用 Arduino 為有視覺障礙的人設計開發「視覺輔助」設備

超聲波距離感應器的功耗小、成本低，並且在距離檢測上擁有不俗的性能，而與此同時有許多人萌生嘗試用超聲波感應器為有視覺障礙的人設計開發輔助視覺設備的念頭......

近年來，隨著開源硬體大熱，市場上出現了越來越多性能強大並且成本低廉的開發板。 而有許多設計就選擇了用 Ariduino 來開發「導盲」裝置。

這頂帽子出自網友 station420 之手，採用了 Arduino Uno、超聲波感應器以及蜂鳴器等元件。 其中通過感應器可檢測到前方是否有障礙物，並通過蜂鳴器發出不同頻率的聲音來回饋與障礙物之間的距離，提醒佩戴者前方是否有危險。

整個裝置的結構非常簡單，將超聲波感應器嵌于鴨嘴帽的帽檐，裝有 Arduino、蜂鳴器和電池等主體電子設備的「黑盒」掛于帽子的後面。

而使用時，佩戴者只需要「戴上」帽子，並不需要任何其它的繁瑣步驟。

當然這類，儘管這套裝置的主要模組僅僅是一塊 Arduino Uno 和超聲波感應器，但是加上電池、外殼以及其它元器件，整個裝置的重量約為10磅。

很難想像戴著這頂帽子的人會有什麼舒適感，哪怕經過優化，在帽子上加裝這些裝置仍然有許多不盡人意的地方。

這套設備的設計者是來自北弗吉尼亞州安南達爾的網友 polymythic，相比于上面的「導盲」帽子，這個設備的功能相對更加完善，但在使用上也相對的複雜了。

消費者需要將裝置套在頭上，位於前額的感應器就能為佩戴者探測出前方的路況，然後並利用不同方向上的馬達震動來回饋路況資訊，告知佩戴者行走路線的暢通與否。 因此即使是失明人士也能通過這套裝置瞭解自己前行路上的具體路況。

整套設備主要由 Arduino Mega 2560 以及五個超聲波距離感應器配以馬達模組組成。 將五個感應器設置在不同的方向上，使超聲波可覆蓋前方180度的範圍，然後探測並回饋路線上的「障礙資訊」。

在有需要的時候，可通過調整感應器的位置或增加感應器的數量來擴大這套裝置超聲波探測的覆蓋角度。 但是過多的模組也會增加這套設備的使用難度，畢竟過於輕微的震動難以令到佩戴者獲得準確的資訊進行判斷，而過於強烈的震動，次數多了也難以讓人忍受。

或許我們應該選擇一些更好的途徑去實現這種創意，例如佩戴的方式改為戴在手上。 這樣的設計除了令到導盲的功能更加靈活，也讓使用的難度大大降低並提高舒適度。

這個設備是由來自芝加哥的網友 Mizchief100 所設計開發的，主要功能是用來輔助視力受損的殘障人士去瞭解身邊的環境。 消費者可以通過手臂自然摸索去提前瞭解與周圍物體之間的距離，以此來獲悉自己周圍的具體狀況。

整個「助視器」可以固定在手腕上，佩戴者在做出「摸索」動作時，配置在裝置最前方的超聲波感應器就會掃過手掌將要觸及的地方。

而在佩戴者真正觸摸到「障礙物」之前，就能利用超聲波感應器預先感應到與障礙物之間距離的遠近，並通過蜂鳴器發出長短音將距離資訊回饋給佩戴者。

這款「助視器」的製作，主要使用了 Arduino Micro、蜂鳴器與距離感應器。 整個設備需要的元件很少，結構簡單、體積小巧而且十分輕便，這種設計即使戴在手腕上對手部活動的影響也很小。

HandSight 是一款加裝了超聲波感應器以及紅外線反射感應器的「導盲手套」，除了我們上述提到多次的利用超聲波「導盲」，這款手套加裝的紅外線反射感應器令其可以切換模式提供更多的功能。

除了在接觸前讓佩戴者感受到物體的具體形狀以此來讓使用者可以評估將要摸的是什麼，這個手套甚至可能説明佩戴者去感應接觸物體的顏色、溫度等屬性。

這款手套使用了 Arduino Pro Mini 328，是 Arduino Mini 的一種定制版本，具有更好的拓展性。 而設計者也為這款手套準備了許多拓展功能，包括「按摩」和「打字」。

這個模組是由來自澳大利亞墨爾本的網友 ishamsul 所設計的，完全就是用來測量與障礙物之間的距離的。 不過這個模組可通過功率調節來改變測量距離的有效距離，因此可以適應不同路況和環境。

這個設備主要由 Arduino Nano 3.0 以及超聲波感應器組成，功能雖然單一但是卻在距離測量上擁有更靈敏的性能。 而且做為一組模組，適合在外殼上進行二次設計，以適應于佩戴在身體的各個部分。

通過定制 PCB，我可以進一步的優化縮小這個模組的體積，以此來提高這個裝置的實用性。

而經過進一步優化的模組十分便於進行二次設計，將這個模組用外殼封裝起來，我們可以根據不同的需求為其配上不同的外殼、不同長度的綁帶，甚至根據需要也可以嵌入到衣物中。