IT201900012705A1 - Sistema e metodo per assistere un utente a orientarsi e raggiungere una posizione e/o seguire un percorso desiderati - Google Patents
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Description
SISTEMA E METODO PERASSISTERE UN UTENTE A ORIENTARSI E
RAGGIUNGERE UNA POSIZIONE E/O SEGUIRE UN PERCORSO
DESIDERATI
DESCRIZIONE
CAMPO TECNICO
La presente invenzione si riferisce al settore della mobilità. Più in particolare, l'invenzione si riferisce a un sistema e un metodo per assistere un utente a orientarsi e raggiungere una posizione e/ o seguire un percorso desiderati.
STATO DELL'ARTE
La larga diffusione di dispositivi dotati di funzionalità di comunicazione wireless (Wi Fi, Bluetooth, 5G, RFID, N FC, ecc.) e di posizionamento geografico basati su tecnologie satellitare e/ o radio hanno permesso di sviluppare sistemi per assistere la mobilit- e orientamento di un utente al l'interno di un'area geografica. Sistemi di questo tipo sono stati sviluppati sia per fornire assistenza al pubblico in generale sia per fornire assistenza a persone non vedenti, ipovedenti o con disabilità motorie, al fine di migliorare una mobilità autonoma personale.
Ad esempio, sono noti sistemi di localizzazione in tempo realeo RTLS (Real-Time Location System) mediante i quali un insieme di sensori (ad esempio, beacon RFID o Bluetooth÷ ) disposti nello spazio circostante l'area di interesse collegata a un'modulo elaboratore centrale è utilizzata per identificare la posizione di un dispositivo trasportato dall'utente e a comunicare allo stesso informazioni atte a permetterne una mobilit- controllata dal sistema stesso. Ad esempio, i brevetti statunitensi n. US 6,895,330 e US 10,132,910 riguardano sistemi di questo tipo.
Tuttavia, i sistemi di localizzazione RTLS appena considerati sono caratterizzati da un'elevata complessità che si rispecchia in un costo di installazione e esercizio elevato. In particolare, i sensori devono essere in numero elevato per garantire un'assistenza alla mobilità efficace, devono essere connessi a un'unità di elaborazione centrale e, pertanto, devono essere dotati dell'hardware necessario a stabilire tale connessione. Inoltre, è necessaria una conoscenza precisa della posizione di installazione dei sensori disposti nell'area di interesse, rendendo complessa e onerosa una qualsiasi operazione di ridistribuzione dei sensori all'interno dell'area di interesse, in particolare se interrati o inseriti all'interno di elementi in muratura.
Diversamente, il brevetto statunitense n. US 5,508,699 descrive un dispositivo di localizzazione per ipovedenti comprendente un trasmettitore e un sistema di rilevamento duale avente un ricevitore con auricolari che sono connessi ai lati opposti di un'unità indossata sulla testa dell'utente. Il sistema di rilevamento è in grado di determinare la direzione e la distanza del segnale ed è configurato per produrre un primo e un secondo segnale acustico in ciascuno degli auricolari. Il segnale acustico prodotto in ciascun auricolare è diverso dall'altro ed è associato alla direzione e alla distanza del segnale trasmesso. Quando è prodotto lo stesso segnale in ogni auricolare, l'utente si trova direttamente di fronte all'oggetto da localizzare desiderato.
Il Richiedente ha osservato che la misura della potenza dei segnali radio emessi da trasmettitore eseguita dal sistema descritto in US 5,508,699 non permette di determinare con precisione l'effettiva posizione del trasmettitore. Infatti, corpi interposti tra trasmettitore e ricevitore attenuano il segnale falsando la stima della distanza determinata dal sistema. Analogamente, riflessioni e diffrazioni dei segnali emessi dal trasmettitore possono introdurre errori nella stima della distanza tra ricevitore e emettitore così come nella stima della direzione in cui si trova il trasmettitore.
Infine, la domanda internazionale WO 2008/ 153422 presenta un sistema di orientamento per un utente ipovedente che include una stazione base e un dispositivo portatile. La stazione di base è posizionata in corrispondenza di un oggetto verso il quale l'utente desidera orientarsi ed è configurata per emettere un raggio che non è in grado di penetrare oggetti solidi e caratterizzato da un asse centrale. Il dispositivo portatile è configurato per rilevare il raggio emesso dalla stazione base e generare un segnale di uscita che permette all'utente di determinare ! bordi del raggio equindi orientarsi approssimativamente con l'asse centrale del raggio.
Il Richiedente ha osservato che il sistema proposto in WO 2008/ 153422 è altamente direzionale, infatti, permette di guidare un utente solo se quest'ultimo è all'interno da un cono definito dal raggio emesso dal trasmettitore. Inoltre, affinché il sistema funzioni correttamente l'utente deve muovere il dispositivo portatiletrasversalmentealla direzione del raggio per individuaregli estremi del cono definito dal raggio. Pertanto, ove la divergenza del raggio sia particolarmente ampia o particolarmente piccola un utente ha difficoltà ad ottenere informazioni di orientamento utili. Infine, anche in questo caso la presenza di un corpo interposto tra emettitore e sorgente compromette l'efficacia del sistema.
Di conseguenza, il Richiedente ha individuato la mancanza nello stato della tecnica attuale di sistemi e relativi metodi di assistenza alla mobilità efficaci e semplice da dispiegare in un'area geografica.
SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE
P scopo della presente invenzione quello di superare gli inconvenienti dell'arte nota.
In particolare è scopo della presente invenzione presentare un sistema e un metodo per assistere un utente a orientarsi e raggiungere una posizione e/ o seguire un percorso desiderati che sia semplice da dispiegare in un'area di interesse e, allo stesso tempo, permetta di guidare in modo efficace un utente verso una destinazione o lungo un percorso desiderato.
Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un dispositivo incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.
In una forma di realizzazione, il sistema comprende un dispositivo utente e almeno un dispositivo di riferimento situato in almeno una posizione.
Il dispositivo di riferimento comprende:
- un modulo di emissione e rilevazione configurato per emettere o rilevare radiazioni elettromagnetiche,
un modulo ricetrasmettitore connesso al modulo di emissione e rilevazione, e configurato per trasmettere un segnale di riferimento.
Il dispositivo utente comprende:
- almeno un modulo di emissione e rilevazione configurato per emettere o rilevare radiazioni elettromagnetiche;
un modulo ricetrasmettitore connesso al modulo di emissione e rilevazione, e configurato per trasmettere almeno due segnali esplorativi e ricevere corrispondenti segnali di riferimento, e
- un modulo elaboratore configurato per generare un'indicazione di una direzione da seguire per raggiungere il dispositivo di riferimento sorgente dei segnali di riferimento.
Vantaggiosamente, il dispositivo utente comprende ulteriormente:
un modulo misuratore configurato per misurare un tempo di volo dei segnali esplorativi trasmessi e dei corrispondenti segnali di riferimento ricevuti dal modulo ricetrasmettitore.
Inoltre, il modulo ricetrasmettitore del dispositivo utente è configurato per ricevere, attraverso l'almeno un modulo di emissione e rilevazione, almeno due corrispondenti segnali di riferimento trasmessi dal dispositivo di riferimento in risposta a detti segnali esplorativi.
