SIGHT: Smarte Brille für Blinde – Raspberry Pi & TensorFlow

SIGHT: Smarte Brille für Blinde

Eine Raspberry Pi-basierte smarte Brille, die TensorFlow auf Android Things nutzt, um die Umgebung zu erkennen und blinden Nutzern akustisch zu beschreiben.

Hintergrund

Blinde und sehbehinderte Menschen stehen täglich vor Herausforderungen, die sich unsicher anfühlen. Zwar können sie Objekte mit minimaler Hilfe orten, doch der Zugang zur Schönheit der Welt bleibt schwierig. SIGHT schließt diese Lücke, indem es visuellen Kontext in Echtzeit über ein leichtes, tragbares Gerät liefert.

Funktionsweise

Drückt der Nutzer den Knopf, nimmt die integrierte Kamera ein Bild auf, TensorFlow verarbeitet es auf dem Raspberry Pi, und ein Lautsprecher oder Kopfhörer gibt eine hörbare Beschreibung aus. Die gesamte Pipeline läuft auf Android Things, was Zuverlässigkeit und geringen Stromverbrauch sicherstellt.

Benötigte Materialien

Hauptkomponenten:

• Raspberry Pi 3
• Raspberry Pi Kamera-Modul (5 MP)
• Mikro-Taster
• 1 kΩ Widerstand
• Universelle Lochrasterplatine (für custom HAT)

Werkzeuge:

• Lötkolben
• Lötzinn

Software:

• Android Things (IoT OS)
• Android Studio (Stable oder Preview)
• TensorFlow Lite
• Firebase (für optionale Cloud-Integration)

Android Things auf Raspberry Pi installieren

1. Android Things Console besuchen und mit Google-Konto anmelden.
2. Create a product klicken, Name vergeben (z. B. „Sight Pi“), Raspberry Pi 3 als SOM wählen, kurze Beschreibung hinzufügen.
3. Zu Factory Images navigieren, Create Build Configuration klicken, resultierendes ZIP herunterladen.
4. ZIP entpacken – die .img-Datei ist das Android Things OS-Image.

Image auf SD-Karte flashen

Mit Balena Etcher (oder Etcher) das Image schreiben:

1. Micro-SD-Karte in Computer einlegen.
2. Etcher öffnen, extrahiertes Image wählen, SD-Karte auswählen, Flash klicken.
3. Nach Flashen Karte auswerfen und in Raspberry Pi stecken.

Pi per Ethernet verbinden, mit 5 V Netzteil versorgen, lokale IP-Adresse notieren (z. B. 192.168.0.22).

Android Studio einrichten

1. Android Studio (Stable oder Preview) herunterladen und installieren.
2. SIGHT-Projekt von GitHub klonen/herunterladen: https://github.com/FoxLabMakerSpace/SIGHT-For-the-Blind.
3. Projekt über Open an existing Android Studio project öffnen.
4. Mit ADB zum Raspberry Pi verbinden: adb connect 192.168.0.22:5555.
5. App starten; Pi sollte als Zielgerät erscheinen.

Raspberry Pi Verdrahtung

Komponenten wie folgt verbinden:

• Kamera-Modul an dedizierten CSI-Port.
• Taster an GPIO-Pin, mit 1 kΩ Pull-up-Widerstand zu 3,3 V.
• Lautsprecher oder Kopfhörer an 3,5 mm Klinkenbuchse.
• Pi über Powerbank betreiben (Intel-beispielhaft genutzt).

Genauen Pin-Belegungen im beigefügten Fritzing-Diagramm entnehmen.

System testen

Pi einschalten, Boot abwarten, Taster drücken zum Aufnehmen eines Bildes, gesprochene Beschreibung anhören. Prüfen, ob Audioausgabe klar ist.

Gehäuse & Montage

Leichtes Kunststoffgehäuse verwenden, Öffnungen für Ports aussägen, Pi und Kamera auf passendes Brillengestell montieren. Gehäuse lackieren für professionellen Look und alle Kabel sichern, um Verheddern zu vermeiden.

Zukünftige Upgrades

• Knochenleitungskopfhörer für unauffälliges Audio.
• Upgrade auf Infrarotkamera für Nachtsicht.
• Leichtes, ergonomisches Brillengestell designen.
• Energiemanagement mit custom Batterieplatine optimieren.
• TensorFlow-Modelle für erweitertes Szenenverständnis ausbauen.

Demo

Für Live-Demonstration Video-Link ansehen oder Projektteam für Hands-on-Session kontaktieren.