Nieuwe technologieën

Navigatie

Intro

Voor het navigeren binnen of buitens huis is het van belang dat de blinde persoon nergens tegenaan loopt. Dit wordt van oudsher gedaan met de bekende taststok. Om het navigeren soepeler en sneller te laten verlopen is het van belang om mogelijke obstakels eerder te zien aankomen zodat er beter op geanticipeerd kan worden en je er niet een weg omheen hoeft te banen terwijl het obstakel zich al voor je neus bevindt. Nu is het zo dat er al de geleidehond is. Een nobel dier dat opgeleid is om zijn baasje te begeleiden in allerlei taken waaronder het soepel voortbewegen en het mijden van obstakels. Zo’n geleidehond is echter niet voor iedereen weggelegd. Het aanschaffen en trainen van zo’n hond kost namelijk rond 20 tot 25 duizend euro, waarbij de pups bij vrijwillige gastgezinnen worden ondergebracht.

Daarnaast zijn er nog een aantal slimme geleide stokken. Te denken aan de i-Cane en de ultracane. De eerste heeft ingebouwde connectiviteit waardoor deze in combinatie met een app op je smartphone ook als navigatiesysteem kan dienen. Tevens bezit deze over een sonische afstandssensor om hoogteobstakels te detecteren. Deze ziet dus nog steeds alleen obstakels die zich dicht bij de gebruiker bevinden. De ultracane heeft 2 ultrasone sensoren waardoor deze objecten op een grotere afstand kan detecteren. Weliswaar nog steeds maar in 1 richting.

3d camera

In de zoektocht naar een betere manier om obstakels te detecteren kwam al snel het concept van een 3d camera naar voren. Hierbij bijvoorbeeld te denken aan de Microsoft kinect(volgende paragraaf). Maar ook aan de 3d camera's die bijvoorbeeld worden gebruikt om 3d films te maken, echter is dit een parallax effect. Het 3d effect wordt door onze ogen waargenomen doordat onze ogen allebij een ander beeld zien, het ene beeld is vanuit een net iets andere hoek dan het andere beeld. Na wat verder onderzoek bleek dat hier reeds heel veel onderzoek naar gedaan wordt en kwamen een aantal wetenschappelijke artikelen naar boven. Een groot deel behandelden de 3d camera zoals eerder genoemd waarbij een 3d beeld wordt gevormd aan de hand van 2 afzonderlijke beelden. Deze zijn echter afhankelijk van het omgevingslicht en daarom leken ons deze ongeschikt en ging de zoektocht verder. Vervolgens kwamen er verschillende camera's langs welke gebruik maakten van laser technologieën om 3d beelden te reconstrueren. Een opvallend project welke gericht was op het ontwikkelen van een 3d camera voor in hetr donker was een project van MIT. Welke een photon afvuurt en weer opvangt en daarmee de diepte van het object bepaalt. Een ander veelbelovend project is Project Tango van Google welke verderop uitgebreid gaan bespreken.

kinect

Dit is een camera die ook met hoge snelheid en grote nauwkeurigheid diepte kan meten. De kinect werkt met infrarood signalen die in een bepaald patroon worden verzonden en vervolgens door een infrarood cmos lichtsensor word opgevangen. Door middel van patroonherkenning en triangulatie kan vervolgens de diepte gemeten worden waarbij het beeld in lagen ronde de z-as kan worden opgebouwd. Doordat het 3d gedeelte volledig van infrarood afhankelijk is werkt het ook in omgevingen met weinig of geen licht. De kinect heeft een bereik van rond de 50cm tot 3,5 á 4m en heeft een verticale kijkhoek van 43 graden en een horizontale kijkhoek van 57 graden, waarnaast de camera motorisch 27 graden naar boven of beneden gedraaid kan worden. Ook de prijs van de kinect is enigzins betaalbaar met een prijs van op het moment van schrijven rond de 135 euro voor de kinect v2.

Daarnaast is er voor de kinect een gratis developer kit aanwezig waardoor de ontwikkelaars makkelijk gebruik kunnen maken van de voordelen van de kinect. Zo is er een hele library aanwezig met ingebouwde functies om objecten te herkennen zoals de vloer, tot 6 personen/gezichten volgen en aparte sreams voor verschillende soorten data.

Project Tango

Project Tango is een project van Google welke zich richt op een compleet systeem voor 3d functionaliteiten. Project Tango, verder naar vernoemd als Tango, is een mobiel apparaat dat, volgens Google, kan zien zoals wij (niet blinde personen) zien. Het apparaat bezit de volgende features:

• HD Scherm
• Normale 4 MP 2mm RGB-IR pixel sensor
• 4G, wifi en NFC onnectiviteit
• Audio output
• 4GB ram en 128GB opslag
• Grote 4960 mAH cell (2x 2480 cells) accu
• Draait op android en beschikt over developer kit

Daarnaast heeft het de volgende speciale functies:

• Motion tracking camera
• 3D depth sensing
• Accelerometer
• Ambient Light
• Barometer
• Compass
• GPS
• Gyroscope

Motion tracking: het kan de positie van de gebruiker in 3d volgen en de bewegingen bijhouden. Daarnaast heeft het diepte sensoren waarmee het in 3 dimensies objecten kan waarnemen. De diepte sensoren stellen in staat om de vorm van de omgeving te zien en obstakels te detecteren. Ten slotte heeft Tango uitgebreide geintegreerde voorzieningen om de omgeving op te slaan en te herkennen waardoor het de positie, obstakels en routes beter kan voorspellen en voorstellen.

3d laser

Onderzoek naar obstakeldetectie bij zelfrijdende auto's gaf al snel aan dat die veelal ook gebruik maken van 3d laser camera's. In het bijzonder is de technologie en de camera's van lidar daarbij een grote partij. De zelfrijdende auto van Google maakt gebruik van de de Velodyne 64-beam laser. Deze heeft zeer uitgebreide en indrukwekkende specificaties maar is door afmetingen en gewicht niet geschikt om mee te nemen. Vervolgens kwamen we bij de Lidar Puck, een kleinere en draagbare versie. Echter is deze met een prijskaartje van 8000 dollar nog niet echt interessant voor particulieren. Maar wellicht is dit in de toekomst wel een technologie die betaalbaarder wordt vandaar dat we deze toch even behandelen.

De camera heeft een 360 graden, 100 meter bereik en meet 300 000 dieptepunten per seconde. Met een gewicht van iets meer dan 800 gram is hij nog wel iets aan de zware kant. Hij heeft wel een laag stroom verbruik wat het geschikt maakt voor mobiele toepassingen. Kortom, de mobiele laser scanner heeft wel potentie in de toekomst omdat het steeds compacter en betaalbaarder wordt.

Cubify komt met een draagbare laser scanner voor rond de 400 dollar. Maar het is de bedoeling dat de scanner over een object heen bewogen wordt om het object te scannen, het heeft dus een enkele scanlijn en de data wordt gecombineerd. Het heeft echter wel veel potentie met een paar aanpassingen omdat deze compacter en betaalbaarder is.