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São considerados como especiais, os casos onde na aquisição laser não existem pontos nulos a separar as duas pernas. Estes ocorrem quando existe sobreposição de uma das pernas ou quando estas estão juntas lado a lado. Estas particularidades ao serem analisadas pelo algoritmo apresentado em 4.1.2, este vai assumir que todos os pontos do varrimento pertencem à mesma perna, quando na realidade estão as duas pernas na leitura.

Assim, o fato de só estar a ser detetada uma perna, é considerado o ponto de partida para se assumir que se está perante um caso especial da marcha.

Os casos especiais foram agrupados em dois grupos onde são tratados separadamente. O objetivo é separar os casos onde as pernas estão praticamente lado a lado dos casos onde uma perna se encontra avançada em relação à outra (Figura 4.10).

Perna esquerda

Perna direita

Capítulo 4 Interação entre utilizador e o andarilho com base num sensor LRF e no guiador

Figura 4.10 A) Aquisição onde as pernas estavam colocadas lado a lado e B) uma avançada em relação à outra.

Esta separação é feita tendo em conta a diferença entre pontos adjacentes no mesmo varrimento laser.

Assim, escolheu-se como threshold um valor de 0.04 metros. Este threshold é comparado com a maior diferença verificada entre pontos adjacentes do varrimento. Caso a diferença seja superior ao threshold trata-se de um caso onde uma perna está avançada em relação à outra, por outro lado, caso seja inferior, trata-se de um caso onde as pernas se encontram lado a lado. Porém não foram considerados todos os pontos para esta comparação. Foram escolhidos somente os 40 pontos centrais. Esta escolha tinha que garantir que se estava a incluir a zona de transição da perna esquerda para a perna direita e restringir a análise a uma pequena janela por forma a evitar possíveis interferências do vestuário na deteção da zona de transição.

Todavia, a margem teve que ser consideravelmente ampla pois podem existir casos onde aparentemente as duas pernas têm o mesmo número de pontos, Figura 4.11 A), fazendo quase coincidir o ponto central com a zona de transição, mas também podem existir casos de maior sobreposição onde uma das pernas tem mais pontos que a outra, Figura 4.11 B) fazendo com que a zona de transição se afaste mais do ponto central.

Capítulo 4 Interação entre utilizador e o andarilho com base num sensor LRF e no guiador

Figura 4.11 – Exemplo de aquisições onde A) as pernas têm aproximadamente o mesmo número de pontos e B) onde existe uma grande discrepância entre os números de pontos das duas pernas

• Casos onde a maior diferença entre pontos adjacentes é superior ao

threshold

Neste tipo de casos estão incluídos os casos de sobreposição quando uma das pernas está avançada em relação à outra.

Através da análise de dados deste tipo de sobreposição, podem surgir dois tipos de leituras: a leitura representada na Figura 4.12 A), onde os pontos pertencentes a cada uma das pernas se encontram perfeitamente separados, e no caso da Figura 4.12 b), onde devido à resolução do sensor LRF podem aparecer um ou mais pontos intermédios entre as duas pernas.

Capítulo 4 Interação entre utilizador e o andarilho com base num sensor LRF e no guiador

Figura 4.12 – Exemplos de aquisição onde ocorre sobreposição e A) os pontos pertencentes a ambas as pernas estão perfeitamente separados e B) são detetados pontos entre as duas pernas.

Em ambos os casos, a zona de transição entre pernas é verificada no ponto onde é maior a diferença entre os pontos adjacentes. Assim, o algoritmo implementado para este caso começa por calcular as diferenças entre os 40 pontos centrais e, onde essa diferença for máxima, faz-se a separação entre perna esquerda e perna direita.

Partindo do primeiro ponto da perna detetada, através do tratamento de marcha normal, até ao ponto onde se verificou a maior diferença entre pontos adjacentes, são pontos pertencentes à perna esquerda. Por sua vez, pertencem à perna direita todos os pontos partindo do ponto imediatamente após ao ponto onde se verifica a maior diferença, até ao último ponto da perna detetada.

Capítulo 4 Interação entre utilizador e o andarilho com base num sensor LRF e no guiador

Figura 4.13 - Fluxograma para casos onde a maior diferença entre pontos adjacentes é superior ao

threshold.

Para o caso em que se tem os pontos isolados entre as duas pernas, é indiferente eles pertencerem a uma perna ou a outra pois a sua influência é muito reduzida. Em certos casos, por exemplo o que se encontra representado na Figura 4.12 B), não se sabe a que perna poderá pertencer o ponto. Uma justificação para o aparecimento destes pode residir no vestuário da pessoa.

• Casos onde a maior diferença entre pontos adjacentes é inferior ao

threshold

Nesta análise estão incluídos os casos onde as pernas estão praticamente lado a lado uma com a outra. Na Figura 4.14 está representado um exemplo deste tipo de casos.

Perna detetada

40 pontos centrais

Diferenças entre pontos adjacentes

Perna esquerda = perna detetada(1)

: perna detetada(diferença máxima) _{detetada(diferença máxima + 1) :} Perna direita = perna perna detetada(end)

Capítulo 4 Interação entre utilizador e o andarilho com base num sensor LRF e no guiador

Figura 4.14 – Exemplo de aquisição laser onde ocorre sobreposição com as pernas colocadas praticamente lado a lado.

Neste caso, verifica-se uma particularidade, nomeadamente a forma em “W” das pernas no varrimento, o que se torna interessante pois leva à existência de um pico na zona de transição de pernas que corresponde à zona de separação entre perna esquerda e perna direita.

Deste modo, para identificar as pernas, restringiu-se a análise aos pontos centrais, mais concretamente aos 20 pontos centrais. Neste tipo de casos, o ponto central coincide praticamente com a zona de transição da perna esquerda para a perna direita o que permite diminuir a janela de análise para os 20 pontos.

De seguida, seleciona-se o ponto cuja distância lida pelo laser é maior, sendo que este ponto corresponde ao pico onde se verifica a transição entre pernas, fazendo- se deste modo a separação entre perna esquerda e perna direita.

Partindo do primeiro ponto da perna detetada, através do tratamento de marcha normal, até ao ponto onde se verificou a maior valor lido pelo laser, são pontos pertencentes à perna esquerda. Por sua vez, pertencem à perna direita todos os pontos partindo do ponto imediatamente após ao ponto onde se verifica o maior valor lido pelo laser, até ao último ponto da perna detetada.

Neste tipo de casos a janela não poderia ser muito abrangente uma vez que nas extremidades os pontos apresentam uma maior distância ao laser quando comparados com a zona de transição, fazendo variar a zona onde esta iria ser detetada pelo

Capítulo 4 Interação entre utilizador e o andarilho com base num sensor LRF e no guiador

Figura 4.15 - Fluxograma para casos onde a maior diferença entre pontos adjacentes é menor ao

threshold.