Principales exigences du syst` eme de la canne

La facilit´e d’emploi : La canne blanche traditionnelle est le moyen le plus utilis´e par les personnes `a d´efiance visuelle pour plusieurs raisons, tels que sa simple utilisation, contrairement `a la majorit´e des solutions ´electroniques propos´ees sur le march´e, qui n´ecessite une formation pour se familiariser `a leurs fonctionnements. Ces formations sont coˆuteuses et n´ecessitent beaucoup de temps. Conscients de l’importance de ces d´etails, la solution que nous proposons permet d’´economiser les frais de la formation, grˆace `a sa simplicit´e d’utilisation. En effet, nous projetons de mettre `a la disposition des non voyants un moyen simple d’emploi et ne n´ecessitant pas de formation pr´eliminaire pour apprendre `a l’utiliser et `a se familiariser avec lui.

La robustesse : Un syst`eme destin´e aux personnes `a handicap visuel doit ˆetre ca- pable de d´etecter des obstacles quelque soient leurs apparences, tailles et formes. Il doit aussi ˆetre robuste `a la variation des conditions d’illumination et r´eagir aux probl`emes d’occultation qui accentuent tant la variabilit´e des objets domestiques. Notons que l’es- calier est l’objet le plus difficile `a d´etecter, notamment en raison de sa grande variabilit´e d’apparences et de formes (droite, tournante, h´elico¨ıdale, etc). Sp´ecialement, les esca- liers descendants, quelque soit leur forme, posent, au non voyant, plus de danger, vu qu’ils ne pr´esentent pas un relief par rapport au sol. Par ailleurs, la grande variabilit´e des obstacles qui puissent ˆetre rencontr´es, n´ecessite le mˆeme degr´e de vigilance et de robustesse pour leur d´etection et reconnaissance, quoi qu’ils paraissent pourtant moins mena¸cants que les escaliers. Nous en citons table, chaise, porte, mur, armoire, canap´e, bac `a fleurs, etc. Toutes ces difficult´es s’intensifient en pr´esence de fonds encombr´es ou dans des conditions m´etrologiques d´egrad´ees produisant du bruit dans les images ou dans les signaux acquis par le syst`eme.

L’efficacit´e et la pr´ecision : Le syst`eme doit d´etecter les objets de mani`ere fiable et pr´ecise. En effet, les obstacles non d´etect´es exposent le non voyant `a un risque s´erieux d’accident. Quant aux fausses alertes, elles poussent l’utilisateur `a ne plus avoir confiance dans le syst`eme. Ainsi, un syst`eme est d’autant plus efficace que le nombre d’erreurs qu’il

risque de commettre, par d´efaut ou par exc`es de d´etection, soit infime, quelles que soient les conditions environnementales.

Concernant l’´etape de la reconnaissance, le syst`eme doit identifier rapidement la classe d’appartenance de l’obstacle afin de pouvoir donner `a l’utilisateur le temps suf- fisant pour r´eagir sans que l’information concernant la distance ne varie par rapport `a celle d´ej`a annonc´ee. Cinq classes sont pr´ed´efinies pour le syst`eme de reconnaissance de la canne con¸cue, `a savoir : E.A, E.D, sol, mur, obstacle. La limitation de la base de classification `a uniquement cinq classes est un choix accompli dans le but d’all´eger le syst`eme. Cependant, il est pr´evu de le doter d’un classifieur extensible afin d’enrichir cette base selon l’environnement de l’utilisateur. La classe ”obstacle” regroupe les objets au sol et ceux suspendus. Le syst`eme est capable de d´ecrire ces objets en pr´ecisant leurs formes, leurs couleurs, leurs dimensions et leurs duret´es. Ces descriptions permettent aux aveugles de reconnaˆıtre les objets et de se familiariser avec leurs environnements non seulement par l’emplacement de ces objets mais aussi par les couleurs et les formes qui l’entourent.

