新的应用程序帮助盲人导航室内空间

两款新应用旨在通过智能手机提供语音导航，帮助盲人室内导航。这为GPS无效地区的导航提供了一种安全的解决方案。

加州大学圣克鲁斯分校计算机科学与工程学教授RobertoManduchi在其研究生涯中的大部分时间都致力于为盲人和视障人士开发无障碍技术。在与这些群体合作的多年时间里，他了解到，他们特别需要能够帮助在新空间内导航的工具。

“在陌生的地方独立行走特别困难，因为你没有任何视觉参照物——很容易迷路。我们的想法是尝试让人们更轻松、更安全一点，”曼杜奇说。

在《ACM无障碍计算学报》上发表的一篇新论文中，Manduchi的研究小组介绍了两款智能手机应用，它们提供室内寻路、导航到特定点以及安全返回(即追溯过去路线的过程)功能。这些应用提供音频提示，不需要用户将智能手机放在自己面前，这会带来不便并引起不必要的注意。

更安全、可扩展的技术

智能手机为承载无障碍技术提供了绝佳的平台，因为它们比专用硬件系统便宜，有公司信息技术团队的支持，并且配备了内置传感器和无障碍功能。

其他基于智能手机的导航系统要求人们在行走时拿出手机，这可能会带来一些问题。盲人在陌生的地方导航时通常至少有一只手要扶着导盲犬或手杖，所以用另一只手拿手机并不理想。拿着手机也会让导航者容易受到的侵害，而残疾人遭遇的比例已经高得离谱。

虽然苹果和谷歌等公司已经为一些特定地点(如大型机场和体育场)开发了室内导航系统，但他们的方法依赖于安装在这些建筑物内的传感器。由于增加和维护额外基础设施的成本，这使其成为一种可扩展性较差的解决方案。

使用内置传感器

Manduchi的导航应用以与Google地图等GPS服务类似的方式提供路线;但是，基于GPS的系统无法在室内使用，因为卫星信号会被建筑物的墙壁扭曲。相反，Manduchi的系统使用智能手机内的其他传感器提供语音指令，以导航陌生的建筑物。

该导航应用程序的工作原理是使用建筑物内部的地图来寻找通往目的地的路径，然后使用手机内置的惯性传感器、加速度计和陀螺仪(提供计步器等功能)来跟踪导航者沿着路径的进度。

同样的传感器还可以跟踪手机的方向，从而跟踪导航员的方向。然而，估计的位置和方向往往有些不准确，因此研究人员采用了另一种称为粒子过滤的方法来强化建筑物的物理约束，这样它就不会认为导航员正在穿过墙壁或其他不可能的情况。

回溯应用只是反转了导航员之前走过的路线，这对于盲人被引导进入房间并想独立离开的情况很有帮助。除了惯性传感器外，它还使用手机的磁力计来识别特征磁场异常，这些异常通常由大型电器产生，可以作为建筑物内的地标。

传达方向

这两种系统都通过语音交流提供方向，也可以与智能手表一起使用，通过振动来补充指示。总的来说，研究人员试图尽量减少导航员的输入量，以便他们能够专注于安全。

他们还依靠导航员判断在哪里转弯，以解决跟踪中的任何错误。系统会在预计转弯发生前五米指示人们进行下一次方向改变，例如“在下一个路口左转”，导航员可以在手杖或导盲犬的帮助下开始寻找转弯处。

“我认为，共担责任是正确的做法，”曼杜奇说。“从哲学上讲，你不能只依赖技术。开车时也是如此——如果指示右转，你不会立即右转，而是要寻找路口的位置。你需要与系统合作。”

研究团队在加州大学圣克鲁斯分校巴斯金工程大楼测试了他们的系统，发现用户能够顺利通过许多走廊和转弯。该团队将继续完善他们的应用程序，这些应用程序使用相同的界面，但为了便于开发而分开。

未来，他们将专注于集成人工智能功能，让导航员能够拍摄周围环境的照片，并在导航员处于特别难以导航的区域(如建筑物凹室或宽阔空间)时获得场景描述。他们还希望增强访问和下载建筑地图的能力，或许可以利用开源软件生态系统来实现这一点。

“我非常感谢圣克鲁斯的盲人社区，他们给了我非常好的建议。[作为为盲人社区创造技术的工程师]，你必须非常非常小心和谦虚，从使用技术的人开始，而不是从技术本身开始，”曼杜奇说。