Cane for the visually impaired

Abstract

The biggest struggle that visually impaired and blind people face on their daily basis is the ability to navigate outdoors independently and safely. In order to make the necessary deviations while maintaining the desired course, it is necessary that visually impaired travellers are capable of correctly detect possible hazards or obstacles. Even though the traditional mobility aids such as the guide dog and the white cane have proven to be valuable and effective tools in many mobility tasks, there are still situations where these means are not effective. Therefore, in the last decades, there has been a great investment in the research and development of electronic travel aids. At the University of Aveiro in the years of 2008 and 2009, were also developed two electronic canes which used ultrasounds to detect holes, drop-offs, and steps. However, in both prototypes, it was detected the presence of acoustic coupling of the signal between the emitter and receiver transducers which reduced drastically the efficiency of both devices. Thus, in this master thesis, it is proposed a solution to this issue using 3D printing also known as additive manufacturing. This technology has been growing exponentially in the last years and gaining prominence in several sectors such as industry, engineering, and medicine. In this specific case, it will be utilized to produced several prototypes of supports for the ultrasonic transducers in order to minimize the acoustic coupling.

A maior dificuldade que as pessoas cegas e com deficiência visual enfrentam no seu dia-a-dia é serem capazes de se movimentarem de forma independente e segura no exterior. Por forma a serem efetuados os desvios necessários mantendo o trajecto desejado, é necessário que estas consigam detetar correctamente possíveis perigos ou obstáculos. Embora os dispositivos auxiliares de mobilidade tradicionais, como o cão guia e a bengala branca, tenham demonstrado ser ferramentas valiosas e eficazes em diversas situações, ainda existem casos em que estes meios não são eficazes. Por este motivo, durante as últimas décadas tem havido um grande investimento na pesquisa e desenvolvimento de dispositivos auxiliares de mobilidade eletrónicos. Na Universidade de Aveiro nos anos de 2008 e 2009 foram também desenvolvidas duas bengalas eletrónicas que utilizavam ultra-sons para detetar buracos, desníveis e escadas. No entanto, em ambos os protótipos foi detetada a existência de acoplamento acústico de sinal entre o transdutor emissor e o transdutor receptor, o que reduzia drasticamente a eficácia de ambos os dispositivos. Nesta dissertação propõe-se uma solução para este problema usando a impressão 3D também conhecida como manufatura aditiva. Esta tecnologia tem vindo a crescer exponencialmente nos últimos anos e ganhando maior destaque em diversos setores nomeadamente na indústria, engenharia e medicina. Neste caso em específico foi usada para produzir vários protótipos de suportes para os transdutores de ultra-sons por forma a minimizar-se ao máximo o acoplamento acústico.