盲人智能導(dǎo)航產(chǎn)品的現(xiàn)狀分析

張杜雨，翟 露，熊宗湘，黃議漾，王 菲

（成都中醫(yī)藥大學(xué)， 四川 成都 611130）

1.盲人概況

1.1 盲人的現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)顯示，目前世界上有近3億視力殘疾患者，其中包括盲人和低視力患者。我國(guó)也有近1800萬(wàn)盲人患者，換句話說(shuō)，就是我國(guó)的盲人患者人數(shù)約占我國(guó)總?cè)藬?shù)的百分之一，數(shù)目之大，讓人咂舌[1]。盲人成為一個(gè)我們必須關(guān)注的群體。他們也需要生活、學(xué)習(xí)、工作、養(yǎng)家糊口，也想擁抱家庭，融入社會(huì)。雖然這些要求對(duì)于正常人來(lái)說(shuō)能夠輕而易舉實(shí)現(xiàn)，但對(duì)盲人來(lái)說(shuō)卻很難，巨大的心理落差容易使盲人產(chǎn)生心理情緒障礙，主要障礙有自卑感、疑心重、孤獨(dú)感等。在現(xiàn)實(shí)生活中，由于盲人出行困難，成為社會(huì)關(guān)注的重要民生問(wèn)題，一直受到廣泛關(guān)注。

1.2 盲人出行的現(xiàn)狀

在盲人的日常生活中，出行是最重要也是最常見(jiàn)的日常需求。由于城市道路交通設(shè)施的過(guò)度占用和社會(huì)上人與人之間的關(guān)系發(fā)生變化，盲人的出行日趨困難。其次，城市工程設(shè)計(jì)師對(duì)盲道的忽視導(dǎo)致盲道設(shè)計(jì)未被反復(fù)推敲，存在設(shè)計(jì)缺陷等問(wèn)題。盲道作為一個(gè)城市人文關(guān)懷的重要指標(biāo)之一，它的設(shè)計(jì)合理與否直接影響了城市人文形象。我國(guó)的盲道位置通常是在人行道的中間，人流較大時(shí)，容易發(fā)生碰撞，引發(fā)安全問(wèn)題。就目前情況而言，盲人的出行主要依靠的工具有拐杖、盲道、導(dǎo)盲犬等，都是一些缺乏智能化的產(chǎn)品，不能根據(jù)周?chē)h(huán)境的變化提供最合理的出行規(guī)劃。

1.3 盲人出行產(chǎn)品的現(xiàn)狀

時(shí)代在發(fā)展，盲人的出行卻依然停留在依靠傳統(tǒng)落后的出行工具上，市場(chǎng)上智能化的導(dǎo)盲設(shè)備幾乎屈指可數(shù)。國(guó)家雖然近年來(lái)逐漸加大了對(duì)無(wú)障礙設(shè)施的建設(shè)，但受到多種因素的影響，盲人的生存環(huán)境變化不大。倪珍[2]表明，我國(guó)還沒(méi)有一款專(zhuān)門(mén)為盲人開(kāi)發(fā)的導(dǎo)航設(shè)備。雖然不少?lài)?guó)家研發(fā)出了少量的智能導(dǎo)盲工具，但其功能單一、價(jià)格昂貴，只能被少數(shù)盲人使用，據(jù)盲人用戶使用效果反饋，這些智能導(dǎo)盲工具都只能解決簡(jiǎn)單的出行路線問(wèn)題，針對(duì)較難的盲人獨(dú)自過(guò)馬路的問(wèn)題依然無(wú)從下手。劉天金[3]在其文中說(shuō)明，雖然科技的發(fā)展一定程度上改善了盲人對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)盲工具的依賴(lài)，但終因其價(jià)格昂貴，廣大盲人患者望而卻步，大量盲人出行問(wèn)題依然無(wú)法得到有效改善。

