Google Glass/Aide de Poor Man pour ceux qui ont une vision en tunnel : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Résumé:

Ce projet diffuse la vidéo en direct d'une caméra fish-eye sur un affichage tête haute portable. Le résultat est un champ de vision plus large dans une zone plus petite (l'affichage est comparable à un écran de 4" à 12" de votre œil et des sorties à 720p). L'objectif principal est de fournir une plus grande conscience spatiale aux personnes atteintes de rétinite pigmentaire (en abrégé RP), une maladie oculaire dégénérative qui entraîne une vision en tunnel (elle est comparable à regarder à travers un rouleau de papier toilette tout le temps). Cela étant dit, parce que le projet est basé sur un RPi, il existe une vaste gamme d'applications possibles (dont certaines seront discutées à la fin).

Liste des matériaux:

• (1) Raspberry Pi Zero (5 $) (Raspberry Pi Zero W fonctionne également)

• (1) Carte Micro SD pour Raspberry Pi (8 $) (juste une carte Micro SD ordinaire, rien de spécial. Minimum recommandé de 8 Go de stockage)

  • Externes RPi: (vous n'en avez pas besoin si vous les possédez déjà ou si vous avez un autre modèle RPi)

    • (1) adaptateur USB (5 $)
    • (1) Mini câble HDMI vers HDMI (6 $) (avec une vue suffisante, Vufine peut être utilisé comme moniteur, éliminant ainsi le besoin de ce câble)
• (1) Affichage portable Vufine (200 $)

• (1) câble ruban micro vers mini HDMI (10 $) (a été abandonné, veuillez consulter les puces ci-dessous)

  • Adaptateurs HDMI

    (Type C et type D; j'espère que le modèle sera spécifié plus tard ce week-end (aujourd'hui, nous sommes le 2018-03-02)) (Adafruit vend également ces connecteurs, mais ils sont plus chers)

  • Câble ruban HDMI

• (2) Câble Micro USB (1 à 5 $ chacun) (juste 2 câbles micro USB réguliers, rien de spécial)
• (1) Caméra Fish-Eye pour Raspberry Pi (25 $)
• (1) câble de caméra Raspberry Pi (8 $)
• (1) paquet de petites attaches zippées (3 $)

Coût total: ~265 USD (dépend de ce que vous avez déjà et combien vous payez pour l'expédition)

Liste des outils:

• Pinces coupantes
• Pinces à dénuder (pour des tailles de fil d'environ 26 awg)
• Pistolet à colle chaude (et bâton de colle pour ledit pistolet à colle chaude)
• Clavier
• Écran (doit être compatible HDMI, mais encore une fois, avec une bonne vue, Vufine peut être utilisé comme moniteur)
• Fer à souder (et soudure)
• Couteau X-Acto

Remarque personnelle:

Ce projet a été inspiré par ma grand-mère. Elle a reçu un diagnostic de RP il y a longtemps et sa vue s'est détériorée au fil des ans. Récemment, elle a décidé d'abandonner son chien d'aveugle, Ventura (surnommé Seymour, jeu de mots), en raison de son âge. Bien que cela puisse avoir rendu la vie plus facile à certains égards, je suis sûr que cela a rendu d'autres choses plus triviales (comme marcher dans un centre commercial). J'envisageais déjà de fabriquer un appareil comme celui-ci depuis un certain temps, mais il n'y avait pas d'écrans facilement disponibles (à un prix raisonnable). Cela a changé quand j'ai trouvé Vufine. C'est une grande entreprise avec un excellent produit, et non, je ne suis pas payé pour le dire; c'est vraiment une bonne entreprise. Quant à ma grand-mère, elle a signalé que cet appareil a à peu près doublé son champ de vision (en termes de diamètre, pas de surface).

Mettre à jour:

Je l'ai construit avec un module Vufine configuré pour l'œil gauche (ma grand-mère est complètement aveugle de l'œil droit), il peut donc y avoir des problèmes pour ceux qui le construisent pour l'œil droit (rien de grand, juste un changement d'orientation pour quelques les pièces). Cela étant dit, Vufine a eu la gentillesse de m'envoyer un module pour l'œil droit afin que je puisse continuer ce projet et résoudre ces problèmes. Dès que je le ferai, je continuerai à mettre à jour cette instructable.

