一种视障触觉导引与双向交互方法及系统与流程

本技术涉及视障辅助，尤其涉及一种视障触觉导引与双向交互方法及系统。

背景技术：

1、近年来，可穿戴导盲辅助设备逐步成为行业研究热点，用户不再满足于仅获取基础的转向与距离提示，而是迫切需要一种低认知负担、不遮挡环境听觉、可单手完成全部交互的导盲方案，在不干扰用户对周边环境声自然感知的前提下，同时获取精细化的方位提示、风险分级预警与导航状态反馈，支撑其更安全、流畅地完成日常独立出行。

2、当前面向视障用户的导航与避障辅助方案主要形成了四类典型技术路径：第一类是纯语音播报导航方案，该类方案依托耳机、扬声器或移动终端的语音模块，向用户输出路径引导信息，是目前应用最广泛的导航辅助形式；第二类是单点振动或左右振动提醒方案，该类方案通常在可穿戴设备上布设两个或少量振动单元，通过单侧振动、双侧振动的组合方式提示用户转向方向，利用触觉通道传递核心导航指令；第三类是通用数据手套或压力手套方案，这类方案多在手部布设多个传感器与执行器，主要面向手势识别、虚拟现实交互、机器人远程控制等场景，实现人机之间的触觉输入与反馈；第四类是已公开的导盲手套类方案，这类方案尝试将定位模块、语音模块、障碍探测传感器与振动元件集成在手套本体上，通过硬件堆叠的方式整合导航与避障功能，为视障用户提供穿戴式的出行辅助。

3、然而，纯语音播报导航方案在交通噪声较大的场景下易出现信息漏听，持续的语音播报会占用用户听觉通道，干扰其对车辆鸣笛、路人提示等关键环境声的感知，高频播报还会大幅增加用户的认知负担，引发感知冲突；单点或左右振动提醒方案仅能传递极为有限的导航信息，无法表达细分的方位扇区、障碍事件类型、风险等级等精细化内容，信息传递粒度严重不足；通用数据手套或压力手套并非针对视障单手操作场景设计，未建立适配手部解剖结构的低认知负担触觉语义体系，无法直接适配导盲出行的交互需求；常规导盲手套方案多聚焦于硬件功能的叠加，未将沿手部周向分布的不同解剖区域构造成稳定的触觉语义系统，也未形成“系统发出提示后，用户在同一只手上即可完成操作反馈”的闭环交互机制，最终导致设备的学习成本高、交互效率低，难以真正满足视障用户日常独立出行的实用需求。

技术实现思路

1、本技术提供了一种视障触觉导引与双向交互方法及系统，以解决目前面向视障用户的导航和避障方案大多为纯语音播报导航方案，在交通噪声较大或语音播报过密时，易造成认知负担和感知冲突的技术问题。

2、本技术第一方面提供了一种视障触觉导引与双向交互方法，包括：

3、获取导航设备发送的导引信息；所述导航设备用于获取待导航信息，并根据外部空间方向，生成导引信息；所述导引信息包括：导航、状态或通知信息；

4、根据钟表方位映射规则，将所述导引信息映射到沿用户手部周向分布的固定解剖触觉区并输出对应可感知的触觉提示；

5、基于所述触觉提示，建立当前交互上下文；

6、在预设响应窗口内接收所述固定解剖触觉区的接触动作信号；

7、基于所述当前交互上下文和所述接触动作信号，生成对应的控制指令；

8、根据所述控制指令，通过所述固定解剖触觉区输出更新后的触觉提示和/或通过所述导航设备输出对应的执行结果。

9、在一些实施例中，所述固定解剖触觉区包括：背侧指背区、掌侧掌面区、大鱼际侧边界区和小鱼际侧边界区；

10、当所述固定解剖触觉区沿用户左手周向分布时，以手背视角方向，所述钟表方位映射规则定义小鱼际侧边界区对应9点方向、小指指背区对应10点方向、无名指指背区对应11点方向、中指指背区对应12点方向、食指指背区对应1点方向、拇指指背区对应2点方向、大鱼际侧边界区对应3点方向；

