Kaca / Bantuan Google Poor Man untuk Mereka yang Menglihat Terowong: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Abstrak:

Projek ini mengalirkan video langsung dari kamera mata ikan ke paparan kepala yang boleh dipakai. Hasilnya adalah bidang pandangan yang lebih luas dalam area yang lebih kecil (paparannya sebanding dengan layar 4 "12" dari mata anda dan output pada 720p). Tujuan utamanya adalah untuk memberi kesadaran lebih spasial kepada mereka yang menderita Retinitis Pigmentosa (disingkat RP), penyakit mata degeneratif yang mengakibatkan penglihatan terowong (setanding dengan melihat melalui tisu tisu sepanjang masa). Yang dikatakan, kerana projek ini berdasarkan RPi, ada banyak kemungkinan aplikasi (beberapa di antaranya akan dibincangkan pada akhir).

Senarai Bahan:

• (1) Raspberry Pi Zero ($ 5) (Raspberry Pi Zero W juga berfungsi)

• (1) Kad Micro SD untuk Raspberry Pi ($ 8) (hanya kad Micro SD biasa, tidak ada yang istimewa. Minimum penyimpanan 8GB yang disyorkan)

  • RPi Externals: (anda tidak memerlukannya jika anda sudah memilikinya atau jika anda mempunyai model RPi lain)

    • (1) Penyesuai USB ($ 5)
    • (1) Kabel Mini HDMI ke HDMI ($ 6) (dengan penglihatan yang cukup baik, Vufine dapat digunakan sebagai monitor, sehingga menghilangkan kebutuhan akan kabel ini)
• (1) Paparan Boleh Dipakai Vufine ($ 200)

• (1) Kabel Pita HDMI Mikro hingga Mini ($ 10) (Telah dihentikan, sila lihat peluru di bawah)

  • Penyesuai HDMI

    (Jenis C dan jenis D; mudah-mudahan akan menentukan model akhir minggu ini (hari ini 3/2/2018)) (Adafruit juga menjual penyambung ini, tetapi harganya lebih mahal)

  • Kabel Riben HDMI
• (2) Kabel Mikro USB ($ 1-5 setiap satu) (hanya 2 kabel USB mikro biasa, tidak ada yang istimewa)
• (1) Kamera Fish-Eye untuk Raspberry Pi ($ 25)
• (1) Kabel Kamera Raspberry Pi ($ 8)
• (1) Pek Ikatan Zip Kecil ($ 3)

Jumlah Kos: ~ 265 USD (bergantung pada apa yang sudah anda miliki dan berapa banyak yang anda bayar untuk penghantaran)

Senarai Alat:

• Pemotong Kawat
• Wire Strippers (untuk saiz wayar sekitar 26 awg)
• Hot-Glue Gun (dan gam gam untuk pistol lem panas)
• Papan Kekunci
• Skrin (mestilah berkemampuan HDMI, tetapi sekali lagi, dengan penglihatan yang cukup baik, Vufine dapat digunakan sebagai monitor)
• Besi Pematerian (dan pateri)
• Pisau X-Acto

Nota Peribadi:

Projek ini diilhamkan oleh nenek saya. Dia didiagnosis menghidap RP sejak lama dan penglihatannya semakin merosot selama bertahun-tahun. Baru-baru ini, dia memutuskan untuk melepaskan anjing penglihatannya, Ventura (dijuluki Seymour, pun dimaksudkan), kerana usia. Walaupun ini mungkin menjadikan hidup lebih mudah dalam beberapa aspek, saya yakin ia menjadikan perkara lain lebih remeh (seperti berjalan-jalan di pusat membeli-belah). Saya sudah lama ingin membuat peranti seperti ini untuk sementara waktu, tetapi tidak ada skrin yang tersedia (dengan harga berpatutan). Itu berubah ketika saya menjumpai Vufine. Ini adalah syarikat yang hebat dengan produk yang hebat, dan tidak, saya tidak dibayar untuk mengatakan ini; ia adalah syarikat yang benar-benar baik. Bagi nenek saya, dia melaporkan bahawa peranti ini hampir menggandakan bidang pandangannya (dari segi diameter, bukan luas).

