PL239223B1

PL239223B1 - Interactive 3D model of the house

Info

Publication number: PL239223B1
Application number: PL435302A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Montusiewicz; Marcin Barszcz; Krzysztof Dziedzic; Sylwester Korga; Tomasz Zientarski
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2021-11-15
Also published as: PL435302A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest interaktywny model 3D domu z wkomponowanym urządzeniem do audiodeskrypcji, zwłaszcza z przeznaczeniem do druku.The subject of the invention is an interactive 3D model of a house with an integrated audio description device, especially for printing.

Barierą osób z dysfunkcjami wzroku jest brak możliwości prawidłowego postrzegania różnych rzeczy, dzieł sztuki, zabytkowych obiektów architektonicznych, itp. Dlatego poszukuje się odpowiednich rozwiązań, które umożliwią przekazanie treści wizualnych w inny sposób. Bardzo dobrym rozwiązaniem jest zastosowanie techniki audiodeskrypcji.The barrier of visually impaired people is the inability to correctly perceive various things, works of art, historic architectural objects, etc. Therefore, appropriate solutions are sought that will enable the presentation of visual content in a different way. A very good solution is to use the audio description technique.

W opisie wzoru użytkowego CN201120349868(U) przedstawiony jest pomnik z instalacją audiowizualną. Elektroniczny zabytek audio i wideo składa się z korpusu pomnika i charakteryzuje się tym, że przednia ściana korpusu pomnika jest wyposażona w ekran ciekłokrystaliczny. Bryła pomnika jest również wyposażona w otwór montażowy. Elementy instalacji audio i wideo są umieszczone w bryle pomnika. Sygnały wyjściowe wideo i audio przekazywane są do układu z ekranem wyświetlacza ciekłokrystalicznego.The description of the utility model CN201120349868 (U) shows a monument with an audiovisual installation. The electronic audio and video monument consists of the monument body and is characterized by the fact that the front wall of the monument body is equipped with a liquid crystal screen. The monument's body is also equipped with a mounting hole. Elements of the audio and video installations are placed in the monument's body. The video and audio output signals are transferred to a circuit with a liquid crystal display screen.

Z opisu patentowego PL20150124620£Y1j znana jest makieta kamienicy, mającej cztery ścianki boczne i dach dwuspadowy, zestawiona z pojedynczego wykroju zagiętego wzdłuż linii bigowania. W kartonowej makiecie kamienicy dwie przeciwległe ścianki spośród ścianek bocznych są wyposażone w ozdobne szczyty, osłaniające skośne krawędzie dachu dwuspadowego, a wykrój do zestawienia kartonowej makiety kamienicy jest podzielony trzema równoległymi pierwszymi liniami bigowania na cztery pola, odpowiadające ściankom bocznym makiety kamienicy.From the patent description PL20150124620 £ Y1j, a model of a tenement house with four side walls and a gable roof is known, made up of a single pattern bent along the creasing line. In the cardboard mock-up of the tenement house, two opposite walls of the side walls are equipped with decorative gables, covering the sloping edges of the gable roof, and the pattern for the cardboard mock-up of the tenement house is divided by three parallel first creasing lines into four fields corresponding to the side walls of the mock-up of the tenement house.

Z opisu zgłoszenia patentowego FR19780029229(A1) znany jest wydrukowany model polimerowy. Model skonstruowany jest tak, aby możliwe było przedstawienie szczegółów zawartych na jej zewnętrznej stronie. Obudowa odpowiadająca kształtowi zewnętrznej części słupka jest wykonana z przezroczystego tworzywa sztucznego. Zdjęcie zewnętrznej części pomnika jest wydrukowane na arkuszowym materiale, który jest składany i wkładany do wnętrza obudowy. Jest to widoczne przez obudowę i pokazuje drobne szczegóły.A printed polymer model is known from the patent application FR19780029229 (A1). The model is constructed in such a way that it is possible to present the details contained on its external side. The casing corresponding to the shape of the outer part of the post is made of transparent plastic. A photo of the exterior of the monument is printed on a sheet material that is folded and inserted inside the case. This is visible through the housing and shows small details.

