Bastón inteligente de bajo costo para personas con discapacidad visual con detección de superficie de camino y estimación de distancia utilizando cajas delimitadoras ponderadas y mapeo de profundidad
Autores: Mungdee, Teepakorn; Ramsiri, Prakaidaw; Khabuankla, Kanyarak; Khambun, Pipat; Nupim, Thanakrit; Chophuk, Ponlawat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Bastón inteligente de bajo costo para personas con discapacidad visual con detección de superficie de camino y estimación de distancia utilizando cajas delimitadoras ponderadas y mapeo de profundidad
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Discapacidad visual
Accidentes
Bastón inteligente
Detección de obstáculos
Puntos de transición de superficie del camino
Estimación de distancia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Las personas con discapacidad visual tienen un alto riesgo de accidentes debido a cambios repentinos en las superficies de caminata y obstáculos circundantes. Los sistemas de bastones inteligentes existentes carecen de la capacidad para detectar puntos de transición de superficie de camino con estimaciones de distancia precisas y evaluación del nivel de peligro. Este estudio propone un bastón inteligente de bajo costo que integra un nuevo método de Detección de Puntos de Transición de Superficie de Camino (PSTPD) con una detección de obstáculos mejorada. El sistema emplea cámaras RGB duales, un sensor ultrasónico y modelos basados en YOLO para ofrecer alertas en tiempo real basadas en el tipo de objeto, la clase de superficie, la distancia y la gravedad. Se compone de tres módulos: (1) detección de obstáculos y clasificación en niveles leve, moderado o severo; (2) detección de superficie de camino a través de ocho tipos de superficie con estimación de distancia utilizando cajas delimitadoras ponderadas y mapeo de profundidad; y (3) notificaciones auditivas. Los resultados experimentales muestran una Precisión Media Promedio (mAP@50) de 0.70 para la detección de obstáculos y 0.92 para la clasificación de superficies. El error promedio de estimación de distancia fue de 0.3 cm para obstáculos y 4.22 cm para puntos de transición de superficie de camino. Además, el método PSTPD también demostró un procesamiento eficiente con un tiempo de ejecución promedio de 0.6 s por instancia.
Descripción
Las personas con discapacidad visual tienen un alto riesgo de accidentes debido a cambios repentinos en las superficies de caminata y obstáculos circundantes. Los sistemas de bastones inteligentes existentes carecen de la capacidad para detectar puntos de transición de superficie de camino con estimaciones de distancia precisas y evaluación del nivel de peligro. Este estudio propone un bastón inteligente de bajo costo que integra un nuevo método de Detección de Puntos de Transición de Superficie de Camino (PSTPD) con una detección de obstáculos mejorada. El sistema emplea cámaras RGB duales, un sensor ultrasónico y modelos basados en YOLO para ofrecer alertas en tiempo real basadas en el tipo de objeto, la clase de superficie, la distancia y la gravedad. Se compone de tres módulos: (1) detección de obstáculos y clasificación en niveles leve, moderado o severo; (2) detección de superficie de camino a través de ocho tipos de superficie con estimación de distancia utilizando cajas delimitadoras ponderadas y mapeo de profundidad; y (3) notificaciones auditivas. Los resultados experimentales muestran una Precisión Media Promedio (mAP@50) de 0.70 para la detección de obstáculos y 0.92 para la clasificación de superficies. El error promedio de estimación de distancia fue de 0.3 cm para obstáculos y 4.22 cm para puntos de transición de superficie de camino. Además, el método PSTPD también demostró un procesamiento eficiente con un tiempo de ejecución promedio de 0.6 s por instancia.