PT104120A - Sistema de orientação, navegação e informação especialmente adaptado para pessoas cegas ou amblíopes - Google Patents

Abstract

O PRESENTE INVENTO DIZ RESPEITO A UM SISTEMA DE ORIENTAÇÃO, NAVEGAÇÃO E INFORMAÇÃO PARA PESSOAS CEGAS. CONCRETAMENTE TRATA-SE DE UM SISTEMA DE ACESSIBILIDADE DE PESSOAS COM DIFICULDADES DE VISÃO QUE PERMITE ACEDER À INFORMAÇÃO HABITUALMENTE FACULTADA AOS UTENTES DE FORMA VISUAL, QUER SOB A FORMA DE LETREIROS OU SÍMBOLOS INFORMATIVOS OU ORIENTADORES, QUER SOB A FORMA DE ECRÃS COM INFORMAÇÃO DINÂMICA DE VARIADA NATUREZA. É ESSENCIALMENTE CARACTERIZADO POR PERMITIR, DE FORMA COMBINADA, EM PRIMEIRO LUGAR, O ACESSO A INFORMAÇÃO HABITUALMENTE FACULTADA AOS UTENTES DE FORMA VISUAL A PARTIR DO EXTERIOR OU NO INTERIOR DE LOCAIS PÚBLICOS UTILIZANDO UM TELEMÓVEL CONVENCIONAL EQUIPADO COM 1 OU MAIS CANAIS ADICIONAIS DE COMUNICAÇÃO OU UTILIZANDO UM COMUNICADOR SEM FIOS E, EM SEGUNDO LUGAR, PERMITIR A ORIENTAÇÃO E A NAVEGAÇÃO DO UTENTE ATRAVÉS DO ESPAÇO DE INTERESSE, SEGUNDO A SUA ESCOLHA, POR MEIO DE UM SISTEMA ACÚSTICO, NÃO OBSTRUTIVO E DISCRETO E DE UM SISTEMA DE CÉLULAS OU REDE DE COMUNICAÇÃO POR RÁDIO, DO TIPO BLUETOOTH E/OU WI-FI E/OU OUTROS, IMPLANTADOS E RELACIONADOS COM OS LOCAIS DE INTERESSE INFORMATIVO OU DE UTILIZAÇÃO PARA O UTENTE ATRAVÉS DOS QUAIS ESTE É LOCALIZADO E ORIENTADO NA SUA NAVEGAÇÃO. O PRESENTE SISTEMA DE INFORMAÇÃO ORIENTAÇÃO E NAVEGAÇÃO É TAMBÉM UTILIZÁVEL POR PESSOAS SEM DIFICULDADES DE VISÃO, COM ADAPTAÇÕES AO NÍVEL DO SISTEMA DE ORIENTAÇÃO QUE PODERÁ TAMBÉM SER DE TIPO VISUAL.

Description

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DESCRIÇÃO "SISTEMA DE ORIENTAÇÃO, NAVEGAÇÃO E INFORMAÇÃO ESPECIALMENTE ADAPTADO PARA PESSOAS CEGAS OU AMBLÍOPES" Âmbito do invento 0 presente invento diz respeito a um sistema integrado de orientação sonora por meio de dispositivos produtores de som controlados automaticamente e de comunicação falada através de um computador sem fios, em rede celular ou WLAN, com localização espacial do comunicador e sistema de navegação por voz para navegação pedonal no espaço interior ou exterior, das estações de transporte ou de outros locais.

Antecedentes do invento A informação que está disponível nos espaços públicos ou privados, como, por exemplo, numa rede de metropolitano ou numa rede ferroviária, relativamente às características dos mesmos espaços e às características dos serviços neles oferecidos, de forma acessível para as pessoas cegas ou amblíopes, é praticamente inexistente.

Exceptuam-se os, difíceis de encontrar, pontos de informação em Braille, existentes em alguns locais de estações de transportes, os sistemas de descrição falada - 2 - privada por meio de sistema leitor especifico, por vezes denominados audio-guia, raramente encontrados em espaços construídos de natureza museológica, por exemplo, os sistemas de piso táctil, ainda não normalizados, raramente encontrados e parcialmente implantados, por exemplo, em estações de transportes e em lugares para peões na via pública e os sistemas de informações baseados em difusão sonora de mensagens faladas nos espaços recebendo público, para alerta ou informação momentânea, em geral também associados a sistemas de chamada ou de evacuação de emergência, como são os casos das informações de segurança faladas nos aeroportos e dos alertas "mind the gap" de embarque no metropolitano londrino.