Kemas kini:

Saya membina ini dengan modul Vufine yang dikonfigurasikan untuk mata kiri (nenek saya benar-benar buta di mata kanannya), jadi mungkin ada beberapa masalah bagi mereka yang membangun ini untuk mata kanan (tidak ada yang besar, hanya perubahan orientasi untuk beberapa orang) bahagian). Oleh itu, Vufine cukup baik untuk menghantar saya modul untuk mata kanan sehingga saya dapat meneruskan projek ini dan menyelesaikan masalah tersebut. Sebaik sahaja saya melakukannya, saya akan mengemas kini arahan ini lebih lanjut.

Langkah 1: Menyiapkan Raspberry Pi

Menyiapkan Perkakasan Pi:

Catatan: Sekiranya anda mempunyai Raspberry Pi selain RPi Zero (W atau biasa), anda boleh membuat pengeditan perisian yang diperlukan menggunakan Pi tersebut dan memindahkan kad SD ke Pi Zero.

Nota kedua: Saya sebenarnya tidak membeli beberapa perkakasan yang menghubungkan ke Pi; Saya mempunyai topi yang selesa. Oleh itu, gambar di atas adalah seperti apa rupa susunan anda. Itu bukan milik saya dan diambil dari sini.

Pertama, kita akan pasangkan papan kekunci. Oleh kerana papan kekunci anda mempunyai penyambung USB jenis A (yang berbentuk segi empat tepat di mana-mana) dan Pi Zero tidak, kami harus menggunakan penyesuai USB. Pasangkan penyesuai USB ke port USB yang paling dekat dengan bahagian tengah papan. Kemudian pasangkan papan kekunci ke penyesuai USB. Port USB yang lain akan digunakan untuk kuasa. Dua kabel teratas dalam gambar adalah kabel USB dengan kabel yang paling tinggi memberikan kuasa.

Kedua, pasangkan kabel HDMI ke port mini HDMI pada Pi dan port HDMI di skrin anda (jika anda memilih untuk menggunakan paparan Vufine sebagai skrin anda, gunakan kabel pita HDMI).

Menyiapkan Perisian Pi:

Proses ini didokumentasikan di mana-mana sahaja, tetapi panduan rasmi ada di sini. Penting untuk diperhatikan beberapa perkara: anda akan menggunakan kad SD mikro yang anda beli (yang saya pilih mempunyai penyesuai supaya anda dapat menyalakannya dengan komputer biasa), anda akan memasang Raspbian, dan anda harus mengaktifkan kamera dalam menu konfigurasi Raspberry Pi. Selain itu, JANGAN ikuti tutorial dalam melaksanakan "startx". Sekiranya anda melakukannya, tidak ada masalah, tetapi anda memerlukan tetikus sekarang. Pergi ke baris arahan (akan kelihatan seperti tetingkap hitam di bar tugas anda) dan gunakan itu ("pi @ raspberry ~ $" akan muncul dalam tetingkap itu). Sekarang kita akan mematikan Raspberry Pi dengan melaksanakan:

sudo shutdown -h sekarang

Langkah 2: Memasang Kamera

Sambungan Fizikal:

Pertama, izinkan saya menerangkan bagaimana sambungan kabel pita berfungsi. Untuk menyambungkan dan memutuskan kabel pita, seseorang mesti terlebih dahulu mengangkat tab di sisi (untuk Pi Zero, ini adalah arah luar), yang akan membolehkan penyambung melipat masuk dan keluar ke tahap tertentu, sehingga membolehkan kabel pita masuk dalam dan luar. Untuk mengikat kabel pita di tempatnya (dan dengan itu menyelesaikan proses penyambungan), anda mesti menekan bahagian lipatan penyambung dengan rata pada kabel dan memasukkan semula tab. Kabel kini harus dilekatkan di dalam penyambung. Untuk melihat video rasmi mengenai bagaimana ini dilakukan, klik di sini.