Infine, il modulo elaboratore è configurato per:
determinare una posizione del dispositivo di riferimento rispetto alla posizione del dispositivo utente combinando le misure effettuate dal modulo misuratore e una distanza relativa tra punti di emissione da cui sono emessi segnali esplorativi consecutivi, e
generare detta indicazione di una direzione da seguire sulla base della posizione determinata del dispositivo di riferimento
Grazie a tale soluzione, il sistema è in grado di misurare con precisione la posizione relativa del dispositivo di riferimento e del dispositivo utente, in particolare il sistema risulta sostanzialmente insensibile agli effetti prodotti da attenuazione e riflessioni dei segnali. Inoltre, il sistema è in grado di fornire indicazioni affidabili a prescindere dalle posizioni effettive del dispositivo utente e del dispositivo di riferimento al l’i nterano del raggio di portata dei moduli ri cetrasm etti tori.
In una forma di realizzazione, il sistema comprende una pluralit- di dispositivi di riferimento. Ciascun dispositivo di riferimento è disposto in una rispettiva posizione, e è associato a un rispettivo codice identificativo.
Preferibilmente, il modulo ricetrasmettitore del dispositivo utente è configurato per trasmettere un segnale esplorativo contenente il codice identificativo del dispositivo di riferimento associato alla posizione desiderata.
A ncor pià preferibilmente, il modulo ricetrasmettitore dei dispositivi di riferimento è configurato per generare un segnale di riferimento comprendente il rispettivo codice identificativo solo quando è ricevuto un segnale esplorativo contente detto codice identificativo.
In questo modo, è possibile individuare in modo semplice ed efficace uno specifico dispositivo di riferimento tra una pluralit- di dispositivi di riferimento prevenendo trasmissioni di segnali superflue e relativi problemi di interferenza e rumore. Di conseguenza, l'operazione per dispiegare una pluralità di dispositivi di riferimento associati a diversi punti di interesse all'interno di un'area geografica (ad esempio, una città, un quartiere, un edificio, un parco, ecc.) risulta estremamente semplice e non richiede personale qualificato.
In una forma di realizzazione, il sistema comprende un archivio in cui sono memorizzati i codici identificativi e le posizioni associate a ciascun dispositivo di riferimento.
Preferibilmente, il dispositivo utente comprende o è collegabile a un modulo di interfaccia configurato per acquisire dall'archivio almeno un codice identificativo di un corrispondente dispositivo di riferimento disposto in una rispettiva posizione desiderata.
In una forma di realizzazione particolarmentevantaggiosa, il modulo elaboratore del dispositivo utente è configurato per memorizzare una sequenza di due o pià codici identificativi di altrettanti dispositivi di riferimento disposti in posizioni da raggiungere sequenzialmente. Preferibilmente, il modulo ricetrasmettitore del dispositivo utente è configurato per trasmettere una pluralit- di segnali esplorativi contenenti il codice identificativo associato a un dispositivo di riferimento della sequenza acquisita a partire da un primo codice identificativo della sequenza acquisita.
Inoltre, il modulo elaboratore del dispositivo utente è configurato per determinare una distanza relativa tra il dispositivo di riferimento associato al codice identificativo incluso nei segnali esplorativi trasmessi e il dispositivo utente sulla base delle misure effettuate delle misure effettuate dal modulo misuratore, e quando una distanza relativa tra il dispositivo di riferimento associato al codice identificativo selezionato e il dispositivo utente è inferiore a un valore di soglia, il modulo elaboratore è configurato per includere nei segnali esplorativi il successivo codice identificativo nella sequenza acquisita.
Grazie a tale soluzione - possibile identificare e selezionare facilmente uno o pià punti di interesse da raggiungere e configurare il dispositivo utente per raggiungere tali punti di interesse. Inoltre, la presenza dell'archivio permette di rilassare i requisiti hardware del dispositivo utente necessari per identificare, selezionare e memorizzare i codici identificavi dei dispositivi di riferimento posizionati in corrispondenza dei punti di interesse da raggiungere e permette di definire e assistere il movimento lungo un percorso attraverso due o più punti di interesse.
In una forma di realizzazione, il dispositivo utente comprende una coppia di moduli di emissione e rilevazione separati tra loro da una distanza che definisce la distanza tra punti di emissione da cui sono emessi segnali esplorativi consecutivi. Preferibilmente, il modulo ricetrasmettitore è configurato per trasmettere segnali esplorativi e ricevere segnali di riferimento attraverso entrambi i moduli di emissione e rilevazione in parallelo. Inoltre, il modulo misuratore è configurato per eseguire misurazioni in parallelo dei tempi di volo di segnali esplorativi trasmessi e corrispondenti segnali di riferimento ricevuti.
In una forma di realizzazione alternativa, il modulo ricetrasmettitore comprende inoltre un commutatore configurato per connettere il modulo ricetrasmettitore alternativamente a un modulo di emissione e rilevazione o all'altro.
In questo caso, il modulo ricetrasmettitore è configurato per trasmettere segnali esplorativi e ricevere segnali di riferimento attraverso i moduli di emissione e rilevazione in modo alternato, e il modulo misuratore è configurato per eseguire misurazioni dei tempi di volo di segnali esplorativi trasmessi e corrispondenti segnali di riferimento ricevuti a moduli di emissione e rilevazione differenti.
Grazie a tali strutture la distanza tra punti di emissione da cui sono emessi segnali esplorativi consecutivi è un valore costante semplicemente memorizzabile nel modulo elaboratore.
In una differente forma di realizzazione, il dispositivo utente ulteriormente comprende un modulo rilevatore di movimento configurato per determinare informazioni sul movimento del modulo di emissione e rilevazione. Preferibilmente, il modulo elaboratore è configurato per misurare la distanza tra punti di emissione dei segnali esplorativi emessi consecutivamente come una distanza relativa tra posizioni occupate dal modulo di emissione e rilevazione durante l'emissione di segnali esplorativi consecutivi.
Questa struttura permette di determinare con precisione la posizione relativa di un dispositivo di riferimento rispetto al dispositivo utente per mezzo di un singolo modulo di emissione e rilevazione.
In una forma di realizzazione, il modulo ricetrasmettitore del dispositivo utente è configurato per trasmettere segnali esplorativi e ricevere segnali di riferimento quando - determinata una velocità e/ o un'accelerazione del modulo di emissione e rilevazione uguale o inferiore a un valore di soglia.
In questo modo, è possibile sincronizzare l'emissione dei segnali esplorativi con il movimento del dispositivo utente e abbattere errori di misura dovuti allo spostamento dell'almeno un modulo di emissione e rilevazione nello spazio.
In una forma di realizzazione, il dispositivo utente è integrato in un bastone per non vedenti o ipovedenti, in cui il modulo di interfaccia del dispositivo utente è configurato per presentare l'indicazione di una direzione da seguire generata dal modulo elaboratore per mezzo di una vibrazione.
Questa implementazione permette di assistere l'orientamento di un utente non vendente o ipovedente in modo semplice ed efficace fornendo un'indicazione di tipo tattile attraverso il bastonesenza impegnare altri sensi, in particolare l'udito, risultando in un pià semplice e sicuro spostamento dell'utente verso un dispositivo di riferimento.
