Analysis of Navigation Assistants for Blind and Visually Impaired People: A Systematic Review

Over the last few decades, the development in the field of navigation and routing devices has become a hindering task for the researchers to develop smart and intelligent guiding mechanism at indoor and outdoor locations for blind and visually impaired people (BVIPs). The existing research need to be analysed from a historical perception including early research on the first electronic travel aids to the use of modern artificial vision models for the navigation of BVIPs. Diverse approaches such as: e-cane or guide dog, infrared-based cane, laser based walker and many others are proposed for the navigation of BVIPs. But most of these techniques have limitations such as: infrared and ultrasonic based assistance has short range capacities for object detection. While laser based assistance can harm other people if it directly hit them on their eyes or any other part of the body. These trade-offs are critical to bring this technology in practice.To systematically assess, analyze, and identify the primary studies in this specialized field and provide an overview of the trends and empirical evidence in the proposed field. This systematic research work is performed by defining a set of relevant keywords, formulating four research questions, defining selection criteria for the articles, and synthesizing the empirical evidence in this area. Our pool of studies include 191 most relevant articles to the proposed field reported between 2011 and 2020 (a portion of 2020 is included). This systematic mapping will help the researchers, engineers, and practitioners to make more authentic decisions for finding gaps in the available navigation assistants and suggest a new and enhanced smart assistant application accordingly to ensure safety and accurate guidance of the BVIPs. This research work have several implications in particular the impact of reducing fatalities and major injuries of BVIPs.Qatar University [IRCC-2020-009]

The always best positioned paradigm for mobile indoor applications

In this dissertation, methods for personal positioning in outdoor and indoor environments are investigated. The Always Best Positioned paradigm, which has the goal of providing a preferably consistent self-positioning, will be defined. Furthermore, the localization toolkit LOCATO will be presented, which allows to easily realize positioning systems that follow the paradigm. New algorithms were developed, which particularly address the robustness of positioning systems with respect to the Always Best Positioned paradigm. With the help of this toolkit, three example positioning-systems were implemented, each designed for different applications and requirements: a low-cost system, which can be used in conjunction with user-adaptive public displays, a so-called opportunistic system, which enables positioning with room-level accuracy in any building that provides a WiFi infrastructure, and a high-accuracy system for instrumented environments, which works with active RFID tags and infrared beacons. Furthermore, a new and unique evaluation-method for positioning systems is presented, which uses step-accurate natural walking-traces as ground truth. Finally, six location based services will be presented, which were realized either with the tools provided by LOCATO or with one of the example positioning-systems.In dieser Doktorarbeit werden Methoden zur Personenpositionierung im Innen- und Außenbereich von Gebäuden untersucht. Es wird das ,,Always Best Positioned” Paradigma definiert, welches eine möglichst lückenlose Selbstpositionierung zum Ziel hat. Weiterhin wird die Lokalisierungsplattform LOCATO vorgestellt, welche eine einfache Umsetzung von Positionierungssystemen ermöglicht. Hierzu wurden neue Algorithmen entwickelt, welche gezielt die Robustheit von Positionierungssystemen unter Berücksichtigung des ,,Always Best Positioned” Paradigmas angehen. Mit Hilfe dieser Plattform wurden drei Beispiel Positionierungssysteme entwickelt, welche unterschiedliche Einsatzgebiete berücksichtigen: Ein kostengünstiges System, das im Zusammenhang mit benutzeradaptiven öffentlichen Bildschirmen benutzt werden kann; ein sogenanntes opportunistisches Positionierungssystem, welches eine raumgenaue Positionierung in allen Gebäuden mit WLAN-Infrastruktur ermöglicht, sowie ein metergenaues Positionierungssystem, welches mit Hilfe einer Instrumentierung aus aktiven RFID-Tags und Infrarot-Baken arbeitet. Weiterhin wird erstmalig eine Positionierungsevaluation vorgestellt, welche schrittgenaue, natürliche Bewegungspfade als Referenzsystem einsetzt. Im Abschluss werden 6 lokationsbasierte Dienste vorgestellt, welche entweder mit Hilfe von LOCATO oder mit Hilfe einer der drei Beispiel-Positionierungssysteme entwickelt wurden