Penting untuk diperhatikan bahawa kabel putih yang disertakan dengan kamera tidak sesuai untuk Pi Zero; pastikan untuk menggantinya dengan salah satu kabel pita emas. Selain itu, pastikan bahagian kabel yang terkena menghadap ke bawah, ke Pi dan papan kamera.

Perisian:

Penyediaan kamera agak mudah di bahagian perisian. Untuk menstrim video terus dari kamera ke HDMI, jalankan baris berikut di terminal:

raspivid -t 0 -rot 0

Kamera kini harus ditayangkan ke skrin anda. Sekarang, hentikan aliran dengan menekan ctrl + c. Sekarang kita akan melaksanakan perintah yang sama, tetapi jika anda membeli modul Vufine standard (dikonfigurasi untuk mata kanan) ubah 0 setelah "-rot" menjadi 90. Begitu juga, jika anda membeli paparan Vufine yang dikonfigurasi untuk mata kiri, ubah 0 selepas "-rot" hingga 270.

Sekarang, jika anda menahan kamera pada paparan Vufine dengan cara yang serupa dengan yang ditunjukkan dalam foto, anda akan melihat gambar tegak (di skrin anda, tidak semestinya di Vufine). Sekiranya gambar anda terbalik, cuba nombor yang lain (270 jika anda melakukan 90 sebelumnya dan 90 jika anda melakukan 270 sebelumnya; anda masih perlu menekan ctrl + c untuk keluar dari aliran).

Setelah aliran kamera berorientasikan dengan betul (melalui perisian), kami ingin memastikannya bermula setiap kali Raspberry Pi dihidupkan. Langkah pertama adalah melaksanakan:

sudo nano /etc/rc.local

Sekarang, ketik perintah yang serupa dengan yang anda jalankan sebelumnya ("/ usr / bin / raspivid -t 0 -rot 90/270") di garis antara "fi" dan "keluar 0" (simpan pada satu baris seperti yang dilihat dalam gambar). Jika anda mahukan gambar beresolusi rendah dengan kadar bingkai yang lebih tinggi, gunakan "/ usr / bin / raspivid -t 0 -rot 90/270 -md 6" sebagai gantinya. Setelah mengetik ini, anda harus menyimpannya dengan menekan ctrl + x, memasukkan y (ya, anda ingin menyimpannya), dan kemudian menekan enter untuk menyimpannya dengan nama yang sama. Anda kini harus kembali ke baris arahan ("pi @ raspberry ~ $"). Akhirnya, anda boleh menguji untuk memastikan semuanya berfungsi dengan menghidupkan semula Raspberry Pi dengan:

rebo sudo

Sekiranya semuanya berfungsi, anda harus melihat kamera mengalirkan video ke output HDMI pada akhir proses boot.

Catatan:

• Setelah semua perkara di atas selesai, anda mungkin ingin mempertimbangkan memasukkan sedikit gam panas ke kabel / penyambung pita pada kamera dan Pi untuk memastikannya tetap di tempatnya. Ini semata-mata pilihan dan adalah sesuatu yang sebenarnya tidak saya lakukan.
• Sekiranya anda mempunyai paparan Vufine yang dikonfigurasi untuk mata kanan dan anda memilih untuk mengarahkannya secara berbeza (lebih senang jika port USB Pi ada di bahagian bawah), bahagian atas kamera akan berada di sebelah kiri ketika anda memakainya.
• Kamera dalam gambar sudah terpasang. Kita akan sampai ke tahap seterusnya.
• Saya mahu menyiarkan gambar penyambung kamera pada Pi, tetapi saya tidak mahu melepaskan Pi jika saya tidak dapat meletakkannya semula dan saya kehilangan semua ikatan zip saya (yang akan anda lihat adalah perlu kerana memasangnya pada langkah kemudian) dan saya tidak pasti bila lagi saya akan dapat membeli lagi, jadi saya memutuskan untuk memuat naik sekarang dan mengemas kini kemudian.

