MobiFree Echo : deteção de obstáculos para cegos com ultrassons

Abstract

As pessoas portadoras de deficiência visual utilizam o sentido auditivo como auxiliar para a identificação e navegação no espaço envolvente. Contudo, são raros os casos em que os invisuais conseguem usar o seu sentido auditivo como meio para detecção de obstáculos, através do eco que certos ruídos possam gerar. Existem casos descritos de pessoas que conseguem usar eco localização para fazer esta detecção de obstáculos com recurso ao som de arrastar os sapatos quando andam, por exemplo. Do ponto de vista físico, o comprimento de onda dos sinais audíveis é demasiado elevado e assim desadequado para detetar objetos com dimensões reduzidas, para além do facto de serem sons pouco direcionais. A abordagem descrita nesta dissertação passa pelo uso de um altifalante paramétrico. Com este altifalante, que consiste num agregado de emissores de ultrassons, e utilizando uma modulação em fase ou de amplitude de uma portadora de ultrassons, obtém-se um sinal audível. Este sinal continua a ter as características de direccionalidade e de reflexão em obstáculos de dimensões reduzidas, e uma vez que é possível ouvir o sinal modulante os cegos podem usar todas as suas capacidades auditivas para a eco localização. Foi concebido um sistema portátil para usar o altifalante paramétrico alimentado a bateria, e foi testado com invisuais. Nestes testes, os invisuais confirmaram que a eco localização pode ser utilizada em determinados cenários e com restrições a nível dos objetos detetados, sendo que o treino se mostra determinante para o desenvolvimento desta capacidade.

Traditionally, a blind person uses audition to navigate on his or her own environment. However important, it is uncommon for them to be able to use audition to detect an obstacle, using the echo produced by some noises. There are some cases of people that can use echolocation to do obstacle detection with the noise produced while they are walking. Nonetheless, the wavelength of the audible signals is too high and it is not proper to detect small objects. Besides, regular audible signals are not directive enough. This dissertation describes the development and validation of a parametric speaker as an assistive technology for a blind person to effectively detect the obstacles on his or her surroundings. This speaker consists on an array of ultrasonic transducers that through the use of phase or amplitude modulation, generates an audible sound. This sound is still highly directional, reflects on small objects and enables blind people to hear the modulating signal and therefore use it as an echolocation tool. In order for a visually impaired person to use this parametric speaker independently, a portable system was designed. This system was tested in a real environment, with a group of visually impaired users, which validated the system as a proficient echolocation tool that can be used in some scenarios with some restrictions on object’s shape and size. It was also seen the importance of training the echolocation ability.