In una forma di realizzazione, sia il modulo ricetrasmettitore e l'almeno un modulo di emissione e rilevazione del dispositivo utente, sia il modulo ricetrasmettitore e l'almeno un modulo di emissione e rilevazione del dispositivo di riferimento, sono configurati per operare con segnali radio Ultra wide Band.
Grazie all'utilizzo di tale banda di frequenze è possibile eseguire misurazioni con precisione nell'ordine di 1 ' 5 cm entro il raggio di portata dei segnali.
U n differente aspetto della presente invenzione propone un metodo per assistere un utente a raggiungere almeno una posizione desiderata utilizzando il sistema di cui sopra. Il metodo comprende i passi di:
trasmettere almeno due segnali esplorativi attraverso l'almeno un modulo di emissione e rilevazione del dispositivo utente;
ricevere detti segnali esplorativi presso il dispositivo di riferimento; trasmettere un segnale di riferimento attraverso il modulo di emissione e rilevazione del dispositivo di riferimento in risposta a ciascun segnale esplorativo ricevuto;
ricevere detti segnali di riferimento presso il dispositivo utente, e generare un'indicazione di una direzione da seguire per raggiungere il dispositivo di riferimento sulla base dei segnali esplorativi e dei segnali di riferimento trasmessi e ricevuti, rispettivamente.
Vantaggiosamente il metodo comprendere anche i passi di:
misurare un tempo di volo di detti segnali esplorativi e di detti segnali di riferimento;
determinare una posizione del dispositivo di riferimento in base a dette misure del tempo di volo, e una distanza tra punti di emissione da cui sono emessi i segnali esplorativi, e
generare l'indicazione di una direzione da seguire per raggiungere il dispositivo di riferimento sulla base della posizione relativa misurata.
Grazie a tale metodo è possibile fornire indicazioni altamente precise per guidare un utente verso un punto di interesse desiderato.
In una forma di realizzazione, il passo di trasmettere un segnale esplorativo comprende:
- includere in ciascun segnale esplorativo un codice identificativo associato al dispositivo di riferimento situato nella posizione desiderata.
Preferibilmente, il passo di trasmettere un segnale di riferimento comprende: trasmettere detto segnale di riferimento dal dispositivo di riferimento solo in risposta a un segnale esplorativo comprendente detto codice identificativo.
Questa soluzione permette di identificare in modo semplice ed efficace il corretto dispositivo di riferimento tra una pluralità di dispositivi di riferimento.
In una forma di realizzazione, il metodo ulteriormente comprendente i passi di:
selezionare almeno due posizioni desiderate da raggiungere sequenzialmente;
- acquisire una sequenza di codici identificativi di corrispondenti dispositivi di riferimento situati in dette almeno due posizioni desiderate;
includere in ciascun di segnale esplorativo da trasmettere il codice identificativo associato a un dispositivo di riferimento della sequenza acquisita a partire da un primo codice identificativo della sequenza acquisita,
- misurare una distanza relativa tra il dispositivo di riferimento associato al codice identificativo incluso nei segnali esplorativi trasmessi e il dispositivo utente, e
quando detta distanza relativa è inferiore a un valore di soglia, selezionare per l'inclusione in ciascun di segnale esplorativo il codice identificativo in posizione successiva nella sequenza acquisita.
Grazie all'implementazione di tali passi il metodo permette di assistere un utente nello spostamento lungo un percorso in modo da raggiungere pià punti di interesse selezionati.
Ulteriori caratteristiche e scopi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
L'invenzione verrà descritta qui di seguito con riferimento ad alcuni esempi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo, ed illustrati nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/ o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari.
La Figura 1 è uno schema a blocchi di un sistema secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
la Figura 2 è una rappresentazione schematica di un sistema secondo la presente invenzione comprendete una pluralità di dispositivi di riferimento;
la Figura 3 è un diagramma di flusso di un metodo di assistenza alla mobilità secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.
la Figura 4 è uno schema a blocchi di un sistema secondo una differente forma di realizzazione in cui un dispositivo utente ha una struttura alternativa rispetto al sistema di Figura 1;
la Figura 5 è uno schema a blocchi di un sistema secondo un'altra forma di realizzazione in cui un dispositivo utente ha una struttura alternativa rispetto ai sistemi di Figura 1 e 4;
la Figura 6 è una rappresentazione schematica del sistema di Figura 5 in cui il dispositivo utente è integrato in un bastone per ipovedenti.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
Mentre l'invenzione è suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi è alcuna intenzione di limitare l'invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l'invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell ambito dell'invenzione come definito nelle rivendicazioni.
L'uso di _ad esempio: , _ecc.: , .oppure: indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L'uso di _include: significa .include, ma non limitato a: a meno che non sia altrimenti indicato.
Con riferimento alla Figura 1, un sistema 1 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione comprende un dispositivo utente 2 e un dispositivo di riferimento 3.
Il dispositivo utente 2 comprende un modul o ricetrasmettitore 21 configurato per trasmettere e ricevere segnali radio, una coppia di antenne 23a e 23b connesse al modulo ricetrasmettitore 21, un modulo misuratore 25 configurato per effettuare misure sui segnali radio trasmessi e ricevuti dal modulo ricetrasmettitore 21, un modulo elaboratore 27 configurato per elaborare misure fornite dal modulo misuratore e, preferibilmente, controllare il funzionamento degli altri moduli del dispositivo utente 2 e un modulo di interfaccia 29 configurato per scambiare segnali di ingresso/ uscita con un altro dispositivo 4 e/ o con un utente 5.
Nell'esempio di Figura 1, le due antenne 23a e 23b sono disposte a una distanza DS predeterminata tra loro e, preferibilmente, compresa tra 5 cm e 50 cm, pià preferibilmente compresa tra 15 cm e 45 cm, come 30 cm. Inoltre, il modulo ricetrasmettitore 21 comprende due unit- di ricetrasmissione 21a e 21b, ciascuna accoppiata a una rispettiva antenna 23a e 23b per trasmettere e ricevere segnali radio attraverso tale antenna 23a o 23b. Analogamente, il modulo misuratore 25 comprende due unità di misura 25a e 25b, ciascuna connessa a una rispettiva unità di ricetrasmissione 21a e 21 b, rispettivamente, per effettuare misure sui segnali trasmessi e ricevuti attraverso la corrispondente antenna 23a o 23b. In particolare, ciascuna unità di misura 25a e 25b è configurata per misurare un tempo di volo - o TOF, 'Time Of Flight', anche indicato come 'Time Of Arrival', TOA ' dei segnali radio trasmessi e ricevuti alla corrispondente antenna 23a e 23b. Inoltre, il modulo misuratore 27 è configurato per determinare la posizione del dispositivo di riferimento 3 rispetto al dispositivo utente 2 combinando le misure effettuate dal modulo misuratore 21 e la distanza DS tra le antenne 23a e 23b ' ossia, la distanza tra punti di emissione da cui sono emessi segnali esplorativi Se1 e Se2 ' per elaborare le misure effettuate dal modulo misuratore 21.