Étape 1: Configuration du Raspberry Pi

Configuration du matériel du Pi:

Remarque: si vous avez un Raspberry Pi autre qu'un RPi Zero (W ou normal), vous pouvez effectuer les modifications logicielles nécessaires à l'aide de ce Pi et transférer la carte SD sur le Pi Zero.

Deuxième remarque: je n'ai pas acheté une partie du matériel qui se connecte au Pi; J'ai un chapeau pratique à la place. Cela étant dit, l'image ci-dessus est à quoi devrait ressembler votre configuration. Ce n'est pas le mien et a été pris d'ici.

Tout d'abord, nous allons brancher le clavier. Puisque votre clavier a un connecteur USB de type A (l'omniprésent rectangulaire) et que le Pi Zero n'en a pas, nous devrons utiliser l'adaptateur USB. Branchez l'adaptateur USB dans le port USB le plus proche du milieu de la carte. Branchez ensuite le clavier sur l'adaptateur USB. L'autre port USB sera utilisé pour l'alimentation. Les deux câbles supérieurs sur l'image sont des câbles USB avec le câble tout en haut fournissant l'alimentation.

Deuxièmement, branchez le câble HDMI dans le port mini HDMI du Pi et le port HDMI de votre écran (si vous avez choisi d'utiliser l'écran Vufine comme écran, utilisez le câble ruban HDMI).

Configuration du logiciel du Pi:

Ce processus est documenté partout, mais le guide officiel est ici. Il est important de noter plusieurs choses: vous utiliserez la carte micro SD que vous avez achetée (celle que j'ai choisie a un adaptateur pour que vous puissiez la flasher avec un ordinateur ordinaire), vous installerez Raspbian, et vous devrez activer la caméra dans le menu de configuration du Raspberry Pi. De plus, NE suivez PAS le didacticiel lors de l'exécution de "startx". Si vous l'avez fait, pas grave, mais vous aurez besoin d'une souris maintenant. Accédez à la ligne de commande (elle devrait ressembler à une fenêtre noire dans votre barre des tâches) et utilisez-la (le "pi@raspberry ~ $" devrait apparaître dans cette fenêtre). Nous allons maintenant éteindre le Raspberry Pi en exécutant:

sudo shutdown -h now

Étape 2: Installation de la caméra

Connexions physiques:

Tout d'abord, laissez-moi vous expliquer comment fonctionnent les connexions du câble plat. Pour connecter et déconnecter les câbles plats, il faut d'abord soulever les languettes sur le côté (pour le Pi Zero, c'est une direction vers l'extérieur), ce qui permettra au connecteur de se replier et de sortir dans une certaine mesure, permettant ainsi au câble plat de venir dedans et dehors. Pour fixer le câble plat en place (et ainsi terminer le processus de connexion), vous devez appuyer la pièce pliante du connecteur à plat contre le câble et réinsérer les languettes. Le câble doit maintenant être fixé dans le connecteur. Pour voir une vidéo officielle sur la façon dont cela est fait, cliquez ici.

Il est important de noter que le câble blanc fourni avec l'appareil photo ne convient pas au Pi Zero; assurez-vous de le remplacer par l'un des câbles plats dorés. De plus, assurez-vous que le côté exposé du câble est orienté vers le bas, dans le Pi et les cartes de la caméra.

Logiciel:

La configuration de la caméra est relativement simple du côté du logiciel. Pour diffuser la vidéo directement de la caméra vers le HDMI, exécutez simplement la ligne suivante dans le terminal:

raspivide -t 0 -rot 0

La caméra devrait maintenant être diffusée sur votre écran. Maintenant, arrêtez le flux en appuyant sur ctrl+c. Maintenant, nous allons exécuter la même commande, mais si vous avez acheté un module Vufine standard (configuré pour l'œil droit), remplacez le 0 après "-rot" par 90. De même, si vous avez acheté un affichage Vufine configuré pour l'œil gauche, modifiez le 0 après "-rot" à 270.

Maintenant, si vous tenez l'appareil photo contre l'écran Vufine d'une manière similaire à celle illustrée sur la photo, vous devriez voir une image verticale (sur votre écran, pas nécessairement dans le Vufine). Si votre image est à l'envers, essayez l'autre nombre (270 si vous avez fait 90 avant et 90 si vous avez fait 270 avant; vous devez toujours appuyer sur ctrl+c pour sortir du flux).

