PROPOSTA DI UNO STRUMENTO PER LA NAVIGAZIONE PEDONALE DI NON VEDENTI Dott. A. Marassi e Dott.ssa D. Gubiani con la collaborazione di I.Sebastianutti
INTRODUZIONE La collaborazione intercorsa fra il Dipartimento di Matematica e Informatica dell Università degli Studi di Udine e il Comune Tavagnacco ha portato all analisi e alla modellazione di molti dati tradizionali e cartografici Oltre allo sviluppo di servizi di pubblicazione ed elaborazione diretta dei dati sono state considerate diverse applicazioni correlate fra cui: gestione integrata della raccolta dei rifiuti navigatore pedonale per non vedenti
OBIETTIVO Punto di partenza: dati cartografici comunali esperienza RFID per la gestione dei rifiuti analisi preliminare del contesto applicativo Proposta di uno strumento per la navigazione pedonale con interfaccia dedicata ai non vedenti
DISABILITA VISIVE: QUADRO SOCIALE DI RIFERIMENTO Situazione in Italia: 6,1 ovvero più di 300.000 persone (ISTAT 2001) Minorazione visiva totale (cecità totale) parziale (ipovisione) Mobilità autonoma e orientamento acquisizione competenze (tecniche di orientamento e mobilità) ausili primari (bastone bianco e cane guida) adeguamento ambiente fisico (eliminazione barriere percettive: segnaletica tattile e visiva)
ORIENTAMENTO E MOBILITA ORIENTAMENTO E MOBILITA
AUSILI PER LA NAVIGAZIONE: STATO DELL ARTE - 1 SATELLITARI (EasyWalk, VoiceGPS) INFRAROSSI (RIAS) RFID HF (SESAMONET) 6
AUSILI PER LA NAVIGAZIONE: STATO DELL ARTE - 2 REMOTE INFRARED AUDIBLE SIGNALS Esempi di messaggi: 1.Percorso per corso Cavour, via Geppa, via Galatti, via Milano, via Valdirivo, via Torrebianca, direzione piazza dell Unità d Italia; a fine contatto sei al numero civico 2 di piazza Libertà. 2.Sei in piazza Libertà; percorso per corso Cavour, Banca d Italia, piazza dell Unità d Italia; a fine contatto palina di fermata bus numero 8, 24, 39, 51.
AUSILI PER LA NAVIGAZIONE: STATO DELL ARTE - 3 Navigazione GPS (confronto 2 ricevitori) Navigazione GPS con map matching
AUSILI PER LA NAVIGAZIONE: STATO DELL ARTE - 4 SESAMONET Lusevera (UD) Località Pian dei Ciclamini Centro visite del Parco naturale delle Prealpi Giulie 2 percorsi attrezzati: 1.Percorso esterno di 600 m con installati 1200 tag 2.Percorso interno (foresteria e centro visite)
AUSILI PER LA NAVIGAZIONE: STATO DELL ARTE - 5 VoiceGPS /EasyWalk EasyWalk richiede per tutte le funzioni una connessione UMTS/GPRS con un server centrale a volte irraggiungibile Per ambedue carenze cartografia, difficoltà a trasmettere informazioni su layout incroci e precisione spesso insufficiente RIAS per fruire dei messaggi deve fermarsi, brandeggiare il ricevitore alla ricerca di sorgenti IR utili e ascoltare La direzionalità non risulta sempre sufficiente a causa di riflessioni dei segnali IR che talvolta sembrano arrivare da direzioni opposte Il sistema è molto costoso (2-3000 euro/punto) e necessita di attenta manutenzione SESAMONET (impianto di Lusevera) L utente deve cercare i tag brandeggiando il bastone lungo il percorso attrezzato, operazione molto difficoltosa vista la distanza utile (10-20 cm) Senza guida l utente non è in grado di muoversi autonomamente lungo i percorsi; all esterno la corda risulta piu utile dei tag Il costo di infrastruttura è elevato (densità dei tag nell ambiente!) e necessita di attenta manutenzione
