چکیده:
بر طبق آمار موسسه بین المللی نابینایان، ضعف یا عدم بینایی یکی از متداول ترین ناتوانایی ها در سطح جهان است. افراد نابینا نیز مانند همة انسانها به اطلاعات نیازمندند و یکی از مهمترین اطلاعات مورد نیاز آنها درک آنان از رنگها و نیازشان به دانستن تمایز بین اشیا و لوازم بر مبنای رنگشان است. در این پروژه سعی شده ابزاری ارائه کردد که بوسیلة آن بتوان رنگها را شناسایی و با یک سیستم صوتی و از طریق شنوایی به اطلاع فرد نابینا رساند. این سیستم به صورت کوچک و قابل حمل و با قیمت تمام شدة مناسب می تواند به کمک افراد نابینا برآید. ساختار کلی این ابزار شامل سخت افزار آشکارسازی رنگ با کمک فیلترهای رنگی، سیستم کدینگ جهت ارسال کد آدرس رنگ آشکار شده و نهایتاً یک سیستم صوتی شامل یک IC تولید صورت و یک بلندگو می باشد. نتایج تستهای انجام شده نشاندهندة دقت مناسب سیستم گویای رنگ جهت کاربرد مورد نظر است.
تکنیک به کار رفته در دریافت کننده رنگ ها:
راههای زیادی برای دریافت نور از یک سطح وجود دراد. تعدادی از این تکنیک ها را در زیر می آوریم:
1- monolithic photo diode with light source and litter
نور از یک سطح گداهته ساطع شده و سپس منعکس می شود. فوتودیودها نور گذرنده از فیلترهیا رنگی را دریافت کرده و به ولتاژ در خروجی تبدیل می کند. با افزایش شدت نور به صورت خطی افزایش می یابد. به ازای شدت های نور متفاوت ولتاژ خروجی متفاوت خواهد بود و بر همین اساس رنگهای آشکار شده تشخیص داده می شوند.
2- Spectral Radioneter
انرژی نور را در ردیف طول موجهای طیف نور مرئی اندازه می گیرد.
3- Digital camera
یکی دیگر از راههای آشکارسازی رنگ، تنظیم یک دوربین روی سطح و تجزیه و تحلیل اطلاعات دریافت شده است. این یک راه بسیار دقیق با امکان تشخیص رنج وسیعی از رنگها می باشد، و همچنین بسیار گران
4- LDR with colour litters:
سه فیلتر رنگی را در مقابل یه مقاومت نوری قرار می دهند. فیلترها فوتوریجسترها را می پوشانند. بنابراین وقتی نور از سطح به رجیستر خط می رسد ابتدا از فیلترها عبور می کند که قرمز، سبز و آبی خواهد بود.
تکنیک های به کار رفته در پروژه:
از میان تکنیکهای مختلفی که در بالا بحث شد، تکنیکی که در آن از مقاومت های نوری به همراه فیلترهای رنگی استفاده می شود، در این پروژه به کار رفت. اگرچه روشهای برای آشکارسازی رنگ مناسبل اند ولی بسیار گران قیمت و پیچیده اند. این محصول بایستی بسیار کوچک و قابل حمل باشد.
خروجی این سیستم همچنین باید نامرئی باشد. بدلیل استفاده نابینایان از آن، این تکنیک انتخابی در این پروژه بدلیل سهولت کاربرد و قیمت پایین به کار رفت.
ابزار و وسایل متنوعی برای سنجش رنگ وجود دارد. به طور کلی می توان آنها را در سه گروه زیر دسته بندی کرد:
1. Colormeters
2. Spectroradiometers
3. Spectrophotometers
در تکنیم Tristimulus colormeter یک منبع نور فیلتر شده به همراه سه یا چهار آشکارساز فیلتر شده که پاسخ طیفی را اصلاح می کند و آنرا به استانداردهای CIE نزدیک می کند. این روش اندازه صحیحی از تعداد رنگ را در اختیار ما قرار می دهد ولی هیچ اطلاعات پایه ای و اساسی داده های طیف را به ما نخواهد داد.