Naturalmente, il dispositivo utente 2 può comprendere moduli aggiuntivi (non illustrati). Preferibilmente, il dispositivo utente 2 comprende un modulo di potenza configurato per immagazzinare e/ o fornire energia elettrica ai restanti moduli del dispositivo utente 2 e componenti ancillari come una scheda elettronica e un relativo sistema di piste elettriche (non illustrate). Ancora, il dispositivo utente 2 può comprendere una scocca e/ o elementi per il fissaggio all'utente e/ o a un apparato in cui è integrato il dispositivo utente 2 (anch'essi non illustrati).
Diversamente, il dispositivo di riferimento 3 comprende un modulo ricetrasmettitore 31 configurato per ricevere e trasmettere segnali radio attraverso una corrispondente antenna 33.
Anche nel caso del dispositivo di riferimento 3 possono essere previsti uno o più moduli aggiuntivi. Preferibilmente, il dispositivo di riferimento comprende un modulo di potenza configurato per immagazzinare e/ o fornire energia elettrica ai restanti moduli del dispositivo di riferimento e componenti ancillari come una scheda elettronica e un relativo sistema di piste elettriche (non illustrate). Ancora, il dispositivo di riferimento 3 può comprendere una scocca e/ o elementi per la disposizione in una posizione desiderata (anch'essi non illustrati).
Preferibilmente, il dispositivo di riferimento 3 è configurato per mantenere una condizione a basso consumo energetico, come uno stato di stand-by, fino a che non è ricevuto un segnale all'antenna 33.
In una forma di realizzazione preferita, i moduli ricetrasmettitori 21 e 31 e le antenne 23a, 23b e 33 dei dispositivi utente 2 e di riferimento 3, rispettivamente, sono configurati per operare nell'intervallo di frequenze denominato Ultra Wide Band o UWB, ad esempio come definito negli standard IEEE 802.15.4-2011, IEEE Std 802.15.4ù 0)11 e/ o IEEE Std 802.15.4-2006. Preferibilmente, il modulo misuratore 25 applica una procedura di TwoWay Ranging ' TWR ' per misurare la distanza tra il modulo utente 2 e il dispositivo remoto 3.
In una forma di realizzazione preferita (illustrata in Figura 2), il sistema 1 può comprendere una pluralità di dispositivi di riferimento 3 ciascuno disposto in corrispondenza di una posizione o punto di interesse Pos0-5 (ad esempio, un'abitazione, uno o più esercizi commerciali, una o pià sedi di enti statali, ospedali, ecc.). Vantaggiosamente, un rispettivo codice identificativo ID0-5 ' ad esempio, un codice numerico, alfabetico o alfanumerico ' è associato a ciascuno dei dispositivi di riferimento 3 del sistema 1.
Durante il funzionamento il dispositivo utente 2 è configurato per fornire indicazioni all'utente 5 riguardo una direzione da seguire per raggiungere uno selezionato dei dispositivi di riferimento 3. Preferibilmente, il dispositivo utente 2 può essere configurato per assistere l'utente 5 in modo da seguire un percorso 6 che preveda il raggiungimento di dueo pià dispositivi di riferimento 3 secondo una sequenza predeterminata.
Facendo riferimento alle Figure 1 - 3, è ora descritto un metodo 300 di funzionamento del sistema 1 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Il dispositivo utente 2 è configurato per stabilire una connessione con un database 7 contenente una lista dei dispositivi di riferimento 3 attivi nell'area geografica (blocco 301). In particolare, il database 7 comprende una voce per ciascun dispositivo di riferimento 3 del sistema 1. Questa voce comprende l'identificativo utente ID0-5 del dispositivo di riferimento 3 e la posizione Pos0-5 del dispositivo di riferimento 3. Preferibilmente, il dispositivo utente 2 si connette al database 7 attraverso una rete di telecomunicazione 8 direttamente o, alternativamente, connettendosi ad un dispositivo intermediario 4 come un computer, uno smartphone, un tablet, ecc.
Attraverso il modulo di interfaccia 29, o il dispositivo intermediario 4, l'utente 5 seleziona il percorso 6 da seguire (blocco 302) e il database 7 fornisce al dispositivo utente una sequenza, ad esempio una stringa ST, contenente i codici identificativi ID1, ID3, ID4eID5 associati a ciascuno dei dispositivi di riferimento 3 associati alle posizioni Pos0-5 selezionate, preferibilmente, nell'ordine in cui saranno incontrati seguendo li percorso 6 selezionato (blocco 303). Nell'esempio di Figura 2, l'utente seleziona le posizioni Pos1, Pos3, Pos4 e Pos5 dove sono posizionati i dispositivi di riferimento 3 identificati dai codici identificativi ID1, ID3, ID4 e ID5.
Successivamente alla procedura di selezione del percorso 6 appena descritta, ha inizio una procedura di assistenza alla mobilità vera e propria. In particolare, il dispositivo utente 2 è configurato per emettere un rispettivo segnale esplorativo Se1 e Se2 attraverso ciascuna delle sue antenne 23a e 23b (blocco 305). Vantaggiosamente, i segnali esplorativi Se1 eSe2 trasmessi dal dispositivo utente comprendono il codice di identificativo ID1 associato al primo dispositivo di riferimento 3 da raggiungere. Preferibilmente, il dispositivo utente 2 emette segnali esplorativi Se1 e Se2 differenti tra loro; ad esempio, i segnali esplorativi Se1 e Se2 possono essere trasmessi su canali differenti.
I segnali esplorativi Se1 e Se2 si propagano nello spazio e sono ricevuti dal dispositivo di riferimento 3 associato alla prima posizione Pos1 da raggiungere. Il dispositivo di riferimento 3, esce dalla condizione di stand-by, verifica che il codice identificativo ID1 contenuto nei segnali esplorativi Se1 e Se2 corrisponda al proprio codice identificativo (blocco decisionale 307) e, in caso affermativo (ramo di uscita Y del blocco decisionale 307) emette un corrispondente segnale di riferimento Sri e Sr2 in risposta a ciascuno dei segnali esplorativi ricevuti (blocco 309). Vantaggiosamente, anche i segnali di riferimento Sr1 e Sr2 il codice di riferimento ID1 associato al dispositivo di riferimento 3 che emette tali segnali di riferimento Sr1 e Sr2. A ncora pià preferibilmente, il dispositivo di riferimento 3 emette i segnali di riferimento Sri e Sr2; ad esempio i segnali di riferimento Sri e Sr2 possono essere trasmessi su canali differenti.
A l contrario, qualsiasi altro dispositivi di riferimento 3 che riceva i segnali esplorativi Se1 e Se2, una volta verificato che il codice identificativo ID1 contenuto nei segnali esplorativi Se1 e Se2 non corrisponde al proprio codice identificativo (ramo di uscita N del blocco decisionale 307) ritorner- nella condizione di stand-by, senza emettere alcun segnale (blocco 311).
Quando i segnali di riferimento Sr1 e Sr2 sono ricevuti dal dispositivo utente 2, quest'ultimo verifica che il codice identificativo ID1 contenuto nei segnali di riferimento Sri e Sr2 corrisponda al primo codice identificativo della stringa ST (blocco decisionale313). In caso negativo (ramo di uscita N del blocco decisionale 313) i segnali di riferimento Sri e Sr2 sono ignorati (blocco 315).
