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Title: Modelo de orientação de cegos baseado em visão por computador e informação contextual
Authors: Fernandes, Hugo Ricardo Morais
Advisor: Barroso, João Manuel Pereira
Filipe, Vítor Manuel de Jesus
Keywords: Informática
Visão por computador
Cegos
Orientação
Issue Date: 16-Aug-2017
Abstract: As pessoas com deficiência visual enfrentam diariamente grandes desafios enquanto se deslocam nos variados tipos de ambiente da sua vida diária. São desafios que envolvem a deteção de obstáculos, manter-se nos passeios, encontrar portas, saber a sua localização em zonas desconhecidas ou seguir rotas até um determinado destino. Apesar de, hoje em dia, as tecnologias de apoio já contribuírem de forma significativa para a inclusão e melhoria da qualidade de vida destas pessoas, os cegos ainda enfrentam sérias limitações. Na maioria das vezes, os cegos não têm ao seu dispor informação que os possa ajudar a enfrentar os problemas de mobilidade. Simultaneamente, mesmo com recurso a alguns dos sistemas assistivos eletrónicos que já existem hoje em dia, sofrem, muitas vezes, de desorientação devido à falta de precisão na estimação da sua localização quanto se encontram em ambientes desconhecidos. O trabalho de investigação descrito nesta tese de doutoramento tem por objetivo apresentar e validar um modelo de orientação de cegos que recorre a técnicas de visão por computador para confirmar a localização estimada por um sistema assistivo de orientação e navegação de cegos. Tradicionalmente, os trabalhos descritos na literatura dividem-se em dois grandes grupos: os que, com recurso a uma base de dados espacial e a uma estimativa da localização, geram uma descrição rígida do espaço envolvente; e os que apenas tentam descrever de forma grosseira o ambiente, partindo de uma abordagem sensorial. O modelo proposto aponta uma nova forma de como um sistema de visão por computador pode ser usado em conjunto com outros componentes de um sistema assistivo para cegos, nomeadamente os módulos de localização e de informação geográfica, para extrair características visuais do espaço que validam a presença de determinados objetos no espaço envolvente, oferecendo ao utilizador uma estimativa quanto ao grau de confiança sobre a presença dos elementos esperados no espaço onde se encontra ajudando a que ele possa aumentar a consciência do contexto espacial que o rodeia e, assim, enriquecer os seus mapas cognitivos. O modelo da arquitetura do sistema de orientação proposto foi validado através da implementação de três protótipos, de acordo com a metodologia de investigação adotada, testados em diferentes cenários em ambiente real.
People with visual disabilities face significant daily challenges while moving in the various scenarios of their daily life environment. These are challenges that involve the detection of obstacles, how to stay on the sidewalks, finding doors, knowing their location in unknown areas or following routes to a specific destination. Although, recently, assistive technology already contributes greatly for the inclusion and improvement of the quality of life of these people, the blind still face serious limitations. Most often than not, the blind don’t have at their disposal information that can help them in their mobility. Even with the use of some of the electronic assistive systems that already exist nowadays, they simultaneously often suffer from disorientation due to the severe lack of accuracy of the estimation of their location while wandering in unknown environments. The research work described in this doctoral thesis aims to present, and validate, a blind orientation model that uses computer vision techniques to confirm the location estimated by an assistive guidance and navigation system for the blind. Traditionally, the works described in the literature are divided into two large groups: those which, using a spatial database and an estimate of the location, generate a rigid description of the surrounding space; and those which only try to roughly describe the environment, starting from a sensorial approach. The proposed model points to a new way in which a computer vision system can be used in conjunction with other components of an assistive system for the blind, namely the localization and geographic information modules, to extract visual characteristics of the space that validate the presence of certain objects in the surrounding space, offering the user an estimate as to the degree of confidence about the presence of the expected elements in the space where he is, helping him to increase awareness of the spatial context that surrounds him, thus enriching his cognitive maps. The architecture model was validated by the implementation of three prototypes, according to the research methodology adopted, tested in different scenarios in real environment.
Description: Tese de Doutoramento em Informática
URI: http://hdl.handle.net/10348/7912
Document Type: Doctoral Thesis
Appears in Collections:TD - Teses de Doutoramento

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