Óculos para a deteção de obstáculos para cegos

Abstract

Segundo os dados da Organização Mundial de Saúde (OMS), existem diversas pessoas com deficiência visual que enfrentam, diariamente diversas barreiras à sua mobilidade quando se deslocam num dado ambiente. Existem diversas soluções para auxiliar as pessoas com deficiência visual, no entanto, os dispositivos mais frequentes são a bengala branca e o cão-guia. Estes equipamentos são os mais usuais porque são aqueles que garantem alguma autonomia e segurança ao utilizador. Por outro lado, a bengala branca não é eficaz na deteção de obstáculos acima da cintura e o cão-guia é muito dispendioso. Assim, uma possível solução seria a incorporação de sensores de ultrassons nos óculos dos cegos que poderiam detetar obstáculos à altura da cabeça e avisar os cegos com avisos sonoros. No entanto, estes sistemas são demasiado intrusivos na audição dos cegos e, por esse motivo, não são adotados pelos cegos. Assim, o principal objetivo deste projeto é contruir um algoritmo, que permita avisar o cego apenas dos obstáculos que se aproximam da sua cabeça a uma velocidade perigosa tirando partido do efeito de Doppler sobre os sinais recebidos. Para tal foi necessário recorrer a algoritmos de super-resolução que permitam detetar desvios de frequência muito pequenos no sinal recebido. Foram realizados vários testes com transdutores de ultrassons para avaliar o desempenho dos diferentes algoritmos implementados. Os testes realizados com ultrasons, na gama dos 40kHz revelaram que os algoritmos são capazes de medir velocidades inferiores a 0,5m/s o que constitui um desempenho bastante farorável

According to data from the World Health Organization (WHO), there are several people with visual impairment who face daily barriers to their mobility when moving in a given environment. There are several solutions to assist people with visual impairments; however, the most frequent devices are the white cane and guide dog. These equipments are the most common because they are the ones that guarantee some autonomy and security to the user. On the other hand, the white cane is not effective in detecting obstacles above the waist and the guide dog is very expensive. Thus, a possible solution would be the incorporation of ultrasound sensors in the spectacles of the blind that could detect obstacles at the height of the head and warn the blinds with sonorous warnings. However, these systems are too intrusive in the hearing of the blind and therefore are not adopted by the blind. Thus, the main objective of this project is to construct an algorithm, which allows to warn the blind only of the obstacles that approach his head at a dangerous speed, taking advantage of the Doppler effect on the signals received. For this, it was necessary to use super-resolution algorithms to detect very small doppler shifts in the received signal. Several tests were carried out with ultrasound transducers to evaluate the performance of the different implemented algorithms. The tests performed with ultrasonics, in the 40kHz range revealed that the algorithms are able to measure speeds of less than 0.5m / s which is a very good performance