基于可穿戴的智能盲人導航設計

李詩蕓

摘要：近年來，我國視障者的人口數量不斷增加，盲人出行的安全性、便利性得到越來越高的關注。然而，日新月異的社會環境，道路交通顯現出較多隱患，現有的盲人輔助出行工具無法全面的保障盲人出行安全。本文基于這樣的現狀，分析我國盲人出行特點，研究保障其安全出行的方式，設計出適用于盲人出行的產品。

關鍵詞：盲人；便利出行；穿戴設備；智能導航

中國分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）03-0102-02

盲人導航是世界范圍內未妥善解決的課題之一，根據衛生部統計，中國的盲人達一千四百萬之多，數量列居世界之首。每年，我國新增盲人和弱視群體約45萬，他們的出行問題亟需解決。現今，輔助這些弱勢群體出行的工具多為簡易拐杖，極少配備有導盲犬。而被占用的盲道、路況不好、懸掛的障礙物、危險的十字路口，這些障礙普通的拐杖無法準確探明，迷路時不易定位，親屬無法及時尋找，這些都讓讓人的行走伴隨著高風險，導致中國的弱視及盲人群體難以出行。為了消除這一弱勢群體出行的陰影，通過研究發現盲人外出時所遇困難及現階段產品存在的缺陷，設計了一種基于可穿戴的智能盲人導航系統。

1 現有助行產品以及盲人群體的出行體驗

我國視力殘疾者人數居高不下，約占殘疾人總數的百分之十五。根據問卷調查，視力殘疾群體表示非常需要幫助出行的產品，現階段市場上現有的單一盲杖難以滿足其需求，其他產品例如電子盲杖等價格較高，且在功能與設計中存在一些問題。在盲人相關課題的設計領域，與盲人產品相關的設計研究與理論日趨完善，但產品的具體形態較少涉及。隨著科技發展市場上已研制出了多種盲人行走輔助器，即便如此，基本上所有盲人助行產品都未能解決盲人獨自穿行馬路的問題。除此之外，多種電子盲人助行產品未受到盲人青睞，主要是因為其過度高的價格、不完善的用戶界面和不美的外觀。

2 對于盲人群體助行的需求分析

2.1 盲人群體感知系統

人們通過感知來了解客觀事物，感知行為指通過自身的感覺、認知本能和記憶經驗等綜合因素來感知環境信息和外界刺激的行為，及對這些信息和刺激所作的一系列復雜反應，表現為情感變化、條件發射或者各種行為活動等。失去視覺感知能力，盲人的聽、觸、嗅、味的感覺系統起到代償作用，這些感知能力相互影響、共同作用于分析和處理外界信息，并將外界的各種信息結合己有的經驗進行重組，從而認知世界。設計助行盲人的產品是，需要適應盲人的感知系統，彌補缺失的視覺功能并拓展盲人的聽覺、觸覺、嗅覺以及味覺功能范圍。

2.2 情感體驗

普通人面對黑暗尚且恐懼不安，失去視覺感知能力的視覺障礙人群更容易受到未知世界的威脅，無法準確識別環境產生的變化而產生不安感。安全感是置身于一定情景中的個體對自身安全、穩定狀態的感受和判斷，是對自我存在的安全、穩定、信賴，免于恐嚇、危險、混亂的感知與期待。根據馬斯洛需求層次理論，安全需要是僅次于生理需要的基本需要。視覺的障礙使未知的事物成為盲人群體的絆腳石，使盲人群體失去許多自由空間，怯于追求人生的自由快樂，表現為處于陌生空間里時的不安和與人交往時往往表現的多疑。可穿戴的盲人導航設計應致力減少盲人群體獨自外出遇到的危險，給予可靠的外界信息從而減少盲人內心的恐懼與慌亂。

3 可穿戴的盲人導航系統設計

3.1 設計構想

通過前期調研以及用戶研究的結果決定此次設計的產品應結合交通系統，幫助視覺障礙者獨立出行，能夠獨立完成出行、避障、過馬路等行為，且產品應使用戶有良好的使用感受和可承受的價格。

