Sistema embebido de movilización y posicionamiento para personas no videntes mediante hardware libre by Alex Eduardo Vargas Soria
Sistema de movilidad y posicionamiento
El presente artículo completo lo puedes encontrar en el siguiente link: Sistema embebido de movilización y posicionamiento para personas no videntes mediante hardware libre
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RESUMEN
En la presente investigación se indica el desarrollo de un prototipo encaminado a generar autonomía a personas no videntes. El diseño y funcionamiento del dispositivo de detección de obstáculos ofrece lecturas confiables con una precisión de 0,3 cm y ángulo de detección formado por varios sensores de 120°; además cuenta con un receptor GPS que recibe datos de satélites y envía en forma inalámbrica al computador permitiendo al usuario conocer diferentes parámetros sobre la posición en tiempo real.
La metodología del diseño está centrada en el usuario con deficiencia visual, presentando un prototipo con forma estética, confortable y fácil transporte. Este sistema permitirá a los usuarios no videntes el desplazamiento a los destinos requeridos sin dificultades, incluso en ambientes desconocidos, cumpliendo con las expectativas de funcionalidad previstas.
INTRODUCCIÓN
En el presente proyecto se implementa un sistema de movilización y posicionamiento para personas no videntes, construido con placas de hardware libre. Este prototipo electrónico opera mediante el uso de sensores que proporcionan información sobre posicionamiento y aproximación a objetos, mejorando la calidad de vida de las personas no videntes. A continuación se hace una breve descripción de los capítulos que componen esta investigación.
En el Primer capítulo se presenta información sobre las características, problemas y la forma actual en que se desempeñan las personas no videntes en la sociedad, para así conocer sus principales necesidades.
El Segundo capítulo presenta antecedentes sobre investigaciones de sistemas electrónicos realizadas a personas no videntes, además muestra el desarrollo de la teoría que fundamento esta investigación, revisando conceptos como movilización y posicionamiento enfocados a personas con diferentes tipos de discapacidad visual.
El Tercer capítulo muestra las diferentes técnicas de investigación utilizadas, la forma de obtención y análisis de la información, además de los mecanismos que llevaron a la construcción del dispositivo electrónico.
En el Cuarto capítulo se explica de una manera detallada la elaboración del sistema embebido de movilización y posicionamiento para personas no videntes.
En el Quinto capítulo se muestran las conclusiones y recomendaciones obtenidas durante el diseño y construcción del dispositivo electrónico para personas con discapacidad visual.
Diseño de los sistemas de movilización, posicionamiento e interfaz de usuario
En esta sección se muestra de una manera detallada el diseño y la implementación del Sistema Embebido de movilización y posicionamiento para personas no videntes mediante hardware libre.
Este sistema embebido contiene dos subsistemas, el primero está encargado de la movilización de personas no videntes por lo cual cuenta con sensores que detectan la aparición de posibles obstáculos y el segundo muestra en una interfaz gráfica una serie de datos obtenidos mediante el uso de un receptor GPS, logrando así visualizar la posición del usuario que utilice este dispositivo electrónico y además la interfaz gráfica es capaz de crear un archivo KML con las coordenadas de posición para observar la trayectoria recorrida
Detección de obstáculos
Para realizar las mediciones sobre la distancias de aproximación de los objetos cercanos al dispositivo se utilizó el sensor ultrasónico HC-SR04, este dispositivo electrónico presenta características que se adaptan fácilmente a personas con discapacidad visual.
Sensor Ultrasónico HC-SR04
El sistema de detección trabaja mediante el uso de ultrasonidos, además detecta objetos con un rango de 2 centímetro a 4 metros y ángulo de detección elevado debido a la distribución de sensores en el dispositivo, para dar señales de aviso de la presencia de obstáculos incorpora dentro de su diseño micro vibradores, estos permiten alertar a la persona no vidente de la aparición de objetos sin generar malestar en el usuario, ya que los micro vibradores a más de dar una respuesta inmediata de la aparición de obstáculos no generan ruido que suele causar desconcierto en el no vidente.
Para controlar todos estos requerimientos el sistema incorpora una placa Arduino UNO, que es la encargada de adquirir la información de los sensores ultrasónicos y mediante su interfaz de programación dar aviso de la aparición de obstáculos, esto se logró estableciendo un rango de detección que fue escogido mediante el análisis previo a la implementación.
Arduino (El modelo puede variar en la imagen)
Diseño de las interfaces detectoras de obstáculos
Para el diseño de las diferentes interfaces se toman en cuenta parámetros como el ángulo de detección, el área de cobertura del prototipo electrónico es de aproximadamente 120°, y cuenta con un rango de detección máximo de 4 metros, sin embargo para orientar en la movilidad a una persona no vidente y prevenirla de la aproximación de objetos se ha establecido un rango de alerta vibrante de 48 cm, el cual proporciona una distancia óptima para que el usuario del dispositivo pueda prevenir la colisión con objetos y modifique su trayectoria.
Para la alimentación del dispositivo se utiliza una batería alcalina de 9v que proporciona la energía necesaria para el correcto desempeño del sistema implementado.
Simulación
Antes de la implementación del dispositivo se ha realizado pruebas sobre su funcionamiento, gracias al simulador de circuitos ISIS se comprobó que el sistema detector de obstáculos cumple con las características, ya que se simulo el funcionamiento de los sensores de proximidad y se comprobó la activación de las alarmas vibrantes al cumplir las condiciones de activación.
Mediante el uso de librerías se logró adquirir en encapsulados que emulan el funcionamiento de las tarjetas arduino UNO y los sensores ultrasónicos HC-SR04, para lograr la detección de los sensores ultrasónicos de la simulación se hace uso de resistores variables que hacen las veces de objetos.
BIBLIOGRAFÍA
Vargas Soria, A. E., Noroña, D. P., & Pablo, J. (2015). Sistema Embebido de Movilización y Posicionamiento para personas no videntes mediante Hardware libre.
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