Em muitos serviços públicos ou privados a informação imprescindível que é necessário disponibilizar para o utente genérico poder usufruir do serviço é complexa e extensa. Por exemplo, num sistema de transporte existe, antes de mais, a informação sobre os destinos ou estações e sobre as carreiras de transporte. Associada a esta é necessária a informação de horários de passagem dos veículos ou navios em todos os destinos possíveis, bem como a informação sobre o custo de cada viagem possível. A restante informação, ainda imprescindível para o usufruto de um serviço, é, em geral, fornecida de maneira exclusivamente visual, localizada e por isso não acessível a partir de todos os locais por razões arquitectónicas óbvias. É o caso da localização de postos ou locais de venda de títulos ou bilhetes para aquisição do serviço. São - 3 - também os casos de outros serviços localizados essenciais ou recursos obrigatórios por lei, como as instalações sanitárias, os postos das forças de segurança, os postos médicos, os postos de telecomunicações, os equipamentos de emergência e as saídas de emergência. É ainda o caso da imprescindível informação relativa à navegação pessoal no espaço em causa, que é necessária para, a partir de qualquer ponto desse espaço, se poder alcançar outro ponto, nomeadamente, por exemplo, um cais de embarque ou ponto de paragem do meio de transporte. Por outras palavras, informação para encaminhamento pessoal. Em numerosos casos de espaços, um grande número de locais particulares mencionados nos períodos anteriores não são visíveis a partir dos locais de acesso normal dos utentes ao espaço em causa, havendo assim lugar à introdução de mais recursos de informação visual, geralmente designada por sinalética, que dá indicações direccionais e descritivas dos locais de interesse para o utente usufruir do serviço. Em espaços compostos de vários sub-espaços, ou salas, no caso de espaços construídos, a visibilidade possível destes recursos informativos, tais como sinais ou letreiros, é má, pelo que tem de ser cuidadosamente estudada a localização dos mesmos de forma a facilitar a navegação pessoal dos utentes do espaço ou serviço em geral. Em espaços fisicamente mais complexos, pode ser exigido que a sinalética indique de maneira particularmente localizada alguns recursos ou locais, como, por exemplo, portas ou corredores de acesso de elevadores ou de escadas. - 4 -

As pessoas cegas ou amblíopes encontram-se quase totalmente limitadas na utilização da maioria dos espaços interiores ou exteriores como utentes ou clientes dos serviços aí localizados, no caso de a informação acima descrita não lhes ser disponibilizada de forma acessível no local e de não ser fornecida de forma viável a informação de navegação, exceptuando o referido no parágrafo n° 2 deste capítulo. É conhecido que, mediante treino supervisionado, as pessoas cegas ou amblíopes podem utilizar, com a própria mobilidade, espaços interiores e exteriores como os descritos nos números anteriores, todavia mantém-se a limitação na utilização de novos espaços da mesma natureza e o acesso à informação. Nesta situação as pessoas cegas ou amblíopes encontram-se gravemente limitadas nos seus direitos de cidadania e de utente/cliente de cada espaço e serviço em causa. São conhecidos sistemas de sinalização sonora ou de faróis acústicos que proporcionam às pessoas cegas ou amblíopes indicações de destino de navegação pessoal na via pública, como é o caso dos sinais sonoros produzidos por semáforos urbanos. Estes, podendo designar-se faróis acústicos, funcionam autonomamente em sincronismo com o semáforo. Apresentam como inconveniente o facto de poderem produzir alguma poluição sonora que, contudo, tem sido mitigada através da utilização de controlo da amplitude sonora produzida em função das horas do dia, do nível de - 5 - ruído ambiente e através da utilização de sons de origem natural, tais como sons de aves. São conhecidos diversos documentos de patentes relativos a sistemas de apoio à navegação de pessoas cegas. A utilização de uma trilha de dispositivos de identificação única por ondas de rádio-frequências, tais como as "RFID tags", para ser detectada por uma bengala ou um dispositivo leitor colocado na perna da pessoa e assim sinalizar o percurso através de um módulo de comunicação, é o objectivo principal do documento CN101076841 intitulado "Management and navigation system for blind". Neste documento, unidades de localização podem usar também radiação infravermelha ou ondas acústicas para localizar e seguir o módulo de comunicação. Um microfone do módulo de comunicação é usado para recolher ondas sonoras produzidas pelo utilizador, por outras pessoas e/ou ondas acústicas produzidas por um dispositivo de localização acústica (sónico ou ultrasónico). Um processador processa os sons recolhidos pelo microfone e, se necessário envia dados processados para um sistema de computação e/ou módulo de comunicação para processamento adicional. Um altifalante no módulo de comunicação é usado para produzir sons de alerta, instruções e informação para o utilizador. 0 microfone e o altifalante podem ser usados em conjunto com um sistema de localização acústico para localizar o utilizador usando ondas acústicas em que o microfone e/ou altifalante comunicam acusticamente com fontes acústicas ou sensores localizados na casa ou espaço exterior. A exequibilidade da - 6 - localização acústica automática aqui preconizada sem intervenção da audição humana é fortemente questionável em ambientes reais devido ao carácter fortemente divergente das ondas acústicas sónicas que viria a causar interferência entre dispositivos de localização e à baixa frequência que impede a codificação eficaz dos sons de forma tratável pela tecnologia de processamento de sinais de forma suficientemente rápida para ser útil durante uma deslocação do utilizador.

