Noi metode pentru deplasarea asistată în medii cu obstacole a persoanelor cu deficiențe de vedere

Abstract

Pe parcursul timpului s-au realizat diverse sisteme tehnice de asistare a persoanelor cu deficiențe de vedere, însă domeniul a rămas de mare interes pentru cercetători și la ora actuală. Ca o concluzie putem specifica cerințele unui sistem de asistare: portabilitate, volum mic, greutate redusa, cost redus, autonomie energetică ridicată. Aceste sisteme utilizează metode de navigație inspirate din domeniul Roboticii. De aceea sunt prezentate tehnici din domeniul roboților mobili, cu aplicabilitate în asistarea persoanelor cu deficiențe de vedere. Procesarea datelor se realizează mai rapid cu ajutorul rețelelor neuronale celulare , care sunt prezentate pe scurt. Se abordează planificarea traiectoriei unui robot mobil cu ajutorul rețelelor neuronale celulare, pentru determinarea rapidă a traiectoriei de urmat. Sunt prezentați algoritmi noi și un template CNN, special concepuți pentru aplicația de determinare a traiectoriei. Se prezintă rezultate experimentale legate de această aplicație. Sunt prezentați senzorii utilizați pentru sistemul de asistare și modul lor de funcționare. La ora actuală se utilizează tot mai mult senzori de tipul MEMS. Se abordează interfața de comunicație între sistem și utilizator, un element foarte important pentru asistare. Utilizarea camerei de luat vederi în scopul asistării, implică procesarea unei mari cantități de informație, iar pentru procesarea informației în timp real, rețelele neuronale celulare se dovedesc a fi de un real folos. Sunt modificate template-uri CNN pentru îmbunătățirea detecției obiectelor în imagine și de asemenea, este prezentat un algoritm de corelație transpus în domeniul CNN, care arată gradul de asemănare între două imagini. Sunt prezentate rezultatele testelor efectuate prin simulare, dar și o descriere a modului de implementare al algoritmului pe o platformă FPGA, ce emulează digital o mașină CNN. Rezultatele și concluziile survenite în urma testelor practice realizate pe această platformă, sunt de asemenea expuse. Se propune un concept de mediu integrat de asistare, utilizând atât metode de navigație locală cât și metode de navigație globală, având la bază un dispozitiv mobil de generație recentă. Sistemul de asistare propus și realizat practic, se bazează pe utilizarea unui smartphone la care se conectează prin bluetooth o platformă externă cu microcontroler, de mici dimensiuni, pentru detecția obstacolelor la trei nivele. Este prezentată în detaliu aplicația android ce rulează pe smartphone, aplicația de detecție a obstacolelor pentru platforma externă, precum și organigramele care stau la baza realizării aplicațiilor. În urma testării sistemului de asistare, sunt prezentate concluziile survenite.