CA2308957A1 - Guide multimedia touristique - Google Patents

Description

GUIDE MULTIMÉDIA TOURISTIQUE
Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un guide multimédia touristique.
Descriation de l'art antérieur II existe présentement plusieurs unités portatives, qui pourraient faire l'objet d'un guide multimédia touristique. Quelques uns en sont décrits, incluant leurs avantages et leurs désavantages:
Logiciels et accessoires pour ordinateurs portatifs et PDA
Tous ces produits sont composés de logiciels et d'accessoires permettant de convertir un récepteur GPS, couplé à un ordinateur, en un véritable système de navigation et d'information. Le récepteur GPS se connecte à
l'ordinateur portatif ou au PDA. Le logiciel utilise les coordonnées transmises par le GPS pour fournir des informations en fonction de la position de l'utilisateur. Quelques-uns uns de ces produits offrent quelques fonctionnalités similaires à celles d'un guide multimédia touristique. Ces logiciels peuvent être couplés à un GIS de cartes routières. Toutefois, l'utilisation d'un ordinateur n'est certainement pas pratique. Le PDA par contre est plus portatif et moins cher. Cependant, cette combinaison ne rencontre pas les critères de robustesse et de conditions d'opération. Le GPS n'est pas intégré à l'ensemble ce qui le rend très vulnérable. De plus l'information touristique qu'offrent ces logiciels est incomplète.
Récepteurs GPS portables II s'agit d'appareils portables incluant un récepteur GPS et de l'espace de stockage. Ces produits sont conçus pour diverses applications dont des piétons dans un milieu non urbain. Ils affichent les coordonnées de l'utilisateur en terme de longitude et de latitude. Ils permettent de stocker

2 de 500 à 750 points de repère avec un message alphanumérique associé.
Toutefois, ces appareils ne présentent aucune information touristique.
Système de navigation GPS avec contenu touristique géocontextuel Cette catégorie s'approche beaucoup d'un guide vocal touristique, elle intègre l'ordinateur portatif et le récepteur GPS. Toutefois, elle offre un contenu touristique très limité. L'appareil n'offre généralement que la possibilité de ce déplacer d'un point d'intérêt touristique à un autre.
L'aspect multimédia est souvent négligé car ces appareils ne possèdent pas les périphériques requises tel qu'un écran à cristaux liquides et une sortie audio.
II convient également de mentionner la demande de brevet W093/20546 qui décrit un système de guide vocal touristique. Ce système comprend un système de réception de signaux émis par une constellation de satellites et permettant une localisation géographique, un système de réception de signaux radiofréquences, un lecteur de disque optique numérique, un clavier, un écran, préférablement doté d'une grille tactile et une chaîne de synthèse ou d'analyse vocale. L'appareil comporte de plus une unité centrale gérant l'ensemble. Un des problèmes reliés à ce système est l'inflexibilité du disque optique. De plus, ce système est particulièrement mal adapté aux non-voyants, puisqu'il ne dépend que des satellites GPS pour la localisation géographique. Ces satellites incluent une erreur trop importante pour un non-voyant. Finalement, l'utilisation de la synthèse vocale implique des limitations fonctionnelles importantes, limitant l'utilisation de ce guide vocal touristique.
Description d'un mode de réalisation aréféré de l'invention Le Guide Multimédia Touristique (GMT) selon la présente invention est un système d'orientation et d'information géographique pour un piéton circulant en milieu urbain de haute densité. L'appareil est en sorte une combinaison d'un ordinateur portatif et d'un récepteur GPS intégré. Le GMT permettra à l'usager

3 d'interroger le système, par le biais d'un interface usager convivial, afin de se déplacer sans craindre de se perdre, de repérer les points intéressants à
visiter et d'obtenir de manière vocale et visuelle, grâce à un écran à cristaux liquides, toutes les informations reliées à ceux-ci. II pourra aussi avoir accès à une liste de restaurants ou d'autres services par catégorie de spécialités, de prix, etc.
et se faire guider jusqu'à la porte de celui choisi.
Ce projet fait appel à deux technologies de pointe: le positionnement par satellites (GPS) afin de déterminer la position de l'usager et la compression numérique de la parole pour associer une information vocale à cette position (par opposition à la synthèse vocale).
Les principales composantes du système sont les suivantes:
~ module de positionnement ;
~ module de stockage des données ;
~ module de l'audio (décodage et amplification) ;
~ module de l'affichage graphique ;
~ module de puissance (piles, chargeur, contrôle de la température) ;
~ module principal.
Les caractéristiques physiques et fonctionnelles principales du système sont les suivants ~ L'imprécision du système devra être d'au moins 10 mètres et ce 95% du temps ;
~ Le système de stockage de données permettra de placer entre 10 et 20 heures d'enregistrement ;
~ Le système sera fonctionnel de -10°C jusqu'à +40°C ;
~ Le système aura une autonomie sur piles de 8 heures ;
~ Le volume du système sera de 4'h" x 7'/4" x 13/" ;
~ Le poids du système sera d'environ 500g ;
~ L'usager transportera le système grâce à une bandoulière à l'épaule.
Pour illustrer son utilisation, prenons l'exemple typique d'un touriste qui explore Paris tout en découvrant ses attraits culturels. Ce dernier vient de traverser le Petit Pont de la Cité. Grâce à la détection de sa position, le GMT peut