3.2 盲人助行產品設計概念

綜合調研結果發現，單一出行設備并不能完全保障盲人安全，盲人的出行需要一個更加完善的導航體系，因此我們需要針對盲人外出出行的需求，設計方便盲人出行的產品，并建立相應的導視、輔助系統，維持整個“助行”系統的有序運轉。本系統主要有三部分組成，基礎部分是紅綠燈、公交車等多方位交通信息所匯聚而成的一個全方位信息系統；第二部分是接受終端即盲人在外出過程中隨身攜帶的手杖、手環和耳麥；另一部分則是盲人家人和監控中心的遠程協助平臺。

智能盲人導航系統能夠給盲人提供出行過程的多種信息，如障礙物距離、紅綠燈信息、公交乘車等。同時，家人能夠通過遠程協助平臺了解到盲人在出行過程中的一些信息，為盲人的安全出行提供幫助；甚至遇到突發事故，可以向警方監控中心尋求幫助（圖1）。

3.3 盲人助行產品設計功能

本系統所能夠實現的功能包括：

1）道路中出現較近障礙物時，盲人助行產品發送訊息至耳麥告知盲人障礙物的距離信息，及時提醒盲人避開障礙物。

2）與盲人所在區域交通信息網絡聯合。每當盲人行經十字路口、交叉路口時，會告知此時的紅綠燈狀況。

3）內置微波傳感器判判斷道路中速度較快的物體，并通過耳麥發出警報警示盲人。

4）內置GPS確定盲人每時每刻的方位，通過耳麥告知盲人所處方位，家人也可通過APP上的地圖及標識得知盲人實時的位置。對于較遠場所的出行，可結合地圖信息查詢給盲人提供乘車信息。

5）盲人身體出現不適或遭意外時時可發送訊息至親人，親人可及時得知盲人情況以采取救治措施。

6）如遇突發事故，不能聯系上家人，盲人可以通過一鍵呼叫報警。同樣，若盲人失蹤，家人也可向警方監控中心尋求幫助。

3.4 設計細節

3.4.1 “盲行”手杖（圖2）

盡管已有智能識障技術，而本設計卻仍使用手杖而不是智能穿戴設備，是因為盲人出行會有很大的不安全感，手杖不再像盲杖一樣用來敲地面，而是相當于拐杖，提供物理支持，尤其是年邁體弱的老人。當手杖內指路陀螺儀、激光測距儀發現障礙或不平的地面時會發送信息至耳麥內，以語音的方式告訴盲人；同樣，盲人通過語音發出指令以控制盲杖；當盲人遇到危險時可以與家人通話，甚至一鍵報警以尋求幫助。

3.4.2 “盲行”手環（圖3）

手環是用于檢測老人的生命體征，時刻監測、記錄盲人的身體狀況，并將實時數據實時反饋到配套的APP從而讓家屬即時知道盲人的健康指數，一旦盲人外出遇險身體健康數值異常時能及時發出訊息通知家人。

3.4.3 “盲行”耳麥（圖4）

耳麥的作用在于將交通信息及使用者環境周邊情況清晰、準確的傳達到使用者腦內。相對于傳統耳機，骨傳導耳機改善了普通耳機需要入耳才能聽清楚的問題，不會使用戶因耳塞長期置入耳內造成不適。不僅可以清楚通過特定骨頭傳達耳機聲音，還能時刻關注周遭的環境，這樣更安全，且能降噪收音。如圖4所示，耳麥兩側有控制開關，盲人可以選擇一只耳麥發聲，這樣可以避免造成危險事故，如圖4所示，使用者佩戴時從腦后方戴入夾在臉頰后側，如圖4所示，音量加減處有微微凸起，方便盲人觸摸尋找。

3.4.4 APP交互（圖5）

設計的這一款名為盲行的APP是為家人使用，用于隨時查看盲人的定位和生命體征，以及提供去盲人所在地的導航，同時可以和盲人通話聯系，一旦盲人行蹤不明或出現意外情況，可以及時報警。

4 結語

無障礙外出行走是盲人探索世界的基本條件，在如今的社會，科技的發展帶來了生活便捷，道路交通顯現出更多的隱患，道路的十字路口對每個人來說都是生命殺機，對盲人來講亦是生命的交叉口。可穿戴的智能盲人導航設計解除盲人對外出上路的陰影，成為盲人探索世界的安全保障。

參考文獻

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