Celem wynalazku jest przedstawienie osobom niewidomym i niedowidzącym architektury budynku za pomocą modelu 3D domu Pereca z zastosowaniem urządzenia do audiodeskrypcji.The aim of the invention is to present the architecture of the building to the blind and visually impaired using a 3D model of the Perec house with the use of an audio description device.

Istotą wynalazku w postaci interaktywnego modelu 3D budynku domu jest to, że składa się z kasety otwartej od góry, na ścianie której znajduje się wejście zasilające podłączone do modułu zasilania akumulatorowego, który poprzez włącznik połączony jest z mikrokontrolerem oraz diodą LED sygnalizującą włączenie. Mikrokontroler połączony jest z wejściami modułów zbliżeniowych oraz wyjściami z diodami sygnalizacyjnymi. Mikrokontroler podłączony jest z wyjściem do modułu odtwarzania próbek audio, który podłączony jest do głośnika. Na kasecie znajduje się podstawa z modelem 3D budynku domu. Każdy z modułów zbliżeniowych w orientacji poziomej składa się z dwóch czujników zbliżeniowych ułożonych w orientacji poziomej i znajdującej się pomiędzy nimi sygnalizacyjnej diody. Każdy czujnik zbliżeniowy składa się z nadajnika czujnika i odbiornika czujnika połączonych z komparatorem napięcia. Nadajnik pierwszego czujnika znajduje się od strony nadajnika drugiego czujnika, a pomiędzy nimi znajduje się dioda sygnalizacyjna. Na dachu budynku głównego od strony frontowej na wysokości głównego wejścia znajduje się pierwszy moduł zbliżeniowy, a na dachu budynku głównego w części prawej od strony frontowej znajduje się drugi moduł zbliżeniowy. Na dachu budynku głównego od strony tylnej znajduje się trzeci moduł zbliżeniowy. Na dachu budynku bocznego znajduje się czwarty moduł zbliżeniowy, a na dachu budynku będący klatką schodową znajduje się piąty moduł zbliżeniowy.The essence of the invention in the form of an interactive 3D model of a house building is that it consists of a cassette open at the top, on the wall of which there is a power input connected to a battery power module, which is connected to the microcontroller through a switch and an LED indicator that turns on. The microcontroller is connected with inputs of proximity modules and outputs with signaling diodes. The microcontroller is connected with the output to the audio sample playback module, which is connected to the loudspeaker. On the cassette there is a base with a 3D model of the house building. Each of the proximity modules in horizontal orientation consists of two proximity sensors arranged in a horizontal orientation and a signaling diode between them. Each proximity sensor consists of a sensor transmitter and a sensor receiver connected to a voltage comparator. The transmitter of the first sensor is located on the transmitter side of the second sensor, and between them there is an indicator LED. The first proximity module is located on the roof of the main building from the front side, at the height of the main entrance, and the second proximity module is located on the roof of the main building, on the right side of the front side. There is a third proximity module on the roof of the main building from the rear. The fourth proximity module is located on the roof of the side building, and the fifth proximity module is located on the roof of the building, which is a staircase.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest możliwość przedstawienia osobom niewidomym i niedowidzącym architektury budynku domu za pomocą modelu 3D budynku domu Pereca. Wynalazek umożliwia za pomocą zmysłu dotyku i słuchu zapoznawanie się z poszczególnymi elementami architektonicznymi budynku. Rozmieszczenie modułów zbliżeniowych na różnych powierzchniach modelu 3D pozwala, poprzez mikrokontroler, na uruchomienie zestawów dedykowanych informacji przekazujących treści o poszczególnych elementach składowych obiektu, co dodatkowo sygnalizowane jest zapaleniem diody umieszczonej przy uaktywnionym module zbliżeniowym. Interaktywne urządzenie do audiodeskrypcji cechuje się niewielkim poborem prądu. W odmianie wykonania dzięki zastosowaniu technologii druku 3D model budynku jest lekki i swoimi rozmiarami dostosowany do podnoszenia i obracania modelu przez pojedynczego użytkownika. Wynalazek jest w pełni autonomiczny, co oznacza, że do poprawnego działania nie wymaga żadnych dodatkowych układów zasilających i urządzeń wspomagających. Takie rozwiązanie umożliwia również przekazywanieThe advantageous effect of the invention is that it is possible to present the architecture of the house building to the blind and visually impaired by means of a 3D model of the Perec house building. The invention enables the sense of touch and hearing to become familiar with the individual architectural elements of the building. The arrangement of proximity modules on various surfaces of the 3D model allows, through a microcontroller, to launch dedicated information sets transmitting the content of individual components of the object, which is additionally indicated by lighting of the diode placed next to the activated proximity module. The interactive device for audio description is characterized by low power consumption. In a variant, thanks to the use of 3D printing technology, the building model is light and its dimensions are adapted to lifting and rotating the model by a single user. The invention is fully autonomous, which means that it does not require any additional power supply systems and auxiliary devices for proper operation. This arrangement also enables forwarding

