基于Haptic与空间认知的高精度盲人导航关键问题研究

发布时间：2017-12-22 14:45

本文关键词：基于Haptic与空间认知的高精度盲人导航关键问题研究　出处：《新疆大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：视力是视力正常者获取信息的有效途径,但是对于盲人而言,视力的缺乏,只能以其他感官的代偿作用实现对环境信息的获取。在实际生活中,由于地理环境的复杂性,盲人并不能以有效的手段获取到以他自身为中心的大部分信息,这就需要借助外部的工具,如盲杖、导盲犬来实现自身定位与路径诱导,达到功能康复的目的。但在使用过程中,由于工具本身功能的限制和盲人较高的需求期望,现有大部分导航工具并不能满足盲人的出行要求。所以,如何实现在路径诱导中,实现盲人的精准定位与导航是亟待解决的现实需求之一。本文以实现盲人在地理环境中安全独立行走为最终研究目的,采用结合盲人特殊的空间认知特点和差异性震动提示的方法,利用超宽带无线定位技术,实现了盲人在地理环境中的高精度定位与路径诱导,为盲人出行提供一套符合盲人行为习惯的解决方案。考察盲人空间认知状况采用调查问卷和乌鲁木齐市盲人学校师生访谈的方法,对调查的统计结果分布从环境整体认知、方向感、距离估测和目的地可达性四个方面做分析。在此基础上,采用Android智能手机平台,探究适宜于盲人的差异性震动服务模式,通过设定不同时长的震动组合来实现差异性路径诱导。主要设置左转震动提示、右转震动提示、反向行走震动提示、遇障、正确行走震动提示、红灯震动提示和绿灯震动提示提示七组震动模式,以盲人和明眼人的实际震动测试结果,以不同震动时长分别做实验,选取最适宜的震动方式,来为盲人提供可行的震动提示方案。差异性震动提示方式确定后,需要载体来实现。考虑到盲人对路径诱导设备的定位精度与定位的灵敏性有着较高的现实需求,本文采取超宽带无线定位技术搭建盲人导航实验平台,并将获取到的盲人定位信息以无线方式发送到智能手机上,通过在实验环境中设定特定位置实现特定震动模式,来诱导盲人到达目的地。系统的硬件环境和软件环境设定好后,通过“差异性震动”与“差异性震动+语音提示”两种实验方式对该系统做测试。该系统以盲人的实际体验作为测评标准,用李克特5分量表对盲人在该环境中的行走表现进行打分。盲人在系统测试完毕后,分别从系统实时性、易用性、可穿戴性、低成本、友好性、鲁棒性、定位精度七个方面采用10分量表对该系统进行打分,并和其他的盲人导航系统做比较。研究结果发现:(1)不同视力级别的视力受损者在目的地可达性和环境整体认知方面存在显著差异,也就是说盲人形成的心理地图比较零散,未能与实际环境形成一一对应的关系;在环境整体认知上,一级盲和明眼人的差异较为显著,这跟一级盲的盲人的视力有很大的关联性,一级盲看不到周围环境的物体,所以对环境的认知受到限制;盲人的方向感普遍较差,需要训练才可掌握方位的辨别。(2)视力越差的盲人,对差异性震动模式越敏感;男性盲人对震动次数较为敏感,女性盲人对震动时长较为敏感。(3)“差异性震动”与“差异性震动+语音提示”两种提示方式都可将盲人引导至预定目的地,但是采用“差异性震动+语音提示”的提示方式比单独采用震动的提示方式效果更为显著;与其他盲人导航系统做比较后发现,该系统对盲人路径诱导有轻微的优势。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN925;TN96

【相似文献】