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Projet de recherche Owli-AI

AHRUS Audible High Resolution Ultrasonic Sonar

AHRUS est un prototype de recherche pour soutenir l’écholocation humaine avec des ultrasons audibles, décrit dans la publication HCII de 2018.

Prototype

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  • Écholocalisation
  • Ultrasons
  • Technologies d’assistance
  • Audition spatiale
  • Détection d’obstacles

Description du projet

Objectif

AHRUS étudie l’utilisation des ultrasons comme canal d’orientation complémentaire pour les personnes aveugles et malvoyantes. L’objectif est une assistance concrète au quotidien, notamment pour les petites structures et les surfaces difficiles à percevoir.

Fonctionnement en bref

Un faisceau ultrasonique focalisé et modulé est émis. L’acoustique non linéaire de l’air en transforme une partie en signaux audibles. Les réflexions sur les objets peuvent ainsi être perçues par les oreilles et situées dans l’espace.

Quelle différence avec l’écholocalisation classique ?

L’écholocalisation active par claquements de langue utilise des longueurs d’onde plus grandes et distingue moins finement les petites structures. AHRUS utilise des ondes ultrasoniques courtes pour un balayage très directionnel, ce qui peut mieux différencier les limites de structures et petits obstacles dans certains scénarios.

Contexte historique : HCII 2018

La publication HCII de 2018 décrit un prototype fonctionnel et la première évaluation menée à l’époque auprès de quatre personnes. La distance, la direction, l’estimation de largeur et la perception des limites ont été étudiées en comparaison avec le Flash Sonar classique. Cette présentation se réfère aux recherches décrites dans la publication HCII de 2018.

Résultats

Illustrations

  1. Schéma d’une source sonore se déplaçant en azimut et en élévation.
    Fig. 1 Vue d’ensemble de la représentation directionnelle.
  2. Détail de l’azimut avec déplacement latéral de la source sonore.
    Fig. 1 Détail gauche (azimut).
  3. Détail de l’élévation avec déplacement vertical de la source sonore.
    Fig. 1 Détail droit (élévation).
  4. Schéma du principe d’autodémodulation des ultrasons modulés dans l’air.
    Fig. 2 Principe de démodulation des ultrasons.
  5. Photo du prototype AHRUS avec boîtier et réseau de transducteurs.
    Fig. 3 Réalisation du prototype.
  6. Photo détaillée du réseau circulaire de transducteurs du prototype AHRUS.
    Fig. 3 Détail du réseau de transducteurs.
  7. Schéma-blocs avec DSP, configuration, Bluetooth et transducteur ultrasonique.
    Fig. 4 Vue d’ensemble de la conception d’AHRUS.
  8. Histogramme de la perception des distances, directions et limites chez quatre personnes.
    Fig. 5 Résultats de perception des distances, directions et limites.
  9. Histogramme du seuil de distance de détection d’une colonne et d’une voiture.
    Fig. 6 Seuil de distance pour la détection d’obstacles.
  10. Histogramme des écarts d’estimation de la largeur d’un obstacle.
    Fig. 7 Estimation de la largeur d’un obstacle.
  11. Comparaison de l’intensité sonore et de la directivité d’un claquement de langue et d’AHRUS.
    Fig. 8 Comparaison générale de la directivité.
  12. Détail de la propagation large d’un claquement de langue en Flash Sonar.
    Fig. 8 Détail gauche (Flash Sonar).
  13. Détail de la propagation focalisée du son dans le système AHRUS.
    Fig. 8 Détail droit (AHRUS).

Liens complémentaires

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