Outro documento de patente EP 1930742 com o titulo "Navigation device and navigation system for blind and visually impaired people and a navigation method", utiliza essencialmente o sistema GPS para proporcionar o apoio à navegação para as pessoas cegas. Pode empregar um telemóvel com interfaces técnicas de rádio. Este sistema terá grande dificuldade em aplicação a ambientes interiores nos quais os sinais GPS ou similares não têm cobertura, bem como a definição dos percursos com a precisão reclamada de 0,5 m que é inatingível em termos práticos, especialmente em ambiente exterior construído devido aos conhecidos fenómenos de "fading" e "multipath propagation". Este sistema é muito similar ao sistema desenvolvido no projecto financiado pela União Europeia, designado MORE, desenvolvido até 1977, que consistiu na criação do primeiro telemóvel GSM+GPS conhecido no mundo, aplicado com GPS diferencial para a localização e navegação de pessoas deficientes. - 7 -

Refere-se ainda o documento KR20070089263 denominado "Navigation system for the blind person and mobile device therewith", onde é proposto igualmente um sistema baseado em GPS que comunica com a pessoa cega por meio de letras em relevo ou voz. 0 presente pedido de patente ultrapassa as dificuldades anteriormente referidas. Assim utiliza fontes sonoras que o utilizador ouve directamente ou por meio de dispositivos que lhe permitam aplicar as suas capacidades humanas de localização das fontes sonoras. A orientação é assim possível com fontes sonoras comuns devidamente escolhidas para que um ser humano possa distinguir dos sons e ruídos ambientes, particularmente em ambientes interiores ou exteriores sujeitos a reverberações ou reflexões sonoras.

Por outro lado o novo sistema utiliza a orientação acústica, embora também possa utilizar-se a localização GPS como sistema de localização grossa.

Sumário do invento A fim de proporcionar a informação imprescindível e permitir a navegação pessoal a pessoas cegas ou amblíopes é necessário disponibilizar por um ou mais meios alternativos ao meio visual a informação referida nos parágrafos anteriores. - 8 - A resolução integral das principais dificuldades apresentadas de acesso à informação sobre o serviço e sobre as instalações onde este é oferecido, que permita a sua utilização por pessoas cegas ou amblíopes e também por outras pessoas, passa pela integração num único sistema acessível e prático, de recursos de informação e de navegação pessoal. Neste sentido, é também aqui preconizada a utilização de um dispositivo comunicador pessoal sem fios para interface com o utilizador. Propõe-se a utilização de uma rede de cobertura do local das instalações, além de outras redes opcionais de cobertura geral a fim de permitir uma utilização combinada.

Breve descrição dos desenhos A descrição que se segue baseia-se nos desenhos anexos nos quais, sem qualquer carácter limitativo, se representam: - Na figura 1, uma possível arquitectura do sistema; e Na figura 2, um diagrama ilustrativo de uma aplicação específica do sistema.

Descrição detalhada do invento 0 dispositivo comunicador pessoal, também denominado terminal móvel, pode ser um telefone móvel, como por exemplo os que são utilizados no serviço de telefonia móvel terrestre, como nos sistemas "Global system for mobile communication - GSM", "Personnal Communication System - PCS" ou "Universal Mobile Telecommunication System - 9 - - UMTS". Contudo, qualquer outro tipo de comunicador pessoa sem fios, capaz de proporcionar uma comunicação audio bi-direccional pode ser considerado no presente invento, com as devidas adaptações do restante sistema proposto. A utilização de redes locais de elementos distribuídos, de tipos convencionais existentes no mercado é uma característica importante do sistema objecto do invento. Podem utilizar-se quaisquer tipos de redes locais de comunicação sem fios de natureza tal que as radiações empregues alcancem sem dificuldade todos os locais do espaço em causa com cobertura adequada e com largura de banda suficiente para permitir a comunicação áudio humana entre o terminal móvel a infraestrutura de rede. Uma característica adicional a satisfazer pelas redes locais elegíveis para integrar o presente sistema é a capacidade de proporcionarem localização do terminal móvel, conforme está explicado adiante.

Além da capacidade de comunicação áudio o comunicador poderá dispor de outros interfaces humanos que permitam activar ou desactivar as funções de comunicação áudio, bem como transmitir outra informação simples, como por exemplo um teclado telefónico comum.

Um segundo componente do sistema objecto do invento é um sistema de emissores acústicos ou dispositivos produtores de sinais sonoros, como, por exemplo, altifalantes ou besouros ("buzzers"), montados no espaço em causa, de acordo com a finalidade de orientação sonora do utilizador. A orientação sonora é uma função intrínseca do - 10- ser humano que está associada ao aparelho auditivo e à sua capacidade de determinar a direcção de proveniência de um som incidente. Existem estudos publicados sobre a utilização das capacidades humanas de localização de fontes sonoras e sua utilização em ambientes de realidade virtual. Através de auscultadores pode simular-se a proveniência de um determinado som de uma determinada direcção. Todavia, esta utilização de auscultadores é prejudicial à mobilidade das pessoas cegas ou amblíopes em ambientes reais porque lhes retira a escuta do ambiente, que é essencial conservar o melhor possível. No âmbito deste invento, foram expressamente realizados extensos ensaios de caracterização da capacidade humana na orientação sonora, que confirmaram a excelente qualidade da orientação que se obtém, em média, pelos seres humanos relativamente a fontes pontuais localizadas em ambientes abertos ou fechados. As localizações das fontes sonoras foram analisadas quer em variação azimutal quer em variação elevacional. Concomitantemente foram determinados os tipos de sons a utilizar na orientação, tendo sido concluído que os sons mais desejáveis serão de tipo transitório e de banda larga, tais como, por exemplo, chilros, sons de ruído de curta duração ou sons de percussão. Dos estudos realizados confirmou-se a viabilidade prática da utilização da orientação sonora humana para a finalidade do presente sistema. A utilização dinâmica de fontes sonoras pontuais para a orientação em que o utilizador se desloca em direcção à fonte sonora aproximando-se da mesma foi também extensamente estudada, confirmando-se igualmente a respectiva utilização na orientação nesta situação. - 11 -