Langkah 3: Mengecas Paparan Vufine

Paparan Vufine mempunyai bateri sendiri, tetapi tahan hanya 90 minit, dan walaupun ini mungkin cukup untuk penggunaan yang dimaksudkan oleh Vufine, itu tidak mencukupi untuk tujuan kita. Oleh itu, kami boleh mengecas Vufine semasa ia digunakan, dan dengan itu memanjangkan hayat baterinya. Walau bagaimanapun, kabel USB biasa agak besar dan kerana kita ingin mengurangkan berat badan, kita harus mengubahnya (menjadikannya lebih kecil dan lebih ringan dalam prosesnya); kami akan melepaskan kabel USB ke tahap minimum.

Catatan: Selebihnya langkah ini memperincikan cara mendapatkan penyambung dari wayar USB. Oleh itu, saya menyedari penyambung USB murah (dalam kos) ini. Menggunakannya akan membolehkan anda melangkau bahagian berbahaya semasa melepaskan penyambung dari wayar. Saya tidak mempunyai pengalaman dengan mereka, tetapi saya akan mengemas kini arahan ini mengenai cara menggunakannya setelah saya menggunakannya.

Menyiapkan Kabel USB

Catatan: Ini adalah bahagian binaan yang paling berbahaya. Berhati-hati harus dilakukan di sekitar pisau tajam

Langkah pertama dalam "meminimumkan" kabel USB ialah memotongnya kira-kira 5 inci (saya akan mengatakan kira-kira 7 untuk konfigurasi mata kanan) dari hujung USB mikro. Teruskan dengan melepaskan wayar hingga hujung mikro USB.

Sekarang, untuk bahagian berbahaya, anda perlu memotong penutup plastik menggunakan pisau X-Acto. Saya cadangkan menggunakan satu set tang atau alas meja untuk memegang plag semasa anda memotongnya untuk mengurangkan risiko memotong diri anda. Cara terbaik untuk memotongnya adalah dengan memotong jahitan di sisi (mereka kelihatan seperti garis) seperti yang dilihat dalam gambar. Anda harus menggunakan kekuatan yang cukup untuk menggali pisau ke dalam selongsong. Selepas beberapa ketika, satu sisi mungkin "berpusing" ke arah luar, dan bergantung pada seberapa bebasnya, anda boleh memilih untuk menggunakan sepasang tang untuk merobek sisanya daripada memotongnya.

Memuktamadkan Piece USB

Sebaik sahaja anda tinggal dengan sekeping logam sahaja, anda harus melepaskan dua wayar tengah (yang bukan merah dan hitam). Anda boleh melakukan ini dengan memotongnya atau menggunakan besi pematerian untuk mematikan sambungannya dan melepaskannya (saya cadangkan pematrian jika anda mempunyai cukup pengalaman). Seterusnya, letakkan sedikit gam panas di dasar wayar (di mana mereka memenuhi palam USB Mikro) untuk menyediakan penebat dan memastikannya selamat. Setelah selesai, gambar akan kelihatan seperti USB dalam gambar (kami belum menyambungkannya ke Pi).

Menyambungkannya ke Pi

Langkah ini agak mudah. Yang harus anda lakukan ialah menyolder wayar merah ke port 5v dan wayar hitam ke pin tanah (GND) pada RPi. Untuk melihat dengan tepat port apa, lihat gambar dengan segi empat merah pada Pi. Untuk melihat video mengenai pematerian asas, klik di sini. Saya cadangkan anda menggunakan sedikit gam panas di kedua sisi Pi (tempat anda menyolder) untuk mengikat wayar dan menyediakan penebat.

