👁️ EyeGlass - Assistente Visual Híbrido (MVP)

Tecnologia Assistiva Inteligente com Arquitetura Híbrida (Local + Cloud)

O EyeGlass é um par de óculos de tecnologia assistiva projetado para oferecer autonomia a pessoas com deficiência visual. Ele captura o ambiente em tempo real, identifica obstáculos e fornece feedback sonoro com instruções de navegação (ex: "Mesa a 3 passos, desvie para a direita").

Este MVP demonstra uma arquitetura robusta que alterna entre processamento local de alta precisão e processamento em nuvem para garantir disponibilidade.

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📘 Sumário

• Arquitetura do Sistema
• Configuração e Instalação
• Como Usar
• Escalabilidade e futuro
• Estrutura do Repositório

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🚀 Arquitetura do Sistema

O sistema opera em três camadas interconectadas:

1. 📷 Os Olhos (Edge Device)

• Hardware: Raspberry Pi Zero 2 W + Câmera Module v2.

• Função: Captura de vídeo e transmissão sem fio de baixa latência.

• Tecnologia:

  • Captura: libcamera / rpicam-vid (para suporte a novos OS Raspberry).

  • Streaming: Servidor Flask transmitindo MJPEG via HTTP.

  • Performance: Otimizado para 640x480 a 15 FPS para economizar bateria e banda.

2. 🧠 O Cérebro Central (Cliente/PC)

• Hardware: Computador Local (Simulando o processamento de um Smartphone/Óculos Inteligente).

• Função: Orquestração, processamento de áudio e inteligência híbrida.

• Tecnologia:

  • Linguagem: Python 3.12+.

  • IA Local: YOLOv8 Small (Ultralytics) para detecção de alta precisão offline.

  • Interface de Voz: SpeechRecognition para comandos e gTTS para feedback falado.

  • Modo Híbrido: Decide se processa a imagem localmente ou envia para a AWS com base no comando do usuário.

3. ☁️ A Inteligência em Nuvem (AWS Cloud)

• Infraestrutura: Amazon EC2 (Instância Ubuntu).

• Função: API de inferência remota para contingência e processamento leve.

• Tecnologia:

  • Servidor: Flask API (Python).

  • IA Nuvem: YOLOv4-tiny ou YOLOv3 (Darknet) otimizado para CPU, rodando em ambiente com Swap Memory.

  • Comunicação: Recebe frames via HTTP POST, processa e retorna JSON com coordenadas e classes.

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🛠️ Configuração e Instalação

Pré-requisitos

• Python 3.10+ instalado.

• Raspberry Pi configurada na mesma rede Wi-Fi.

• Conta AWS (opcional para o modo nuvem).

📦 1. Configurando a Raspberry Pi (Câmera)

No terminal da Raspberry Pi:

• Crie um VENV

python -m venv venv
source venv/bin/activate

# Instalar dependências
sudo apt update && sudo apt install python3-flask rpicam-apps

# Clonar/copiar o script da câmera (camera_pi.py)

# Rodar o servidor de streaming
python3 camera_pi.py

A câmera estará disponível em: http://[IP_DA_RASPBERRY]:5000/video_feed

☁️ 2. Configurando o Servidor AWS

Para rodar o YOLO em instâncias gratuitas (t2.micro com 1GB RAM), é obrigatório configurar memória virtual (Swap), caso contrário o processo será morto ("Killed") por falta de memória.

Passo a passo na AWS:

1. Configuração Inicial:

   • Crie uma instância EC2 (Ubuntu 22.04 ou superior).

   • Libere a porta 5000 no Security Group.

   • Conecte via SSH (ssh -i chave.pem ubuntu@IP_PUBLICO).

