Wearable obstacle avoidance system integrated with conductive yarns for visually impaired people

par Senem Kurşun Bahadir (Kursun)

Thèse de doctorat en Automatique, Génie informatique

Soutenue le 10-11-2011

à Lille 1 en cotutelle avec l'Istanbul teknik üniversitesi , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Lille) , en partenariat avec Ecole nationale supérieure des arts et industries textiles (Roubaix) (École d'ingénieurs) .

  • Titre traduit

    Système portable autonome d'évitement d'obstacles intégré avec des fils conducteurs pour les personnes malvoyantes


  • Résumé

    Dans cette étude, un système portable d'évitement d'obstacles, novateur, totalement intégré aux structures de textile, permettant la détection d'obstacles pour les personnes malvoyantes, a été développé. Les composants du dispositif électronique du système de vêtement intelligent proposé ont été déterminés en utilisant un algorithme basé sur un système d’inférence hiérarchique. L’adaptation de la méthodologie des capteurs et actionneurs aux structures textiles et leurs performances en termes de qualité de signal et d'exactitude ont été analysés. Afin de trouver le nombre optimal de capteurs ainsi que de développer l'algorithme d'évitement d'obstacles adapté, différents scénarii ont été développés et comparés par enchainement de plusieurs ensembles de capteurs à différents angles. Le niveau de perception vibrotactile a été quantifié par des relations floues. De cette manière, le type de structure du tissu, la zone où le système d’actionneurs du vêtement intelligent, doivent être fixés ; le type de signal de déclenchement d'onde et de son niveau de fréquence qui devrait être appliqué aux actionneurs ont été déterminés. Afin de guider les personnes malvoyantes avec le système de vêtement intelligent, un algorithme basé sur un contrôleur neuro-flou pour l'évitement d'obstacle a également été développé et implanté au microcontrôleur. Enfin, un prototype de vêtement intelligent avec des capteurs, des actionneurs, des alimentations et une unité de traitement des données intégrés aux structures textiles a été développé. Ce prototype est facilement portable comme un vêtement et est capable de détecter et de localiser les obstacles avec précision et en temps réel.


  • Résumé

    In this study, an innovative wearable obstacle avoidance system fully integrated to textile structures, enabling detection of obstacles, for visually impaired people has been developed. Electronic system components of the proposed smart clothing system were determined using an algorithm based on fuzzy AHP and fuzzy information axiom. Adaptation of sensor and actuator methodology to textile structures and their performances in terms of signal quality and accuracy have been analyzed. In order to find out optimal number of sensors as well as develop suitable obstacle avoidance algorithm, various scenarios have been developed and compared by chaining different number of sensors together at different angles. Vibrotactile perception level has been investigated in terms of fuzzy relations. In this manner, the kind of fabric structure, the area where smart clothing system actuators should be fixed, the kind of actuation signal waveform and its frequency level that should be applied to actuators, have been determined. An algorithm based on neuro-fuzzy controller for obstacle avoidance has also been developed by using neural network and fuzzy logic in order to guide visually impaired people with smart clothing system. Based on neuro-fuzzy control algorithm, microcontroller programming has been done. Finally, smart clothing protoype that combines garment with sensors, actuators, power supplies and a data processing unit has been developed This system is easily worn as a garment and is able to detect and identify obstacle’s position accurately.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (xviii-201 p.)
  • Notes : Bibliogr. p. 167-187. 293 réf.

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2011-73
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