4 maintenant lui dire "Vous vous trouvez sur l'lle de la Cité, à votre droite, la grandiose Cathédrale de Notre-Dame. Désirez-vous en savoir plus ?". Si son utilisateur répond par l'affirmative, le système lui dira alors "bâtie entre 1163 et 1360 selon les plans de l'archevêque Maurice de Sully, la Cathédrale est le centre géographique de Paris ...". Après une visite des lieux, l'utilisateur décide de se mettre en recherche active d'un restaurant français. Sur l'écran à cristaux liquides du GMT, l'utilisateur sélectionne les options suivantes "services", puis "restaurants", puis "français" et finalement "$$". Le GMT dit alors "vous avez trois choix à moins d'un kilomètre : Chez Suzv. La Canaille ou Chez Marianne°' Après avoir choisi Chez Suzy, le GMT dicte graduellement la route à suivre "traversez sur la rive droite par le pont d'Arcole, à votre droife l'Hôtel de ville...
Continuez sur la rue du Renard. ... ".
Plusieurs types d'informations utiles à un individu visitant un milieu nouveau sont disponibles sur le GMT. Par exemple, les informations commerciales suivantes : postes de police, restaurants, hôtels, stations de métro, buanderies, etc. De plus, il est possible d'utiliser ces services commerciaux comme sources de revenu lors de la création des bases de données. Les commerçants pourront commanditer pour faire partie des listes disponibles sur le GMT.

Tel que mentionné précédemment, le GMT est un système portable spécialisé dans la navigation GPS pour les piétons.
Pour palier aux lacunes des appareils discutés dans la description de l'art antérieur, le GMT intègre les spécifications suivantes

5 ~ Un boîtier protégeant le circuit électronique de l'environnement extérieur (pluie, chocs, vibrations, etc) ;
~ Une unité centrale suffisamment puissante pour traiter efficacement les données reliées au récepteur GPS, à l'interface usager, au contenu audio et visuel, au système d'exploitation, à la communication avec un ordinateur PC ;
~ Une grande capacité de stockage pour le texte audio sauvegardé dans la langue de l'usager ;
~ Un port USB haute vitesse pour télécharger rapidement une mise à jour du contenu ;
~ Un écran LCD à haute définition pour afficher les cartes et les informations touristiques ;
~ Une prise audio pour connecter un casque d'écouteur.
Les principales composantes du système sont les suivantes ~ module de positionnement ;

6 ~ module de stockage des données ;
~ module de l'audio (décodage et amplification) ;
~ module de l'affichage graphique ;
~ module de puissance (piles, chargeur, contrôle de la température) ;
~ module principal.
_ _ _ __. '~ _a~
Clavier _ _- ..-- - ~ Mémoire Flash i _ _ _ __.__ ._ Mémoiro DRAM
_ ~~n lCD - _-___- -_ .____ __.. -- - ~, i - -- _ - _ , ~~~ I
_- __ - -~ - - Récepteur GPS _ .,._ Antenne GPS
~i Décodeur --Numérique à _- Microprocesseur - - -analogue ~ S~ngp,RM
Disque Dur - PCMCIA
-.._- V
I ~ -.- __- - _...
~I Amplficateur I i, _-audio i i ' ' I
i J Part USB
__ __~, __. . _ _ _.___- _ __ I
Sortie --___ _____ _ _ Audio ' ~ Contr8leur d'alimentation Batterie - - JI électrique I i Figure 1 - Schéma bloc du GMT
La figure 1 illustre la relation entre ces éléments. Le module principal regroupe principalement l'unité de logique arithmétique, préférablement celle connue sous le nom StrongArm d'Intel, une mémoire de type Flash et une mémoire de type DRAM. Ce processeur est le coeur du système, grâce à lui, il est possible