A l contrario, se il codice identificativo ID1 contenuto nei segnali di riferimento Sri e Sr2 corrisponde al primo codice identificativo della stringa ST (ramo di uscita Y del blocco decisionale 313), è misurato un tempo di volo ' o tempo di arrivo ' dei segnali i segnali esplorativi Se1 eSe2, e dei segnali di riferimento Sr1 e Sr2 e quindi una distanza D1 tra l'antenna 33 del dispositivo di riferimento 3 e l'antenna 23a del dispositivo utente 2 e una distanza D2 tra l'antenna 33 del dispositivo di riferimento e l'antenna 23b del dispositivo utente 2 (blocco 317).
Le misure delle distanze D1 e D2 sono combinate tra loro e con la distanza DS che separa le antenne 23a e 23b per determinare una posizione relativa del dispositivo 3 associato alla prima posizione Pos1 da raggiungere rispetto al dispositivo utente 2 (blocco 319). Ad esempio, la posizione relativa del dispositivo 3 è determinata attraverso una procedura geometrica, come attraverso una procedura di triangolazione.
Sulla base della posizione relativa del dispositivo 3 rispetto al dispositivo utente 2 è fornita all'utente 5 un'indicazione della direzione da seguire per raggiungere la prima posizione Posi (blocco 321).
In una forma di realizzazione preferita, il dispositivo utente 2 è configurato per fornire indicazioni adatte a correggere una deviazione del movimento dell'utente rispetto a una direzione X di riferimento, ad esempio una direzione in linea d'aria che collega il dispositivo di riferimento 3 e il dispositivo utente 2 determinata con la prima trasmissione dei segnali esplorativi Se1 e Se2.
In una forma di realizzazione, il dispositivo utente 2 è configurato per determinare l'andamento delle posizioni relative del dispositivo di riferimento 3 durante un intervallo di tempo predeterminato e identificare una deviazione dalla direzione X di riferimento. In alternativa, il dispositivo utente può essere configurato per identificare una deviazione dalla direzione X quando è determinato un angolo di deviazione tra una posizione relativa attuale e una posizione relativa di riferimento maggiore di un angolo di soglia di deviazione verso destra o sinistra. In entrambi i casi, il dispositivo utente 2 è configurato per generare l'indicazione sulla base della deviazione direzioneX individuata.
Ad esempio, le indicazioni possono consistere sostanzialmente in vibrazioni trasmesse dal dispositivo utente 2 a differenti parti del corpo dell'utente 5, come le mani, o a una porzione della mano dell'utente 5 che brandisce il dispositivo utente 2.
Inoltre, il dispositivo utente 2 è configurato per misurare la distanza tra il dispositivo utente 2 e il dispositivo di riferimento 3 situato nella prima posizione Posi da raggiungere, verificare se tale distanza misurata è inferiore a un valore di soglia di distanza (blocco decisionale 323). In caso negativo (ramo di uscita N del blocco decisionale 323) il procedimento prevede che il dispositivo utente 2 emetta una nuova coppia di segnali esplorativi Se1 e Se2 contenenti il codice identificativo ID1 (ovvero l'operazione ritorna al blocco 305).
Diversamente, nel caso la distanza tra dispositivo utente 2 e il dispositivo di riferimento 3 associato alla prima posizione Posi da raggiungere risulta inferiore al valore di soglia di distanza (ramo di uscita Y del blocco decisionale 323), il dispositivo utente 2 e, quindi, l'utente 5 hanno raggiunto il dispositivo di riferimento 3 nella stringa ST ' associato al codice identificativo ID1 -, ossia sono nella prima posizione Pos1. Di conseguenza, il dispositivo utente 2 è , preferibilmente configurato per fornire un'indicazione del raggiungimento della prima posizione Pos1 (blocco 325). Ad esempio, il dispositivo utente 2 può essere configurato per trasmettere una sequenza di vibrazioni predeterminata a una o entrambe le mani dell'utente 5, come una vibrazione contemporanea a entrambe le mani dell'utente o sia alla parte destra e alla parte sinistra della mano che brandisce il dispositivo utente 2.
A questo punto, il dispositivo utente 2 è configurato per verificare se il codice identificativo ID1 associato al dispositivo di riferimento 3 appena raggiunto corrisponda all'ultimo della lista (blocco decisionale 327). In caso affermativo (ramo di uscita Y del blocco decisionale 327) il percorso 6 selezionato è stato completato e il dispositivo utente 2 può entrare in una condizione di basso consumo energetico ' ad esempio, disattivando uno o più moduli ', eventualmente dopo avere fornito un'indicazione di termine del percorso ' ad esempio, trasmettendo una predeterminata sequenza di vibrazioni a una o entrambe le mani o le parti di una mano dell'utente 5 (blocco 329).
Nel caso il codice identificativo ID1 del dispositivo di riferimento raggiunto non sia l'ultimo della sequenza memorizzata (ramo di uscita N del blocco decisionale 327), il dispositivo 2 è configurato per selezionare il successivo codice identificativo ' ad esempio, il codice ID3 - nella sequenza memorizzata (blocco 331) e, quindi trasmettere una nuova coppia di segnali esplorativi Se1 e Se2 contenenti il codice identificativo ID3 (ovvero l'operazione ritorna al blocco 305).
Riassumendo, il dispositivo utente 2 fornisce indicazioni per raggiungere in successione ciascuno dei dispositivi di riferimento 3 secondo l'ordine dei corrispondenti codici identificativi IDn nella stringa ST, guidando l'utente 5 attraverso le posizioni Pos0-5 desiderate nella sequenza definita dal percorso 6 precedentemente selezionato.
Come sarà evidente alla persona esperta, il sistema 1 può essere implementato applicando modifiche alla struttura dei dispositivi 2 e 3 e/ o al metodo di operazione 300. In particolare, il dispositivo utente 2 può comprendere varie modifiche secondo le specifiche contingenze applicative.
Ad esempio, in una forma di realizzazione (illustrata in Figura 4), il sistema 1 comprende un dispositivo utente 2 comprendente un modulo ricetrasmettitore 21 dotato di una singola unit- di ricetrasmissione21c. L'unità di ricetrasmissione 21 c è configurata per effettuare la trasmissione e la ricezione di segnali radio attraverso entrambe le antenne 23a e 23b.
Preferibilmente, l'unità di ricetrasmissione 21 c è configurata per utilizzare in modo alternato le antenne 23a e 23b per trasmettere e ricevere segnali radio. In altre parole, ciascuna antenna 23a e 23b è attivata in un periodo di tempo dt seguito e preceduto da intervalli di tempo dt in cui è attiva l'altra antenna 23b o 23a, rispettivamente.
Vantaggiosamente, selezionando un intervallo di tempo dt uguale o inferiore a un intervallo di tempo di soglia, ad esempio nell'ordine dei microsecondi, è possibile mantenere trascurabile un errore introdotto dalle eventuali variazioni di posizione delle antenne 23a e 23b tra un intervallo di tempo e il successivo. In altre parole, è possibile assumere che le trasmissioni, ricezioni e misure siano eseguite sostanzialmente contemporaneamente non affette da una velocità di spostamento del dispositivo utente 2. A talescopo, l'unità di ricetrasmissione 21c può comprendere un commutatore di antenna 211.