2.盲人智能導(dǎo)航產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 智能導(dǎo)航拐杖

王國(guó)文[4]等設(shè)計(jì)了一款基于STM32的智能盲人拐杖，主要功能有智能語(yǔ)音輸入，讀取盲人需求信息；路況檢測(cè)，幫助盲人規(guī)劃路線等功能，能基本滿足盲人的出行需求。許俊麗等[5]模仿蝙蝠的超聲波應(yīng)用能力和原理,在研究現(xiàn)有的電子式超聲波系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用回聲原理設(shè)計(jì)了智能導(dǎo)航拐杖。利用超聲波分析障礙物的回波信息計(jì)算距離,由單片機(jī)控制發(fā)出警報(bào);采用STC89C51單片機(jī)和stm32為控制器,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)前行路障進(jìn)行探測(cè)并發(fā)出警報(bào),遇到迷路情況時(shí)可以利用GPS導(dǎo)航和定位功能進(jìn)行求助。馬曉鑫等[6]以STM32作為核心處理器，設(shè)計(jì)了一款智能盲人拐杖，具有語(yǔ)音播報(bào)、GPS坐標(biāo)定位、GSM短信發(fā)送、超聲波避障、摔倒提醒等功能。通過(guò)GPS模塊,獲取當(dāng)前所在地的經(jīng)緯度信息,通過(guò)GSM模塊實(shí)時(shí)發(fā)送短信,并結(jié)合Web,在手機(jī)上進(jìn)行位置追蹤,起到緊急求救和快速救助的作用。通過(guò)MPU6050獲取姿態(tài)數(shù)據(jù),對(duì)智能導(dǎo)盲杖的平衡狀態(tài)進(jìn)行判斷,并結(jié)合語(yǔ)音模塊進(jìn)行摔倒提醒。

2.2 智能導(dǎo)航鞋

安良帥等[7]設(shè)計(jì)了一款智能導(dǎo)盲鞋,主要技術(shù)來(lái)源于現(xiàn)代最新的單片技術(shù)和超聲波測(cè)距技術(shù)，智能化地幫助盲人定位障礙物的位置，并合理規(guī)劃躲避路線，可有效解決盲人出行問(wèn)題。盲人家屬也可在與導(dǎo)盲鞋相連的APP查看盲人所處的位置及狀態(tài),為其安全還可以建立電子圍欄。任曉壯等[8]設(shè)計(jì)了一種具有無(wú)線語(yǔ)音播報(bào)功能的智能導(dǎo)盲鞋,并可以遠(yuǎn)程定位監(jiān)控使用者的位置,利用深度學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)提醒盲人根據(jù)實(shí)際路況作出相應(yīng)安全反應(yīng)（包括路面情況檢測(cè)、實(shí)時(shí)溫度、坡道檢測(cè)）,并結(jié)合電池續(xù)航能力使用比較高效率發(fā)電的微型手搖發(fā)電機(jī)為蓄電池充電,實(shí)現(xiàn)理論意義上的“永不斷電”。

2.3 電子導(dǎo)盲犬

葛乾坤等[9]設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)盲犬的控制,其中包括超聲波測(cè)距功能、紅外線避障功能、黑白線循跡功能,以及多模塊的處理功能。這款智能導(dǎo)盲犬,可以按照盲人道路線自主智能導(dǎo)航,實(shí)時(shí)報(bào)停,從而取代普通導(dǎo)盲犬在生活中的應(yīng)用。王林祥等[10]設(shè)計(jì)了具有定位、避障、識(shí)別紅路燈、危險(xiǎn)警報(bào)及盲人發(fā)生事故后求救等功能的電子導(dǎo)盲犬。

2.4 智能導(dǎo)航眼鏡

胡娟[11]設(shè)計(jì)出一款兼具人性化、智能化及大眾化的盲人智能導(dǎo)航眼鏡，眼鏡的小型攝像頭可以拍攝紅綠燈和道路上斑馬線的圖像信息,再通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)識(shí)別圖像信息智能判斷,轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)聽(tīng)筒提示盲人,實(shí)現(xiàn)從視覺(jué)到聽(tīng)覺(jué)的轉(zhuǎn)化。

2.5 其他

黃鴻志[12]等為方便盲人出行,設(shè)計(jì)出一種智能盲人出行頭盔。其設(shè)計(jì)基于視覺(jué)處理與GPS導(dǎo)航技術(shù),利用視覺(jué)處理來(lái)判斷障礙物與紅路燈,GPS模塊判斷盲人的位置,并將位置發(fā)送到百度API進(jìn)行路徑規(guī)劃,通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)使盲人前往指定位置。何杰等[13]參考導(dǎo)盲犬的基本特征為模型，設(shè)計(jì)可以手握導(dǎo)盲手柄進(jìn)行操控,系統(tǒng)采用GPS定位和語(yǔ)音交互輕松完成出行路徑規(guī)劃的導(dǎo)盲機(jī)器人。配有各類(lèi)避障傳感器可準(zhǔn)確識(shí)別、檢測(cè)道路信息,確保盲人日常出行安全。

