基于Haptic技術(shù)的盲人輔助路徑誘導(dǎo)服務(wù)研制

2.4.3 尋徑模塊

關(guān)于尋徑問題，即最短路徑問題,目前所公認的最好的求解方法是1959年由DIJKSTRA E W提出的標(biāo)號法，即經(jīng)典的Dijkstra算法，該算法是目前多數(shù)系統(tǒng)解決最短路徑問題采用的理論基礎(chǔ)[15]。

在經(jīng)典Dijkstra算法的基礎(chǔ)之上,在存儲結(jié)構(gòu)方面對算法作了一定的改進,使用了一些獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),如前趨表和最短路徑結(jié)構(gòu)體鏈表,使算法的性能有了較大的提高,能更有效地求出圖中一個頂點到其他頂點的所有最短路徑。計算最短路徑完畢后，對最短路徑經(jīng)過的所有路段建立單向結(jié)構(gòu)體鏈表以表示預(yù)規(guī)劃路徑，如圖4所示[9]。

2.4.4 差異震動提示模塊

鑒于常人的觸覺靈敏度是視覺的近20倍，而盲人具有敏銳于常人的觸覺資源[12]以及震動形式提示具有抗噪聲干擾、反饋及時和高有效性等優(yōu)點，在開發(fā)過程中開創(chuàng)性地提出利用差異性震動作為路徑誘導(dǎo)的主要驅(qū)動力。

Android SDK提供了震動API，首先創(chuàng)建Vibrator對象，通過調(diào)用vibrate方法設(shè)置震動時間的長短、震動事件的周期等來實現(xiàn)差異性震動。主要核心代碼如下：

Vibrator = (Vibrator)getSystemService(Service.VIBRATOR_

SERVICE); //創(chuàng)建Vibrator對象

vibrator.vibrate(new long[]{t1,t2,t3,t4}，repeat);

//調(diào)用vibrate方法設(shè)置震動(以4個參數(shù)為例)

在Vibrator構(gòu)造器中有4個參數(shù)，其中t1、t3是等待多長時間啟動震動， t2、t4是震動持續(xù)時間, 單位為ms(1 000 ms=1s)；repeat用來設(shè)置是否重復(fù)震動，當(dāng)repeat=0時，震動會一直持續(xù)，若repeat=-1時，震動只會出現(xiàn)一輪。

3 系統(tǒng)測試與討論

為了驗證本路徑誘導(dǎo)新模式的實用性和可靠性，選用小區(qū)域地圖數(shù)據(jù)供系統(tǒng)測試，以大學(xué)校園為測試區(qū),并自制了校園的簡單地圖來進行實地路徑誘導(dǎo)測試。

測試環(huán)境選在室外較為空曠地帶，當(dāng)獲取的GPS定位信息滿足路徑誘導(dǎo)定位需求時,運行程序并載入地圖。尋徑模塊根據(jù)輸入的起始位置與目的地規(guī)劃出一條最適路徑，再根據(jù)預(yù)設(shè)的偏離路徑閾值、震動持續(xù)時間和周期，在行走過程中，當(dāng)不同程度的與規(guī)劃路徑偏離或到達路口節(jié)點時，能夠以不同形式的震動提示報警，測試者能明顯地感覺到震動的差異性，從而達到測試目的。

根據(jù)設(shè)置等待時間、震動持續(xù)時間以及是否重復(fù)震動的不同來控制震動的差異性。在此設(shè)定輕微偏離路徑為短震動，嚴(yán)重偏離路徑為長震動，而到達路口節(jié)點為一般震動，以此三組為例加以討論說明。(1)短震動4個參數(shù)設(shè)置為vibrator.vibrate(new long[]{200,200,200,200}，0)，震動持續(xù)時間、等待時間均為200 ms；(2)一般震動4個參數(shù)設(shè)置為vibrator.vibrate(new long[]{200,500,200,500}，0)，震動持續(xù)時間和等待時間分別為500 ms和200 ms；(3)長震動4個參數(shù)設(shè)置為vibrator.vibrate(new long[]{200, 1 000,200,1 000}，0)，震動持續(xù)時間為1 000 ms，等待時間為200 ms，這三組震動主要基于震動持續(xù)時間區(qū)分，具體如圖5所示。根據(jù)測試能夠明顯地感覺到震動的差異性，較易區(qū)別。后續(xù)工作還可以考慮震動頻率大小來設(shè)計震動差異性等。

本系統(tǒng)實現(xiàn)了盲人路徑誘導(dǎo)所必須的基本功能,能夠有效地對兩地點間路徑進行最優(yōu)規(guī)劃并提供差異性震動提示，使用戶高效、及時、準(zhǔn)確地行走。對于日益成熟的語音導(dǎo)盲來說，當(dāng)在極其嘈雜的環(huán)境中時，語音功效就會大打折扣甚至失去作用，而這種差異性震動路徑誘導(dǎo)新模式的研制則能很好地彌補語音的不足，二者的集成使用將增強盲人路徑誘導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，增大了其市場化的潛力。

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