Diseño e implementación de un sistema de navegación personal orientado al desplazamiento de usuarios con discapacidad visual en ambientes cerrados

Abstract

La navegación en ambientes cerrados puede llegar a ser compleja, especialmente para personas con discapacidad visual. Para asistir la navegación en ambientes cerrados se han propuesto sistemas de navegación interior (SNIs) que involucran tecnologías como WiFi, Bluetooth, RFID entre otras, las cuales son diferentes a los habituales Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) porque estos son ineficientes por la pérdida de la señal que provoca la estructura de los edificios. Por otra parte, para asistir la navegación de personas con discapacidad se han propuesto soluciones que involucran el reconocimiento de obstáculos y espacios por medio de cámaras y sensores, lo cual resulta costoso de implementar. Por lo mencionado, se requiere la exploración de metodologías para el desarrollo de SNIs que logren un equilibrio entre costo de implementación, rendimiento, exactitud en la ubicación y sobre todo que proporcione información útil a las personas con discapacidad. El propósito de esta investigación fue proponer un sistema de navegación interior (SNI) orientado a usuarios con discapacidad visual, integrando los estándares del OGC IndoorGML y CityGML, para la construcción de los modelos semánticos y de representación 3D; en conjunto con el uso de la tecnología BLE, el valor de pérdida de señal RSSI y la técnica Weighted Path Loss (WPL) para calcular la ubicación del usuario. El desarrollo del SNI se inició con la definición de los requerimientos, posteriormente se desarrolló cada componente hasta obtener como resultado tangible el prototipo funcional de una aplicación web móvil, con la cual se desarrollaron diferentes pruebas para determinar la precisión y exactitud de la ubicación calculada. Los resultados indican que se logró un error de 0.63m en un escenario sin obstáculos y sin diferencias de altura; un error de 0.86m en un escenario con obstáculos y sin diferencia de altura y un error de 1.06m en un escenario con obstáculos y con diferencia de altura. Dichos resultados confirman el potencial del prototipo desarrollado para evolucionar en un sistema operacional. (Texto tomado de la fuente)

Indoor navigation can become complex, especially for visually impaired people. To assist indoor navigation, systems have been proposed that involve technologies such as WiFi, Bluetooth, RFID, among others, which are different from the usual Global Navigation Satellite Systems (GNSS) because they are inefficient due to the loss of signal caused by the structure of buildings. On the other hand, to assist the navigation of people with disabilities, solutions have been proposed that involve the recognition of obstacles and spaces by means of cameras and sensors, which is costly to implement. Therefore, it is required the exploration of methodologies for the development of indoor navigation systems that achieve a balance between implementation cost, performance, location accuracy and above all that provide useful information to people with disabilities. The purpose of this research was to propose an indoor navigation system oriented to visually impaired users, integrating the OGC IndoorGML and CityGML standards, for the construction of semantic models and 3D representation; together with the use of BLE technology, the RSSI signal loss value and the Weighted Path Loss (WPL) technique to calculate the user's location. The development of the system started with the definition of the requirements, then each component was developed until obtaining as a tangible result the functional prototype of a mobile web application, with which different tests were developed to determine the precision and accuracy of the calculated location. The results indicate that an error of 0.63m was achieved in a scenario without obstacles and without height difference; an error of 0.86m in a scenario with obstacles and without height difference and an error of 1.06m in a scenario with obstacles and with height difference. These results confirm the potential of the developed prototype to evolve into an operational system.