Determinação dos elementos considerados marcos de referência em ambientes indoor para auxílio às tarefas de orientação e navegação espacial

Abstract

Resumo: A complexidade estrutural das edificações, as restrições no espaço e o nível de informações existentes no ambiente indoor, em conjunto com o desenvolvimento de tecnologias de sistemas de posicionamento interno, forneceram subsídios para a criação da cartografia indoor. Os problemas de orientação e navegação espacial, tornaram necessária a definição de parâmetros de características fixas e móveis que atendessem as aplicações espaciais indoor. Como por exemplo, o gerenciamento de informações e a realização de tarefas de navegação afetados pelas modificações antrópicas, ocorridas em curtos períodos de tempo no interior dos edifícios. A compreensão do espaço pelo indivíduo depende das análises de identificação, reconhecimento e distinção de objetos no entorno, sendo que alguns objetos podem apresentar a característica de estruturar representações mentais do espaço e auxiliar o processo de orientação do usuário. Esses objetos são descritos como Marcos de Referência (MR), sendo utilizados no processo de tomada de decisão dos usuários. Algumas pesquisas sugerem que a adoção dos MR nos sistemas de navegação atuais, podem diminuir a carga cognitiva dos usuários e aumentar a sua orientação espacial, e a sua inserção nas possíveis representações do ambiente indoor devem apoiar o processo de orientação do usuário com base no mapa. Por isso, os MR são objetos de interesse nas pesquisas voltadas aos processos de orientação e navegação espacial. Desta forma, a pesquisa parte da hipótese que a identificação de pontos de referência espacial (SRP) nos diferentes tipos de ambientes indoor, através da coleta de informações por meio da execução de tarefas de orientação e navegação espacial com usuários, e a definição de parâmetros e características (atributos espaciais e não espaciais) que classifiquem o nível de utilização dos SRP, pode determinar quais elementos no ambiente são considerados MR. A coleta das informações exigiu o registro de descrições verbais através dos métodos de observação Think aloud com gravação de áudio e aplicação de questionário. As ocorrências dos possíveis SRP foram classificadas em relação ao tipo de elemento descrito e a sua função no ambiente, sendo gerados mapas para verificar a sua disposição física nos edifícios avaliados. Os elementos considerados SRP foram categorizados em Marcos de Referência (MR) e Ponto de Interesse (POI) com base em critérios que especificavam sua posição, quantidade no local, características físicas, funcionalidade, significado cognitivo e nível de utilização como SRP pelos usuários. Os resultados apontam que elementos dispostos em áreas consideradas pontos de tomada de decisão (extremidades e intersecções de corredores) são facilmente memoráveis, e por isso, são utilizados como SRP. Ainda, tem-se que o nível de importância e a utilização de um mesmo elemento varia com base no contexto de uso do edifício, como no caso da biblioteca utilizada como SRP na área de estudo com contexto de uso educacional (universidade), e ignorada na área de estudo com contexto de uso cultural (museu). Outros fatores que tornaram elementos SRP nos ambientes indoor testados na pesquisa, foram as suas características visuoespaciais que destacaram o elemento no entorno (tamanho, forma e cor), e ainda, a tarefa e/ou necessidade que o usuário deseja realizar no ambiente. Por fim, os elementos considerados SRP foram descritos em conjunto com informações espaciais e não espaciais, e relações espaciais que especificavam sua localização e objetos contidos no seu interior. Palavras-Chave: Uso do edifício, Ponto de referência espacial, Mapeamento indoor

Abstract: The structural complexity of buildings, space constraints and the level of information in an indoor environment, together with the development of indoor positioning systems technologies, provided subsidies for indoor cartography. The spatial orientation and navigation problems made it necessary to define both fixed and mobile characteristics that would meet indoor spatial applications. As an example, information management and the performance of navigation tasks affected by anthropic modifications, which occurred in short periods inside the buildings. The user's spatial comprehension depends on the identification, recognition, and distinction of objects in the environment. Some objects may present characteristics that help users structure their mental representations of space and assist during the orientation process. These objects, described as Landmarks (MR), are used in the decisionmaking process of users. Some researchers suggest that the adoption of MR in current navigation systems may decrease the cognitive load of users and increase their spatial orientation. Besides that, the insertion of MR in representations of an indoor environment should support the user's orientation process based on the map. Therefore, MRs are objects of interest in research focused on spatial orientation and navigation. In this way, this research hypothesis is that the identification of spatial reference points (SRP) in different types of indoor environments, through the collection of information by the execution of spatial orientation and navigation tasks, and the definition of parameters and characteristics (spatial and non-spatial attributes) that classify the level of use of SRP, can determine which elements in the environment are considered MR. The data gathering requires the recording of verbal descriptions through Think Aloud method and questionnaire application. The possible SRPs were classified regarding the type of element described and its function in the environment, generating maps to verify its physical disposition on the buildings. The features considered SRP were categorized into Landmarks (MR) and Point of Interest (POI) based on position, the quantity on the place, physical characteristics, functionality, cognitive significance, and level of use as SRP by users. The results indicate that SRPs are features arranged in areas considered decision-making points (ends and intersections of corridors) and are easily memorable. Besides that, the importance level and the use of the same feature varies based on the building's context of use. For example, the library was used as SRP in educational use (university) and ignored in the context of cultural use (museum). The visuospatial characteristics that highlighted the element in its surroundings (size, shape and colour), and also, the task and/or need that the user wants to accomplish in the environment were considered to classify the features as SRP. Finally, the elements considered as SRP were described in conjunction with spatial and non-spatial information, and spatial relationships that specified their location and objects contained inside. Keywords: Building type, Spatial reference point, Indoor mapping