美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)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(cè)距儀，起到類似雷達(dá)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(shí)時(shí)控制器上。控制器包 含F(xiàn)PGA，處理目標(biāo)，并將測(cè)距儀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相關(guān)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。

　　運(yùn)行NI LabVIEW程序的控制器能夠支持USB功能，因?yàn)闇y(cè)距儀只能通過(guò)USB工作。同時(shí)筆記本和控制器之間通過(guò)以太網(wǎng)通訊。筆記本還讓有視力的乘客和開(kāi)發(fā)員 監(jiān)視所有的硬件和軟件操作，為現(xiàn)場(chǎng)快速標(biāo)定修改程序?？刂破鬟€從霍爾傳感器接收車輛速度的反饋以及弦絲電位計(jì)發(fā)送的駕駛角度。

　　當(dāng)然困難的部分是將傳感器信息傳達(dá)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(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)。舉例而言，駕駛員身穿連接多個(gè)電機(jī)的馬 甲。每個(gè)電機(jī)以不同的強(qiáng)度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。為了保持在速度上限之內(nèi)，其中一個(gè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)指示需要?jiǎng)x車，旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)度與所需的剎車力量相關(guān)。如果控制器將所有的輸入數(shù) 據(jù)解釋為前方有一個(gè)無(wú)法避免的障礙物，馬甲中的另一個(gè)電機(jī)將會(huì)旋轉(zhuǎn)，指示駕駛員立即停車。

　　在項(xiàng)目的早期，通過(guò)定制電路板控制電機(jī)。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(qiáng)度激活馬甲中的電機(jī)。運(yùn)行LabVIEW的 PC通過(guò)RS-232信號(hào)發(fā)送需要使用指令。但是，在團(tuán)隊(duì)獲得了CompactRIO控制器時(shí)，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(jiǎn)化了支持軟件。更為重要的是，它縮短了檢測(cè)到障礙物到電機(jī)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)之間的時(shí)間，這在 行車的緊要關(guān)頭是非常關(guān)鍵的因素。

　　對(duì)于駕駛，方向盤的一個(gè)機(jī)制是在每次“點(diǎn)擊”時(shí)偏轉(zhuǎn)5°?？刂破髦械膭?shì)力場(chǎng)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(yǔ)音生成模塊告訴駕駛員需要“點(diǎn)擊”多少次以及向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)。

　　團(tuán)隊(duì)同時(shí)開(kāi)發(fā)了觸覺(jué)地圖，以便駕駛員了解他們所在的位置。這個(gè)扁平的手持設(shè)備在一個(gè)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(cè)到的障礙物。地圖稱為AirPix，讓駕駛員“感覺(jué)”到障礙物，并繞過(guò)他們。

　　在過(guò)去的那個(gè)夏天，團(tuán)隊(duì)讓30個(gè)盲人或有視覺(jué)缺陷的人坐在方向盤后，體驗(yàn)駕駛汽車的感覺(jué)。無(wú)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(yīng)都特別積極。實(shí)際上，一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員半開(kāi)玩笑地說(shuō)：“我們需要和駕駛員說(shuō)，不要在停車場(chǎng)吃面包圈。”

　　駕駛員志愿者還提出了許多改進(jìn)汽車的建議，團(tuán)隊(duì)將會(huì)評(píng)估這些反饋并設(shè)法在今年實(shí)現(xiàn)。