基于可穿戴的智能盲人导航设计

李诗芸

摘要：近年来，我国视障者的人口数量不断增加，盲人出行的安全性、便利性得到越来越高的关注。然而，日新月异的社会环境，道路交通显现出较多隐患，现有的盲人辅助出行工具无法全面的保障盲人出行安全。本文基于这样的现状，分析我国盲人出行特点，研究保障其安全出行的方式，设计出适用于盲人出行的产品。

关键词：盲人；便利出行；穿戴设备；智能导航

中国分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2018）03-0102-02

盲人导航是世界范围内未妥善解决的课题之一，根据卫生部统计，中国的盲人达一千四百万之多，数量列居世界之首。每年，我国新增盲人和弱视群体约45万，他们的出行问题亟需解决。现今，辅助这些弱势群体出行的工具多为简易拐杖，极少配备有导盲犬。而被占用的盲道、路况不好、悬挂的障碍物、危险的十字路口，这些障碍普通的拐杖无法准确探明，迷路时不易定位，亲属无法及时寻找，这些都让让人的行走伴随着高风险，导致中国的弱视及盲人群体难以出行。为了消除这一弱势群体出行的阴影，通过研究发现盲人外出时所遇困难及现阶段产品存在的缺陷，设计了一种基于可穿戴的智能盲人导航系统。

1 现有助行产品以及盲人群体的出行体验

我国视力残疾者人数居高不下，约占残疾人总数的百分之十五。根据问卷调查，视力残疾群体表示非常需要帮助出行的产品，现阶段市场上现有的单一盲杖难以满足其需求，其他产品例如电子盲杖等价格较高，且在功能与设计中存在一些问题。在盲人相关课题的设计领域，与盲人产品相关的设计研究与理论日趋完善，但产品的具体形态较少涉及。随着科技发展市场上已研制出了多种盲人行走辅助器，即便如此，基本上所有盲人助行产品都未能解决盲人独自穿行马路的问题。除此之外，多种电子盲人助行产品未受到盲人青睐，主要是因为其过度高的价格、不完善的用户界面和不美的外观。

2 对于盲人群体助行的需求分析

2.1 盲人群体感知系统

人们通过感知来了解客观事物，感知行为指通过自身的感觉、认知本能和记忆经验等综合因素来感知环境信息和外界刺激的行为，及对这些信息和刺激所作的一系列复杂反应，表现为情感变化、条件发射或者各种行为活动等。失去视觉感知能力，盲人的听、触、嗅、味的感觉系统起到代偿作用，这些感知能力相互影响、共同作用于分析和处理外界信息，并将外界的各种信息结合己有的经验进行重组，从而认知世界。设计助行盲人的产品是，需要适应盲人的感知系统，弥补缺失的视觉功能并拓展盲人的听觉、触觉、嗅觉以及味觉功能范围。

2.2 情感体验

普通人面对黑暗尚且恐惧不安，失去视觉感知能力的视觉障碍人群更容易受到未知世界的威胁，无法准确识别环境产生的变化而产生不安感。安全感是置身于一定情景中的个体对自身安全、稳定状态的感受和判断，是对自我存在的安全、稳定、信赖，免于恐吓、危险、混乱的感知与期待。根据马斯洛需求层次理论，安全需要是仅次于生理需要的基本需要。视觉的障碍使未知的事物成为盲人群体的绊脚石，使盲人群体失去许多自由空间，怯于追求人生的自由快乐，表现为处于陌生空间里时的不安和与人交往时往往表现的多疑。可穿戴的盲人导航设计应致力减少盲人群體独自外出遇到的危险，给予可靠的外界信息从而减少盲人内心的恐惧与慌乱。

3 可穿戴的盲人导航系统设计

3.1 设计构想

通过前期调研以及用户研究的结果决定此次设计的产品应结合交通系统，帮助视觉障碍者独立出行，能够独立完成出行、避障、过马路等行为，且产品应使用户有良好的使用感受和可承受的价格。

