美國弗吉尼亞理工大學學生建造盲人能夠駕駛的汽車
最初的步驟之一是添加Hokuyo UTM-30LX單平面激光測距儀,起到類似雷達的作用。傳感器將車輛前方物體的范圍和距離數(shù)據(jù)傳送到NI的CompactRIO實時控制器上。控制器包 含F(xiàn)PGA,處理目標,并將測距儀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相關信息,使駕駛員能夠用于保持在路面上駕駛,并且不與障礙物(錐形桶)相撞。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/106144.htm運行NI LabVIEW程序的控制器能夠支持USB功能,因為測距儀只能通過USB工作。同時筆記本和控制器之間通過以太網(wǎng)通訊。筆記本還讓有視力的乘客和開發(fā)員 監(jiān)視所有的硬件和軟件操作,為現(xiàn)場快速標定修改程序。控制器還從霍爾傳感器接收車輛速度的反饋以及弦絲電位計發(fā)送的駕駛角度。
當然困難的部分是將傳感器信息傳達給盲人駕駛員。他們所選擇的方法是利用駕駛員的其他感觀,例如聽覺和觸覺。舉例而言,駕駛員身穿連接多個電機的馬 甲。每個電機以不同的強度進行旋轉(zhuǎn)。為了保持在速度上限之內(nèi),其中一個電機旋轉(zhuǎn)指示需要剎車,旋轉(zhuǎn)的強度與所需的剎車力量相關。如果控制器將所有的輸入數(shù) 據(jù)解釋為前方有一個無法避免的障礙物,馬甲中的另一個電機將會旋轉(zhuǎn),指示駕駛員立即停車。
在項目的早期,通過定制電路板控制電機。板卡帶有PIC微控制器,管理大量晶體管和繼電器,用于以不同強度激活馬甲中的電機。運行LabVIEW的 PC通過RS-232信號發(fā)送需要使用指令。但是,在團隊獲得了CompactRIO控制器時,他們發(fā)現(xiàn)可以使用NI 9458八通道繼電器模塊取代電路板,這樣不僅縮小了硬件大小,并且簡化了支持軟件。更為重要的是,它縮短了檢測到障礙物到電機開始旋轉(zhuǎn)之間的時間,這在 行車的緊要關頭是非常關鍵的因素。
對于駕駛,方向盤的一個機制是在每次“點擊”時偏轉(zhuǎn)5°。控制器中的勢力場算法將激光數(shù)據(jù)映射到合適的通道中。之后,控制器使用語音生成模塊告訴駕駛員需要“點擊”多少次以及向哪個方向偏轉(zhuǎn)。
團隊同時開發(fā)了觸覺地圖,以便駕駛員了解他們所在的位置。這個扁平的手持設備在一個表面上有小洞,與沙壺球游戲桌相似。在特定的小孔(象素)中發(fā)出壓縮空氣表示激光范圍搜索器探測到的障礙物。地圖稱為AirPix,讓駕駛員“感覺”到障礙物,并繞過他們。
在過去的那個夏天,團隊讓30個盲人或有視覺缺陷的人坐在方向盤后,體驗駕駛汽車的感覺。無論這是他們的第一次駕駛,或是多年后重新握起方向盤,他們的反應都特別積極。實際上,一個團隊成員半開玩笑地說:“我們需要和駕駛員說,不要在停車場吃面包圈。”
駕駛員志愿者還提出了許多改進汽車的建議,團隊將會評估這些反饋并設法在今年實現(xiàn)。
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