Para pessoas com capacidade visual, além das ondas sonoras audíveis, a ideia de proporcionar, nos espaços em causa, pontos de referência espacial a pedido e no momento certo, como acontece no presente sistema, pode concretizar-se também por outros meios não sonoros, nomeadamente meios luminosos, por exemplo, em que as fontes sonoras sejam substituídas por fontes luminosas visíveis. A utilização das fontes sonoras para orientação no encaminhamento é feita no presente sistema de maneira completamente controlada pelo mesmo. A activação de uma determinada fonte sonora é automaticamente realizada apenas no momento que o sistema determina ser adequado à realização da orientação no troço do trajecto em causa, parte integrante de uma sequência de troços que compõem o percurso previamente traçado, a pedido do utilizador. Algumas fontes sonoras serão de tipo omnidireccional e outras de tipo direccional, conforme as características dos locais em que a orientação se tenha de realizar e conforme a proximidade dos objectivos a sinalizar acusticamente. 0 terceiro componente do sistema proposto é o sistema de células ou rede de comunicação por rádio, do tipo Bluetooth e/ou Wi-Fi e/ou outros, implantados e relacionados com os locais de interesse informativo ou de utilização. Trata-se da rede local sem fios mencionada anteriormente. É uma rede construída com tecnologia do mercado. Através desta rede o terminal móvel poderá aceder ao sistema e utilizar os canais de comunicação que este proporciona. A localização do terminal móvel será, em - 12- geral, assegurada pela mesma rede, contudo, pode também ser assegurada por uma rede específica baseada em diferente tecnologia quando tal for conveniente. A conectividade entre os pontos de acesso de dados (DAP - "data access points") desta rede local sem fios será assegurada via uma rede por cabo do tipo Ethernet ou similar ou por outra rede sem fios destinada apenas ao transporte. Esta rede de transporte será gerida por um comutador convencional ("switch"). A rede sem fios pode ser concebida de forma que assegure uma cobertura contínua sem falhas ("seamless") entre células, ou ser constituída por um conjunto de células disconexas sem cobertura comum. No primeiro caso o sistema funcionará por passagem de mão entre células ("handoff"). No segundo caso o sistema funcionará de forma descontínua, sendo a continuidade do processo assegurada pelo sistema central. 0 sistema objecto do invento baseia também o seu funcionamento na localização do terminal móvel do utilizador. 0 sistema de localização é o quarto componente do sistema. É de origem externa, do mercado. Deverá assegurar o fornecimento de informação com uma precisão adequada à definição da posição do terminal móvel que não coloque em causa a segurança do serviço. Existem sistemas baseados na informação recolhida pelo terminal móvel sobre as características dos sinais recebidos dos pontos de acesso de dados ou nós da rede. Outros sistemas são baseados na informação recolhida pela rede sem fios relativamente aos sinais emitidos pelo terminal móvel. As tecnologias específicas baseiam-se em geral em - 13- reconhecimento de padrões do campo radiado no espaço em causa. Este componente assegura ao sistema o fornecimento de uma informação de tipo geográfico relativa ao espaço em causa, que é utilizada para determinar a situação de encaminhamento actual do utilizador e do seu terminal móvel. Em alguns casos o terminal móvel destinado à localização pode ser distinto do terminal móvel destinado à comunicação humana, sem prejuízo das respectivas funções. Com a evolução tecnológica os terminais de mercado têm tendência a oferecer uma integração cada vez maior de um cada vez mais numeroso conjunto de interfaces ar. De referir que o terminal móvel pode ser substituído por um dispositivo específico do tipo TAG ou bracelet.