Langkah 4: Menghubungkan Semuanya

Menjamin Pi

Pada tahap ini, letakkan Pi pada modul Vufine dengan port kamera berhampiran bahagian depan dan penyambung USB (dipasang pada Pi) menghadap ke bawah dan ke dalam. Amankan dengan menggunakan dua pasang (satu pasang untuk setiap sisi) ikatan zip. Lakukan ini dengan meletakkan tali leher melalui salah satu lubang sudut atas pai, membungkusnya di sekitar Vufine (ke bawah), dan meletakkannya melalui lubang sudut bawah di sisi yang sama dari Pi. Kemudian ambil tali leher yang lain dan kunci pada yang pertama. Kencangkannya sehingga Pi ditarik dekat dengan Vufine. Potong bahagian tali leher yang tersisa untuk kedua-dua tali zip (semua untuk kedua, dan bahagian yang keluar dari tali leher kedua untuk yang pertama). Ulangi langkah ini di seberang Pi.

Memasukkan Bahan

Ini mungkin merupakan langkah termudah dari keseluruhan binaan. Pasang kabel USB yang anda solder ke Pi ke dalam paparan Vufine.

Panas Melekatkan Penyambung

Magnet di Magnetic Docking Station tidak cukup kuat untuk tujuan kita, jadi kita akan menambahkan sedikit gam panas untuk mengukuhkan sambungan. Pasang modul Vufine ke Magnetic Docking Station yang disertakan dengan (bukan plus) dengan tali ke atas (seperti yang ditunjukkan dalam gambar). Pastikan ia selari dengan Vufine yang sebenarnya (anda masih dapat menyesuaikan kedudukan paparan dengan menggerakkan tali pada cermin mata). Sapukan sedikit gam panas di bahagian atas dan bawah. Biarkan sejuk sebelum bergerak untuk memastikan ia tidak tersendat ke posisi pelik sebelum menguat.

Memasukkan Barang, Terus

Walaupun bahagian ini tidak semudah Plugging Stuff yang pertama, anda tidak boleh terlalu banyak berjuang. Cukup pasangkan kabel pita HDMI ke kedua Vufine dan Pi (perjuangannya lebih psikologi daripada fizikal; anda boleh melakukannya. Saya percaya pada anda).

Menyambungkan Kamera

Konfigurasi Mata Kiri:

Ini adalah bahagian yang mudah, tetapi kedudukan kamera menjadikannya sukar untuk digambarkan dengan kata-kata. Pada asasnya, anda akan melekatkan kamera supaya bersebelahan dengan gelung kabel reben di bawahnya. Lihat gambar untuk melihat maksud saya. Tekan pada skrin Vufine dan selamatkan pada kedudukan ini dengan menggunakan gam panas ke bahagian atas dan bawah. Saya tidak akan meletakkannya di sisi kerana melakukannya di bahagian atas dan bawah sudah cukup untuk mengamankannya dan melakukannya di sisi mungkin menghalang penyesuaian sisi dan kedua pita dan layar Vufine.

Konfigurasi Mata Kanan:

Saya belum pernah melakukan konfigurasi mata yang betul (akan kembali dan mengedit begitu), tetapi pada dasarnya anda perlu memastikan bahawa kamera berada di sisi dan berada pada kedudukan yang wajar di atas skrin. Bahagian atas (sebelah bertentangan penyambung) harus menghadap ke kiri (kiri ketika anda memakainya). Gunakan lem panas untuk memasang kamera ke bahagian skrin pada modul Vufine. Selain itu, anda boleh menggunakan lem panas (atau ikatan zip) untuk memastikan bahawa sebarang kabel pita yang berlebihan dilekatkan (berikan sedikit jalan untuk penyesuaian dan cuba untuk tidak merapatkan pita kerana tidak dimaksudkan untuk menahan tahap putaran tinggi). Anda juga dapat kembali ke Langkah 2: Memasang Kamera jika anda harus mengkonfigurasi ulang aliran kamera sebagai akibat dari perubahan kedudukan fizikalnya.

