Görme Engelliler İçin Tekstil Yapılarına Tam Entegre Edilmiş Giyilebilir Engel Algılama Sistemi

Abstract

Bu çalışmada, görme engelliler için tekstil yapılarına tam entegre edilmiş engelleri algılayabilen giyilebilir engel algılama sistemi geliştirilmiştir. Önerilen akıllı kıyafet sisteminin elektronik bileşenleri bulanık AHP yöntemi ve bilgi aksiyomu tabanlı bir algoritma kullanılarak tespit edilmiştir. Sensör ve aktüatörlerin tekstil yapısına entegrasyonu gerçekleştirilmiş ve performansları sinyal kalitesi ve doğruluğu açısından incelenmiştir. Gerekli olan sensör sayısını tespit edebilmek ve engelden kaçabilmek için uygun algoritmayı geliştirebilmek adına farklı sayıdaki sensör, farklı açılarla birbiriyle bağlanarak çeşitli senaryolar oluşturulmuş ve karşılaştırılmıştır. Titreşimli uyarı algılama seviyesi bulanık mantık ilişkisi çerçevesinde değerlendirilmiş, bu kapsamda kumaş yapısı çeşidi, aktüatörlerin akıllı kıyafet sistemi içinde yerleşmesi gereken yer, uygulanması gereken tahrik sinyali dalga formu ve frekans seviyesi tespit edilmiştir. Görme engelliyi, önerilen akıllı kıyafet sistemi yardımıyla yönlendirebilmek için, engelden kaçabilmeyi sağlayan neuro-fuzzy kontrolör tabanlı algoritma sinir ağları ve bulanık mantık kullanılarak oluşturulmuştur. Geliştirilen neuro-fuzzy kontrol algoritmasına bağlı olarak mikroişlemci programlaması yapılmıştır. Sonuçta, sensörler, aktüatörler, bataryalar ve mikroişlemciyi giysi ile birleştiren akıllı kıyafet prototipi geliştirilmiştir. Geliştirilen bu sistem kıyafet olarak kolayca giyilebilir ve engellerin konumunu doğru bir şekilde algılayabilir ve tanımlayabilmektedir. Önerilen akıllı kıyafet sisteminin görme engelliye herhangi bir fiziksel yük getirmeden, görme engellinin hayat tarzının bütünleşik bir parçası haline gelmesi beklenmektedir.

In this study, an innovative wearable obstacle detection system fully integrated to textile structures, which enables 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 various 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 able to detect and identify obstacle’s position accurately. The proposed smart clothing system would become united part of visually impaired people’s lifestyle without imposing upon them any physical load.