PL 239 223 B1 modelu uczestnikom wykładu. Dzięki wymianie karty SD istnieje możliwość zmiany wersji językowej audiodeskrypcji.PL 239 223 B1 model for the participants of the lecture. By replacing the SD card, it is possible to change the language of the audio description.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia widok perspektywiczny z góry od strony frontowej obiektu wraz z kasetą, fig. 2 - przedstawia widok perspektywiczny z góry od strony tylnej obiektu wraz z kasetą, fig. 3 - schemat blokowy układu, fig. 4 - schemat blokowy modułu.The subject of the invention in an exemplary embodiment is shown in the drawing, in which: fig. 1 - shows a perspective view from above from the front side of the object with the cassette, fig. 2 - shows a perspective view from above from the rear side of the object with the cassette, fig. 3 - block diagram of the system, fig. 4 - block diagram of the module.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania to interaktywny model 3D budynku domu z wkomponowanym urządzeniem do audiodeskrypcji. Drukowany model 3D 12 przedstawia istniejący budynek domu Pereca, który znajduje się w Lublinie. Model domu został wyodrębniony wraz z terenem, który charakteryzuje się pochyłością gruntu wokół budynku. Model przedstawia odwzorowany z pewnymi uproszczeniami i w odpowiedniej skali obiekt rzeczywisty. Część elementów, w szczególności zdobienia i obiekty małych rozmiarów, wymodelowano nieproporcjonalnie do całości budynku. Wynalazek składa się z otwartej z jednej strony kasety 1 posiadającej podstawę o zarysie prostokąta, na której bokach umiejscowione są ściany. Na ścianie frontowej znajduje się wejście zasilające 2 - DC 9 V, podłączone do modułu zasilania akumulatorowego 3 zawierające ogniwo litowo-jonowe typu 18650 dostarczające napięcie 5 V. Moduł zasilania akumulatorowego 3 poprzez włącznik 4 podłączony jest do mikrokontrolera 6 zamocowanego do podstawy kasety 1 oraz z diodą LED 5. Mikrokontroler 6 to jednoukładowy niskonapięciowy układ wraz z wgranym odpowiednim oprogramowaniem sterującym zawierający piętnaście cyfrowych portów GPIO oraz jeden interfejs UART. Mikrokontroler 6 połączony jest wejściami z modułami zbliżeniowymi 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 oraz wyjściami z diodami sygnalizującymi 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5. Mikrokontroler 6 podłączony jest wyjściem do modułu odtwarzania próbek audio 9 składającego się z modułu YX5300 zawierającego w swojej konstrukcji czytnik kart MicroSD oraz wyjście audio, do którego podłączony jest moduł głośników 10 zamocowany do podstawy kasety 1. Na kasecie znajduje się podstawa 11 wraz z modelem 3D domu wraz z terenem 12. Każdy moduł zbliżeniowy 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 jest ułożony w orientacji poziomej i składa się z dwóch czujników zbliżeniowych 7.1.1, 7.1.2 - TCRT5000 ułożonych w orientacji poziomej. Każdy z czujników zbliżeniowy 7.1.1, 7.1.2 składa się z nadajnika czujnika 13.1, 13.2 i odbiornika czujnika 14.1, 14.2 połączonych z komparatorem napięcia. Nadajnik pierwszego czujnika 13.1 znajduje się od strony nadajnika drugiego czujnika 13.2, a pomiędzy nimi znajduje się dioda sygnalizacyjna 8.1. Na dachu budynku głównego od strony frontowej na wysokości głównego wejścia znajduje się pierwszy moduł zbliżeniowy 7.1. Na dachu budynku głównego w części prawej od strony frontowej znajduje się drugi moduł zbliżeniowy 7.2. Na dachu budynku głównego od strony tylnej znajduje się trzeci moduł zbliżeniowy 7.3. Na dachu budynku bocznego znajduje się czwarty moduł zbliżeniowy 7.4. Na dachu budynku będący klatką schodową znajduje się piąty moduł zbliżeniowy 7.5. Wewnątrz bryły modelu znajdują się kanały doprowadzające przewody łączące moduły zbliżeniowe 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 i diody sygnalizacyjne 8.1,8.2, 8.3, 8.4, 8.5 z mikrokontrolerem 6.The subject of the invention in an exemplary embodiment is an interactive 3D model of a house building with an integrated audio description device. The printed 3D model 12 shows the existing building of the Perec House, which is located in Lublin. The house model has been separated together with the terrain, which is characterized by the slope of the ground around the building. The model presents a real object mapped with certain simplifications and on an appropriate scale. Some elements, especially decorations and small objects, were modeled disproportionately to the whole building. The invention consists of a cassette 1 which is open on one side and has a rectangular base with walls on its sides. On the front wall there is a 2 - DC 9 V supply input, connected to the battery supply module 3 containing a 18650 lithium-ion cell providing 5 V voltage. LED 5. The microcontroller 6 is a single-circuit low-voltage system with appropriate control software loaded into it, containing fifteen digital GPIO ports and one UART interface. The microcontroller 6 is connected with inputs with proximity modules 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 and outputs with signaling LEDs 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5. The microcontroller 6 is connected with the output to the audio sample playback module 9 consisting of the YX5300 module containing in its design a MicroSD card reader and an audio output to which the speaker module 10 attached to the cassette base is connected 1. The cassette has a base 11 with a 3D model the house together with the area 12. Each proximity module 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 is arranged in a horizontal orientation and consists of two proximity sensors 7.1.1, 7.1.2 - TCRT5000 arranged in a horizontal orientation. Each of the proximity sensors 7.1.1, 7.1.2 consists of a sensor transmitter 13.1, 13.2 and a sensor receiver 14.1, 14.2 connected to a voltage comparator. The transmitter of the first sensor 13.1 is located on the transmitter side of the second sensor 13.2, and between them is an indicator LED 8.1. The first proximity module 7.1 is located on the roof of the main building from the front, at the level of the main entrance. On the roof of the main building, in the right-hand part of the front, there is a second proximity module 7.2. On the roof of the main building, from the rear side, there is a third proximity module 7.3. There is a fourth proximity module 7.4 on the roof of the side building. The fifth proximity module 7.5 is located on the roof of the building, which is a staircase. Inside the model's body there are channels for leading cables connecting the proximity modules 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 and signaling diodes 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5 with the microcontroller 6.