Intrinsecamente associada à localização está a identificação do terminal móvel, pelo que, o componente em causa assegura uma identificação exacta, baseada em códigos e senhas identificadoras únicas de natureza convencional nos sistemas em causa, como sejam, endereço de controlo de acesso de meio (MAC), ou outros. A localização automática do utilizador pode ser realizada por GPS, ou por outro GNPS, ou realizada na WLAN ou na WMAN ou numa qualquer rede celular mas também pode ser realizada por infra-vermelhos ou por ultrasons, por RFID - Radio Frequency Identification. 0 quinto componente do sistema objecto do invento é o sistema de controlo de funcionamento e de diálogo com o utilizador. Este sistema é baseado num conjunto de - 14- computadores ligados em rede. A rede pode ser do tipo Ethernet, rede sem fios ou mesmo a Internet, desde que assegure a baixa latência necessária a um funcionamento expedito do sistema. A metáfora adoptada para o funcionamento do serviço é a de um serviço telefónico interactivo com informação dinâmica e serviço de encaminhamento. 0 utilizador marca um determinado número telefónico curto da rede local ou global no seu terminal móvel e é atendido pelo serviço. À entrada em rede do terminal móvel, o sistema pode realizar uma chamada automática para se apresentar ao utilizador e dar indicações iniciais de utilização. Noutras ocasiões, o sistema pode alertar o utilizador registado na rede local através de uma chamada telefónica, transmitindo-lhe por áudio uma nova informação que, por exemplo, acabe de surgir num ecrã luminoso da estação ou no cais de embarque. 0 funcionamento é assegurado por um software gestor de diálogo, do mercado, do tipo Resposta por Voz Interactiva (IVR - "Interactive Voice Response"). Associado a este software de gestão do diálogo, dois outros conjuntos de software asseguram: o serviço telefónico / gestão das chamadas e troncas ("trunks") e o serviço de informação. 0 serviço gestor de diálogo consulta também o componente de localização anteriormente descrito e emite ordens para o componente de produção de sinais sonoros para orientação, já descrito durante o encaminhamento do utilizador. 0 serviço de gestão do diálogo é concebido de forma a proporcionar ao utilizador uma experiência segura e que inspire confiança mediante a utilização de diálogos - 15- claros mas concisos, emitindo umas confirmações e solicitando outras ao utilizador nas fases chave de decisão, bem como durante o encaminhamento / navegação. Este sistema dispõe de memória dedicada a cada utilizador de forma que pode re-utilizar informação dos percursos anteriores, a pedido do utilizador, bem como adaptar os tipos de diálogos às caracteristicas de utilização, nomeadamente, abreviando certas etapas quando for previsível o comportamento do utilizador. Sempre que uma chamada, por algum motivo, for interrompida, na chamada seguinte, se for essa a opção do utilizador, o sistema retoma o diálogo a partir do ponto em que ocorreu a anterior interrupção. 0 sistema de diálogo funciona através do sistema de comunicação áudio do terminal móvel por meio de fala sintetizada através de um módulo conversor texto-fala (TTS-"text-to-speech"), sendo cuidadosamente concebidas as frases produzidas pelo sistema, para serem simples, claras e compreensíveis por um número tão elevado de pessoas quanto possível. Para entrada de dados e comandos emitidos pelo utilizador, o sistema utiliza em paralelo dois sistemas: um sistema de reconhecimento de fala automático (ASR - "automatic speech recognizer") independente do falante e um sistema de reconhecimento de pressão de teclas do tipo multi-frequência de 2 tons (DTMF - "dual-tone multifrequency") . Esta utilização em paralelo permite que o utilizador utilize a sua fala comodamente para dialogar com o sistema ou, em alternativa, opte por realizar as suas escolhas por meio das teclas do seu terminal móvel, opção esta que é muito útil quer em situações de elevado ruído ambiente que naturalmente - 16- dificulta o reconhecimento da fala, quer em casos de necessidade de privacidade. 0 serviço telefónico mencionado, assegura a gestão das chamadas realizadas para o sistema, desde o seu estabelecimento, verificando permissões de acesso pelo terminal móvel do utilizador, controlando o fluxo de dados durante a chamada e assegurando a comutação das chamadas para os canais da tronca do sistema de gestão do diálogo, que por sua vez é preparado para assegurar várias chamadas em simultâneo. Este serviço é inteiramente realizado por um software do tipo PBX ("private branch exchange") e o seu funcionamento é suportado na rede de computadores que integra o sistema de controlo de funcionamento e de diálogo com o utilizador mencionado anteriormente. Presentemente o sistema telefónico utiliza o sistema VoIP ("voice over internet protocol") e o protocolo telefónico SIP ("session innitiation protocol"). 0 sistema telefónico pode ser dividido em pelo menos dois sub-sistemas, o primeiro destinado à rede local no espaço em causa e o segundo destinado a um acesso universal, através do sistema de telefónico público ou de qualquer sistema telefónico de cobertura global. Enquanto a conectividade do primeiro é assegurada através da rede local de computadores, a conectividade do segundo é assegurada por meio de um acesso ("gateway") de telefonia digital convencional para VoIP/SIP. Quando as chamadas telefónicas dirigidas ao sistema são realizadas por um sistema telefónico global, de rede fixa ou de rede móvel, - 17- por exemplo, serão atendidas pelo segundo sub-sistema telefónico e dirigidas a um sector do sistema de gestão de diálogo de conteúdos essencialmente informativos e de encaminhamento em espaços exteriores, principalmente espaços públicos de forma a permitir o planeamento e a deslocação real do utilizador até ao espaço de interesse. Esta caracteristica do sistema dá-lhe uma cobertura de âmbito metropolitano em termos de informação e encaminhamento para o espaço de interesse. Para conseguir o encaminhamento e navegação nos trajectos na via pública, o sistema pode localizar o utilizador recorrendo à comunicação técnica com um módulo de um sistema de posicionamento global (GPS - "global positioning System" ou outro análogo) acoplado ao terminal móvel, ou nele integrado, para transmissão das coordenadas geográficas e outra informação associada. Alternativamente, o utilizador poderá fornecer ao sistema de diálogo informações geográficas ou toponímicas que permitam a sua localização num sistema de referência geográfico de âmbito metropolitano, por exemplo. 0 utilizador fornece informação por voz ou DTMF ao sistema de diálogo, sobre o destino da sua deslocação. Mediante opção do utilizador, o sistema poduzirá a partir destas informações uma rota de encaminhamento pedonal ou mista, mediante a utilização de outras formas de deslocação com meios de transporte. Esta rota é medida e comunicada de forma cognitivamente adequada ao utilizador que pode gravá-la para posterior utilização. A navegação do utilizador nos espaços exteriores à rede de orientação e navegação local pode ser apoiada por meios de - 18- orientaçao existentes no mercado, nomeadamente uma bússola electrónica, associada ao terminal móvel.