Advanced Location-Based Technologies and Services

Since the publication of the first edition in 2004, advances in mobile devices, positioning sensors, WiFi fingerprinting, and wireless communications, among others, have paved the way for developing new and advanced location-based services (LBSs). This second edition provides up-to-date information on LBSs, including WiFi fingerprinting, mobile computing, geospatial clouds, geospatial data mining, location privacy, and location-based social networking. It also includes new chapters on application areas such as LBSs for public health, indoor navigation, and advertising. In addition, the chapter on remote sensing has been revised to address advancements

Seamless Positioning and Navigation in Urban Environment

L'abstract è presente nell'allegato / the abstract is in the attachmen

Evaluación de los sistemas de orientación en edificios de concurrencia pública para personas mayores y con discapacidad mediante Servicios Basados en Localización

En el presente trabajo de investigación se trata de un prototipo de sistema de localización, ubicación y orientación en espacios Indoor. Los sistemas de posicionamiento han alcanzado un gran éxito cuando se realiza al aire libre. En la actualidad existe un gran número de sistemas y dispositivos comerciales que se basan en la localización por medio de sistema global de navegación por satélite (GNSS). Sin embargo, estos sistemas se han mostrado inútiles en espacios cerrados (Indoor), es decir, dentro de edificios, no habiéndose llegado a conseguir un único sistema que alcance el nivel de éxito de su homólogo en el exterior. Una de las líneas de desarrollo más importante en los últimos años es desarrollar una tecnología de localización y seguimiento, equiparable en espacios Indoor al éxito conseguido en los espacios Outdoor. El principal problema es que los ambientes Indoor tienen una gran variabilidad con respecto al ambiente, pudiendo tener los edificios varias alturas, ser espacios con comportamiento estático o funcionalmente dinámico y cambiante. Además, las superficies pueden tener diferentes texturas, así como diferentes accesos a las diferentes partes del edificio. También pueden influir los obstáculos tanto a nivel del mobiliario como a nivel del público que transite por él. Por último, existe un problema adicional con las interacciones que los elementos tecnológicos ya instalados en el edificio puedan producir al nuevo sistema de localización, tales como la instalación eléctrica, la iluminación, las fuentes de alimentación, en definitiva, todos aquellos dispositivos que puedan provocar un campo electromagnético. Esto muestra la necesidad de encontrar una solución técnica que permita calcular la posición de las personas en espacios cerrados con un nivel de fiabilidad y error aceptable. En nuestra investigación nos vamos a basar en los denominados Servicios Basados en Localización (LBS), que constituyen un conjunto de aplicaciones y servicios basados en la capacidad de localizar la posición de un usuario y ofrecerle servicios relacionados con su posición y sus planes de desplazamiento. La información sobre donde nos encontramos, cuales son los posibles obstáculos hasta nuestro destino, pasos que debemos dar hasta llegar al mismo, rutas óptimas y/o alternativas, etc. es útil para nuestra orientación y planificación del trayecto. La estructura del presente estudio es la siguiente: en el capítulo 1 haremos una breve introducción de la problemática y la estructura del trabajo; en el capítulo 2 se hablara de las distintas redes inalámbricas que nos encontramos hoy en día, entrando en profundidad sobre las que vamos a utilizar en el sistema y en la aplicación que se desarrollará; en el capítulo 3 se verá la problemática de las personas con discapacidad en dichos entornos; en el capítulo 4 se explicará la metodología utilizada en la experimentación para comprobar el funcionamiento del sistema y la aplicación; en el capítulo 5 se hablará sobre las distintas librerías que hay en el mercado, así como sobre la nos basamos y las modificaciones realizadas; en el capítulo 6 se indicará la experimentación realizada en un grupo de usuarios con discapacidades de diversa etiología y las conclusiones a las que se llegó en la misma; y, por último, se plantearán unas conclusiones y tendencias futuras en la línea establecida