Une fois que vous avez correctement orienté le flux de la caméra (via un logiciel), nous voulons nous assurer qu'il démarre chaque fois que le Raspberry Pi est allumé. La première étape consiste à exécuter:

sudo nano /etc/rc.local

Maintenant, tapez une commande similaire à ce que vous avez exécuté précédemment ("/usr/bin/raspivid -t 0 -rot 90/270") dans les lignes entre "fi" et "exit 0" (gardez-la sur une ligne comme vu dans l'image). Si vous souhaitez une image de résolution inférieure avec une fréquence d'images plus élevée, utilisez plutôt "/usr/bin/raspivid -t 0 -rot 90/270 -md 6". Après avoir tapé ceci, vous devez l'enregistrer en appuyant sur ctrl+x, en entrant y (oui, vous souhaitez l'enregistrer), puis en appuyant sur Entrée pour l'enregistrer sous le même nom. Vous devriez maintenant être de retour à la ligne de commande ("pi@raspberry ~ $"). Enfin, vous pouvez tester pour vous assurer que tout fonctionne en redémarrant le Raspberry Pi avec:

redémarrage sudo

Si tout fonctionne, vous devriez voir la caméra diffuser la vidéo sur la sortie HDMI à la fin du processus de démarrage.

Remarques:

• Une fois que tout ce qui précède a été effectué, vous pouvez envisager d'appliquer une petite quantité de colle chaude sur le câble/connecteur plat de la caméra et du Pi pour vous assurer qu'il reste en place. C'est purement facultatif et c'est quelque chose que je n'ai pas encore fait.
• Si vous avez un écran Vufine configuré pour l'œil droit et que vous choisissez de l'orienter différemment (c'est plus pratique si les ports USB du Pi sont en bas), la partie supérieure de l'appareil photo sera à gauche lorsque vous le portez.
• La caméra sur la photo est déjà montée. Nous y reviendrons dans une étape ultérieure.
• Je voulais poster une photo du connecteur de l'appareil photo sur le Pi, mais je ne veux pas enlever le Pi si je ne peux pas le remettre et j'ai perdu toutes mes attaches (que vous verrez sont nécessaires pour le monter dans une étape ultérieure) et je ne sais pas quand je pourrai en acheter d'autres, j'ai donc décidé de télécharger maintenant et de mettre à jour plus tard.

Étape 3: Chargement de l'écran Vufine

L'écran Vufine a sa propre batterie, mais elle ne dure que 90 minutes, et bien que cela puisse suffire pour l'utilisation prévue de Vufine, c'est insuffisant pour nos besoins. Ceci étant dit, on peut recharger le Vufine pendant son utilisation, et ainsi allonger l'autonomie de sa batterie. Cependant, les câbles USB ordinaires sont plutôt gros et puisque nous voulons minimiser le poids, nous devrons en modifier un (le rendant plus petit et plus léger dans le processus); nous allons dénuder un câble USB au strict minimum.

Remarque: le reste de cette étape explique comment obtenir le connecteur à partir d'un câble USB. Cela étant dit, j'ai été mis au courant de ces connecteurs USB bon marché (en coût). Les utiliser vous permettrait de sauter la partie dangereuse du retrait du connecteur du fil. Je n'ai aucune expérience avec eux, mais je mettrai à jour cette instructable sur la façon de les utiliser une fois que je le ferai.

Préparation du câble USB

Remarque: C'est, de loin, la partie la plus dangereuse de la construction. Une extrême prudence doit être exercée autour des couteaux tranchants

La première étape pour "minimiser" le câble USB consiste à le couper d'environ 5 pouces (je dirais environ 7 pour une configuration de l'œil droit) à partir de l'extrémité micro USB. Continuez en dénudant le fil jusqu'à l'extrémité micro USB.

Maintenant, pour la partie dangereuse, vous devrez couper l'enveloppe en plastique à l'aide du couteau X-Acto. Je suggère d'utiliser un jeu de pinces ou un étau de table pour maintenir la fiche pendant que vous la coupez afin de minimiser le risque de vous couper. La meilleure façon de le couper est de couper le long des coutures sur le côté (elles ressemblent à des lignes) comme on le voit sur la photo. Vous devriez utiliser une force décente pour enfoncer le couteau dans le boîtier. Après un certain temps, un côté peut être capable de « pivoter » vers l'extérieur, et selon son degré de liberté, vous pouvez choisir d'utiliser une paire de pinces pour déchirer le reste plutôt que de le couper.

