La varietà di dispositivi portati fin qui ad esempio è indice delle svariate differenze nelle possibili scelte per costruire l’architettura di una tecnologia assistiva. Questa varietà è sinonimo non solo di un diverso approccio, bensì anche del differente focus da dare al problema trattato.
Alcuni degli esempi mostrati fino a questo momento prendevano come punto princi- pale la localizzazione dell’utente e la guida dello stesso rispetto ad una mappa locale.
Questo problema è, infatti, molto trattato in quanto sottintende la volontà di condurre la persona in una situazione di sicurezza rispetto agli oggetti intorno a sé, siano essi fissi e/o mobili.
Come già detto, questa tesi si pone all’interno di un più ampio progetto, di cui di se- guito viene data una descrizione. Punto di interesse è quello di produrre un sistema completo. Esso dovrà, quindi, essere in grado di prendere in ingresso una posizione desiderata d’arrivo e, conoscendo quella attuale, calcolare un cammino e guidare l’u- tente lungo di esso. Questo può essere fatto solo localizzando globalmente l’individuo all’interno dell’edificio. A ciò si aggiunge la necessità di salvaguardare l’utilizzatore da possibili scontri con oggetti e persone durante l’esecuzione del task. Inoltre, va pre- vista un’opportuna modalità di interfaccia, affinché la guida possa essere comunicata alla persona.
Diversi sono i punti da sviluppare per completare il lavoro, alcuni dei quali sono stati già affrontati. In particolare nella fase di lavoro precedente a questa tesi è stato im- plementato un planning di basso livello. Esso rileva gli ostacoli in tempo reale ed in base a quanto percepito calcola un opportuno percorso per evitarli. Inoltre, è stato anche validato l’uso di un opportuno dispositivo aptico per la generazione di stimoli che guidino l’utente.
Scopo della tesi è stato quello di integrare una pianificazione di alto livello. In questo specifico ambito è una componente relativamente meno studiata. Ciò deriva anche dal fatto che è spesso difficile trovare una modalità di localizzazione indoor sufficien- temente accurata per poter far seguire una traiettoria all’utente.
Il problema del motion planning trova diverse soluzioni in letteratura. In [83] la ricerca è attuata tramite un filtro a particelle, su uno spazio costituito da differenti waypoint e target. Può essere utile sfruttare direttamente una planimetria in modo da rendere la soluzione più generale, come in [85] e [64]. Sleumer et al.[69] partono dal formato Computer-Aided Drafting (CAD) dell’edificio per effettuare una decomposizione esat- ta dello spazio. Nell’articolo trova spazio anche un altro fattore ritenuto importante anche in questo elaborato, che è la sicurezza del cammino prodotto. Esso viene tenuto
in considerazione introducendo una bounding box nel calcolo dei possibili spostamen- ti. Uno dei motivi per cui spesso non viene realizzata una pianificazione di alto livello in questo ambito è per non effettuare una guida estremamente forzata per l’utente. Perciò, potrebbe migliorare il risultato tenere in considerazione le richiesta di cambi di orientazione durante il percorso. In [60], esse vengono opportunamente pesati in modo da limitarne il numero. L’approccio di questo lavoro è fondato sull’uso delle planimetrie, su cui effettuare una suddivisione esatta dello spazio. Primaria impor- tanza è stata posta sulla sicurezza del cammino, sia impostando opportuni limiti nella determinazione degli archi, sia andando a pesare direttamente la vicinanza agli osta- coli. Viene limitato il numero di rotazioni richieste, privilegiando soluzioni rettilinee o che comunque siano il più naturali possibili per la persona. L’utente ha la possibilità di direzionare il risultato in base alle proprie abitudini e scelte, modificando dei para- metri e potendo selezionare i punti di interesse della mappa. La pianificazione deve rispondere principalmente ai requisiti di sicurezza e, quanto più possibile, di natura- lezza, mantenendo però la completezza della soluzione. Inoltre, sono stati introdotti ulteriori controlli in modo da rendere l’algoritmo robusto rispetto a possibili impreci- sioni nell’input di partenza.
Successivamente, è stato affrontato il problema della localizzazione indoor. Conoscere la posa dell’individuo all’interno dell’edificio è cruciale per poter seguire il cammino calcolato. Come già sottolineato la distinzione nella formulazione del problema in am- bienti esterni ed interni è sostanziale. Non potendo utilizzare i dati del GPS, bisognerà prevedere metodi e sensori differenti. Come visto in precedenza, sono state proposte diverse soluzione in letteratura. Il più grande limite nella maggior parte dei casi, però, è la richiesta di adattamento preventivo degli edifici e una fase di estrapolazione di dati in loco. La volontà è stata di mantenere la portabilità del sistema e di renderlo indipendente dall’ambiente, in modo da aumentarne la fruibilità. In quest’ottica sono state valutate altre opzioni, decidendo di sfruttare la camera e una IMU per effettuare la stima tramite la visual inertial odometry. La tecnica presenta un errore crescente, tale da rendere i dati inutilizzabili per la guida, per cui viene effettuato un matching tra
una mappa del luogo, posta come riferimento, ed i dati in tempo reale per migliorare la stima.
Viene di seguito approfondito quanto sviluppato prima dell’inizio di questa tesi. Ciò permette di centrare il punto di partenza del lavoro, in modo da comprendere me- glio alcune scelte effettuate. Il precedente lavoro è stato affiancato anche da una se- rie di prove sperimentali che hanno direzionato alcune valutazioni nell’implementa- zione. Successivamente vengono affrontate nello specifico le parti studiate in questo elaborato, motivando in maniera puntuale le decisioni.