基于AR技術(shù)設(shè)計(jì)盲人模擬導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)

師強(qiáng)強(qiáng) 李麗新 磨旋禮 佟勝偉 彭相澍 張利來

【摘要】這是一項(xiàng)基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與智能設(shè)備服務(wù)于有視力障礙的人群的方法與系統(tǒng)。其利用現(xiàn)如今火熱的AR技術(shù)通過“無縫”連接集成的新技術(shù)，使三維立體的圖形通過感知器官來反饋給盲人，能真真切切的感受現(xiàn)實(shí)世界。通過AR設(shè)備與大腦芯片之間不間斷的信息傳遞互換，讓患者的出行可以無限接近于正常人。

【關(guān)鍵詞】AR技術(shù) 導(dǎo)視系統(tǒng) 信息化

一、引言

AR技術(shù)又稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是通過圖形圖像技術(shù)將所有的虛擬物體與現(xiàn)實(shí)結(jié)合的技術(shù)。隨著AR技術(shù)的不斷發(fā)展，都想把AR技術(shù)應(yīng)用到各領(lǐng)域。基于AR技術(shù)的盲人導(dǎo)航系統(tǒng)是將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)和導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合，使盲人只需佩戴智能設(shè)備就能感知現(xiàn)實(shí)世界，出行不需要他人幫助或者導(dǎo)盲犬來輔助。完完全全可以脫離他人，達(dá)到能獨(dú)立完成一個(gè)正常人能完成的事。極大程度的減輕了出行的不便與負(fù)擔(dān)，另一程度上可以說解放了導(dǎo)盲犬。絕大部份的群體接觸不到這樣導(dǎo)盲犬的服務(wù)。想要真正讓盲人看到真實(shí)世界，需要這樣一種方法和系統(tǒng)來完成。

二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)

1、問題分析

（1）大部分的導(dǎo)視系統(tǒng)都存在不同程度的導(dǎo)航誤差，數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)更新顯示。

（2）在導(dǎo)航時(shí)身邊出現(xiàn)的人或事是否能實(shí)時(shí)傳輸給智能設(shè)備，以及快速提供實(shí)時(shí)畫面給盲人，是否存在延時(shí)傳輸。

（3）此系統(tǒng)是否簡單易操作，存在設(shè)備電量不足或信號異常情況下怎么進(jìn)行處理。

（4）智能設(shè)備造價(jià)是否足夠經(jīng)濟(jì)實(shí)惠能以致于滿足低收入群體，進(jìn)而有較好的普及度。

（5）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)現(xiàn)如今有很多難題沒有攻破，是否能完全自如的應(yīng)用到實(shí)踐。

2、解決方案

（1）與各大導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)連接，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新整合，達(dá)到最優(yōu)最快最正確，避免較大的誤差。

（2）智能設(shè)備搭配能高速處理數(shù)據(jù)的芯片，以及溫度傳感器，位移傳感器，磁感器，陀螺儀，來達(dá)到高采樣率、低噪音、低功耗、高抗震性。

（3）智能設(shè)備采用優(yōu)質(zhì)的材料達(dá)到輕盈便攜帶，優(yōu)化其操作步驟，實(shí)現(xiàn)故障自查，以及提前警示用戶設(shè)備出現(xiàn)的故障，方便用戶能快速應(yīng)對出現(xiàn)的問題。

（4）程度上提升患者的使用體驗(yàn)。AR設(shè)備可以實(shí)時(shí)采集佩戴者附近的環(huán)境信息，將生成數(shù)據(jù)添加到實(shí)物上，連同實(shí)物自身信息一同被傳送到大腦芯片當(dāng)中，進(jìn)而給佩戴者提供極為詳細(xì)的周邊環(huán)境信息，可以極大程度上提升盲人的使用體驗(yàn)。

三、系統(tǒng)價(jià)值

在科技信息化高速發(fā)達(dá)的今天，人們有理由享受科技的力量，提高生活質(zhì)量。正是這一出發(fā)點(diǎn)，我們的方法與系統(tǒng)來彌補(bǔ)盲人群體先天的不足，達(dá)到另一種形式的重見光明。全世界盲人群體比較龐大，而視力障礙患者更是一個(gè)天文數(shù)字，具有巨大的商業(yè)價(jià)值。這對于我們把AR技術(shù)應(yīng)用到其他行業(yè)以及相似的領(lǐng)域是一個(gè)領(lǐng)頭軍的作用，它就像一個(gè)枝丫越分越多。

四、系統(tǒng)技術(shù)支持

1.本系統(tǒng)利用多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示及控制、多傳感結(jié)合、實(shí)時(shí)跟蹤分析、場景結(jié)合等等一系列技術(shù)。

2.利用計(jì)算機(jī)顯示器，攝像頭攝取真實(shí)世界圖像到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)而通過計(jì)算機(jī)處理產(chǎn)生虛擬景象，利用類似于頭盔式顯示器（HMD）來增強(qiáng)用戶在感官上的沉浸感。

3.利用AR開發(fā)的工具包。

4.軟件開發(fā)包的SDK和Unity引擎。

5.與GPS、BDS、GLONASS、GALILEO四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，來給AR設(shè)備提供三維坐標(biāo)和速度、時(shí)間信息。

五、結(jié)語

AR技術(shù)應(yīng)用于各領(lǐng)域，是當(dāng)下科技的潮流趨勢。應(yīng)用于弱勢群體，提高他們的生活參與度更是勢在必得。在用戶出行時(shí)，佩戴上具有AR技術(shù)和導(dǎo)航相結(jié)合的智能設(shè)備，就能獨(dú)自享受生活，解放了導(dǎo)盲犬，減少了其事故率，大大的提高了其生活質(zhì)量?，F(xiàn)實(shí)生活中每個(gè)盲人配備一只導(dǎo)盲犬，以及大多數(shù)都是低收入群體，農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)達(dá)不到這樣的水平。還有另外一部分是年齡層比較靠后，訓(xùn)練難度也極大。很有必要有這個(gè)一個(gè)系統(tǒng)與方法，來克服這些難題。

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基金項(xiàng)目：吉林建筑大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：2018S1103。