Langkah 5: Sirip

Menghidupkannya

Untuk menghidupkannya, hidupkan modul Vufine dengan menekan butang kelabu di bahagian belakang. Ia mesti mula berkelip biru. Seterusnya, pasangkan Pi Zero menggunakan port USB paling kanan (di luar dan berlabel PWR IN). Anda harus melihat sekarang melihat lampu merah padat di samping LED biru berkelip di modul Vufine. Ini bermaksud bahawa Vufine dikenakan. Selain itu, skrin harus bermula dan anda akan melihat Pi menjalani proses boot dengan aliran kamera muncul di akhir. Setelah skrin muncul, cahaya biru yang berkelip pada butang Vufine akan menjadi padat.

Catatan: Sekiranya anda menghidupkan Pi terlebih dahulu (diikuti oleh Vufine), skrin anda mungkin akan menjadi aneh. Untuk memperbaikinya, matikan Pi dan kemudian hidupkan semula.

Mematikannya

Matikan RPi dengan mencabut kabel USB yang memberikannya kuasa. Untuk mematikan Vufine, anda boleh membiarkannya mati dengan sendirinya (yang akan dilakukannya setelah tidak menerima isyarat untuk jangka masa yang singkat) atau anda boleh menahan butang kelabu (dengan LED biru) pada Vufine sehingga LED biru mati. Saya lebih suka membiarkannya dimatikan, tetapi anda melakukannya.

Penambahbaikan Lanjutan

Seperti yang dikatakan dalam abstrak, kerana proyek ini berdasarkan Raspberry Pi, proyek ini memiliki kemampuan besar untuk berkembang. Sebagai permulaan, berikut adalah beberapa idea yang saya ada:

• Anda boleh menyambungkannya ke papan kekunci tanpa wayar untuk penggunaan yang mudah sebagai komputer linux kepala. Saya akan menggunakan papan kekunci (dan tetikus) seperti ini dan saya akan menyambungkannya dalam proses yang serupa dengan ini.

  Menambah antara muka berasaskan gerakan tangan seperti ini juga akan menjadi menarik

• Tambahkan butang ke sisi untuk menyimpan gambar dan video dan untuk memperbesar dan memperkecil
• Tambahkan suis kuasa asli (saya katakan asli kerana beberapa kabel USB mempunyai suis terpasang)
• Buat cetakan 3D untuk semuanya.
• Tambahkan output audio

• Tambahkan lampiran bateri

  Meletakkannya di sisi lain gelas akan menjadi cara mudah untuk menambahkan keseimbangan (berat pada gelas pada masa ini sedikit miring)

• Buat CNN (rangkaian neural konvolusional) dengan output TTS (teks-ke-ucapan) untuk penerangan audio mengenai persekitaran seseorang. Rangkaian neural ini dapat dijalankan pada Movidius Neural Compute Stick untuk kekuatan komputasi yang lebih banyak.

  Kemungkinan penggunaan Stimulasi Vestibular Galvanik untuk manuver kecemasan

Anda dapat melihat beberapa idea ini dilaksanakan di laman github saya.

Catatan:

Saya mungkin akan menambah beberapa gambar kemudian. Sekiranya anda mahukan gambar tertentu, sila beritahu saya dan saya akan melakukan yang terbaik. Perkara yang sama berlaku untuk penjelasan; jika anda mahu saya membincangkan sesuatu dengan lebih terperinci, beritahu saya dan saya akan berusaha menyelesaikannya.

Terima kasih

• Saya banyak belajar dari komuniti ini; semoga ini dapat membantu orang lain kerana banyak di sini telah menolong saya sebelum ini.
• Sekali lagi, ini adalah arahan pertama saya dan mana-mana dan semua maklum balas akan sangat dihargai. Sekiranya ada yang melakukan sesuatu dengan ini, sila beritahu saya; Saya ingin melihat di mana komuniti mengambil ini.

Terima kasih khas untuk nenek saya untuk semua yang dia lakukan untuk saya sepanjang hidup saya. Saya tidak akan dapat membayar balik, tetapi saya pasti akan mencuba yang terbaik.

Hadiah Pertama dalam Peraduan Raspberry Pi 2017