7 d'utiliser, de préférence, le système d'exploitation Linux, de faire rouler les applications interagissant avec l'usager, gérer et décoder le contenu touristique multimédia unique à notre produit. De plus, il contrôle l'écran à cristaux liquides, le décodeur numérique à analogique, le clavier et la consommation d'énergie à
l'interne du système. La mémoire Flash est une mémoire statique qui conserve les informations même lorsque le système n'est plus alimenté. Sa principale utilité
est de configurer le microprocesseur et le système d'exploitation au démarrage du système. La mémoire DRAM est une mémoire dynamique qui est utilisé par le système d'exploitation pour stocker les programmes, les gestionnaires de périphériques, les variables logiques, etc.
Le module de stockage de données est, préférablement, un disque dur PCMCIA d'une capacité suffisante pour stocker les données nécessaires à
l'exploitation du système. Ces données sont de nature multiple, en effet, cela comprend le système d'exploitation, le logiciel et toutes les informations touristiques multimédias tel que les cartes, le texte, la parole, les images et possiblement des effets sonores, de la musique et des vidéos.
Le module de positionnement comprend le récepteur GPS et l'antenne GPS de type active. Le fonctionnement de ce système est simple. L'antenne capte, dans un premier temps, le signal émit par les satellites, puis après l'avoir amplifier, ce nouveau signal est transmis au récepteur qui décode et traite le signal GPS pour le convertir en coordonnées géographique WGS-84. Cette coordonnée et l'heure exacte de l'acquisition sont transmises en mode sériel au microprocesseur.
Le module d'affichage graphique regroupe le circuit de contrôle de l'écran à
cristaux liquides, l'écran LCD et le module de rétro-éclairage. L'écran graphique permet d'afficher, grâce à un interface-usager convivial, l'information visuelle utile à l'usager tels que la carte géographique, les points d'intérêts, la position de l'usager, du texte, etc. II est possible d'ajuster le contraste de l'écran LCD
grâce à
un potentiomètre rotatif.
Le module de puissance assure l'alimentation électrique constante du système grâce à une batterie NiMH à haut rendement rechargeable. Le GMT
sera livré avec un bloc d'alimentation AC/DC pouvant recharger la batterie après ô
utilisation et en même alimenter le circuit électrique pour un fonctionnement normal de l'appareil. Ceci permet donc aux propriétaires de télécharger des données dans l'appareil, pendant que celui-ci recharge ses batteries.
Le module de l'audio décode le signal numérique émit par le microprocesseur en signal analogue audible. Ce signal est ensuite amplifié
grâce à un amplificateur audio et ajuster par l'usager grâce à un potentiomètre rotatif.
Ce signal sonore a une qualité sonore de 16 bits ce qui est comparable à un enregistrement sur un disque compact.
Le port USB permet au GMT de se connecter à un ordinateur PC, grâce à
un câble USB, afin que ce dernier télécharge des données qui sont mise à jour.
Le contrôleur d'alimentation électrique contrôle le niveau d'alimentation de la batterie et gère le taux de recharge de la batterie lorsqu'il est branché au bloc d'alimentation.
II est important de noter que le Guide Vocal Touristique est une périphérique. En effet, le contenu touristique doit être mis à jour et ses batteries doivent être rechargées. La figure 2 montre la relation entre le GMT et l'ordinateur PC ainsi qu'avec le bloc d'alimentation électrique.
I
ORDINATEUR PC
ÉOUIP~ D'UN
CONNECTEUR USB
â
a BLOC D'ALIMENTATION ~ -~-- ~ GUIDE VOCAL
ÉLECTRIQUE - TOURISTIQUE
(GV77 Figure 2 - Schéma bloc du GMT connecté à un PC et en mode recharge Lorsque le propriétaire veut mettre à jour le contenu sur le disque dur du GMT, il possède deux alternatives.