Acresce que a interligação entre os dois subsistemas telefónicos, através da Internet ou de uma intranet, permite a ligação entre o encaminhamento de natureza metropolitana e o encaminhamento de natureza local no espaço de interesse referido anteriormente, facultando assim ao utilizador uma navegação apoiada de âmbito metropolitano total. No espaço de interesse o sistema local especifico assegurará um encaminhamento fino, adequado, por exemplo, a espaços interiores ou espaços construídos em que um sistema de posicionamento/navegação global não tem condições de funcionar com a estabilidade necessária. Trata-se por isso, em resumo, de um sistema de encaminhamento metropolitano para espaços exteriores e interiores. Uma outra característica em que difere da prática existente, é substituir o recurso à extrapolação do encaminhamento dos espaços exteriores para os espaços interiores, que é realizada mediante bússola electrónica e giroscópio em alguns sistemas de navegação por GPS, por um encaminhamento local realizado por meios próprios para deslocações pedonais. 0 serviço de informação mencionado é uma parte essencial do sistema aqui proposto uma vez que dele depende toda a organização da informação relativa ao espaço de interesse e aos seus serviços, bem como à história e registos diversos de utilização do sistema e às características dos utilizadores. 0 serviço está concebido - 19- sob a forma de uma base de dados complexa que é acedida por meio de serviços informáticos locais ou da Internet (serviço web ou "webservice") e gerida por meio de um Portal local ou de Internet. 0 local público ou espaço de interesse pode ser uma gare de transportes públicos, um meio de transporte público, um espaço de natureza comercial, cultural, educativa, recreativa, administrativa, hospitalar, militar ou jurídica, ou todo e qualquer espaço de índole social, económica ou político-administrativa, interior ou exterior.

Exemplificando com o serviço de informação para um meio de transporte como o metropolitano, o sistema de informação fornecerá informações sobre as estações, enterradas ou não, os seus recursos ou locais interiores de interesse, tais como pontos de venda de títulos de transporte, validadores de títulos, cafetaria, instalações sanitárias, saídas, e sobre as carreiras de transporte. No respeitante a estas é necessário prestar informação sobre as linhas, as estações, os horários, durações das viagens, seus custos e tipos de títulos e sobre as identificações dos cais de embarque, etc.

No respeitante à informação de natureza cartográfica relativa ao espaço de interesse, o sistema de informação fornece em cada instante a informação necessária para o planeamento ou para o prosseguimento do encaminhamento do utilizador. -20- 0 Portal de internet, mencionado anteriormente, permite gerir através desta, localmente, ou a partir de um local remoto, o sistema total através de páginas de administração com afixação dos valores das variáveis importantes do funcionamento do sistema, permitindo a fixação de parâmetros de funcionamento e a intervenção em caso de necessidade operacional. O Portal permite também o acesso aos registos do sistema e à gestão da base de dados e sua actualização manual ou automática.

Na figura 1 representa-se a arquitectura do sistema objecto do invento. Essencialmente denota-se o acesso à informação a partir do exterior ou interior de determinados locais públicos como estações da rede de metropolitano utilizando um telemóvel GSM convencional. Através do acesso do telemóvel com Bluetooth (BLT) ou Wi-Fi ou similar, adaptado com software concebido para o efeito, o utilizador poderá aceder às informações de carácter local, por exemplo, da gare da rede de metropolitano e do seu acesso físico e terá um apoio acústico combinado com a escuta do telemóvel para sua orientação e navegação a pé na gare. 0 utilizador poderá ainda ter acesso à informação operacional através de uma ligação ao portal de voz.

Para a finalidade da orientação e navegação na gare, serão criados dois sistemas complementares e perfeitamente combinados, nomeadamente um sistema acústico, não-obstrusivo e discreto e um sistema de células Bluetooth implantadas e relacionadas com os locais de interesse informativo para o utente. -21 - 0 sistema acústico será baseado em "sinais" ou "bóias" acústicos, codificados e cuidadosamente localizados nos acessos e algumas áreas da gare a fim de apoiarem e orientarem, através da localização auditiva e referenciação espacial, a navegação dos utentes para os pontos ou locais de referência da gare em que estejam interessados.

Esta informação referenciadora será complementada com informação falada que será veiculada pelo terminal móvel (telemóvel com BLT ou Wi-Fi) e permitirá ao utente orientar-se e navegar na gare por combinação das duas formas de informação. A comunicação telefónica pode ser realizada sob um protocolo VoIP/SIP.

As células Bluetooth serão constituídas por Pontos de Acesso de Dados Bluetooth (a sigla inglesa é DAP) interligados via WI-FI ou ETHERNET com um servidor específico existente na estação que por sua vez terá acesso a um sistema de diálogo interactivo (IVR). Os conteúdos interactivos deste sistema serão contextualizados para a parte específica da gare em que o utente se encontra. A informação poderá ser veiculada pelo dispositivo controlador do ponto de acesso, através da "piconet" espontaneamente formada com o terminal móvel do utilizador (telemóvel com BLT ou Wi-Fi) assim que este se avizinhar do ponto de acesso (a menos de uma distância entre 10 e 100 m, dependendo dos locais) . Para aceder à informação o utilizador é sinalizado de forma discreta da disponibilidade da mesma (vibração ou bip) e, se o desejar, -22- poderá activar a sua ligaçao ao sistema de diálogo por simples acção no teclado do terminal.

