State of the art review on walking support system for visually impaired people

The technology for terrain detection and walking support system for blind people has rapidly been improved the last couple of decades but to assist visually impaired people may have started long ago. Currently, a variety of portable or wearable navigation system is available in the market to help the blind for navigating their way in his local or remote area. The focused category in this work can be subgroups as electronic travel aids (ETAs), electronic orientation aids (EOAs) and position locator devices (PLDs). However, we will focus mainly on electronic travel aids (ETAs). This paper presents a comparative survey among the various portable or wearable walking support systems as well as informative description (a subcategory of ETAs or early stages of ETAs) with its working principal advantages and disadvantages so that the researchers can easily get the current stage of assisting blind technology along with the requirement for optimising the design of walking support system for its users

Sonification of guidance data during road crossing for people with visual impairments or blindness

In the last years several solutions were proposed to support people with visual impairments or blindness during road crossing. These solutions focus on computer vision techniques for recognizing pedestrian crosswalks and computing their relative position from the user. Instead, this contribution addresses a different problem; the design of an auditory interface that can effectively guide the user during road crossing. Two original auditory guiding modes based on data sonification are presented and compared with a guiding mode based on speech messages. Experimental evaluation shows that there is no guiding mode that is best suited for all test subjects. The average time to align and cross is not significantly different among the three guiding modes, and test subjects distribute their preferences for the best guiding mode almost uniformly among the three solutions. From the experiments it also emerges that higher effort is necessary for decoding the sonified instructions if compared to the speech instructions, and that test subjects require frequent `hints' (in the form of speech messages). Despite this, more than 2/3 of test subjects prefer one of the two guiding modes based on sonification. There are two main reasons for this: firstly, with speech messages it is harder to hear the sound of the environment, and secondly sonified messages convey information about the "quantity" of the expected movement

SLAM for Visually Impaired People: A Survey

In recent decades, several assistive technologies for visually impaired and blind (VIB) people have been developed to improve their ability to navigate independently and safely. At the same time, simultaneous localization and mapping (SLAM) techniques have become sufficiently robust and efficient to be adopted in the development of assistive technologies. In this paper, we first report the results of an anonymous survey conducted with VIB people to understand their experience and needs; we focus on digital assistive technologies that help them with indoor and outdoor navigation. Then, we present a literature review of assistive technologies based on SLAM. We discuss proposed approaches and indicate their pros and cons. We conclude by presenting future opportunities and challenges in this domain.Comment: 26 pages, 5 tables, 3 figure