3.2 盲人助行产品设计概念

综合调研结果发现，单一出行设备并不能完全保障盲人安全，盲人的出行需要一个更加完善的导航体系，因此我们需要针对盲人外出出行的需求，设计方便盲人出行的产品，并建立相应的导视、辅助系统，维持整个“助行”系统的有序运转。本系统主要有三部分组成，基础部分是红绿灯、公交车等多方位交通信息所汇聚而成的一个全方位信息系统；第二部分是接受终端即盲人在外出过程中随身携带的手杖、手环和耳麦；另一部分则是盲人家人和监控中心的远程协助平台。

智能盲人导航系统能够给盲人提供出行过程的多种信息，如障碍物距离、红绿灯信息、公交乘车等。同时，家人能够通过远程协助平台了解到盲人在出行过程中的一些信息，为盲人的安全出行提供帮助；甚至遇到突发事故，可以向警方监控中心寻求帮助（图1）。

3.3 盲人助行产品设计功能

本系统所能够实现的功能包括：

1）道路中出现较近障碍物时，盲人助行产品发送讯息至耳麦告知盲人障碍物的距离信息，及时提醒盲人避开障碍物。

2）与盲人所在区域交通信息网络联合。每当盲人行经十字路口、交叉路口时，会告知此时的红绿灯状况。

3）内置微波传感器判判断道路中速度较快的物体，并通过耳麦发出警报警示盲人。

4）内置GPS确定盲人每时每刻的方位，通过耳麦告知盲人所处方位，家人也可通过APP上的地图及标识得知盲人实时的位置。对于较远场所的出行，可结合地图信息查询给盲人提供乘车信息。

5）盲人身体出现不适或遭意外时时可发送讯息至亲人，亲人可及时得知盲人情况以采取救治措施。

6）如遇突发事故，不能联系上家人，盲人可以通过一键呼叫报警。同样，若盲人失踪，家人也可向警方监控中心寻求帮助。

3.4 设计细节

3.4.1 “盲行”手杖（图2）

尽管已有智能识障技术，而本设计却仍使用手杖而不是智能穿戴设备，是因为盲人出行会有很大的不安全感，手杖不再像盲杖一样用来敲地面，而是相当于拐杖，提供物理支持，尤其是年迈体弱的老人。当手杖内指路陀螺仪、激光测距仪发现障碍或不平的地面时会发送信息至耳麦内，以语音的方式告诉盲人；同样，盲人通过语音发出指令以控制盲杖；当盲人遇到危险时可以与家人通话，甚至一键报警以寻求帮助。

3.4.2 “盲行”手环（图3）

手环是用于检测老人的生命体征，时刻监测、记录盲人的身体状况，并将实时数据实时反馈到配套的APP从而让家属即时知道盲人的健康指数，一旦盲人外出遇险身体健康数值异常时能及时发出讯息通知家人。

3.4.3 “盲行”耳麦（图4）

耳麦的作用在于将交通信息及使用者环境周边情况清晰、准确的传达到使用者脑内。相对于传统耳机，骨传导耳机改善了普通耳机需要入耳才能听清楚的问题，不会使用户因耳塞长期置入耳内造成不适。不仅可以清楚通过特定骨头传达耳机声音，还能时刻关注周遭的环境，这样更安全，且能降噪收音。如图4所示，耳麦两侧有控制开关，盲人可以选择一只耳麦发声，这样可以避免造成危险事故，如图4所示，使用者佩戴时从脑后方戴入夹在脸颊后侧，如图4所示，音量加减处有微微凸起，方便盲人触摸寻找。

3.4.4 APP交互（图5）

设计的这一款名为盲行的APP是为家人使用，用于随时查看盲人的定位和生命体征，以及提供去盲人所在地的导航，同时可以和盲人通话联系，一旦盲人行踪不明或出现意外情况，可以及时报警。

4 结语

无障碍外出行走是盲人探索世界的基本条件，在如今的社会，科技的发展带来了生活便捷，道路交通显现出更多的隐患，道路的十字路口对每个人来说都是生命杀机，对盲人来讲亦是生命的交叉口。可穿戴的智能盲人导航设计解除盲人对外出上路的阴影，成为盲人探索世界的安全保障。

参考文献

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[2]陈鸿雁非视觉的深度感知——针对盲人的设计研究【J】美术学报，2008 （04）：62 66

[3]张璇盲人的感知行为对室内设计的需求研究[D]山东建筑大学，2010