Dans un premier temps, l'utilisateur peut connecter le GMT à l'ordinateur PC doté d'un connecteur USB. Un logiciel lui permettra de sélectionner les éléments qu'il désire envoyer au GMT par câble USB. L'avantage du câble USB
est que le taux de transfert est très rapide, environ 12 Mbits / sec, contrairement à
un port infrarouge qui est limité à 4 Mbits / sec. De plus, le taux de transmission d'erreur du câble USB est plus faible étant donné le contact direct entre le PC et le GMT. Cette façon de mettre à jour permet d'alléger l'appareil au point de vue mémoire (par exemple, on peut télécharger les informations restreintes en fonction de certains critères prédéterminés, au lieu de télécharger l'ensemble de la banque de données) et permet de recharger les batteries en même temps que la mise à
jour des informations touristiques.
Alternativement, le GMT peut être relié à une station centrale par un lien sans fil, p.ex. cellulaire. Étant donné que la position du GMT est connue en tout temps, via le GPS, les informations concernant une région géographique limitée peuvent être téléchargées. ~ titre d'exemple, supposons que l'utilisateur visite un arrondissement de Paris. L'appareil contient toutes les informations touristiques concernant cet arrondissement. Ensuite, l'utilisateur se déplace dans un autre arrondissement. L'appareil, via le lien sans fil, téléchargera les informations concernant cet autre arrondissement, et écrasera les informations précédentes.
Ainsi, au fur et à mesure que l'utilisateur se déplace, les informations sont mises à
jour.
Le bloc d'alimentation électrique doit être compatible avec l'alimentation secteur du pays où il est utilisé. La puissance fournit par ce bloc d'alimentation dépend de la vitesse à laquelle on veut recharger les batteries rechargeables NiMH du GMT.
Le GMT est un produit qui utilise une technologie de pointe qui se doit d'être flexible et adaptable. Outre l'aspect matériel de notre système, il est important d'examiner comment est implanté le volet logiciel dans notre produit. Nous subdiviserons ce sujet en quatre catégories ~ Le système d'exploitation ;
~ L'application ;

~ La carte géoréférencée ;
~ Le contenu multimédia.
Au démarrage de l'appareil, le microprocesseur est configuré matériellement pour lire une adresse mémoire prédéfinie. Ä cette adresse particulière débute le 5 système d'exploitation Linux qui gère toutes les gammes d'opérations internes du microprocesseur. Cette version de Linux, portée spécifiquement pour le SA-1100, est la 2.2.14.
Avant le démarrage, le système d'exploitation, aussi appelé OS, est sur la mémoire Flash où il est compressé pour prendre le moins d'espace possible. Au 10 démarrage, il est décompressé en mémoire DRAM afin qu'il puisse être exécutable par le microprocesseur StrongARM. De plus, un espace de 8 Mégoctets sur le disque dur est réservé par le OS pour être utiliser comme mémoire virtuelle. II est important de noter que toutes les applications qui seront utilisées avec le GMT doivent être compatible avec système d'exploitation Linux.
Suivant l'initialisation de l'OS, le système va faire une vérification de toutes les éléments du GMT afin de s'assurer le bon état de fonctionnement de ceux-ci.
Puis, on voit apparaître un message de bienvenue à l'écran et par la suite, le GMT
charge en mémoire l'application principale.
L'application principale est programmée en C. Le code i I optimisé prend 2 Mo sur le disque dur, ce qui est relativement minime. Ce logiciel est responsable de ~ Gérer l'interface usager ;
FICHIER
~~, AUDIO i ~ Gérer la gestion des évènements ;
20o Mo , Traiter toutes les composants multimédia du système ;
~ Permettre l'utilisation des cartes géoréférencées ;
~ Lire les données provenant du récepteur GPS.
Afin de réaliser ces tâches, l'application fait appel à des '~ POLICE DE
CARACT~RES librairies logiciels qui sont spécialisées dans certaines tâchées Mo PHOTO spécifiques S Mo T~'M~ ~ Librairie Micro-Windows : gère l'affichage graphique sur l'écran à cristaux liquides ;
CARTE
Mo APPLICATION
PRINCIPALE
2 Mo MÉMOIRE
~I VIRTUELLE
j 8Mo j Figure 3 -., ~ Librairie TeIConTar : Gère les bases de données sur les cartes géoréférencées ;
~ Librairie TrueTypeFonts : Gère l'affiche des polices de caractères vectorisées ;
~ Librairie SMIL : Créer des liens entre un point d'intérêt et un contenu multimédia ;
~ Librairie JPEG : gère les fichiers d'image compressés dans ce format ;
~ Librairie MPEG et SPLAY : gère les fichiers de sons compressés dans les formats MP3 et WAV ;
~ Librairie C : librairie standard utilisée pour créer l'application principale en langage C.
Le GMT intègre une carte géographique de la région touristique où il est employé. Que soit à Paris en France ou à Sidney en Australie, le GMT peut afficher, grâce à son écran à cristaux liquides, une carte très détaillée des lieux.
Cette carte, lorsque qu'elle associée à un récepteur GPS, permet à l'usager de connaître exactement l'endroit où il se trouve. De plus, il est possible de sélectionner une destination et de demander au GMT de guider l'usager à ce point d'intérêt. Des icônes divers sur la carte représentent des points d'intérêt comme les hôpitaux, les stades, les lieux touristiques populaires, etc. II est possiblement de naviguer sur la carte grâce à un groupe de boutons distribué en rose des vents.
La carte est conservée dans une base de données contenant tout les vecteurs représentant les routes, les lacs, les points d'intérêt, etc. Elle occupe un espace de 20 Mo sur le disque dur.
Lorsque, par exemple, l'usager arrive à un point d'intérêt, le GMT permet à
l'usager de consulter une base de données multimédia et touristique associée à
ce point tel que l'historique, les aspects intéressants, les faits divers, etc. Cette information est fournit à l'usager dans sa langue maternelle est sauvegardée en format MP3, à cela est aussi associé des images, du texte et même possiblement des extraits vidéos. Elle occupe un espace d'environ 200 Mo sur le disque dur selon sa capacité.

