離，以此來獲悉自己周圍的具體狀況。
      整個“助視器”可以固定在手腕上，佩戴者在做出“摸索”動作時，配置在裝置最前方的超聲波傳感器就會掃過手掌將要觸及的地方。
而在佩戴者真正觸摸到“障礙物”之前，就能利用超聲波傳感器預先感應到與障礙物之間距離的遠近，并通過蜂鳴器發(fā)出長短音將距離信息反饋給佩戴者。

      這款“助視器”的制作，主要使用了Arduino Micro、蜂鳴器與距離傳感器。整個設(shè)備需要的元件很少，結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧而且十分輕便，這種設(shè)計即使戴在手腕上對手部活動的影響也很小。

“導盲”手套HandSight
      HandSight是一款加裝了超聲波傳感器以及紅外線反射傳感器的“導盲手套”，除了我們上述提到多次的利用超聲波“導盲”，這款手套加裝的紅外線反射傳感器令其可以切換模式提供更多的功能。
      除了在接觸前讓佩戴者感受到物體的具體形狀以此來讓用戶可以評估將要摸的是什么，這個手套甚至可能幫助佩戴者去感應接觸物體的顏色、溫度等屬性。

      這款手套使用了Arduino Pro Mini 328，是Arduino Mini的一種定制版本，具有更好的拓展性。而設(shè)計者也為這款手套準備了許多拓展功能，包括“按摩”和“打字”。

為視障人士打造的導盲模塊
      這個模塊是由來自澳大利亞墨爾本的網(wǎng)友ishamsul所設(shè)計的，完全就是用來測量與障礙物之間的距離的。不過這個模塊可通過功率調(diào)節(jié)來改變測量距離的有效距離，因此可以適應不同路況和環(huán)境。
      這個設(shè)備主要由Arduino Nano 3.0以及超聲波傳感器組成，功能雖然單一但是卻在距離測量上擁有更靈敏的性能。而且做為一組模塊，適合在外殼上進行二次設(shè)計，以適應于佩戴在身體的各個部分。
      通過定制PCB，我可以進一步的優(yōu)化縮小這個模塊的體積，以此來提高這個裝置的實用性。

      而經(jīng)過進一步優(yōu)化的模塊十分便于進行二次設(shè)計，將這個模塊用外殼封裝起來，我們可以根據(jù)不同的需求為其配上不同的外殼、不同長度的綁帶，甚至根據(jù)需要也可以嵌入到衣物中。

      相關(guān)文章：

【新奇特】Canon 5D II 塞入 Raspberry Pi 迷你電腦，實現(xiàn)圖片遠程無線實時傳輸

【新奇特】外骨骼普及：5年內(nèi)人類就能變身機器人

【新奇特】利用 Arduino 玩出來的發(fā)燒級玩具

【新奇特】MakerBot在CES上展示三種新3D打印纖維

【新奇特】用Arduino結(jié)合重力感應玩轉(zhuǎn)lfs賽車

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

奧松機器人官網(wǎng)：www.robotbase.cn

微信號：搜索公眾號“奧松機器人”

QQ群： 271230889（討論，解惑）

微博：@奧松機器人基地

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

溫馨提示：予人玫瑰，手留余香；如果你喜歡這篇文章，不妨轉(zhuǎn)發(fā)推薦給你身邊的朋友！