Abstract-Indoor navigationsteknik behövs för att stödja sömlös rörlighet för synskadade. I detta dokument beskrivs konstruktionen och utvärderingen av ett tröghetsdödt beräkningssystem som ger hörselstyrning i realtid längs kartlagda rutter. Tröghet död räkning är en navigering teknik koppling steg räkna tillsammans med rubrik uppskattning för att beräkna förändringar i position vid varje steg. Den forskning som beskrivs här beskriver utvecklingen och utvärderingen av ett nytt navigationssystem som använder information från den kartlagda rutten för att begränsa den problematiska felackumuleringen i traditionella döda beräkningsmetoder. Prototypen består av en trådlös tröghetssensorenhet, placerad vid användarens höft, som strömmar avläsningar till en smartphone som bearbetar en navigationsalgoritm. Pilotstudier på människa genomfördes för att bedöma systemets effekt genom att studera ruttföljande prestanda med blinda och synskadade försökspersoner som använde navigationssystemet med realtidsvägledning, jämfört med icke- offline verbala riktningar. Ett brett utbud av teknologier har föreslagits för att utveckla navigationssystem inomhus för blinda och synskadade. Proximitets- och triangulationssystem har med framgång demonstrerats [1] och använts. Trots den tekniska framgången med denna teknik har ett brett antagande begränsats på grund av deras betydande kostnader för infrastruktur och underhåll (se Giudice och Legge, 2008 [2] för översyn). Det tillvägagångssätt som utforskas i denna forskning syftar till att lösa detta infrastrukturkostnadsproblem genom att endast använda kroppsvarvade tröghetssensorer, MEMS accelerometrar och gyros, kombinerat med en smartphone som bearbetar en navigationsalgoritm. Det tillvägagångssätt som beskrivs här är en del av ett pågående projekt som i slutändan kommer att sammansmälta flera kompletterande inomhusnavigeringstekniker tillsammans. I de senaste publikationerna har författarna beskrivit och demonstrerat en annan komponent i detta projekt som utnyttjar magnetisk avkänning av magnetiska anomalier inomhus för att lokalisera resenären längs en inomhusväg [3] [4]. För att optimera varje navigeringskomponent har en komplett lösning för inomhusnavigering konstruerats och testats med enbart den aktuella tekniken under utveckling. Detta tillvägagångssätt har gett vårt team många möjligheter att demonstrera vår teknik och användargränssnitt med potentiella användare. Inomhusnavigeringsteknik behövs för att stödja sömlös rörlighet för synskadade. De flesta människor som är blinda eller har låg sikt kan navigera utomhus med hjälp av en käpp, ledarhund eller sin egen låga sikt som ett hjälpmedel, men inomhus navigering i stora eller obekanta byggnader kan vara mycket utmanande. För att göras korrekt krävs det att man läser skyltar, rumsnummer, byggnadskartor och/eller identifierar landmärken, uppgifter som är svåra eller omöjliga för en person med låg syn. Ett betydande problem inom inomhusnavigering för synskadade har att göra med orienteringsinformation: att känna till aktuell position i byggnaden och att uppdatera ändra position/rubrik med rörelse. Den största utmaningen för lågvisionsnavigering är inte rörlighetsinformation, medvetenhet om och undvikande av hinder för resandets väg, eller utförande av rutter, utan med rumslig uppdatering, rumslig inferens och kognitiv kartutveckling [5]. Den navigatorteknik som beskrivs här är baserad på en gående död beräkning (PDR) metod. PDR-algoritmer kombinerar stegdetektering med kursuppskattning för att beräkna förändringar i position. Kroppsslitna accelerometrar är känsliga för de karakteristiska rörelserna i samband med gång och dessa data kan behandlas för att upptäcka steg. Stegdetektering kombineras med en individs uppmätta gånglängd för att ge en uppskattning av den sträcka som transporteras med varje steg. Sofistikerade PDR metoder inkluderar algoritmer för att uppskatta förändringen i gånglängd som en individ ändrar deras steg. Rubriken mäts normalt med magnetometrar som känner av jordens fält, eller gyroskop som känner vinkelhastighet. I kombination med accelerometerns mätning av vektorn för gravitation ned ger komponenterna i magnetfältet eller vinkelhastigheten i det horisontella planet en uppskattning av riktning. Med tanke på en känd utgångspunkt och en uppmätt gånglängd kan PDR ge en användare ungefärlig position i realtid utan att förlita sig på extern infrastruktur. Detta tillvägagångssätt lider emellertid av felackumulering. Små fel i gång längd och kurs långsamt ackumuleras och så småningom överväldiga positionsberäkningen. Död beräkning är vanligtvis parat med lokaliseringsteknologier som inte lider av felackumulering, såsom GPS, för att undvika detta problem. Den metod som utvecklats här använder banan för den planerade rutten för att tillhandahålla ytterligare information till navigatoralgoritmer, vilket gör det möjligt att kontrollera problemet med felackumulering. En planerad linje består av straight-line-segment och förväntade kursändringar. PDR används inom straight-line-segment för att uppdatera avståndet längs segmentet. Felackumulering styrs genom att jämföra avkännda vändningar till kartfunktioner.
Försöker lösa det här problemet, Riehle et al. REF föreslog att en planerad rutt skulle användas för att tillhandahålla ytterligare information för att minska problemet med felackumulering.
Indoor inertial waypoint navigation for the blind
{'venue': '2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)', 'journal': '2013 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}