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

Helping the Blind to Get through COVID-19: Social Distancing Assistant Using Real-Time Semantic Segmentation on RGB-D Video

The current COVID-19 pandemic is having a major impact on our daily lives. Social distancing is one of the measures that has been implemented with the aim of slowing the spread of the disease, but it is difficult for blind people to comply with this. In this paper, we present a system that helps blind people to maintain physical distance to other persons using a combination of RGB and depth cameras. We use a real-time semantic segmentation algorithm on the RGB camera to detect where persons are and use the depth camera to assess the distance to them; then, we provide audio feedback through bone-conducting headphones if a person is closer than 1.5 m. Our system warns the user only if persons are nearby but does not react to non-person objects such as walls, trees or doors; thus, it is not intrusive, and it is possible to use it in combination with other assistive devices. We have tested our prototype system on one blind and four blindfolded persons, and found that the system is precise, easy to use, and amounts to low cognitive load

Detección y modelado de escaleras con sensor RGB-D para asistencia personal

La habilidad de avanzar y moverse de manera efectiva por el entorno resulta natural para la mayoría de la gente, pero no resulta fácil de realizar bajo algunas circunstancias, como es el caso de las personas con problemas visuales o cuando nos movemos en entornos especialmente complejos o desconocidos. Lo que pretendemos conseguir a largo plazo es crear un sistema portable de asistencia aumentada para ayudar a quienes se enfrentan a esas circunstancias. Para ello nos podemos ayudar de cámaras, que se integran en el asistente. En este trabajo nos hemos centrado en el módulo de detección, dejando para otros trabajos el resto de módulos, como podría ser la interfaz entre la detección y el usuario. Un sistema de guiado de personas debe mantener al sujeto que lo utiliza apartado de peligros, pero también debería ser capaz de reconocer ciertas características del entorno para interactuar con ellas. En este trabajo resolvemos la detección de uno de los recursos más comunes que una persona puede tener que utilizar a lo largo de su vida diaria: las escaleras. Encontrar escaleras es doblemente beneficioso, puesto que no sólo permite evitar posibles caídas sino que ayuda a indicar al usuario la posibilidad de alcanzar otro piso en el edificio. Para conseguir esto hemos hecho uso de un sensor RGB-D, que irá situado en el pecho del sujeto, y que permite captar de manera simultánea y sincronizada información de color y profundidad de la escena. El algoritmo usa de manera ventajosa la captación de profundidad para encontrar el suelo y así orientar la escena de la manera que aparece ante el usuario. Posteriormente hay un proceso de segmentación y clasificación de la escena de la que obtenemos aquellos segmentos que se corresponden con "suelo", "paredes", "planos horizontales" y una clase residual, de la que todos los miembros son considerados "obstáculos". A continuación, el algoritmo de detección de escaleras determina si los planos horizontales son escalones que forman una escalera y los ordena jerárquicamente. En el caso de que se haya encontrado una escalera, el algoritmo de modelado nos proporciona toda la información de utilidad para el usuario: cómo esta posicionada con respecto a él, cuántos escalones se ven y cuáles son sus medidas aproximadas. En definitiva, lo que se presenta en este trabajo es un nuevo algoritmo de ayuda a la navegación humana en entornos de interior cuya mayor contribución es un algoritmo de detección y modelado de escaleras que determina toda la información de mayor relevancia para el sujeto. Se han realizado experimentos con grabaciones de vídeo en distintos entornos, consiguiendo buenos resultados tanto en precisión como en tiempo de respuesta. Además se ha realizado una comparación de nuestros resultados con los extraídos de otras publicaciones, demostrando que no sólo se consigue una eciencia que iguala al estado de la materia sino que también se aportan una serie de mejoras. Especialmente, nuestro algoritmo es el primero capaz de obtener las dimensiones de las escaleras incluso con obstáculos obstruyendo parcialmente la vista, como puede ser gente subiendo o bajando. Como resultado de este trabajo se ha elaborado una publicación aceptada en el Second Workshop on Assitive Computer Vision and Robotics del ECCV, cuya presentación tiene lugar el 12 de Septiembre de 2014 en Zúrich, Suiza

A Wearable RFID-Based Navigation System for the Visually Impaired

Recent studies have focused on developing advanced assistive devices to help blind or visually impaired people. Navigation is challenging for this community; however, developing a simple yet reliable navigation system is still an unmet need. This study targets the navigation problem and proposes a wearable assistive system. We developed a smart glove and shoe set based on radio-frequency identification technology to assist visually impaired people with navigation and orientation in indoor environments. The system enables the user to find the directions through audio feedback. To evaluate the device's performance, we designed a simple experimental setup. The proposed system has a simple structure and can be personalized according to the user's requirements. The results identified that the platform is reliable, power efficient, and accurate enough for indoor navigation.Comment: 6 pages, 6 figures, 3 table

Unifying terrain awareness for the visually impaired through real-time semantic segmentation.

Navigational assistance aims to help visually-impaired people to ambulate the environment safely and independently. This topic becomes challenging as it requires detecting a wide variety of scenes to provide higher level assistive awareness. Vision-based technologies with monocular detectors or depth sensors have sprung up within several years of research. These separate approaches have achieved remarkable results with relatively low processing time and have improved the mobility of impaired people to a large extent. However, running all detectors jointly increases the latency and burdens the computational resources. In this paper, we put forward seizing pixel-wise semantic segmentation to cover navigation-related perception needs in a unified way. This is critical not only for the terrain awareness regarding traversable areas, sidewalks, stairs and water hazards, but also for the avoidance of short-range obstacles, fast-approaching pedestrians and vehicles. The core of our unification proposal is a deep architecture, aimed at attaining efficient semantic understanding. We have integrated the approach in a wearable navigation system by incorporating robust depth segmentation. A comprehensive set of experiments prove the qualified accuracy over state-of-the-art methods while maintaining real-time speed. We also present a closed-loop field test involving real visually-impaired users, demonstrating the effectivity and versatility of the assistive framework