In un'altra forma di realizzazione (illustrata nelle Figure 5 e 6), il sistema 1 comprende un dispositivo utente 2 in cui sono previsti un modulo ricetrasmettitore 21 dotato di una singola unità di ricetrasmissione 21 d, una sola antenna 23c e un modulo rilevatore di movimento 28 connesso al modulo elaboratore 29.
Il modulo ricetrasmettitore 21 è configurato per emettere periodicamente un segnale esplorativo Se3 attraverso l'antenna 23c e ricevere un corrispondente segnale di riferimento Sr3, le quali sono processate dal modulo misuratore 25 per determinare il tempo di volo di tali segnali. Ad esempio, il modulo ricetrasmettitore 21 è configurato trasmettere con una periodicità nell'ordine dei microsecondi il segnale esplorativo Se3.
Il modulo rilevatore di movimento 28 è configurato per fornire indicazioni riguardanti velocità e/ o accelerazione del dispositivo utente 2. Ad esempio, il modulo rilevatore di movimento 28 comprende uno o più tra: sensori di velocità, accelerometri, unità di misura inerziale, ecc.
Il modulo elaboratore 27 è configurato per calcolare una distanza Dx tra le posizioni dell'antenna 23c durante due trasmissioni consecutive del segnale esplorativo Se3 sulla base delle informazioni acquisite dal modulo rilevatore di movimento 28. In questo, modo il modulo elaboratore 27 è in grado di determinare accuratamente la posizione relativa del dispositivo di riferimento 3 rispetto il dispositivo utente 2, quando quest'ultimo è in movimento.
Vantaggiosamente, il modulo elaboratore 27 può essere configurato per identificare istanti di tempo in cui la velocità e/ o accelerazione del dispositivo utente 2 si annullano o invertono. Inoltre, il modulo elaboratore 27 può essere configurato per controllare il modulo ricetrasmettitore 25 in modo sincronizzare la trasmissione e ricezione di segnali radio con gli istanti di tempo di annullamento o inversione di velocità e/ o accelerazione.
Questa implementazione del dispositivo utente 2 risulta particolarmente efficace integrata in un bastone 9 per ipovedenti o non vedenti. Infatti, la tipica oscillazione trasversale prevista durante il brandeggio del bastone 9 garantisce istanti di tempo di annullamento o inversione di velocità e/ o accelerazione consecutivi e sostanzialmente periodici durante l'intera durata di deambulazione dell'utente 5 fino al raggiungimento del dispositivo di riferimento 3.
Inoltre, implementando un modulo di interfaccia 29 in grado di trasmettere vibrazioni al bastone 9 è possibile fornire all'utente 5 le informazioni sulla direzione da seguire in modo semplice ed efficace con una singola vibrazione, senza richiedere l'utilizzo di sensi diversi dal tatto, in particolare senza ridurre una percezione uditiva dell'utente 5. In altre parole, il sistema 1 qui descritto fa uso del normale brandeggio del bastone 9 per permettere all'utente di individuare un percorso virtuale, delimitato dalle vibrazioni prodotte dal dispositivo utente 2, che conduce a una posizione desiderata.
In una forma di realizzazione preferita, il modulo elaboratore 21 implementa un algoritmo di orientamento che determina l'istante di scavalcamento di una linea virtuale 6a che unisce il dispositivo 2 al dispositivo di riferimento 3. Quando il bastone 5 scavalca la linea virtuale 6a, il dispositivo utente 2 genera una corrispondente indicazione che è trasmessa all'utente 5. Vantaggiosamente, tale algoritmo - basato sulla differenza tra le derivate della distanza tra il dispositivo utente 2 e dispositivo di riferimento 3 in funzione del tempo determinata grazie alle informazioni fornite dal modulo rilevatore di movimento 28 e/ o da eventuali sensori inerziali (non illustrati).
L 'invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito della presente invenzione quale risulta dalle rivendicazioni allegate.
In particolare, in una forma di realizzazione il modulo ricetrasmettitore 21, il modulo di misura 25 e/ o il possono essere integrati in un modulo unico. Ad esempio, uno o pià dispositivi DWM1001 prodotto da DecaWave può essere utilizzato nel dispositivo utente 2 sia come modulo ricetrasmettitore 21 sia come modulo di misura 25.
Nulla vieta di configurare il dispositivo utente 2 per fornire indicazioni riguardo una differenza di elevazione tra il dispositivo utente 2 stesso e il dispositivo di riferimento 3 con cui sta cambiando segnali.
Sebbene negli esempi sopra indicati si sia fatto riferimento a indicazioni di tipo tattile, in particolare vibrazioni, sarà evidente alla persona esperta del settoreche le indicazioni possono comprendere o consistere sostanzialmente di segnali luminosi, ad esempio utilizzando una coppia di LED, o altra sorgente luminosa, per segnalare deviazioni verso destra o sinistra attivando alternativamente un LED posto a sinistra o un LED posto a destra del campo visivo dell'utente. A ncora, le indicazioni possono essere rappresentate graficamente su uno schermo di cui sia dotato il dispositivo utente 2 e/ o di un differente dispositivo (non illustrato) collegabile al dispositivo utente 2, come uno smartphone, un tablet, un dispositivo indossabile, ecc.
A ncora, nulla vieta di collegare, o integrare, il dispositivo utente 2 a un elemento indossabile, comecintura, scarpe, abiti, occhiali, guanti, cappelli e monili. Inoltre, il dispositivo utente può essere accoppiato o integrato in un mezzo di locomozione, come un veicolo, una carrozzina per disabili, o simili dispositivi al fine di fornire informazioni di assistenza alla guida manuale o per integrare un sistema di guida autonoma.
In una forma di realizzazione, il dispositivo utente 2 può essere configurato per fornire periodicamente indicazioni sulla distanza che separa il dispositivo utente 2 dal dispositivo di riferimento 3 situato nella posizione Pos1 da raggiungere. Ad esempio, il dispositivo utente può essere configurato per generare periodicamente un treno di vibrazioni impulsive con una frequenza di ripetizioni proporzionale inversamente proporzionale alla distanza misurata tra il dispositivo utente 2 e il dispositivo di riferimento 3 da raggiungere.
Nulla vieta di prevedere un dispositivo utente (non illustrato) dotato sia di una coppia di antenne sia di un modulo rilevatore di movimento e in cui il modulo elaboratore è configurato per combinare le misure fornite dal modulo misuratore con le informazioni fornite dal modulo rilevatore di movimento per determinare indicazioni di orientamento pià precise, una maggiore varietà di indicazioni e/ o indicazioni basate su predizioni del movimento dell'utente.
Infine, tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.
Ad esempio, il modulo elaboratore 27 può comprendere uno o più microcontrollori, microprocessori, FPGA, ASIC, unità di memoria e/ o altri elementi simili. In una forma di realizzazione esemplare, il modulo elaboratore 27 comprende un microprocessore a 32 bit.
A ncora, il dispositivo utente 2 e/ o il dispositivo di riferimento 3 possono essere realizzati, almeno in parte, sfruttando una piattaforma hardware generai purpose, come una le piattaforme hardware delle famiglie Arduino o Raspberry PI.
