Owli-AI Startseite Owli-AI
Menü

Owli-AI Forschungsprojekt

AHRUS Audible High Resolution Ultrasonic Sonar

AHRUS ist ein Forschungsprototyp zur Unterstützung menschlicher Echoortung mit hörbarem Ultraschall, beschrieben in der HCII-Publikation von 2018.

Prototype
  • echolocation
  • ultrasound
  • assistive technology
  • spatial hearing
  • obstacle detection

Projektbeschreibung

Ziel

Das Projekt AHRUS untersucht, wie Ultraschall als zusätzlicher Orientierungskanal für blinde und sehbeeinträchtigte Menschen nutzbar wird. Ziel ist eine praxisnahe Unterstützung im Alltag, besonders bei kleinen Strukturen und schwer wahrnehmbaren Oberflächen.

Wie es funktioniert (kurz)

Ein fokussierter Ultraschallstrahl wird moduliert ausgesendet und durch nichtlineare Akustik in der Luft teilweise in hörbare Signale überführt. Reflektionen von Objekten können dadurch mit den eigenen Ohren wahrgenommen und räumlich eingeordnet werden.

Was ist neu im Vergleich zu klassischer Echolokation?

Klassische aktive Echolokation mit Zungenklick arbeitet mit längeren Wellenlängen und ist dadurch weniger selektiv bei feinen Strukturen. AHRUS nutzt kurze Ultraschallwellen und ermöglicht eine deutlich gerichtete Abtastung, wodurch Strukturgrenzen und kleine Hindernisse in bestimmten Szenarien besser differenzierbar werden.

Historischer Kontext: HCII 2018

Die HCII-Publikation von 2018 beschreibt einen funktionalen Prototyp und die damalige erste Evaluation mit vier Personen. Untersucht wurden Distanz, Richtung, Breitenabschätzung und Grenzwahrnehmung im Vergleich zu klassischem Flash Sonar. Die Darstellung bezieht sich auf den Forschungsstand der HCII-Publikation von 2018.

Outputs

Abbildungen

  1. Schematische Darstellung einer Schallquelle bei Bewegung in Azimut und Elevation.
    Fig. 1 Gesamtansicht der Richtungsdarstellung.
  2. Detailansicht der Azimut-Darstellung mit seitlicher Schallquellenbewegung.
    Fig. 1 Detail links (Azimut).
  3. Detailansicht der Elevations-Darstellung mit vertikaler Schallquellenbewegung.
    Fig. 1 Detail rechts (Elevation).
  4. Prinzipgrafik zur Selbst-Demodulation von moduliertem Ultraschall in Luft.
    Fig. 2 Prinzip der Ultraschall-Demodulation.
  5. Foto des AHRUS-Prototyps mit Gehäuse und Transducer-Array.
    Fig. 3 Prototyp-Implementierung.
  6. Detailfoto des runden Transducer-Arrays am AHRUS-Prototyp.
    Fig. 3 Detail des Transducer-Arrays.
  7. Blockdiagramm mit DSP, Konfiguration, Bluetooth und Ultraschall-Transducer.
    Fig. 4 Design-Übersicht des AHRUS-Systems.
  8. Balkendiagramm zur Wahrnehmung von Distanz, Richtung und Grenzbereichen bei vier Personen.
    Fig. 5 Ergebnisse zu Distanz-, Richtungs- und Grenzwahrnehmung.
  9. Balkendiagramm zur Distanzschwelle bei der Hinderniserkennung für Säule und Auto.
    Fig. 6 Distanzschwelle bei der Hinderniserkennung.
  10. Balkendiagramm zur Abweichung bei der Breitenabschätzung eines Hindernisses.
    Fig. 7 Breitenabschätzung eines Hindernisses.
  11. Vergleich der Schallintensität und Direktivität von Zungenklick und AHRUS.
    Fig. 8 Gesamtvergleich der Direktivität.
  12. Detailansicht der breiten Schallausbreitung eines Zungenklicks beim Flash Sonar.
    Fig. 8 Detail links (Flash Sonar).
  13. Detailansicht der fokussierten Schallausbreitung beim AHRUS-System.
    Fig. 8 Detail rechts (AHRUS).

Weiterführende Links

Zur Publikation Zurück