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(wèn)題，即最短路徑問(wèn)題,目前所公認(rèn)的最好的求解方法是1959年由DIJKSTRA E W提出的標(biāo)號(hào)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(wèn)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(chǔ)結(jié)構(gòu)方面對(duì)算法作了一定的改進(jìn),使用了一些獨(dú)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(gè)頂點(diǎn)到其他頂點(diǎn)的所有最短路徑。計(jì)算最短路徑完畢后，對(duì)最短路徑經(jīng)過(guò)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(dòng)提示模塊

鑒于常人的觸覺(jué)靈敏度是視覺(jué)的近20倍，而盲人具有敏銳于常人的觸覺(jué)資源[12]以及震動(dòng)形式提示具有抗噪聲干擾、反饋及時(shí)和高有效性等優(yōu)點(diǎn)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中開(kāi)創(chuàng)性地提出利用差異性震動(dòng)作為路徑誘導(dǎo)的主要驅(qū)動(dòng)力。

Android SDK提供了震動(dòng)API，首先創(chuàng)建Vibrator對(duì)象，通過(guò)調(diào)用vibrate方法設(shè)置震動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短、震動(dòng)事件的周期等來(lái)實(shí)現(xiàn)差異性震動(dòng)。主要核心代碼如下：

Vibrator = (Vibrator)getSystemService(Service.VIBRATOR_

SERVICE); //創(chuàng)建Vibrator對(duì)象

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

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

在Vibrator構(gòu)造器中有4個(gè)參數(shù)，其中t1、t3是等待多長(zhǎng)時(shí)間啟動(dòng)震動(dòng)， t2、t4是震動(dòng)持續(xù)時(shí)間, 單位為ms(1 000 ms=1s)；repeat用來(lái)設(shè)置是否重復(fù)震動(dòng)，當(dāng)repeat=0時(shí)，震動(dòng)會(huì)一直持續(xù)，若repeat=-1時(shí)，震動(dòng)只會(huì)出現(xiàn)一輪。

3 系統(tǒng)測(cè)試與討論

為了驗(yàn)證本路徑誘導(dǎo)新模式的實(shí)用性和可靠性，選用小區(qū)域地圖數(shù)據(jù)供系統(tǒng)測(cè)試，以大學(xué)校園為測(cè)試區(qū),并自制了校園的簡(jiǎn)單地圖來(lái)進(jìn)行實(shí)地路徑誘導(dǎo)測(cè)試。

測(cè)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(shí),運(yùn)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(dòng)持續(xù)時(shí)間和周期，在行走過(guò)程中，當(dāng)不同程度的與規(guī)劃路徑偏離或到達(dá)路口節(jié)點(diǎn)時(shí)，能夠以不同形式的震動(dòng)提示報(bào)警，測(cè)試者能明顯地感覺(jué)到震動(dòng)的差異性，從而達(dá)到測(cè)試目的。

根據(jù)設(shè)置等待時(shí)間、震動(dòng)持續(xù)時(shí)間以及是否重復(fù)震動(dòng)的不同來(lái)控制震動(dòng)的差異性。在此設(shè)定輕微偏離路徑為短震動(dòng)，嚴(yán)重偏離路徑為長(zhǎng)震動(dòng)，而到達(dá)路口節(jié)點(diǎn)為一般震動(dòng)，以此三組為例加以討論說(shuō)明。(1)短震動(dòng)4個(gè)參數(shù)設(shè)置為vibrator.vibrate(new long[]{200,200,200,200}，0)，震動(dòng)持續(xù)時(shí)間、等待時(shí)間均為200 ms；(2)一般震動(dòng)4個(gè)參數(shù)設(shè)置為vibrator.vibrate(new long[]{200,500,200,500}，0)，震動(dòng)持續(xù)時(shí)間和等待時(shí)間分別為500 ms和200 ms；(3)長(zhǎng)震動(dòng)4個(gè)參數(shù)設(shè)置為vibrator.vibrate(new long[]{200, 1 000,200,1 000}，0)，震動(dòng)持續(xù)時(shí)間為1 000 ms，等待時(shí)間為200 ms，這三組震動(dòng)主要基于震動(dòng)持續(xù)時(shí)間區(qū)分，具體如圖5所示。根據(jù)測(cè)試能夠明顯地感覺(jué)到震動(dòng)的差異性，較易區(qū)別。后續(xù)工作還可以考慮震動(dòng)頻率大小來(lái)設(shè)計(jì)震動(dòng)差異性等。

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了盲人路徑誘導(dǎo)所必須的基本功能,能夠有效地對(duì)兩地點(diǎn)間路徑進(jìn)行最優(yōu)規(guī)劃并提供差異性震動(dòng)提示，使用戶高效、及時(shí)、準(zhǔn)確地行走。對(duì)于日益成熟的語(yǔ)音導(dǎo)盲來(lái)說(shuō)，當(dāng)在極其嘈雜的環(huán)境中時(shí)，語(yǔ)音功效就會(huì)大打折扣甚至失去作用，而這種差異性震動(dòng)路徑誘導(dǎo)新模式的研制則能很好地彌補(bǔ)語(yǔ)音的不足，二者的集成使用將增強(qiáng)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(chǎng)化的潛力。

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