3.盲人智能導(dǎo)航產(chǎn)品的研究意義

3.1 利于盲人出行

目前，城市中盲道雖然數(shù)量多，但占用率高，利用率低下。現(xiàn)有的盲道主要存在大量被占用、破損嚴(yán)重、經(jīng)常中斷、缺乏系統(tǒng)性、修建不規(guī)范等問(wèn)題。因此很多盲人表示寧愿選擇用盲杖探路沿著道走，也不愿使用盲道。姜金麟[14]指出，盲人不經(jīng)常出行主要是因?yàn)闆](méi)有完善的交通系統(tǒng)和友好的導(dǎo)航產(chǎn)品。但是合理運(yùn)用高科技智能的盲人導(dǎo)航工具，可有效實(shí)現(xiàn)盲人出行的便利性及安全性，豐富盲人出行方式，幫助盲人自主生活，感受科技發(fā)展便利，享受?chē)?guó)家人文關(guān)懷。

3.2 針對(duì)盲人心理

盲人群體普遍都有自卑感以及缺乏安全感，所以他們很在意別人的眼光。針對(duì)目前的導(dǎo)盲產(chǎn)品，就算是正常人也都會(huì)有潛在的躲避心理。對(duì)于盲人而言，更是內(nèi)心十分排斥這些導(dǎo)盲產(chǎn)品，因?yàn)樗麄儍?nèi)心深處始終渴望和普通人一樣正常生活，這就是盲人不愿使用導(dǎo)盲工具出行的原因。因此，研發(fā)不被他人注意的有效導(dǎo)盲工具成為大多數(shù)盲人群體的強(qiáng)烈需求，可以讓他們?cè)谡Ｈ说纳瞽h(huán)境中挺直腰桿前行。其次，盲人智能導(dǎo)航產(chǎn)品可增加盲人出行安全性，運(yùn)用定位、緊急聯(lián)系方式等給予盲人出行安全感，減少盲人出行時(shí)的恐懼與慌亂。

3.3 體現(xiàn)科技發(fā)展

近幾年來(lái)，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越好，且物美價(jià)廉。盲人智能導(dǎo)航產(chǎn)品以單片機(jī)為主控制器，通過(guò)組合、制作與安裝目前已經(jīng)成熟的GPS導(dǎo)航、藍(lán)牙、超聲波測(cè)距、圖像識(shí)別、語(yǔ)音播報(bào)等模塊，達(dá)到了低成本、高質(zhì)量的效果。科技發(fā)展的同時(shí)，也很好地體現(xiàn)了我國(guó)制造可持續(xù)發(fā)展、綠色產(chǎn)品的理念。這類(lèi)低成本、高效能產(chǎn)品不僅安全性高，而且簡(jiǎn)單、輕便，方便盲人使用，可以很好地解決盲人出行問(wèn)題。

4.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)關(guān)于盲人出行的智能導(dǎo)航產(chǎn)品的文獻(xiàn)研究很多，但市面上的智能導(dǎo)航產(chǎn)品不多,大多數(shù)產(chǎn)品還處于研發(fā)階段，或者處于理論研究階段。除此之外，就算這些產(chǎn)品投入市場(chǎng)，但技術(shù)成本過(guò)高，使用步驟復(fù)雜，使用范圍小，無(wú)法投入量產(chǎn)，根本得不到盲人群體認(rèn)可。另外，試用和實(shí)證研究也不多,許多智能導(dǎo)航產(chǎn)品研發(fā)出來(lái)了,沒(méi)有經(jīng)過(guò)盲人試用和實(shí)證研究，所以并不知道是否符合盲人的心理特征及使用習(xí)慣。因此，基于智能導(dǎo)盲產(chǎn)品存在的問(wèn)題，需增加這些高科技導(dǎo)盲產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)研究和使用報(bào)告，設(shè)計(jì)出一款安全、實(shí)惠、性?xún)r(jià)比高的盲人智能導(dǎo)航產(chǎn)品，讓盲人這一群體也能享受到科技發(fā)展帶來(lái)的福音，讓他們能無(wú)顧慮出行。