Finaliser la pièce USB

Une fois qu'il ne vous reste que la pièce métallique, vous devez retirer les deux fils du milieu (les non rouges et les noirs). Vous pouvez le faire soit en les coupant, soit en utilisant un fer à souder pour dessouder leurs connexions et les retirer simplement (je suggère de dessouder si vous avez suffisamment d'expérience). Ensuite, mettez de la colle chaude sur la base des fils (là où ils rencontrent la prise Micro USB) pour fournir un isolant et le maintenir en sécurité. Lorsque vous avez terminé, l'image devrait ressembler à l'USB dans l'image (nous ne l'avons pas encore connecté au Pi, cependant).

Le connecter au Pi

Cette étape est assez simple. Tout ce que vous avez à faire est de souder le fil rouge au port 5v et le fil noir à la broche de masse (GND) du RPi. Pour voir exactement quels ports, voyez l'image avec le rectangle rouge sur le Pi. Pour voir une vidéo sur la soudure de base, cliquez ici. Je vous suggère d'utiliser de la colle chaude des deux côtés du Pi (là où vous avez soudé) pour fixer les fils et fournir un isolant.

Étape 4: Tout connecter

Sécuriser le Pi

À ce stade, placez le Pi contre le module Vufine avec le port de la caméra près de l'avant et les connecteurs USB (installés sur le Pi) orientés vers le bas et vers l'intérieur. Fixez-le à l'aide des deux paires (une paire de chaque côté) d'attaches zip. Pour ce faire, placez une attache zippée dans l'un des trous du coin supérieur de la tarte, en l'enroulant autour du Vufine (vers le bas) et en le faisant passer dans le trou du coin inférieur du même côté du Pi. Ensuite, prenez une autre attache zippée et verrouillez-la sur la première. Serrez-le pour que le Pi soit tiré près du Vufine. Coupez le corps restant de la fermeture éclair pour les deux fermetures éclair (tout pour la seconde et la partie qui dépasse de la seconde fermeture éclair pour la première). Répétez cette étape de l'autre côté du Pi.

Brancher des trucs

C'est peut-être l'étape la plus simple de toute la construction. Branchez le câble USB que vous avez soudé sur le Pi dans l'écran Vufine.

Collage à chaud du connecteur

L'aimant de la station d'accueil magnétique n'est pas vraiment assez puissant pour nos besoins, nous allons donc ajouter de la colle chaude pour renforcer la connexion. Attachez le module Vufine à la station d'accueil magnétique fournie (pas plus) avec la sangle vers le haut (comme indiqué sur l'image). Assurez-vous qu'il est à peu près parallèle au Vufine réel (vous pourrez toujours ajuster la position de l'écran en déplaçant la sangle sur les lunettes). Appliquez une bonne quantité de colle chaude en haut et en bas. Laissez-le refroidir avant de continuer pour vous assurer qu'il ne soit pas bousculé dans une position étrange avant qu'il ne se solidifie.

Brancher des trucs, suite

Bien que cette partie ne soit pas aussi facile que la première partie Plugging Stuff, vous ne devriez pas trop vous battre. Branchez simplement le câble ruban HDMI à la fois sur le Vufine et le Pi (la lutte est plus psychologique que physique, vous pouvez le faire. Je crois en vous).

Connexion de la caméra

Configuration de l'œil gauche:

C'est une partie facile, mais le positionnement de la caméra le rend difficile à décrire avec des mots. Essentiellement, vous fixerez la caméra de manière à ce qu'elle soit latéralement avec le câble plat en boucle en dessous. Voir l'image pour voir ce que je veux dire. Appuyez-le contre l'écran Vufine et fixez-le dans cette position en appliquant de la colle chaude en haut et en bas. Je n'en mettrais pas sur les côtés car le faire uniquement en haut et en bas est suffisant pour le fixer et le faire sur les côtés pourrait empêcher tout ajustement latéral du ruban et de l'écran Vufine.

