ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИНВАЛИДОВ С ПЭВМ

Мустафа Амджад

Государственный электротехнический университет "ЛЭТИ",
Санкт Петербург, 197376, ул. Профессора Попова 5,
тел. 234-01-33

В настоящее время ПЭВМ, благодаря их огромным возможностям, становится все более незаменимыми в каждой области деятельности человека, начиная от сложных систем управления производственными линиями, энергетическими комплексами, транспортными или информационными потоками и заканчивая “домашними” компьютерами и использованием ПЭВМ для развлечения.

Для того, чтобы обеспечить максимальную комфортность человека, работающего с ПЭВМ, было разработано множество периферийных устройств ввода – вывода информации. Однако работа с такими распространенными устройствами ввода информации в ПЭВМ как мышь или световое перо подразумевает непосредственный контакт руки пользователя с устройством. Это невозможно для человека, который в результате несчастного случая или болезни утратил способность управления руками. Такой человек не может писать с помощью карандаша или ручки, не может нажать клавишу стандартной клавиатуры, и соответственно, не может использовать стандартные устройства для взаимодействия с ПЭВМ. Невозможность оперирования с таким распространенным устройством как ПЭВМ приводит к тому, что для людей с подобными дефектами резко ограничены (или вообще отсутствуют) возможности получения образования и трудоустройства. Для организации взаимодействия инвалидов с ПЭВМ требуется использование методов и средств дистанционного управления, позволяющих без физического контакта управлять компьютером и любым периферическим устройством, подключенным к нему.

Можно выделить следующие методы бесконтактного взаимодействия человека с ПЭВМ.

Электромагнитный. Основным недостатком метода, накладывающим ограничения на его применение, является низкая помехоустойчивость устройств, функционирующих на его основе.
Акустический. Данный метод подразумевает голосовое управление с помощью систем распознавания речи. Основным ограничением метода к широкому применению является дальность воздействия, поскольку ультразвуковые колебания сильно поглощаются воздухом.
Электронно-оптический. Метод позволяет, получая информацию посредством фотоприемника с растровой структуры изображения, выделить импульсы частоты строк, обработать их и преобразовать в нужный сигнал для генерации метки на экране дисплея. Устройства, работающие на основе данного метода, характеризуются дальностью действия до нескольких метров, высокой помехоустойчивостью и надежностью работы.

Таким образом, для решения данной проблемы, наиболее приемлемым является использование электронно-оптического метода.

На основе электронно-оптического метода была реализована система для организации бесконтактного взаимодействия операторов-инвалидов с ПЭВМ, в которой в качестве устройства ввода информации используется электронно-оптический дистанционный указатель (ЭДУ).

Принцип работы системы заключается в следующем. На экране дисплея с помощью ПЭВМ формируется растр с изображением. В рассматриваемом случае изображение представляет собой стилизованное отображение системы команд, позволяющее оператору произвести ввод или вывод информации в ПЭВМ. Излучение от экрана дисплея регистрируется указателем, который состоит из оптической системы с линейной АЧХ и фотоприемника, АЧХ которого линейна в определенном диапазоне параметров указателя. В блоке обработки сигнала производится усиление сигнала и его фильтрация, позволяющая с вероятностью 0.95 обнаружить наличие импульсов строчной частоты, по которым в дальнейшем осуществляется вычисление координат центра оси визирования ЭДУ. Координаты поступают на формирователь изображения, который формирует метку на экране дисплея. Оператор, на голове которого закреплен ЭДУ, выбирает иконку, отвечающую за выполнение определенной команды, и с помощью движения головы перемещает метку указателя по полю изображения пока изображения иконки и метки указателя не совместятся. После этого с помощью блока реализация воздействия оператор активизирует выбранную иконку, что позволяет выполнить команду, за которую она отвечает.

Следует отметить, что результаты проведенных экспериментальных исследований технических и эргономических характеристик системы подтвердили ее пригодность к применению оператором-инвалидом для организации взаимодействия с ПЭВМ в интерактивном режиме, а также для управления любым подключенным к нему устройством. Кроме того, данная система может использоваться для разгрузки рук операторов в некоторых видах операторской деятельности, что облегчает их работу и повышает производительность.

Содержание конференции | Секция10