Inoltre, i segnali esplorativi Se1 e Se2 e i corrispondenti segnali di riferimento Sr1 e Sr2 possono essere differenziati tra loro in modi alternativi all'utilizzo di differenti bande di frequenza, come ad esempio, utilizzando differenti codifiche, inserendo nei segnali header specifici o altre informazioni identificative, ecc.
Nulla vieta di configurare il modulo elaboratore 27 del dispositivo utente 2 in modo da determinare un intervallo di tempo di annullamento e/ o determinare solo una componente - lungo un asse di un sistema di riferimento predeterminato ' della velocità del dispositivo utente.
Inoltre, sarà evidente alla persona esperta che il sistema 1 secondo ulteriori forme di realizzazione può essere basato su due o pià bande di frequenze radio e/ o su radiazioni elettromagnetiche in bande di frequenze differenti da quelle dei segnali radio, come ad esempio, nella banda di frequenza visibile. Pertanto il dispositivo utente 2 e i dispositivi di riferimento 3 del sistema saranno dotati di uno o più moduli di emissione e rilevazione configurati per operare nella banda di frequenza in aggiunta o in alternativa alle antenne 23a, 23b e 23c.
Analogamente, sebbene preferibilmente il dispositivo utente 2 e i disposti di riferimento 3 emettano radiazioni elettromagnetiche in modo anisotropo, nulla vieta di realizzare versioni del sistema comprendenti un dispositivo utente 2 e/ o uno o pià dispositivi di riferimento 3 dotati di antenne direzionali o orientabili.
Per quanto riguarda il metodo, sarà evidente alla persona esperta, che uno o più passi del metodo possono essere omessi, eseguiti in un differente ordine e/ o in parallelo, così come uno o pià passi opzionali possono essere aggiunti senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema (1) per assistere un utente a raggiungere almeno una posizione (PosO-5) desiderata comprendente un dispositivo utente (2) e almeno un dispositivo di riferimento (3) situato nell' almeno una posizione (PosO-5), in cui il dispositivo di riferimento (3) comprende: un modulo di emissione e rilevazione (33) configurato per emettere e rilevare radiazioni elettromagnetiche, un modulo ricetrasmettitore (31) connesso al modulo di emissione e rilevazione (33), e configurato per trasmettere un segnale di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3), e in cui il dispositivo utente (2) comprende: almeno un modulo di emissione e rilevazione (23a, 23b, 23c) configurato per emettere e rilevare radiazioni elettromagnetiche, un modulo ricetrasmettitore (21) connesso al modulo di emissione e rilevazione (23a, 23b, 23c), e configurato per trasmettere almeno due segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) e ricevere corrispondenti segnali di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3), e un modulo elaboratore (27) configurato per generare un'indicazione di una direzione da seguire per raggiungere il dispositivo di riferimento (3) sorgente dei segnali di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3), caratterizzato dal fatto che il dispositivo utente (2) comprende ulteriormente un modulo misuratore (25) configurato per misurare un tempo di volo dei segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) trasmessi e dei corrispondenti segnali di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) ricevuti dal modulo ricetrasmettitore (21), e in cui il modulo ricetrasmettitore (21) è configurato per ricevere, attraverso l'almeno un modulo di emissione e rilevazione (23a, 23b, 23c), almeno due corrispondenti segnali di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) trasmessi dal dispositivo di riferimento (3) in risposta a detti segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3), e in cui il modulo elaboratore (27) è configurato per: determinare una posizione del dispositivo di riferimento (3) rispetto alla posizione del dispositivo utente (2) combinando le misure effettuate dal modulo misuratore (21) e una distanza (DS, Dx) tra punti di emissione (23a, 23b, 23c) da cui sono emessi i segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3), e - generare detta indicazione di una direzione da seguire sulla base della posizione determinata del dispositivo di riferimento (3).
- 2. Sistema (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente una pluralità di dispositivi di riferimento (3), ciascun dispositivo di riferimento essendo disposto in una rispettiva posizione (Pos0-5) ed essendo associato a un rispettivo codice identificativo (ID0-5), e in cui il modulo ricetrasmettitore (21) del dispositivo utente (2) è configurato per trasmettere un segnale esplorativo (Se1, Se2, Se3) contenente il codice identificativo (ID0-5) del dispositivo di riferimento associato alla posizione desiderata (Pos0-5), e in cui il modulo ricetrasmettitore (31) dei dispositivi di riferimento (3) è configurato per generare un segnale di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) comprendente il rispettivo codice identificativo (ID0-5) solo quando è ricevuto un segnale esplorativo (Se1, Se2, Se3) contente detto codice identificativo (ID0-5).
- 3. Sistema (1) secondo la rivendicazione 2, ulteriormente comprendente un archivio (7) in cui sono memorizzati i codici identificativi (ID0-5) e le posizioni associate a ciascun dispositivo di riferimento (3), e in cui il dispositivo utente (2) comprende o è collegabile a: un modulo di interfaccia (29) configurato per acquisire dall'archivio (7) almeno un codice identificativo (ID0-5) di un corrispondente dispositivo di riferimento (3) disposto in una rispettiva posizione desiderata (Pos0-5).
- 4. Sistema (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il modulo elaboratore (27) del dispositivo utente (2) è configurato per memorizzare una sequenza di due o più codici identificativi (ID0-5) di altrettanti dispositivi di riferimento (3) disposti in posizioni da raggiungere sequenzialmente, e in cui il modulo ricetrasmettitore (21) del dispositivo utente (2) è configurato per trasmettere una pluralità di segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) contenenti il codice identificativo (ID0-5) associato a un dispositivo di riferimento (3) della sequenza acquisita, a partire da un primo codice identificativo (ID1) della sequenza acquisita, e in cui il modulo elaboratore (27) del dispositivo utente (2) è configurato per determinare una distanza relativa tra il dispositivo di riferimento (3) associato al codice identificativo (ID1) incluso nei segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) trasmessi e il dispositivo utente (2) sulla base delle misure effettuate dal modulo misuratore (25), e quando una distanza relativa tra il dispositivo di riferimento (3) associato al codice identificativo (ID1) incluso nei segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) trasmessi e il dispositivo utente (2) è inferiore a un valore di soglia, il modulo elaboratore (27) è configurato per includere nei segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) il codice identificativo (ID3) in posizione successiva nella sequenza acquisita.
- 5. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo utente (2) comprende una coppia di moduli di emissione e rilevazione (23a,23b) separati tra loro da una distanza (DS) che definisce la distanza tra punti di emissione (23a, 23b, 23c) da cui sono emessi segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) consecutivi, e in cui il modulo ricetrasmettitore (21) è configurato per trasmettere segnali esplorativi e ricevere segnali di riferimento attraverso entrambi i moduli di emissione e rilevazione (23a,23b) in parallelo, e in cui il modulo misuratore (25) è configurato per eseguire misurazioni in parallelo dei tempi di volo di segnali esplorativi trasmessi (Se1, Se2) e corrispondenti segnali di riferimento ricevuti (Sr1, Sr2).