این روش جهت اندازه گیری و سنجش رنگ سطوح و اجسام درخشان به کار می رود. از مزایای این تکنیک سرعت، سهولت کار و امکان تکرارپذیری آن در سنجش می باشد. بهمین دلیل این روش برای منترل کیفیت بویژه تغییر رنگ تدریجی بسیار مناسب است.
Spectroradiometer: ابزاری است که برای اندازه گیری مقدار تشعشعات در پهنای باند کم طیف بر اساس طول موج طراحی شده است. اطلاعات حاصل از این وسیله به منظور اندازه گیری و سنجش رنگ اجسام درخشان، تعیین رنگهای وابسته به دما و رنگهای جسم اجسام گداخته به کار می رود.
Tele spectroradiometer: این وسیله شبیه spectroradiometer است که حاوی یک تلسکوپ نیز می باشد که به منظور سنجش رنگ اجسامی که در فواصل دور و خارج از میدان دید را هستند. این ترتیب آنها را برای آزمایشات عینی مناسب ساخته است. از معایب این ابزارها کالیبراسیون طاقت فرسا و خسته کنندة آن و عدم مطابقت با استانداردهای روشنایی و دید هندسی می باشد که این روش را در مقایسه با روشهای مشابه نامطمئن ساخته است.
این وسیله به منظور مقایسه طول موج ها در طول مدت زمانی که جسم توان نورانی از دست می دهد، به کار می رود. میزان بهره توان نورانی که جسم از دست می دهد به منظور سنجش رنگ سطوح از اهمیت زیادی برخوردار نخواهد بود. از مزایا و محاسن مهم روش spectrophotometer یا spectroradiometer بر colorimeter کاربردی بودن آن و توانایی آنها برای آشکارسازی امواج نورانی ساطع شده و محاسبه میزان رنگ برای مشاهدان و درخشش های متنوع می باشد.
همه ابزارهای رنگ اساساً از یک منبع تابش، یک جسم (برای سطح رنگها)، یک تیم اپتیکی برای تفکیک طول موجها و آشکارسازهای نور تشکیل شده است. برای طراحی هر یک از این بخشهای سازنده به اطلاعاتی در مورد رنج طیف مورد نیاز، حساسیت، رزولوشن و تکرارپذیری روش نیازمندیم.
به منظور دستیابی به بالاترین دقت در این روش رنج طیف بایستی بین
nm380-360 همراه با باند nm1 باشد. البته اغلب کاربردهای سنجش رنگ سطوح طیفی با رنج nm760-380 با پهنای باند nm5 و فاصله اندازه گیری nm5 مافیست.
منبع تابش معمولاً یک لامپ تابنده یا یک لامپ هلالی شکل کزنون می باشد که بصورت پالسی یا پیوسته است. طیف خروجی لامپهای تابنده (منبع تابش) نرم و قابل پیش بینی اند در حالیکه طیف لامپهای کزنون نامنظم اند بهمین دلیل تولید طول موج کالیبره بسیار مهم می باشد. یک لامپ با نور پیوسته عموماً بسیار پایدارتر از لامپ با نور پالسی شکل است. همین دوره تناوب کوتاه، لامپهای پالسی شکل، آنها را جهت اندازه گیری و سنجش سریع و on-line مناسب ساخته است. این لامپها بدلیل تولید حرارت بسیار کم در بخش رنگهای حساس به دما بسیار کاربرد خواهند داشت. در اغلب موارد لامپهای ویژه ای به کار می روند که بسیار پایدارتر و دارای طول موج های خاص در رنج مورد علاقه می باشند.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 18 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلودمقاله طراحی و ساخت سیستم تشخیص رنگ گویا برای نابینایان
