Imágenes de ultrasonidos como ayuda para personas con discapacidad visual

Las técnicas de conformado de haz empleando múltiples transductores son empleadas tanto con ondas electromagnéticas (radares, comunicaciones…) como para direccionar haces de ondas mecánicas en sólidos (ecografías, inspección interna de piezas…). Sin embargo, su aplicación para generar imágenes acústicas en el aire ha sido limitada hasta el momento. Una posible aplicación de este tipo de sistemas es como herramienta de ayuda a la movilidad para personas con discapacidad visual. Existen dispositivos comerciales, como Navbelt  o el sistema GuideCane, que basándose en principio de pulso eco acústico sirven de ayuda con discapacidad visual. Sin embargo, el principio de funcionamiento de éstos dispositivos se basa en una estructura de matriz y no son capaces de explorar el entorno direccionando el haz de ultrasonidos de forma dinámica. En estos dispositivos cada elemento transductor recoge datos de un solo ángulo.

 Figura 1. Equipamiento de prototipado rápido DSpace Microboc II

Actualmente, dentro de la línea de TSC se ha diseñado y se está construyendo un demostrador experimental de un sistema de ultrasonidos para generar imágenes acústicas en tiempo real en el aire. El dispositivo desarrollado utiliza técnicas de conformado de haz que permiten explorar un sector espacial, detectando objetos próximos. El diseño realizado se basa en un conjunto de seis transductores de transmisión y cuatro  canales de recepción. Para el desarrollo del prototipo inicial se ha empleado un equipo de prototipado rápido de sistemas embebidos (DSpace Microbox II), que integea un DSP y una FPGA. Este sistema es fácilmente programable a partir de diagramas de bloques y lenguajes de alto nivel. En la versión definitiva se contempla el empleo de hardware reconfigurable (una FPGA), para controlar los transductores de transmisión, con el fin de implementar los algoritmos de conformado de haz digital con focalización dinámica. Además, la misma FPGA se empleará para la captación de las señales medidas por los cuatro sensores de ultrasonidos. Los elementos transductores de transmisión  tienen una dimensión física de 1,9 la longitud de la onda acústica en el aire y una frecuencia central de 40,8 kHz.

Figura 2. Conjunto de transductores de transmisión.