Configuration de l'œil droit:

Je n'ai pas encore fait la configuration de l'œil droit (je reviendrai et éditerai une fois que je le ferai), mais vous devez essentiellement vous assurer que la caméra est sur le côté et dans une position raisonnable au-dessus de l'écran. Le haut (le côté opposé au connecteur) doit être tourné vers la gauche (gauche lorsque vous le portez). Utilisez de la colle chaude pour fixer la caméra à la pièce d'écran sur le module Vufine. De plus, vous pouvez utiliser de la colle chaude (ou des attaches zippées) pour vous assurer que tout excès de câble plat est sécurisé (donnez-lui une certaine latitude pour l'ajustement et essayez de ne pas froisser le ruban car il n'est pas conçu pour résister à des degrés de rotation élevés). Vous pouvez également revenir à l'étape 2: Installation de la caméra si vous devez reconfigurer le flux de la caméra suite à un changement de son positionnement physique.

Étape 5: Fin

L'allumer

Pour l'allumer, il suffit d'allumer le module Vufine en appuyant sur le bouton gris au dos. Il devrait commencer à clignoter en bleu. Ensuite, branchez le Pi Zero en utilisant le port USB le plus à droite (à l'extérieur et étiqueté PWR IN). Vous devriez voir maintenant une lumière rouge fixe allumée en plus de la LED bleue clignotante sur le module Vufine. Cela signifie que la Vufine est en cours de charge. De plus, l'écran devrait démarrer et vous devriez voir le Pi suivre son processus de démarrage avec le flux de la caméra à la fin. Une fois que l'écran s'affiche, le voyant bleu clignotant sur le bouton Vufine devrait devenir solide.

Remarque: si vous allumez le Pi en premier (suivi du Vufine), votre écran peut paraître bizarre. Pour résoudre ce problème, éteignez le Pi, puis rallumez-le.

L'éteindre

Éteignez le RPi en débranchant l'USB qui l'alimente. Pour éteindre le Vufine, vous pouvez soit le laisser s'éteindre tout seul (ce qu'il fera après ne pas avoir reçu de signal pendant une courte période de temps) ou vous pouvez maintenir enfoncé le bouton gris (avec une LED bleue) sur le Vufine jusqu'à ce que la LED bleue s'éteint. Je préfère le laisser s'éteindre, mais vous le faites.

Autres améliorations

Comme dit dans l'abstrait, parce que le projet est basé sur un Raspberry Pi, le projet a une énorme capacité d'évolution. Pour commencer, voici quelques idées que j'ai eues:

• Vous pouvez le connecter à un clavier sans fil pour une utilisation pratique en tant qu'ordinateur Linux tête haute. J'utiliserais un clavier (et une souris) comme celui-ci et je le raccorderais dans un processus similaire à celui-ci.

  L'ajout d'une interface basée sur le mouvement de la main comme celle-ci serait également cool

• Ajoutez des boutons sur le côté pour enregistrer des photos et des vidéos et pour effectuer un zoom avant et arrière
• Ajoutez un interrupteur d'alimentation natif (je dis natif car certains câbles USB ont des interrupteurs intégrés)
• Faites un étui imprimé en 3D pour tout.
• Ajouter une sortie audio

• Ajouter un accessoire de batterie

  Le mettre de l'autre côté des verres serait un moyen pratique d'ajouter un contrepoids (le poids sur les verres est actuellement un peu déséquilibré)

• Faire un CNN (réseau de neurones convolutifs) avec sortie TTS (text-to-speech) pour une description audio de son environnement. Ce réseau de neurones pourrait fonctionner sur un Movidius Neural Compute Stick pour plus de puissance de calcul.

  Utilisation possible Stimulation Vestibulaire Galvanique pour les manœuvres d'urgence

Vous pouvez voir certaines de ces idées mises en œuvre sur ma page github.

Noter:

J'ajouterai probablement d'autres photos plus tard. Si vous voulez une photo en particulier, faites-le moi savoir et je ferai de mon mieux. Il en va de même pour les explications; si vous voulez que j'entre dans quelque chose plus en détail faites le moi savoir et j'essaierai de le faire.

Merci

• J'ai beaucoup appris de cette communauté; J'espère que cela aidera les autres comme tant d'autres ici m'ont déjà aidé.
• Encore une fois, c'est mon premier instructable et tous les commentaires seraient très appréciés. Si quelqu'un fait quelque chose avec ça, merci de me le faire savoir; J'aimerais voir où la communauté prend cela.

Un merci spécial à ma grand-mère pour tout ce qu'elle a fait pour moi tout au long de ma vie. Je ne pourrai jamais vous rembourser, mais je ferai de mon mieux.

Premier prix du concours Raspberry Pi 2017