Działanie interaktywnego modelu 3D budynku domu polega na tym, że użytkownik przesuwając palce swojej dłoni po powierzchniach modelu 3D budynku domu 12 lub w ich pobliżu wzbudza czujniki zbliżeniowe 7.1.1,7.1.2 tworzące moduł zbliżeniowy 7.1,7.2, 7.3, 7.4, 7.5. Horyzontalny układ modułu zbliżeniowego 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 pozwala na identyfikację kierunku ruchu palców dłoni w kierunku poziomym, co zapewnia na wejściu, po wzbudzeniu obu czujników zbliżeniowych 7.1.1, 7.1.2, sekwencyjne przekazanie sygnałów do mikrokontrolera 6 oraz na wyjściu przekazanie napięcia do diody sygnalizacyjnej 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5 i jej zapalenie, a następnie uruchomienie odpowiedniej sekwencji audiodyskrypcji, która wynika ze wzbudzonego modułu oraz kierunku przemieszczania palców dłoni. Do cyfrowych wejść mikrokontrolera 6 zostały podłączone moduły zbliżeniowe 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5. Diody sygnalizujące 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5 podłączone do mikrokontrolera 6 informują o zlokalizowanym miejscu dotyku, a więc który moduł zbliżeniowy 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 został uaktywniony i czego dotyczy odtwarzana sekwencja audio. Zadaniem modułu zbliżeniowego 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 jest wykrycie zbliżenia palca dłoni osoby i wysłanie do portu mikrokontrolera 6 stanu wysokiego. Uruchomienie pierwszego czujnika zbliżeniowego 7.1.1 wchodzącego w skład modułu zbliżeniowego 7.1 generuje krótki zwrotny sygnał akustyczny. Uruchomienie drugiego czujnika zbliżeniowego 7.1.2 wchodzącego w skład modułu zbliżeniowego 7.1 generuje krótki zwrotny sygnał akustyczny o innej barwie. Mikrokontroler 6 na podstawie sygnałów cyfrowych występujących na monitorowanych portach steruje pracą diody sygnalizacyjnej 8.1 oraz modułu odtwarzacza próbek audio 9. Zapalenie diody 8.1 oraz włączenie dedykowanej próbki audio następuje dopiero po uruchomieniu drugiego czujnika zbliżenioThe operation of the interactive 3D model of the house building is based on the fact that the user, by sliding his fingers on the surfaces of the 3D model of the house building 12 or in their vicinity, activates the proximity sensors 7.1.1, 7.1.2, which form the proximity module 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5. The horizontal layout of the proximity module 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 allows for the identification of the direction of the hand movement in the horizontal direction, which provides the input, after triggering both proximity sensors 7.1.1, 7.1.2, sequential transmission of signals to the microcontroller 6 and on at the output, the voltage is transferred to the signaling diode 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5 and its lighting, and then the appropriate sequence of audio-description is started, which results from the excited module and the direction of the movement of the fingers. The proximity modules 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 were connected to the digital inputs of microcontroller 6. The signaling diodes 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5 connected to the microcontroller 6 inform about the location of the touch, i.e. which proximity module 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 has been activated and what the played audio sequence refers to. The task of the proximity module 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 is to detect the approach of a finger of a person's hand and send a high state to the microcontroller port 6. The actuation of the first 7.1.1 proximity sensor included in the 7.1 proximity module generates a short acoustic feedback signal. Activation of the second 7.1.2 proximity sensor included in the 7.1 proximity module generates a short feedback acoustic signal of a different color. The microcontroller 6, on the basis of digital signals present on the monitored ports, controls the operation of the signaling diode 8.1 and the audio sample player module 9. The diode 8.1 is turned on and the dedicated audio sample is turned on only after the second proximity sensor is activated.

