Navegação assistiva de cadeira de rodas em passagem por portas com o uso do sensor Kinect
Abstract
Há um elevado número de pessoas que enfrentam dificuldades em seu dia a dia devido às limitações impostas por sua condição física, essa estimativa motiva pesquisas voltadas a tecnologias assistivas, em prol da autonomia e independência funcional nas interações sociais e familiares dessas pessoas. Diante deste cenário o trabalho apresenta um sistema de navegação assistiva para uma cadeira de rodas motorizada, na tarefa de realizar o cruzamento de portas ou passagens estreitas de maneira segura. O sistema detecta e localiza portas através da aquisição de imagens de profundidade obtidas por uma câmera RGB-D Kinect v2, e com estas informações realiza o controle da trajetória até a conclusão da travessia. As técnicas presentes neste trabalho fundamentam-se em pesquisas de trabalhos já implementados, a partir de conceitos sobre navegação de robôs e sensores de profundidade. A técnica implementada neste trabalho consiste em detectar uma porta através da diferença de profundidade presente entre a parede e seu vão, identificando seus extremos esquerdo e direito. Desta forma determina-se a localização da cadeira de rodas em coordenadas x, y e um ângulo de orientação em relação a um ponto de passagem no centro da porta e a partir daí realiza o controle da trajetória até este ponto. O processo de controle da trajetória utiliza um algoritmo baseado em lógica Fuzzy atuando na velocidade angular da cadeira de rodas, controlando sua posição ao longo da trajetória, e assim realizando o movimento de forma suave até a transpassar a porta detectada. Foram realizados testes funcionais do algoritmo de detecção da portas, a fim de validar o funcionamento e estabelecer suas limitações. Posteriormente foram realizadas simulações a partir de diferentes posições iniciais da cadeira de rodas, verificando se o sistema é capaz de identificar a porta e realizar o movimento livre de colisões. Por fim foram realizados teste do sistema implementado em uma ambiente controlado, com a cadeira disposta em diversas posições em frente a uma porta, de modo a avaliar o desempenho do sistema de detecção e localização da porta assim como o trajeto realizado pelo controlador Fuzzy. O sistema se mostrou capaz de detectar portas e realizar o controle do movimento da cadeira de rodas até o ponto de passagem, mesmo que a trajetória realizada pela cadeira tenha um desvio em relação a trajetória simulada, o controlador foi capaz de corrigir o movimento não impactando de forma significativa no resultado final (sic).