ITBA20100016A1

ITBA20100016A1 - Sistema vocale di navigazione, individuazione e riconoscimento e radiofrequenza degli oggetti per non vedenti.

Info

Publication number: ITBA20100016A1
Application number: IT000016A
Authority: IT
Inventors: Agostino Giorgio
Original assignee: Agostino Giorgio
Priority date: 2010-03-22
Filing date: 2010-03-22
Publication date: 2011-09-23

Description

Sistema vocale di navigazione, individuazione e riconoscimento a radiofrequenza degli oggetti per non vedenti

Il problema della individuazione di oggetti in depositi, magazzini, biblioteche è di importanza cruciale per una gestione efficiente soprattutto in termini di rapidità ed economia, per esempio nella realizzazione dell’inventario. Tale problema è tuttavia sentito anche in semplici situazioni domestiche e risulta ancora più significativo per i non vedenti o gli ipo vedenti gravi i quali avrebbero grande giovamento dalla possibilità di individuare e/o riconoscere oggetti pur senza vederli. Per riconoscimento di un oggetto si intende venire a conoscenza delle sue caratteristiche salienti: tipo, colore, forma, ecc.

Attualmente la tecnologia più avanzata e più promettente impiegata per la gestione dei magazzini è la tecnologia RFID (Radio Frequency IDentification) che consente, tramite connettività wireless a radiofrequenza, ad un dispositivo lettore, detto Reader, di rilevare ed archiviare in memoria gli oggetti presenti in un raggio variabile in base alla frequenza operativa, oggetti a loro volta muniti di un dispositivo, detto tag o trasponder, che può assumere le forme più varie, per esempio la forma di una targhetta adesiva. Il tag o trasponder è un elemento di memoria passivo solidale all’oggetto da rilevare. Esso è programmabile tramite appositi dispositivi programmatori di memorie e contiene informazioni tipicamente utili per la gestione di un prodotto commerciale (nome, codice, eventuale data di scadenza, data di produzione, lotto, ecc.). Il tag o trasponder è alimentato dalla portante a radiofrequenza emessa dal reader nella sua fase di esplorazione/ricerca degli oggetti. Il reader, infatti, emette un segnale a radiofrequenza di interrogazione e se in un raggio prestabilito è presente un oggetto munito di tag, questo risponde alla interrogazione del reader emettendo un segnale radio che contiene le informazioni immagazzinate in memoria ovvero relative all’oggetto con cui è solidale.

La tecnologia RFID attualmente viene utilizzata per realizzare inventari e catalogazione di prodotti e per seguire la storia di un prodotto dalla produzione e messa in commercio al consumo/utilizzo. Non è nota ad oggi alcuna applicazione come ausilio per i non vedenti o ipo vedenti.

Per costoro, invece, gli strumenti attualmente più utilizzati sono la lingua dei segni tattile e l’alfabeto Braille. Entrambi questi strumenti si basano su un riconoscimento tattile degli oggetti per cui è indispensabile un contatto. Ciò implica, per esempio, che tali strumenti non possono essere impiegati per evitare ostacoli, ovvero per informare il non vedente della presenza di un oggetto prima di incontrarlo.

Infine, la tecnica nota non offre strumenti che consentano di effettuare navigazione di tipo non satellitare, ovvero in ambienti chiusi. Questa possibilità sarebbe preziosa per i non vedenti agevolando loro nel movimento in ambienti chiusi anche nuovi, non familiari.

La presente invenzione consiste di un dispositivo elettronico che, avvalendosi della tecnologia RFID e delle moderne tecniche di sintesi vocale, risolve il problema della individuazione e del riconoscimento degli oggetti e permette la navigazione a radiofrequenza (non satellitare GPS) in ambienti chiusi oltre che aperti.

La sintesi vocale è una tecnica che permette ad un computer di generare suoni e, quindi, parole e frasi, generando in sequenza i fonemi che compongono la parola stessa.

La presente invenzione permette all’utente di ascoltare da una voce sintetizzata artificialmente, le caratteristiche degli oggetti verso cui si dirige, a partire dal più vicino. Inoltre, la voce guida sintetizzata può dirigere l’utente in modo da evitare gli oggetti e raggiungere un traguardo (per esempio l’ascensore, una camera dell’abitazione, ecc.).

A tal fine, la presente invenzione, si avvale della tecnologia RFID per il rilevamento degli oggetti e di un proprio motore di sintesi vocale.

La presente invenzione si rivolge in prima istanza ai non vedenti e agli ipovedenti ma risulta di evidente utilità per chiunque abbia necessità di cercare (aggetti in qualunque ambiente o desideri implementare navigazione non satellitare, specialmente in ambienti chiusi ove la navigazione satellitare non è possibile.