ANALISI DEI REQUISITI - INTERVISTE I navigatori pedonali non sono diffusi Maggiore desiderio per i più giovani e le persone con maggiore grado di istruzione La precisione dei navigatori pedonali commerciali è un problema aperto, come pure la precisione della cartografia digitale L udito ha un importanza fondamentale nella percezione dell ambiente: necessaria la diminuzione del carico cognitivo su tale canale, a livello di interfaccia utente Necessità di crearsi una mappa mentale dell ambiente circostante
ARCHITETTURA SISTEMA: FUNZIONALITÀ PROTOTIPO MINIME Localizzazione (via e numero civico) Calcolo percorso (in linea e fuori linea) Navigazione (in linea e fuori linea) GPS integrata con tag RFID UHF Gestione preferiti (punti di interesse utente) Localizzazione di numeri civici, esercizi commerciali e uffici, fermate bus, cabine telefoniche, paline semaforiche, attraversamenti pedonali identificati con tag RFID 12
ARCHITETTURA PROTOTIPO - 1 RICEVITORE GPS classe SiRF Star III o superiore PIATTAFORMA PocketPC/Windows Mobile Integrazione con sistema di localizzazione RFID (lettore+tag UHF passivi o tag UHF attivi in modalità beacon) Grafo di viabilità e database geografico di supporto Interfaccia utente a menù audio strutturati e feedback audio TTS Lettore RFID PocketPC+GPS+TTS DATABASE SPAZIALE/ GRAFO VIABILITA
ARCHITETTURA PROTOTIPO - 2 Interfaccia utente a menù audio strutturati e feedback audio TTS Cuffia audio a conduzione ossea
SISTEMA: FUNZIONALITÀ ACCESSORIE Esplorazione grafo (mappa) tramite pulsanti o touch screen Simulazione percorso fuori linea
SISTEMA: FUNZIONALITÀ ACCESSORIE MAPPE AUDIO TATTILI 2 16
BASE DI DATI: SCHEMA CONCETTUALE
ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI DAL MODELLO INIZIALE - 1 Asse_strada nome_via varchar(26) the_geom multilinestring Civico nome_via numero barrato the_geom varchar(34) int varchar(6) point
ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI DAL MODELLO INIZIALE - 2 Funzioni PostgreSQL + PostGIS + Eclipse Java: Trova nodi intersezione ed estremi vie (514) Individua coordinate nodi corrispondenti ai numeri civici (4755) Calcola lunghezze archi compresi tra nodi adiacenti (5499) Grafo della viabilità (5269 nodi, 5499 archi) C#/WinCE o pgrouting: Applicazione algoritmo di Dijkstra di calcolo cammini minimi
GRAFO DELLA VIABILITA
CALCOLO DEI CAMMINI MINIMI: C#/WinCE Origine: via Enrico Fermi, 18 Destinazione: via dei Martiri, 36
CALCOLO DEI CAMMINI MINIMI: pgrouting Origine: via Enrico Fermi, 18 Destinazione: via dei Martiri, 36
INTERFACCIA AUDIO Text-to-Speech Origine/Destinazione Calcolo rotta Navigazione on/off-line Es. scelta: via Giulia tramite ricerca binaria 23
LETTURA RFID Applicazione proof of concept per interni
NAVIGAZIONE
NAVIGAZIONE OGGI E DOMANI Navigazione GPS Navigazione GPS con tag RFID
CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI Il lavoro attualmente ha portato all implementazione di buona parte delle funzionalità attese Per arrivare ad un prototipo da testare realmente c è la necessità di integrare le varie componenti con strumenti adeguati al contesto Sono stati presi in considerazione ulteriori contesti di applicazione della tecnologia RFID 27
ULTERIORI APPLICAZIONI della TECNOLOGIA RFID: RIFIUTI raccolta verde e ingombranti (cammini minimi e identificazione raccolta) 28
ULTERIORI APPLICAZIONI della TECNOLOGIA RFID: GUIDE MULTIMEDIALI Ippovia della Valle del Cormor 29
ULTERIORI APPLICAZIONI della TECNOLOGIA RFID: GESTIONE STRADE Censimento, gestione e manutenzione segnaletica Gestione autorizzazioni cartellonistica stradale Gestione accessi privati (passi carrai)