2. ⚡ Criar Swap Memory (Crucial para não travar): Rode estes comandos um por um no terminal da AWS:

   # Cria um arquivo de 2GB para memória virtual
   sudo fallocate -l 2G /swapfile
   
   # Ajusta permissões de segurança
   sudo chmod 600 /swapfile
   
   # Formata como swap
   sudo mkswap /swapfile
   
   # Ativa o swap
   sudo swapon /swapfile
   
   # Verifica se funcionou (deve aparecer 2.0G na coluna Swap)
   free -h
   

3. Crie um VENV

   python -m venv venv
   source venv/bin/activate
   

4. Instalar Dependências:

   sudo apt update && sudo apt install libgl1
   pip install flask opencv-python-headless numpy
   

5. Baixar a IA (YOLO):

   • Para t2.micro recomendamos:
     • yolov4-tiny para respostas mais rapidas
     • yolov3 para respostas mais precisas
   • codigo abaixo segue um exemplo com yolov3

   wget https://pjreddie.com/media/files/yolov3.weights
   wget https://raw.githubusercontent.com/pjreddie/darknet/master/cfg/yolov3.cfg
   

6. Iniciar o Servidor:

   python3 server_ia.py
   

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💻 3. Configurando o Cliente Local (PC)

No seu computador:

1. Clone este repositório e crie um venv para projeto em sua máquina.

python -m venv venv
source venv/bin/activate     # Windows: venv\Scripts\activate

2. Instale as dependências listadas:

   pip install -r requirements.txt
   

3. Edite o arquivo eyeglass.py com os IPs corretos:

   Python

   AWS_IP = "54.233.XX.XX"  # IP Público da sua EC2
   RASP_IP = "192.168.0.XX" # IP Local da Raspberry
   

4. Execute o sistema:

   python eyeglass.py
   

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🎮 Como Usar

O sistema é controlado totalmente por voz para acessibilidade.

1. Iniciar: Ao abrir, o sistema toca um áudio de boas-vindas.

2. Ativar: Diga "Ativar" ou "Iniciar" para acordar o assistente.

3. Comandos de Visão:

   • 🗣️ "O que tem na minha frente?"

   • 🗣️ "O que eu vejo?"

   • O sistema captura a imagem, analisa e responde: "Cadeira a 2 passos, à sua esquerda. Vire levemente à direita."

4. Troca de Modos (Híbrido):

   • 🗣️ "Modo Nuvem" / "Modo AWS" -> Passa a processar tudo na EC2 (ideal para economizar bateria local).

   • 🗣️ "Modo Local" / "Modo PC" -> Volta a usar o YOLOv8 no computador (maior precisão).

5. Encerrar: Diga "Sair" ou "Desligar".

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📈 Escalabilidade e Futuro

Este MVP prova o conceito. Para transformar o EyeGlass em um produto comercial escalável para milhares de usuários, a arquitetura evoluirá para:

1. Alta Disponibilidade (AWS)

• Problema Atual: Uma única EC2 pode cair ou ficar lenta com muitos usuários.

• Solução Futura:

  • Docker & ECS: Empacotar o código da IA em containers Docker.

  • Auto Scaling: Usar AWS ECS (Fargate) para subir novos containers automaticamente quando a demanda aumentar.

  • Load Balancer (ALB): Distribuir as requisições dos óculos entre vários servidores.

3. App Mobile

• Substituir o código Python do PC por um Aplicativo Android/iOS que se comunica via Bluetooth/wifi com os óculos (Raspberry) e gerencia a conexão com a nuvem AWS.

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📂 Estrutura do Repositório

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├── eyeglass.py               # [PC] Código Principal (Cliente/Cérebro Híbrido)
├── server_ia.py              # [AWS] API Server (Flask + YOLOv3)
├── camera_pi.py              # [Raspberry] Streamer de Vídeo
├── requirements.txt          # Dependências do projeto
├── README.md                 # Documentação
└── audios                 	  # Pasta com audios personalizados para voz

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🤝 Autor

Desenvolvido por EYEGEN. Projeto de MVP focado em acessibilidade, visão computacional e arquitetura de nuvem.