- 6. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il dispositivo utente (2) comprende una coppia di moduli di emissione e rilevazione (23a,23b) separati tra loro da una distanza (DS) che definisce la distanza tra punti di emissione (23a, 23b, 23c) da cui sono emessi segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) consecutivi, e il modulo ricetrasmettitore (21) comprende un commutatore (211 c) configurato per connettere il modulo ricetrasmettitore (21) alternativamente a un modulo di emissione e rilevazione (23a,23b) o all'altro, e in cui il modulo ricetrasmettitore (21) è configurato per trasmettere segnali esplorativi (Se1, Se2) e ricevere segnali di riferimento (Sr1, Sr2) attraverso i moduli di emissione e rilevazione (23a,23b) in modo alternato, e in cui il modulo misuratore (25) è configurato per eseguire misurazioni dei tempi di volo di segnali esplorativi (Se1, Se2) trasmessi e corrispondenti segnali di riferimento (Sr1, Sr2) ricevuti a moduli di emissione e rilevazione (23a,23b) differenti.
- 7. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti da 1 a 4, in cui il dispositivo utente (2) ulteriormente comprende un modulo rilevatore di movimento (28) configurato per determinare informazioni sul movimento del modulo di emissione e rilevazione (23c), e in cui il modulo elaboratore (27) è configurato per misurare la distanza tra punti di emissione dei segnali esplorativi (Se3) emessi consecutivamente come una distanza (Dx) relativa tra posizioni occupate dal modulo di emissione e rilevazione (23c) durante l'emissione di segnali esplorativi (Se3) consecutivi.
- 8. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il dispositivo utente (2) è integrato in un bastone (9) per non vedenti o ipovedenti, in cui il modulo di interfaccia (28) del dispositivo utente è configurato per presentare l'indicazione di una direzione da seguire, generata dal modulo elaboratore (27), per mezzo di una vibrazione.
- 9. Sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sia il modulo ricetrasmettitore (21) e l'almeno un modulo di emissione e rilevazione (23a, 23b, 23c) del dispositivo utente (2) sia il modulo ricetrasmettitore (31) e l'almeno un modulo di emissione e rilevazione (33) del dispositivo di riferimento (3) sono configurati per operare con segnali radio Ultra Wide Band.
- 10. Metodo (300) per assistere un utente a raggiungere almeno una posizione (Pos0-5) desiderata utilizzando il sistema (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, comprendente i passi di: trasmettere (305) almeno due segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) attraverso l'almeno un modulo di emissione e rilevazione (23a, 23b, 23c) del dispositivo utente (2); ricevere (307) detti segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) presso il dispositivo di riferimento (3); trasmettere (309) un segnale di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) attraverso il modulo di emissione e rilevazione (33) del dispositivo di riferimento (3) in risposta a ciascun segnale esplorativo (Se1, Se2, Se3) ricevuto; ricevere (313) detti segnali di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) presso il dispositivo utente (2), e generare (321, 325, 329) un'indicazione di una direzione da seguire per raggiungere il dispositivo di riferimento (3) sulla base dei segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) e dei segnali di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) trasmessi e ricevuti, rispettivamente, caratterizzato dal fatto di comprendere ulteriormente i passi di misurare (317) un tempo di volo di detti segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) e di detti segnali di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3); determinare una posizione del dispositivo di riferimento (3) in basea dette misure del tempo di volo, e una distanza (DS, Dx) tra punti di emissione (23a, 23b, 23c) da cui sono emessi i segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3), e generare (321, 325, 329) l'indicazione di una direzione da seguire per raggiungere il dispositivo di riferimento (3) sulla base della posizione relativa misurata.
- 11. Metodo (300) secondo la rivendicazione 10, in cui il passo di trasmettere (305) almeno due segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) comprende: includere in ciascun segnale esplorativo (Se1, Se2, Se3) un codice identificativo (ID 0-5) associato al dispositivo di riferimento (3) situato nella posizione desiderata (Pos0-5), e in cui il passo di trasmettere (309) un segnale di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) comprende: trasmettere detto segnale di riferimento (Sr1, Sr2, Sr3) dal dispositivo di riferimento (3) solo in risposta a un segnale esplorativo (Se1, Se2, Se3) comprendente detto codice identificativo (ID0-5).
- 12. Metodo (300) secondo la rivendicazione 11, ulteriormente comprendente i passi di: selezionare (302) almeno due posizioni (Pos0-5) desiderate da raggiungere sequenzialmente; acquisire (303) una sequenza di codici identificativi (ID 0-5) di corrispondenti dispositivi di riferimento (3) situati in dette almeno due posizioni desiderate (Pos0-5); includere (305) in ciascun di segnale esplorativo (Se1, Se2, Se3) da trasmettere il codice identificativo (ID 0-5) associato a un dispositivo di riferimento (3) della sequenza acquisita a partire da un primo codice identificativo (ID 1 ) della sequenza acquisita, misurare (327) una distanza relativa tra il dispositivo di riferimento (3) associato al codice identificativo (ID 1 ) incluso nei segnali esplorativi (Se1, Se2, Se3) trasmessi e il dispositivo utente (2), e quando detta distanza relativa è inferiore a un valore di soglia, selezionare (331) per l'inclusione in ciascun di segnale esplorativo (Se1, Se2, Se3) il codice identificativo (ID3) in posizione successiva nella sequenza acquisita.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508699A (en) | 1994-10-25 | 1996-04-16 | Silverman; Hildy S. | Identifier/locator device for visually impaired |
| US6895330B2 (en) | 2001-03-09 | 2005-05-17 | International Business Machines Corporation | System for the visually impaired to navigate a route through a facility |
| WO2008153422A2 (en) | 2007-06-15 | 2008-12-18 | L & D Technology Limited | Orientation system and method |
| US20110248847A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Honeywell International Inc. | Mobile asset location in structure |
| US20120013468A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | George Olah | Wireless object localization and registration system and method |
| US20160259027A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Sensible Innovations, LLC | Audio navigation system for the visually impaired |
| US20190120925A1 (en) * | 2009-01-27 | 2019-04-25 | Xyz Interactive Technologies Inc. | Method and apparatus for ranging finding, orienting and/or positioning of single and/or multiple devices |
-
2019
- 2019-07-23 IT IT102019000012705A patent/IT201900012705A1/it unknown
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5508699A (en) | 1994-10-25 | 1996-04-16 | Silverman; Hildy S. | Identifier/locator device for visually impaired |
| US6895330B2 (en) | 2001-03-09 | 2005-05-17 | International Business Machines Corporation | System for the visually impaired to navigate a route through a facility |
| WO2008153422A2 (en) | 2007-06-15 | 2008-12-18 | L & D Technology Limited | Orientation system and method |
| US20190120925A1 (en) * | 2009-01-27 | 2019-04-25 | Xyz Interactive Technologies Inc. | Method and apparatus for ranging finding, orienting and/or positioning of single and/or multiple devices |
| US20110248847A1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Honeywell International Inc. | Mobile asset location in structure |
| US20120013468A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | George Olah | Wireless object localization and registration system and method |
| US20160259027A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Sensible Innovations, LLC | Audio navigation system for the visually impaired |
| US10132910B2 (en) | 2015-03-06 | 2018-11-20 | Sensible Innovations, LLC | Audio navigation system for the visually impaired |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| FARIA J ET AL: "Electronic white cane for blind people navigation assistance", WORLD AUTOMATION CONGRESS (WAC), 2010, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 19 September 2010 (2010-09-19), pages 1 - 7, XP031833381, ISBN: 978-1-4244-9673-0 * |
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