An Orientation & Mobility Aid for People with Visual Impairments

Orientierung&Mobilität (O&M) umfasst eine Reihe von Techniken für Menschen mit Sehschädigungen, die ihnen helfen, sich im Alltag zurechtzufinden. Dennoch benötigen sie einen umfangreichen und sehr aufwendigen Einzelunterricht mit O&M Lehrern, um diese Techniken in ihre täglichen Abläufe zu integrieren. Während einige dieser Techniken assistive Technologien benutzen, wie zum Beispiel den Blinden-Langstock, Points of Interest Datenbanken oder ein Kompass gestütztes Orientierungssystem, existiert eine unscheinbare Kommunikationslücke zwischen verfügbaren Hilfsmitteln und Navigationssystemen. In den letzten Jahren sind mobile Rechensysteme, insbesondere Smartphones, allgegenwärtig geworden. Dies eröffnet modernen Techniken des maschinellen Sehens die Möglichkeit, den menschlichen Sehsinn bei Problemen im Alltag zu unterstützen, die durch ein nicht barrierefreies Design entstanden sind. Dennoch muss mit besonderer Sorgfalt vorgegangen werden, um dabei nicht mit den speziellen persönlichen Kompetenzen und antrainierten Verhaltensweisen zu kollidieren, oder schlimmstenfalls O&M Techniken sogar zu widersprechen. In dieser Dissertation identifizieren wir eine räumliche und systembedingte Lücke zwischen Orientierungshilfen und Navigationssystemen für Menschen mit Sehschädigung. Die räumliche Lücke existiert hauptsächlich, da assistive Orientierungshilfen, wie zum Beispiel der Blinden-Langstock, nur dabei helfen können, die Umgebung in einem limitierten Bereich wahrzunehmen, während Navigationsinformationen nur sehr weitläufig gehalten sind. Zusätzlich entsteht diese Lücke auch systembedingt zwischen diesen beiden Komponenten — der Blinden-Langstock kennt die Route nicht, während ein Navigationssystem nahegelegene Hindernisse oder O&M Techniken nicht weiter betrachtet. Daher schlagen wir verschiedene Ansätze zum Schließen dieser Lücke vor, um die Verbindung und Kommunikation zwischen Orientierungshilfen und Navigationsinformationen zu verbessern und betrachten das Problem dabei aus beiden Richtungen. Um nützliche relevante Informationen bereitzustellen, identifizieren wir zuerst die bedeutendsten Anforderungen an assistive Systeme und erstellen einige Schlüsselkonzepte, die wir bei unseren Algorithmen und Prototypen beachten. Existierende assistive Systeme zur Orientierung basieren hauptsächlich auf globalen Navigationssatellitensystemen. Wir versuchen, diese zu verbessern, indem wir einen auf Leitlinien basierenden Routing Algorithmus erstellen, der auf individuelle Bedürfnisse anpassbar ist und diese berücksichtigt. Generierte Routen sind zwar unmerklich länger, aber auch viel sicherer, gemäß den in Zusammenarbeit mit O&M Lehrern erstellten objektiven Kriterien. Außerdem verbessern wir die Verfügbarkeit von relevanten georeferenzierten Datenbanken, die für ein derartiges bedarfsgerechtes Routing benötigt werden. Zu diesem Zweck erstellen wir einen maschinellen Lernansatz, mit dem wir Zebrastreifen in Luftbildern erkennen, was auch über Ländergrenzen hinweg funktioniert, und verbessern dabei den Stand der Technik. Um den Nutzen von Mobilitätsassistenz durch maschinelles Sehen zu optimieren, erstellen wir O&M Techniken nachempfundene Ansätze, um die räumliche Wahrnehmung der unmittelbaren Umgebung zu erhöhen. Zuerst betrachten wir dazu die verfügbare Freifläche und informieren auch über mögliche Hindernisse. Weiterhin erstellen wir einen neuartigen Ansatz, um die verfügbaren Leitlinien zu erkennen und genau zu lokalisieren, und erzeugen virtuelle Leitlinien, welche Unterbrechungen überbrücken und bereits frühzeitig Informationen über die nächste Leitlinie bereitstellen. Abschließend verbessern wir die Zugänglichkeit von Fußgängerübergängen, insbesondere Zebrastreifen und Fußgängerampeln, mit einem Deep Learning Ansatz. Um zu analysieren, ob unsere erstellten Ansätze und Algorithmen einen tatsächlichen Mehrwert für Menschen mit Sehschädigung erzeugen, vollziehen wir ein kleines Wizard-of-Oz-Experiment zu unserem bedarfsgerechten Routing — mit einem sehr ermutigendem Ergebnis. Weiterhin führen wir eine umfangreichere Studie mit verschiedenen Komponenten und dem Fokus auf Fußgängerübergänge durch. Obwohl unsere statistischen Auswertungen nur eine geringfügige Verbesserung aufzeigen, beeinflußt durch technische Probleme mit dem ersten Prototypen und einer zu geringen Eingewöhnungszeit der Probanden an das System, bekommen wir viel versprechende Kommentare von fast allen Studienteilnehmern. Dies zeigt, daß wir bereits einen wichtigen ersten Schritt zum Schließen der identifizierten Lücke geleistet haben und Orientierung&Mobilität für Menschen mit Sehschädigung damit verbessern konnten

NAV-VIR: an audio-tactile virtual environment to assist visually impaired people

International audienceThis paper introduces the NAV-VIR system, a multimodal virtual environment to assist visually impaired people in virtually discovering and exploring unknown areas from the safety of their home. The originality of NAV-VIR resides in (1) an optimized representation of the surrounding topography, the spatial gist, based on human spatial cognition models and the sensorimotor supplementation framework, and (2) a multimodal orientation-aware immersive virtual environment relying on two synergetic interfaces: an interactive force feedback tablet, the F2T, and an immersive HRTF-based 3D audio simulation relying on binaural recordings of real environments. This paper presents NAV-VIR functionalities and its preliminary evaluation through a simple shape and movement perception task

A wearable system for mobility improvement of visually impaired people

Degradation of the visual system can lead to a dramatic reduction of mobility by limiting a person to his sense of touch and hearing. This paper presents the development of an obstacle detection system for visually impaired people. While moving in his environment the user is alerted to close obstacles in range. The system we propose detects an obstacle surrounding the user by using a multi-sonar system and sending appropriate vibrotactile feedback. The system aims at increasing the mobility of visually impaired people by offering new sensing abilitie

Assistive technology interfaces for the blind

Assistive technology devices for the blind are portable electronic devices that are either hand-held or wornby the visually impaired user, to warn of obstacles ahead. Many assistive technology devices use ultrasonic pulse-echo techniques to gauge subject to object distance. Some use infrared light transceivers or laser technology to locate and warn of obstacles. These devices exhibit a number of problems, the most significant of which are related to the interface display that conveys navigation/obstacle warning information to the user. Other sensory channels should not be compromised by the device. This is exactly what can happen when, for example, audio signals are used in obstacle warning on/off displays or more significantly in orientation solutions, where continuous streams of synthetically generated stereo sound mask the natural ambient sound cues used by the blind. Despite the challenges, the commendable feature all these assistive device developers have in common is; they are striving to help a section of the population with a severe disability. Even if there is only partial success in this endevour to assist the blind, the small companies that produce these devices all have the right motive. That is a big step in the right direction. The author has attempted to address some of the problems mentioned in this paper by producing a first working prototype. Improvements to this original design form the basis for ongoing prototype development within the DEBI Institute at Curtin University