PL 239 223 B1 wego 7.1.2. Odtworzenie dedykowanej sekwencji audio jest uzależnione od kolejności uruchomienia czujników zbliżeniowych 7.1.1, 7.1.2 wchodzących w skład modułu zbliżeniowego 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 - odpowiednio kolejność czujników zbliżeniowych: 7.1.1 i 7.1.2 albo 7.1.2 i 7.1.1. Mikrokontroler 6 na podstawie informacji odebranych z modułów zbliżeniowych 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 wysyła żądanie odtworzenia próbki audio znajdującej się na karcie SD. Istnieje bezpośrednia korelacja pomiędzy numerem modułu zbliżeniowego 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 a odtwarzaną próbką audio. Moduł odtwarzania próbek audio 9 steruje pracą modułu głośników 10 składającego się z dwóch głośników po jednym na każdy kanał audio.PL 239 223 B1 7.1.2. Playing a dedicated audio sequence depends on the order of actuation of the proximity sensors 7.1.1, 7.1.2 included in the proximity module 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 - respectively, the sequence of the proximity sensors: 7.1.1 and 7.1.2 or 7.1.2 and 7.1.1. The microcontroller 6, based on the information received from the proximity modules 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, sends a request to play the audio sample located on the SD card. There is a direct correlation between the number of the proximity module 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5 and the audio sample being played. The audio sample reproducing module 9 controls the operation of the speaker module 10 consisting of two speakers, one for each audio channel.