La presente invenzione consta di una unità portatile UP 1, leggera je miniaturizzata, che l’utente dovrà portare con se, e di tags RFID solidali con gli oggetti da rilevare/riconoscere o che delimitano un percorso da seguire quando il dispositivo viene utilizzato come navigatore a radiofrequenza e verrà di seguito descritta con l’ausilio! delle seguenti figure illustrative:

Fig 1) Rappresentazione del diagramma funzionale a blocchi della UP 1

Fig 2) Schema elettrico di ima realizzazione preferita della UP

L’unità UP 1 consta di sette sezioni, vedi Fig 1): antenna a radiofrequenza 1.11; reader RFID 1.12; CPU 1.2 per la supervisione delle attività della UP 1; unità di memoria 1.3 per implementare il data base degli oggetti identificabili; circuito di alimentazione 1.4; batteria 1.5; uscita audio 1.6 per l’ascolto delle informazioni della voce guida; driver audio 1.7. L’unità UP 1 implementa un reader RFID, un motore di sintesi vocale ed un’uscita audio (cuffie per esempio o mini altoparlanti per viva voce). I tag sono di' comune reperimento commerciale e vengono programmati inserendo le caratteristiche degli oggetti cui sono solidali, tramite qualisiasi programmatore di memorie commerciale.

In una realizzazione preferita della UP 1, visibile in Fig. 2), si è adoperata componentistica di comune reperimento: la CPU è costituita dal microcontrollore PIC18F452; l’unità di memoria per P implementazione del motore di sintesi vocale è di tipo SD, per esempio San Disk Secure Digital Memory Card da 2 GB; il decoder audio con driver audio integrato scelto nella medesima realizzazione preferita, sempre per realizzare il motore di sintesi vocale, è il VS1001K della VLSI Solutions; il reader RFID con relativa antenna e tags sono inclusi nel kit scelto per la realizzazione preferita RI-STU-MRD1 della Texas Instruments. Le tensioni VDD e VCC indicate in Fig.2 vengono ottenute grazie al circuito di alimentazione 1.4 di UP 1, costituito da DC-DC converters di comune reperimento (ad esempio il MAXI 797 della Maxim) a partire dai valori di tensione fomiti dalla batteria 1.5. Le due principali applicazioni della presente invenzione, riconoscimento degli oggetti e navigazione a radiofrequenza, sono possibili grazie al firmware implementato nella all’unità di memoria 1.3 e nella memoria di microprogramma integrata nella CPU 1.2. Nella modalità riconoscimento di oggetti, il reader RFID 1.12 implementato nella la UP 1 invia un segnale di interrogazione e un tag eventualmente presente in un raggio d’azione arbitrariamente stabilito trasmette i dati immagazzinati nella sua memoria passiva; la CPU 1.2 della UP 1 ricevuto il segnale di risposta dal tag individua nel data base implementato nella memoria 1.3 le parole corrispondenti che vengono sintetizzate tramite il motore di sintesi vocale e trasmesse alla periferica audio di uscita in modo che l’utente possa ascotarle. La sintesi vocale differenzia il sistema inventato, in questa prima applicazione, da un semplice reader RFID.

Nella modalità navigatore a radiofrequenza, vengono memorizzati i percorsi da seguire nell’unità di memoria 1.3 ed in base agli oggetti incontrati nel movimento si dirige l’utente tramite il motore di sintesi vocale nella direzione voluta. Gli oggetti incontrati, tutti adeguatamente muniti di tag, fungono da pietra miliare nel percorso.

Claims

RIVENDICAZIONI: 1. Sistema vocale di navigazione, individuazione e riconoscimento a radiofrequnaza degli oggetti: essendo costituito da una unità portatile UP 1 e da tag RFID.
2. Unità portatile UP 1 di cui a rivendicazione 1 che implementa un reader RFID con antenna ed un motore di sintesi vocale con data base.
3. Unità portatile UP 1 di cui a rivendicazione 1 in grado di rilevare oggetti a distanza, riconoscerne le caratteristiche (tipo, nome, colore, forma) e di riferirle all’utente senza necessità di contatto di alcun genere, tattile o visivo, tramite motore di sintesi vocale implementato.
4. Unità portatile UP 1 di cui a rivendicazione 1 in grado di effettuare navigazione non satellitare, a radiofrequenza, ovvero di guidare l’utente anche in ambienti chiusi verso una meta tramite motore di sintesi vocale implementato.
5. Unità portatile UP 1 di cui a rivendicazione 1 caratterizzata dall’essere miniaturizzata, leggera e composta da sette sezioni: antenna 1.11; reader RFID 1.12; CPU 1.2; unità di memoria 1.3; circuito di alimentazione 1.4; batteria 1.5; uscita audio 1.6; driver audio 1.7.
6. Unità portatile UP 1 di cui a rivendicazioni rispettivamente 1, i2, 3, 4, concretizzata, in una realizzazione preferita, mediante lo schema elettrico di cui alla Fig 2) e componentistica elettronica di cui in descrizione.