11、当所述固定解剖触觉区沿用户右手周向分布时，以手背视角方向，所述钟表方位映射规则沿手部垂直中轴线进行镜像翻转。

12、在一些实施例中，所述将所述导引信息映射到沿用户手部周向分布的固定解剖触觉区并输出对应的触觉刺激的步骤，包括：

13、将所述导引信息映射到沿用户手部周向分布的固定解剖触觉区并按照多维触觉编码策略输出对应的触觉刺激；所述多维触觉编码策略包括以下子策略中的至少一项：

14、位置编码子策略，所述位置编码子策略用于控制所述导引信息对应的固定解剖触觉区输出触觉刺激以表征导航方向；

15、持续时间编码子策略，所述持续时间编码子策略用于控制触觉刺激的持续时长以表征沿所述导航方向行进的距离区间；所述持续时长越长所述行进的距离区间越大；

16、脉冲模式编码子策略，所述脉冲模式编码子策略用于控制触觉刺激的脉冲频率、脉宽以及间隔以表征风险等级；

17、时序编码子策略，所述时序编码子策略用于控制相邻固定解剖触觉区触觉刺激输出的激活顺序以表征方向变化趋势。

18、在一些实施例中，所述导引信息还包括风险信息；所述方法还包括：

19、获取导航设备发送的风险信息；

20、基于所述风险信息，确定目标交互上下文；

21、将所述目标交互上下文替换所述当前交互上下文。

22、在一些实施例中，所述基于所述当前交互上下文和所述接触动作信号，生成对应的控制指令的步骤，包括：

23、基于所述当前交互上下文和所述接触动作信号，利用接触动作语义映射表映射为对应的接触式反馈语义；

24、基于所述接触式反馈语义，生成对应的控制指令。

25、在一些实施例中，所述基于所述当前交互上下文和所述接触动作信号，利用接触动作语义映射表映射为对应的接触式反馈语义的步骤，包括：

26、若所述接触动作信号为轻触动作，则生成重复播报当前交互上下文的语义；

27、若所述接触动作信号为双击动作，则生成确认或激活当前交互上下文的语义；

28、若所述接触动作信号为长按动作，则生成查询详细信息或触发求助流程的语义；

29、若识别所述物理接触动作信号来自于大鱼际侧边界区，则生成模式切换指令；

30、若识别所述物理接触动作信号来自于小鱼际侧边界区，则生成紧急求助指令。

31、在一些实施例中，所述方法还包括：

32、确认预设接触确认条件是否成立，若是，则开放滑动识别功能；所述预设接触确认条件包括：捏合预设掌侧区域或长按侧边界区；所述滑动识别功能用于相邻候选项切换以及层级跳转、附加功能调取或模式切换。

33、在一些实施例中，所述导航设备还用于接收语音指令以及将所述导引信息转换为语音提示音并播放。

34、在一些实施例中，所述方法还包括：

35、获取用户的手部数据；所述手部数据包括：手部的加速度、角速度以及姿态数据；

36、基于所述手部数据，识别姿态动作；所述姿态动作包括：抬腕动作、翻腕动作及抖腕动作；

37、若所述姿态动作为抬腕动作，则生成唤醒当前交互上下文、重复提示最近交互上下文或开启短时输入窗口的指令；

38、若所述姿态动作为翻腕动作，则生成模式切换、候选项切换或提示层级切换的指令；

39、若所述姿态动作为抖腕动作，则生成取消、静音、打断当前语音提示音或返回上一条语音提示音的指令。

40、本技术第二方面提供了一种视障触觉导引与双向交互系统，包括：

41、手套本体；以及设置于所述手套本体上的周向触觉输出模块、接触式交互输入模块、通信模块以及控制模块；

42、所述手套本体沿手部周向分布有多个固定解剖触觉区；

43、所述周向触觉输出模块对应设置于所述固定解剖触觉区内，所述周向触觉输出模块被配置为输出可感知的触觉提示；

44、所述接触式交互输入模块设置于所述手套本体的掌侧区域、手指侧边区以及手指相对接触面上，所述接触式交互输入模块被配置为采集用户的接触动作信号；

45、所述通信模块连接于导航设备；所述通信模块被配置为接收所述导航设备发送的导引信息；所述导航设备用于获取待导航信息，并根据外部空间方向，生成导引信息；所述导引信息包括：导航、状态或通知信息；

46、所述控制模块连接于所述周向触觉输出模块、接触式交互输入模块以及通信模块，所述控制模块被配置为：

47、根据钟表方位映射规则，将所述导引信息映射到沿用户手部周向分布的固定解剖触觉区并输出对应的触觉提示；

48、基于所述触觉提示，建立当前交互上下文；

49、在预设响应窗口内接收所述固定解剖触觉区的接触动作信号；

50、基于所述当前交互上下文和所述接触动作信号，生成对应的控制指令；

51、根据所述控制指令，通过所述固定解剖触觉区输出更新后的触觉提示和/或通过所述导航设备输出对应的执行结果。

52、本技术提供一种视障触觉导引与双向交互方法及系统，所述方法包括：获取导航设备发送的导引信息；所述导航设备用于获取待导航信息，并根据外部空间方向，生成导引信息；所述导引信息包括：导航、状态或通知信息；根据钟表方位映射规则，将所述导引信息映射到沿用户手部周向分布的固定解剖触觉区并输出对应可感知的触觉提示；基于所述触觉提示，建立当前交互上下文；在预设响应窗口内接收所述固定解剖触觉区的接触动作信号；基于所述当前交互上下文和所述接触动作信号，生成对应的控制指令；根据所述控制指令，通过所述固定解剖触觉区输出更新后的触觉提示和/或通过所述导航设备输出对应的执行结果，以实现在不依赖持续语音播报的条件下，能够基于沿手部周向分布的固定解剖区，对外部空间方向、障碍和状态信息形成稳定、可学习、可复用的方位映射，从而形成导引与双向交互闭环。