采用LabVIEW及CompactRIO為視力障礙人群設計半自動車輛

　　致力于提升并發揮失明人群經常被低估的能力，鼓勵服務于視力障礙群體的技術創新開發，美國國家失明人士聯合會提出建議，設計一種系統來幫助失明人群嘗試從未有過的體驗：駕駛。弗吉尼亞理工大學的機器人與器械實驗室(RoMeLa)是唯一一個接收挑戰的組織。該大學機械工程系 于2008年重新建立了高年級設計團隊和大學生研究項目弗吉尼亞大學盲人駕駛挑戰(BDC)，他們為世界首輛可用的盲人駕駛車輛原型定義了最初的目標。

15歲的失明者Ishaan Rostogi(圖片輪椅上)，駕駛由弗吉尼亞理工大學采用NI技術設計的世界首輛盲人駕駛車輛

　　9名大學生僅花費兩個學期，$3,000 USD經費就完成了設計，盲人駕駛員可安全地實現三種基本駕駛任務：在由單排的錐形交通路標定義的曲線駕駛路線中行進;預先設定的正常速度行駛;有效的緊急剎車能力以避開與障礙物的碰撞。

　　我們的原型平臺

　　從項目的最初開始，盲人駕駛系統的軟硬件設計中僅用了NI的產品。我們選擇NI產品的原因是其低成本的原型設計平臺、快速的數據采集和處理，確保在實時系統中能最小化時間遲滯、與各類傳感器及設備的兼容性、苛刻測試環境下的性能及可靠性、直觀的編程界面、模塊化、尺寸、重量、以及未來開發中的硬件擴展能力。研究人員考察了RoMeLa在各類應用中長期使用NI產品的成功經驗，包括從類人足球機器人到全自治式車輛。除了盲人駕駛系統，這些應用證明了NI軟硬件在機器人應用建模平臺上的多功能性及功能理想性。

　　環境感知

　　目前的盲人駕駛系統由各類傳感器和新穎的非視覺駕駛界面組成，就像附加在沙漠越野汽車上的模塊化系統。我們采用Hokuyo UTM-30LX單平面激光測距儀作為環境探測器，掃描駕駛環境中的錐形交通路標及其它障礙，并將掃描信息送到板載NI cRIO-9072實時處理器及實時可編程門陣列(FPGA)處理目標上。現有的NI設備驅動能夠直接支持Hokuyo LRF產品，因為NI工程師在UTM-30LX公開發布之前就提供了自定義驅動。

　　運行LabVIEW軟件的筆記本電腦提供了支持cRIO-9072的臨時USB連接能力，由于30LX僅有USB接口，不像以前使用的其它多數模塊可選RS232接口。我們做了進一步設計使實時控制器提供USB連接能力，并繞開筆記本電腦采用第三方轉換芯片;然而，cRIO-9072與筆記本電腦間的以太網通信對目前的需求來說已經足夠了。 筆記本電腦還支持正常視力的乘客被動監視所有軟硬件的操作，輕松修改任何啟發式編程，從而能夠在現場試驗中快速標定。

　　其它傳感器根據車輛的狀態來采集重要信息，如霍爾效應傳感器通過弦絲電位器采集速度信息及操縱角度。我們從這些傳感器采集數據，并采用CompactRIO實時控制器上的高速FPGA直接處理。

　　非視覺駕駛界面

　　通過各類傳感器完成駕駛環境圖像采集后，我們對數據進行處理并通過非視覺方式傳送給駕駛員。開發非視覺駕駛界面 (NVDI) 的最終目標是向駕駛員提供高效的信息，最大化駕駛員的環境感知度，從而快速精確的作出駕駛決策。車輛最初的NVDI上的包含了針對安全性和冗余備份的信息和指示。