La contrainte du temps r´eel : Le terme temps r´eel poss`ede plusieurs significations suivant le contexte. Dans notre contexte de travail, nous consid´erons qu’un syst`eme est temps r´eel si l’information apr`es son acquisition et son traitement reste pertinente. En d’autres termes, le syst`eme permet d’avertir le non voyant avant que ce dernier puisse r´eagir. Dans le cas d’un syst`eme temps r´eel, l’information de distance, s´eparant l’utilisateur de l’objet d´etect´e, prise par le capteur et retourn´e au non voyant doit ˆetre plus ou moins conforme `a la distance r´eelle.

Le tableau 1.1 pr´esente une estimation de la vitesse moyenne de marche pour des randonneurs interm´ediaire et ayant des conditions physiques moyennes et aussi pour des randonneurs exp´eriment´es et qui sont en bonne condition physique [Mal]. Les vi- tesses marqu´ees dans ce tableau nous donnent une id´ee sur la vitesse moyenne pour les personnes ayant une d´eficience visuelle si nous les consid´erons comme des personnes ex- p´eriment´ees mais leurs conditions physiques sont moyennes. Ainsi, nous pouvons d´efinir une nouvelle mesure de vitesse pour ces personnes en prenant la vitesse maximale (resp. minimale) de la premi`ere ligne (resp. deuxi`eme ligne) du tableau 1.1.

Le coˆut : Le coˆut de la canne blanche ´electronique doit ˆetre `a la port´ee de tous ceux qui ont besoin de cette aide. Notre syst`eme utilise une seule cam´era visible, qui certes coˆute moins cher qu’une cam´era infrarouge ou encore d’un syst`eme st´er´eo vision, ainsi que de deux capteurs ultrasons dont le prix reste beaucoup moins cher que ceux des autres capteurs actifs comme le Radar ou le Laser.

Table 1.1. la vitesse moyenne de marche

Niveau du Vitesse de marche Vitesse de marche Vitesse de marche

randonneur sur plat dans les mont´ees dans les descentes

Randonneur interm´ediaire 2,5 `a 4 km/h 250 `a 350 m/h 400 `a 500 m/h et en condition =2500 `a 4000m/h 0,07 `a 0,09 m/s 0,11 `a 0,14 m/s physique moyenne =0,7 `a 1,11m/s Randonneur exp´eriment´e 4 km/h 350 m/h 550 m/h et en bonne condition 1,11 m/s 0,09 m/s 0,15 m/s physique

par plusieurs capteurs et mat´eriels ayant grande taille pour ne pas alourdir la canne. Le faible poids de la canne blanche traditionnelle permet `a ses utilisateurs de facilement l’entraˆıner en balayage lat´eral terre `a terre, afin de scanner convenablement leur envi- ronnement imm´ediat. Le poids de la canne blanche ´electronique, s’alourdit certes, mais ne doit quand mˆeme pas empˆecher la coutume de balayage afin que l’utilisateur puisse se sentir `a son aise par la conservation de ses habitudes.

Il est `a constater de ce qui pr´ec`ede, que la solution propos´ee est un dispositif res- semblant `a la base `a une canne blanche traditionnelle mais ´equip´ee d’un ensemble de capteurs interagissant entre eux de fa¸con `a obtenir une canne blanche ´electronique in- telligente et performante.

L’aide des personnes `a handicap visuelle se repose principalement sur la phase de d´etection et de reconnaissance des obstacles qui l’entoure. Cette phase est bas´ee sur l’utilisation d’un ou de plusieurs capteurs de perception. Le choix du (ou des) capteur(s) qu’il convient d’utiliser pour percevoir l’environnement est une ´etape cruciale dans la r´ealisation de telles aides. En effet, la s´election doit prendre en compte le principe de fonctionnement de chaque capteur, ses performances et son coˆut. Le choix des capteurs et des diff´erents composants ´electroniques ´equipant le dispositif con¸cu est soigneusement optimis´e suite, `a une ´etude des besoins techniques d’une part et du march´e d’autre part. Dans le paragraphe suivante, nous justifions le choix des capteurs de perception utilis´es.