Os pontos de acesso de dados BLT ou Wi-Fi, ou similar, serão localizados nos locais da gare em que se considere necessário para um utente com dificuldades visuais aceder a uma forma alternativa da informação visual existente, a fim de escolher o seu encaminhamento na gare e para a realização de acções de utilização dos recursos da mesma (bilheteira e outros recursos). 0 comunicador sem fios pode ser do tipo BluetOOth, IEEE 802.11, Wi-Fi ou HiperLAN, DECT, CDMA ou OFDMA e SOFDMA, IEEE 802.16, WiMAX.

Admite-se que os utentes cegos dispõem de acessibilidade física apoiada por outros meios, nomeadamente, de natureza táctil, no solo e em sinalizadores especiais (Braille), e de natureza sonora por avisos colectivos.

Simultaneamente poderá ser construído um sistema que assegurará a prestação do serviço de informação fora das estações ou em todos os locais não utilizando BLT, estando garantida a coordenação entre os dois sistemas. 0 sistema anteriormente descrito pode também ser aplicado para pessoas sem dificuldades visuais em que a localização do utente é realizada por meio de comunicação falada ou através do teclado do terminal ou através de -23- outro dispositivo de interface com base em informação visual relativa a elementos identificadores devidamente localizados nos acessos a algumas áreas dos locais públicos afim de apoiarem a orientação. -24-

Exemplo de aplicaçao A seguir descreve-se, recorrendo à figura 2, um exemplo de aplicação especifico do sistema objecto do invento. Pode observar-se no espaço de interesse (20) a existência de um local de interesse (5), neste exemplo, a porta de um elevador, que o utilizador (1) pretende alcançar de forma a realizar a sua deslocação. No espaço de interesse (20) existe uma rede sem fios (6) estruturada por meio de um comutador (7), que agrupa um ou mais pontos de acesso de dados (4). Esta rede sem fios pode ser utilizada para comunicação áudio ou DTMF controlada por um PBX (10), entre o terminal (2) do utilizador (1) e o sistema, implantado em um ou mais computadores (9), organizados em rede local (8). Alternativamente a comunicação áudio pode ser realizada por um outro canal telefónico sem fios público ou privado. 0 sistema permite realizar a localização do terminal (2) do utilizador (1) através da rede sem fios, eventualmente de forma articulada com a comunicação áudio gerida pelo módulo IVR - Interactive Voice Response - (11), em combinação com um módulo de localização (12). O sistema de informação de voz (11), está especialmente preparado para navegação pedestre, no entanto, é possível a sua utilização nos casos em que o utilizador use sistemas mecânicos de apoio à locomoção tais como a cadeira de rodas. -25- 0 funcionamento do sistema é controlado pelo módulo IVR (11), que executa um processo de diálogo automático com o utilizador (1) durante o qual lhe fornece opções de disponibilização de informação e/ou de apoio à navegação pessoal no espaço de interesse (20). Para a disponibilização de informação o sistema dispõe de um módulo de serviços (13) realizados localmente ou de forma distribuída com ligação através da Internet (19) que é proporcionada por um "router" (18). Durante o processo de navegação pessoal do utilizador (1) pelo espaço de interesse (20), apoiada pelo sistema do invento , além da comunicação áudio realizada através do terminal (2), o utilizador (1) recebe em cada momento, sob controlo do IVR (11), sinais acústicos de uma fonte sonora pontual, como por exemplo, um altifalante (3) colocado de forma cuidadosamente estudada no espaço de interesse (20) para indicar ao utilizador (1) a localização precisa do local de interesse (5) para realizar a sua navegação de aproximação em direcção ao mesmo. A produção sonora realizada pelo altifalante (3) é constituída por sinais sonoros cuidadosamente escolhidos tendo em conta as faculdades da audição humana no respeitante à localização de fontes sonoras e é realizada sob controlo total do módulo IVR (11) através do módulo de som (15), que, por sua vez, entrega os sinais eléctricos de som que produz, a um sistema de amplificadores (16), ligados a uma rede de fontes sonoras (17), permitindo excitar uma ou mais fontes sonoras de cada vez em cada espaço acústico. O sistema é gerido através de um módulo (14) semelhante a uma página ou portal de Internet, através do qual é possível actualizar os -26- conteúdos de informação a fornecer pelo sistema ao utilizador bem como gerir os acessos, acumular informação operacional, entre outras tarefas ligadas à estabilidade de funcionamento do sistema.

Todas as alterações, desde que não modifiquem as caracteristicas essenciais das reivindicações que se seguem, devem ser consideradas dentro do âmbito da protecção da presente invenção.

