SAS-DV: Uma arquitetura de predição de riscos de colisão para pessoas com deficiência visual

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cordeiro, Natal Henrique
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14135
Resumo: The technologies developed so far to help visually impaired people (VIP) navigate meet only some of their everyday needs. This project allows visually impaired people to improve the situation awareness (SAW) by generating a risk map following an analysis of the position, distance, size and motion of the objects present in their environment. This comprehension is refined by data fusion steps applied to High Level Information Fusion to predict possible impacts in the near future. A risk map is formed after a set of inferences has been executed. Two specific datasets for projecting the risks of collision in different directions are proposed in this work for the execution of these inferences. These datasets are composed of information regarding the position and size of static objects, free passages, dynamic objects, and paths executed by dynamic objects. All this information was mapped in a 3D plane. Thus, to demonstrate the advantages of implementing High Level Information Fusion in the navigation system dedicated to VIP, experiments were performed with the proposed architecture and with three other navigation systems implemented with different approaches. The results demonstrated it was possible to validate and compare the navigation systems. For this comparative analysis, different situations were tested by the navigation systems so that the VIP could be indicated, namely a direction to travel which includes fewer collision risks. In addition to providing a risk map giving possible collisions, this study provided greater reliability for navigation, especially when obstacles were very close and moving objects were detected. Different techniques for detecting and tracking dynamic objects were also implemented in this study for defining which of them is best suited to the VIP context. This study can provide new contributions such as adaptations to already renowned techniques used for dynamic object analysis and, most notably, with the use of a methodology for comparing the efficiency and computational cost of each technique to analyze such objects.
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This comprehension is refined by data fusion steps applied to High Level Information Fusion to predict possible impacts in the near future. A risk map is formed after a set of inferences has been executed. Two specific datasets for projecting the risks of collision in different directions are proposed in this work for the execution of these inferences. These datasets are composed of information regarding the position and size of static objects, free passages, dynamic objects, and paths executed by dynamic objects. All this information was mapped in a 3D plane. Thus, to demonstrate the advantages of implementing High Level Information Fusion in the navigation system dedicated to VIP, experiments were performed with the proposed architecture and with three other navigation systems implemented with different approaches. The results demonstrated it was possible to validate and compare the navigation systems. For this comparative analysis, different situations were tested by the navigation systems so that the VIP could be indicated, namely a direction to travel which includes fewer collision risks. In addition to providing a risk map giving possible collisions, this study provided greater reliability for navigation, especially when obstacles were very close and moving objects were detected. Different techniques for detecting and tracking dynamic objects were also implemented in this study for defining which of them is best suited to the VIP context. This study can provide new contributions such as adaptations to already renowned techniques used for dynamic object analysis and, most notably, with the use of a methodology for comparing the efficiency and computational cost of each technique to analyze such objects.As tecnologias desenvolvidas até o momento para a navegação de deficientes visuais (DV) atendem algumas de suas necessidades cotidianas. O trabalho aqui desenvolvido propicia ao deficiente visual fornecer a consciência da situação (Situation Awareness - SAW) ao ser gerado um mapa de riscos após a análise das posições, distâncias, tamanhos e ações dos objetos presentes no ambiente no qual esse está inserido. Essa compreensão é refinada por etapas em que se aplica Fusão de Informações de Alto Nível para a projeção de impactos num futuro próximo. Um mapa de riscos é formado após a execução de um conjunto de inferências. Para a execução dessas inferências propõe-se neste trabalho dois conjuntos de dados (datasets) específicos para projetar os riscos de colisão em diferentes direções. Os datasets são compostos de informações referentes à posição e ao tamanho de: objetos estáticos, passagens livres, objetos dinâmicos e trajetos executados por objetos dinâmicos. Todas essas informações foram mapeadas em um plano 3D. Dessa forma, para demonstrar as vantagens de implementação da Fusão de Informações de Alto Nível no sistema de navegação dedicado ao DV realizaram-se experimentos com a arquitetura proposta e com outros três sistemas de navegação implementados com diferentes abordagens. Com a geração dos resultados, foi possível validar e comparar os sistemas de navegação. Para essa análise comparativa, diferentes situações foram testadas pelos sistemas de navegação, com o objetivo de indicar para o DV uma direção para trafegar com menos riscos de colisão. Além de fornecer um mapa de riscos, com possíveis colisões, o presente estudo apresentou maior confiabilidade para a navegação, quando forem detectados obstáculos mais próximos e trajetos executados por objetos dinâmicos. Nesse mesmo estudo também foram implementadas diferentes técnicas para a detecção e rastreamento de objetos dinâmicos para definir qual delas melhor se adequou ao contexto do DV. Esta pesquisa pode fornecer novas contribuições, como adaptações em técnicas já renomadas, usadas para análise de objetos dinâmicos e, principalmente, com uma metodologia que pode ser usada para comparar a eficiência e o custo computacional de cada técnica para a análise destes objetos.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFusão de informação de alto nívelPredição de risco de colisãoDeficientes visuaisConsciência da situaçãoHigh level information fusionCollision risk predictionVisually impaired peopleSituation awarenessCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOSAS-DV: Uma arquitetura de predição de riscos de colisão para pessoas com deficiência visualSAS-VIP: An architecture for collision risk prediction for visually impaired peopleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis6008f641ac4-ef66-4fde-b5d9-8a5e4cfacc8areponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTESE_NatalHenrique.pdfTESE_NatalHenrique.pdfTese de Doutoradoapplication/pdf18568606https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14135/1/TESE_NatalHenrique.pdf9e62c2fe805304ba7981b0fda54e6ca2MD51Carta_Orientador_Natal.pdfCarta_Orientador_Natal.pdfCarta comprovante do Orientadorapplication/pdf130569https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14135/2/Carta_Orientador_Natal.pdf838c0115530af4a58c312801092f3e82MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14135/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTTESE_NatalHenrique.pdf.txtTESE_NatalHenrique.pdf.txtExtracted texttext/plain275566https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14135/4/TESE_NatalHenrique.pdf.txt8604e32dcce289476770058d96fcb766MD54Carta_Orientador_Natal.pdf.txtCarta_Orientador_Natal.pdf.txtExtracted texttext/plain1420https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14135/6/Carta_Orientador_Natal.pdf.txt6b5bbafb1e8068737097ac835d8d31e8MD56THUMBNAILTESE_NatalHenrique.pdf.jpgTESE_NatalHenrique.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8048https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14135/5/TESE_NatalHenrique.pdf.jpgc5c90cdac893597229f2f0cf32c0a70fMD55Carta_Orientador_Natal.pdf.jpgCarta_Orientador_Natal.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11762https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14135/7/Carta_Orientador_Natal.pdf.jpg011ee06b0f9033376343d5490dcd3756MD57ufscar/141352023-09-18 18:32:09.528oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14135Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:09Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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