Αυτόνομη πλοήγηση τυφλού σε εσωτερικούς χώρους.

Παράδειγμα φωνητικής καθοδήγησης στο πλαίσιο της δοκιμής της εφαρμογής αυτόνομης πλοήγησης για εσωτερικούς χώρους και ξενάγησης σε μουσεία στο Πανεπιστήμιο Πειραιώς

Σχηματική απεικόνιση της ικανότητας ιχνηλάτησης του μηχανισμού εντοπισμού θέσης, ο οποίος αξιοποιεί το επιταχυνσιόμετρο και το γυροσκόπιο του smartphone για την αποτελεσματική μέτρηση της διανυόμενης απόστασης και των αλλαγών προσανατολισμού. Στον χώρο μπορεί να τοποθετούνται και φάροι Bluetooth Low Energy (BLE beacons) για τη βελτίωση της ακρίβειας εντοπισμού. Η εικόνα απεικονίζει την ελεύθερη κίνηση ενός τυφλού στον χώρο και την ιχνηλάτησή του σε πραγματικό χρόνο.

Πιλοτικές δοκιμές με τυφλούς χρήστες στο Μουσείο Αφής. Ο χρήστης φέρει τη συσκευή smartphone με την εφαρμογή αυτόνομης πλοήγησης και ξενάγησης στο Μουσείο Αφής στην τσέπη του πουκαμίσου (βλ. εικόνα πάνω δεξιά). Η εφαρμογή καθοδηγεί με ακρίβεια τον χρήστη προκειμένου να έχει μία αυτόνομη ακουστική και απτική εμπειρία ξενάγησης στους χώρους και τα εκθέματα του Μουσείου που εκτείνονται σε 2 ορόφους.

Στην τελευταία εικόνα, καθώς η εφαρμογή εκφωνούσε τις οδηγίες με κατεύθυνση το άγαλμα του Ποσειδώνα που μόλις φαίνεται στο αριστερό περίγραμμα της εικόνας, ο τυφλός χρήστης απέτυχε να ολοκληρώσει με επιτυχία την περιστροφή που του ζητήθηκε. Η εφαρμογή μόλις εντόπισε την λανθασμένη κίνηση προχώρησε σε μια σειρά από ενέργειες με στόχο τη διόρθωση της πορείας και την επαναφορά στη σωστή κατεύθυνση. Παρακάτω απεικονίζονται αυτές οι προσπάθειες:

• • • “ΔΕ ΣΤΡΙΨΑΤΕ ΟΣΟ ΠΡΕΠΕΙ”
    • "ΣΤΡΙΨΤΕ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΔΕΞΙΑ ΜΕΧΡΙ ΝΑ ΑΚΟΥΣΕΤΕ ΤΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΗΧΟ”

Ο χρήστης στρίβει λίγο περισσότερο προς τα δεξιά από όσο πρέπει. Η εφαρμογή τον επαναφέρει στη σωστή κατεύθυνση και του εκφωνεί τις παρακάτω οδηγίες:

• • • “ΔΕΝ ΣΤΡΙΨΑΤΕ ΟΣΟ ΠΡΕΠΕΙ”
    • “ΣΤΡΙΨΤΕ ΕΠΙΤΟΠΟΥ ΑΡΙΣΤΕΡΑ ΜΕΧΡΙ ΝΑ ΑΚΟΥΣΕΤΕ ΤΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ ΗΧΟ”

Αφού επαναλαμβάνεται η διαδικασία 3 φορές, ο χρήστης προσανατολίζεται σωστά με τη βοήθεια της εφαρμογής.

Αλγόριθμος ανίχνευσης βημάτων: Α) Μη επεξεργασμένα σήματα επιτάχυνσης και φιλτραρισμένα σήματα από τη διαφορά SMA με καθυστερημένο αντίγραφό του. Β) Η έξοδος μετά το τελευταίο στάδιο του αλγορίθμου. Αφορούν γυναίκα ύψους 1.60 που διανύει διαδρομή 10 μέτρων με το συνήθη ρυθμό βάδισής της, κάνοντας 17 βήματα με μέσο μήκος βήματος 0,59m και μέση περίοδο βήματος 570 msec.

Υπολογισμός του διαστήματος κάθε βήματος με την ανίχνευση τοπικών μέγιστων- ελάχιστων καθώς αυτά εναλλάσσονται:

Γραμμική παλινδρόμηση μεταξύ του φιλτραρισμένου μέτρου της επιτάχυνσης και της φιλτραρισμένης, με την ίδια διαδικασία, κατακόρυφης συνιστώσας της. Από την επεξεργασία των δεδομένων διαφόρων ανθρώπων που χρησιμοποίησαν την εφαρμογή η έξοδος του σήματος που προέκυψε με την παραπάνω επεξεργασία ισούται με την έξοδο της κατακόρυφης συνιστώσας μετά από την ίδια επεξεργασία.

Παράδειγμα δοκιμής βαδίσματος 3 ζευγών διαδρομών διαφορετικών αποστάσεων. Η εικόνα είναι ταυτόσημη για όλους τους 21 χρήστες, άνδρες και γυναίκες, που συμμετείχαν στη δοκιμή. Το υπολογιζόμενο μέγεθος είναι ανάλογο της απόστασης, της μορφής (Απόσταση = α * Μετρική). Από τον συντελεστή α υπολογίζουμε τη διανυόμενη απόσταση σε πραγματικό χρόνο κάθε στιγμή με σφάλμα περίπου 3%. Ο συντελεστής α μεταξύ των ατόμων που συμμετείχαν στη δοκιμή εμφανίζει κανονική κατανομή με μέση τιμή 0.345 και ελάχιστη διακύμανση 0.0008 ανεξαρτήτως ύψους και βάρους. Με χρήση της μέσης τιμής του συντελεστή, χωρίς τη δοκιμαστική διαδρομή, το μέσο σφάλμα είναι περίπου 6%.

Συνολικά δεδομένα και τιμές του συντελεστή α ανά φύλο.

Δοκιμή ελεύθερης κίνησης στον χώρο. Η μπλε τεθλασμένη γραμμή είναι η διαδρομή που ακολουθεί ο χρήστης. Καθώς περπατά πάνω στην μπλε γραμμή, με κόκκινο είναι η εκτίμηση της θέσης κάθε στιγμή όπως προκύπτει από το σύστημα εντοπισμού. Οι κλίμακες των αξόνων ορίζουν τις αποστάσεις στο επίπεδο σε μέτρα.