,,,, Les avantages de la présente demande de brevet sont les suivants:
Le GMT permet d'accéder à des informations touristiques de plusieurs manières : information contextuelle en fonction de la position de l'utilisateur, par recherche thématique, en fonction de circuits ou information générale (proche d'un guide parlé).
L'utilisation d'une structure de fichier SMIL (Synchronized multimedia integration language) permet de développer une flexibilité pour l'accès au contenu. Le GMT
est donc un outil d'information plus complet puisqu'il permet de naviguer dans l'information à volonté et d'une façon organisée sans l'intervention du signal GPS.
Le GMT intègre : la notion de circuit reliant des points d'intérêt hors contexte immédiat de l'utilisateur ainsi que des outils d'optimisation de chemin « path finding » pour le guidage de l'utilisateur entre deux points. II y a ici la notion de planification de l'exploration du milieu. Ce sont des algorithmes d'optimisation qui permettent de construire ces chemins et de démontrer à l'utilisateur sur une carte le chemin à suivre pour se rendre au prochain point du circuit ou à
l'attrait touristique de son choix Enregistrement de voix car l'expérience touristique requiert un produit adapté
au contexte de vacance II est important de comprendre que la voix enregistrée est la seule façon de rendre la technologie acceptable pour le consommateur grand public en vacance. C'est plus qu'une différence technique, c'est la philosophie même du produit.
Le GMT aura un échange bidirectionnel dans une relation client-serveur permettant de faire des recherches sur requête du client, de contenus généraux sur une base de données centrale de masse. Notre appareil peut utiliser une version WAP (Protocole de communication pour les applications mobiles) compatible à l'utilisation de voies cellulaires pour se connecter sur un site Web pour naviguer dans un contenu étendu ou pour accéder à un serveur central qui aura pour fonction de distribuer de l'information en quantité sous requête du client.
II est important de mentionner que le lien cellulaire permettra à l'appareil d'effectuer également des communications conventionnelles ou émettre un signal de positionnement de l'utilisateur pour le suivi « tracking » de ce dernier (notion de sécurité pour les gens qui se perdent).
Le GMT permettra d'insérer des filtres entre la machine et l'utilisateur.
Ainsi l'utilisateur pourra restituer le type d'informations désiré par l'utilisateur (ex. le sujet aime l'histoire du 1 g8me, la gastronomie, la politique, et la nourriture japonaise).
Dans la version client-serveur, le contenu sera mis à joua aussi souvent que nécessaire.
Le GMT est préférablement équipé d'un système secondaire (accéléromètres, gyroscope, boussole électronique, DGPS) qui permet d'interpoler le déplacement lors de pertes de signal GPS. De plus, un algorithme permet de raffiner la position de l'utilisateur malgré l'erreur inhérente au signal GPS, le SA
(system availability).
Le GMT sera adapté pour le marché de la déficience visuelle, ainsi le système de navigation sera plus précis et permettra à l'utilisateur d'avoir une précision à
l'intérieur de plus ou moins 10m. L'intervention d'un module DGPS sera à la base de cette modification du système secondaire.
Bien que la présente invention ait été décrite par rapport à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est entendu que diverses modifications peuvent être faites à cette dernière sans pour autant sortir du cadre des revendications ci-jointes.