Lisboa, 6 de Setembro de 2010

Claims (15)

1. - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de informação, navegação e orientação destinado a ser usado por pessoas cegas ou com deficiência visual (1), caracterizado por compreender: - um terminal móvel (2); emissores acústicos (3, 17) ou dispositivos produtores de sinais sonoros e respectiva rede de alimentação/comando; - células ou rede de comunicação local (8) sem fios; - meios de localização do terminal móvel (2, 12); - meios automáticos de controlo de funcionamento e de diálogo (9) com o utilizador (1); e - rede cableada de dados.
2. 2 Sistema de informação, navegação e orientação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o terminal móvel (2) ser um telefone móvel, baseado num, ou numa combinação, dos seguintes tipos de comunicação: GSM, UMTS, Bluetooth, IEEE802.il, Wi-Fi ou HiperLAN, DECT, CDMA ou OFDMA, SOFDMA, IEEE 802.16, WiMAX, ou outros equivalentes.
3. 3. Sistema de informação, navegação e orientação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender os respectivos interface técnicos "gateway".
4. 4 . Sistema de informação, navegaçao e - 2 - orientação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o diálogo mencionado utilizar para sarda a fala sintetizada "TTS" ou a fala gravada e utilizar para entrada o reconhecimento automático da fala "ASR" e, ou o premir de uma sequência de teclas no teclado do terminal móvel "DTMF" ou equivalente, ou num interface de entrada análogo.
5. 5. Sistema de informação, navegação e orientação de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por a comunicação com o terminal móvel (2) ser do tipo telefónico e ser realizada através de um protocolo VoIP/SIP ou outro equivalente, e fornecer interoperabilidade entre diferentes canais de comunicação -como o da rede telefónica convencional ou o da WLAN - com o sistema de computador (9), permitindo uma comunicação simultânea de voz e de dados.
6. 6. Sistema de orientação, navegação e informação de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por as células ou rede de comunicação local (8) sem fios serem constituídas por sistemas de acessos de dados Bluetooth ou Wi-Fi, interligados de forma convencional via Wi-Fi/WLAN ou Ethernet/LAN com pelo menos um computador servidor (9) existente no referido local público ou em local remoto que por sua vez tem acesso a um sistema de diálogo interactivo de resposta automática IVR (11) .
7. 7. Sistema de informação, navegação e orientação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado - 3 - por: - os dispositivos de emissão sonora (17, 3) serem controlados automaticamente; compreender uma rede celular ou WLAN, com localização espacial das unidades móveis (2); e um sistema de informação por fala (11), especialmente preparado para navegação pedestre ou em cadeira de rodas, no interior ou no exterior de instalações públicas ou privadas (20), o qual para esse efeito utiliza pelo menos um computador com servidor de rede (9) , uma rede de comunicação via rádio sem fios (6), além das fontes de alimentação (16) e os amplificadores correspondentes à mencionada rede de dispositivos de emissão sonora (3, 17).
8. 8. Sistema de orientação, navegação e informação de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por a localização automática do utilizador nos espaços exteriores ser realizada por GPS, ou por outro GNPS, ou realizada na WLAN ou na WMAN ou numa qualquer rede celular.
9. 9. Sistema de orientação, navegação e informação de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por a localização automática do utilizador (1) ser realizada por infra-vermelhos ou por ultrasons.
10. 10. Sistema de orientação, navegação e informação de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por a localização automática do utilizador - 4 - (1) ser realizada por "RFID - Radio Frequency Identification".
11. 11. Sistema de informação, navegação e orientação de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por o terminal móvel ser um dispositivo especificamente desenhado para os efeito da comunicação e localização sem fios, por exemplo, sob a forma convencional de telefone móvel ou de uma etiqueta ou de uma pulseira, complementada por um auscultador, por exemplo, do tipo auricular e por um meio simplificado de interface de entrada, por exemplo, como um interruptor/tecla.
12. 12. Processo de operação do sistema reivindicado na reivindicação 1 caracterizado por: - se aceder a informações, desde o exterior até ao, e no, interior de locais públicos (5, 20); - ser localizado; - se escolher um destino; - se receber a proposta de um percurso com um ou mais do que um troço; e ser continuamente encaminhado e guiado nesse percurso através da combinação do diálogo através do terminal móvel (2), com a referenciação acústica proporcionada sequencialmente pelos emissores acústicos (3, 17) ao longo do percurso.
13. 13. Processo de operação do sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por, numa situação em que mais do que um utilizador esteja ao alcance - 5 - da informação de referência acústica, o sistema de computador (9) organizar automaticamente um sistema de fila de espera para gestão da comunicação, de forma independente e simultânea, com os diversos utilizadores e controlo dos respectivos encaminhamentos.
14. 14. Processo de operação do sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por os meios automáticos de controlo de funcionamento e de diálogo (9) com o utilizador (1) serem pelo menos um computador dotado de um software capaz de atender automaticamente chamadas, com um sistema de diálogo integrado no IVR (11) e de procurar a informação a fornecer ao utente (1) com utilização de voz do sistema, gravada ou sintetizada, para veicular as mensagens para o utente (1) , utente esse, que pode interagir com o sistema através do teclado do terminal móvel (2) via DTMF ou por um interruptor ou por um sistema de varrimento ou por reconhecimento de fala.
15. 15. Processo de operação do sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por os meios automáticos de controlo de funcionamento e de diálogo (9) serem dotados de um software capaz de reconhecer automaticamente a presença do terminal móvel de um utente (1) autorizado no local em causa e de lhe dirigir uma chamada para inicio do serviço. Lisboa, 26 de Outubro de 2010