两个新应用程序旨在通过手机的语音指导帮助视障人士在室内空间中导航，为他们提供一个可靠的方法，以便在GPS失效时找到方向。
罗伯托·曼杜奇（Roberto Manduchi）是加州大学圣克鲁斯分校计算机科学与工程系的教授，他在职业生涯中花费了大量时间致力于开发适合盲人或视力低下人士的可及技术。他与这些社区的广泛合作突出了在陌生室内环境中导航工具的迫切需求。
曼杜奇解释道：“在陌生区域独立行动尤其具有挑战性，因为没有视觉线索——很容易失去方向。这个计划旨在让用户的体验变得稍微轻松和安全一些。”
在最近发表在《ACM可及计算交易》（ACM Transactions on Accessible Computing）上的一项研究中，曼杜奇的团队介绍了两个旨在协助室内寻路的智能手机应用程序，能够精确导航到指定地点并安全地追溯路线。这些应用程序提供音频指令，并且不要求用户将手机持于面前，这样会显得笨拙并可能引起不必要的注意。
增强、可扩展的技术
智能手机是一种理想的可及技术平台，因为它们比专用设备更实惠，享有强大的IT支持，并配备内置传感器和可及性选项。
许多其他基于智能手机的导航系统要求用户保持手机可见，这带来了几个挑战。盲人在新环境中通常至少有一只手被导盲犬或手杖占用，这使得用另一只手使用手机不太实际。此外，在公共场合将手机高举可能增加犯罪风险，而这个问题在残疾人士中尤为突出。
尽管苹果和谷歌等科技巨头在一些特定地点如大型机场和体育场内实施了室内导航，但他们的解决方案依赖于在这些场所内设置专用传感器，这使得由于安装和维护这样的基础设施所需的高成本而变得不太可扩展。
利用内置传感器
曼杜奇的导航应用程序的功能类似于谷歌地图等GPS服务，但由于建筑结构阻碍了卫星信号，GPS技术在室内效果不佳。相反，他的系统利用智能手机的内部传感器，为用户在陌生设施中导航提供语音指令。
该应用程序通过绘制建筑内部地图来确定通往用户期望目的地的路线，然后利用手机的内置惯性传感器、加速度计和陀螺仪——这些设备支持步数统计等功能——来监测用户沿着指定路径的旅程。
这些传感器还跟踪手机的方向，从而间接跟踪使用它的个体。然而，由于感知位置和方向可能并不总是准确，研究人员采用了一种称为粒子滤波（particle filtering）的技术，以确保该应用程序遵循建筑的物理边界，防止其不准确地建议穿过墙壁或其他障碍物的路径。
回溯应用程序使用户能够通过反向自己之前走过的路线来追溯脚步。这个功能在盲人被带入一个房间并希望独立退出的情况下特别有用。除了使用惯性传感器外，这个应用程序还利用手机的磁力计来识别通常由大型电器产生的独特磁场变化，这些变化可以在建筑内作为导航的标志物。
提供方向指引
这两个应用程序通过音频通信指引方向，甚至可以连接到智能手表，通过振动提供额外的指导。研究人员旨在最小化传递给用户的信息量，使他们能够优先考虑自己的安全。
用户也被期望在何时转弯方面做出自己的决定，以适应潜在的追踪误差。系统会提前五米提示用户下一次方向变化，提供类似“在下一个交叉口左转”的指令，从而使导航者能够在导盲犬或手杖的帮助下定位转弯。
曼杜奇表示：“我相信共享责任的重要性。就像你不会仅仅依赖导航工具开车一样——如果它指示右转，你仍然需要检查交叉口——你必须与系统互动。”
在加州大学圣克鲁斯分校的巴斯金工程楼（Baskin Engineering building）对他们的系统进行测试时，研究团队发现用户成功地在众多走廊和转弯中导航。团队计划改进他们的应用程序，尽管它们共享相同的界面但为了开发的便利性依然保持独特。
在未来，他们将力求融入人工智能功能，使用户能够拍摄周围环境的照片并接收环境描述，特别是在小巷或开放区域等具有挑战性的导航场景中。他们也希望改善获取和下载建筑地图的过程，可能利用开源软件框架来促进这一点。
曼杜奇表示：“我非常感谢圣克鲁斯的盲人社区给予的宝贵见解。当工程师为盲人社区创造技术时，必须以极大的谨慎和谦逊来对待这项任务，首先关注个人的需求，而不是技术本身。”