Wykaz oznaczeń 1 List of designations 1 Kaseta Cassette 2 2 Wejście zasilające Power input 3 3 Moduł zasilania akumulatorowego Battery power module 4 4 Włącznik Switch 5 5 Dioda Diode 6 6 Mikrokontroler Microcontroller 7.1,7.2, 7.3, 7.4, 7.5 7.1.1,7.1.2 8.1,8.2, 8.3, 8.4, 8.5 9 7.1,7.2, 7.3, 7.4, 7.5 7.1.1,7.1.2 8.1,8.2, 8.3, 8.4, 8.5 9 Moduł zbliżeniowy Czujnik zbliżeniowy Dioda sygnalizacyjna Moduł odtwarzania próbek audio Proximity module Proximity sensor Signal diode Audio sample playback module 10 10 Moduł głośnika Speaker module 11 11 Podstawa Base 12 12 Model 3D domu 3D house model 13.1, 13.2 14.1, 14.2 13.1, 13.2 14.1, 14.2 Nadajnik czujnika zbliżeniowego Odbiornik czujnika zbliżeniowego Proximity sensor transmitter Proximity sensor receiver

Zastrzeżenie patentowePatent claim

Claims

Patent claim

1. An interactive 3D model of a house with a building block, characterized by the fact that it consists of a cassette (1) open at the top, on the wall of which there is a power input (2), connected to a battery power module (3), which is connected via a switch (4) with a diode (5) for a microcontroller (6) connected to the inputs of proximity modules (7.1,7.2, 7.3, 7.4, 7.5) and outputs with signaling LEDs (8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5) and a microcontroller (6) is connected with the output to the audio sample playback module (9), which is connected to the loudspeaker module (10), the cassette has a base (11) with a 3D model of the Perec house with the surrounding area (12) and each of the proximity modules ( 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5) in horizontal orientation consists of two proximity sensors (7.1.1,7.1.2) arranged in a horizontal orientation and a signaling LED between them (8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 8.5) with each proximity sensor (7.1.1, 7.1.2) consisting of the sensor transmitter (13.1, 13.2) and the sensor receiver (14.1, 14.2) connected to the voltage comparator, where the transmitter of the first sensor (13.1) is located on the transmitter side of the second sensor (13.2) and between them there is a signaling diode (8.1), while on The first proximity module (7.1) is located on the roof of the main building from the front side, at the height of the main entrance, the second proximity module (7.2) is located on the roof of the main building, on the right side, from the front side, there is a third proximity module on the roof of the main building from the rear side (7.3), while the fourth proximity module (7.4) is located on the roof of the side building, while the fifth proximity module (7.5) is located on the roof of the building, which is a staircase.