演講人：日期：基于多模態AI的視障人士智能導航系統設計未找到bdjson目錄CONTENTS01研究背景與意義02系統架構設計03關鍵技術突破04實驗驗證與性能評估05應用前景與展望06團隊與研究成果01研究背景與意義視障人群出行現狀與痛點出行困難由于視覺障礙，視障人士在行走、過馬路、上下樓梯等日常出行活動中面臨諸多困難，限制了其活動范圍和獨立性。信息獲取受限社交障礙視障人士無法通過視覺獲取周圍環境中的信息，如路標、障礙物、交通工具等，導致出行時缺乏安全感。由于出行不便和信息獲取受限，視障人士在社交方面也存在諸多障礙，難以融入社會。123現有輔助技術的局限性傳統導盲工具傳統導盲工具如導盲杖、導盲犬等，雖然能提供一定的輔助，但存在感知范圍有限、無法識別復雜環境等問題。030201導航軟件現有的導航軟件雖然可以提供路線規劃和導航服務，但無法實時感知和識別環境中的障礙物和危險，無法為視障人士提供準確的導航信息。公共交通設施公共交通設施雖然為視障人士提供了一定的便利，但依然存在標識不明確、信息不全面等問題，使得視障人士在使用時存在諸多困難。人工智能技術可以通過視覺識別、語音識別等技術，為視障人士提供更為準確和全面的環境感知信息，幫助其更好地感知和識別周圍環境。人工智能技術帶來的革新機遇感知技術基于人工智能的導航算法可以根據視障人士的出行需求和特點，為其規劃更為合理和安全的路線，并提供實時的導航服務。導航算法人工智能技術可以實現與視障人士的智能化交互，通過語音、觸摸等方式與其進行溝通和互動，提供更加貼心和人性化的服務。智能交互技術02系統架構設計視覺感知通過麥克風收集環境聲音，利用語音識別技術將聲音轉化為文字，并進行分析和處理。聽覺感知觸覺感知通過觸覺傳感器獲取環境信息，如溫度、濕度、壓力等，以及障礙物形狀、大小等信息。通過攝像頭捕捉環境圖像，利用計算機視覺技術進行目標檢測、識別和跟蹤。多模態感知模塊（視覺/聽覺/觸覺）AI環境理解算法核心深度學習算法利用卷積神經網絡等深度學習算法對視覺和聽覺感知數據進行處理和分析，實現目標的識別、分類和跟蹤。語義理解算法將感知數據轉化為語義信息，如識別道路、建筑物、交通標志等，以便進行更高級別的決策。融合算法將不同模態的數據進行融合，提高系統的感知精度和魯棒性，實現更加準確和可靠的環境理解。語音交互通過語音指令和反饋，實現與系統的交互和操作，方便用戶控制和使用。人機交互反饋機制設計觸覺反饋通過震動、觸感等觸覺反饋方式，告知用戶當前環境信息、系統狀態和導航提示等。虛擬現實交互通過虛擬現實技術，將導航信息以三維形式呈現給用戶，提高用戶的感知和理解能力。可穿戴硬件集成方案眼鏡式設備集成攝像頭、顯示器、麥克風等傳感器，實現視覺、聽覺和語音交互。頭盔式設備手表式設備將眼鏡式設備升級為頭盔式，增加用戶舒適度和穩定性，提高感知精度和交互效果。將核心功能集成在手表上，實現便攜和隨時使用，方便用戶隨時隨地進行導航和交互。12303關鍵技術突破實時立體視覺分析算法深度神經網絡架構采用深度神經網絡進行圖像處理和場景解析，提高立體視覺分析的精度和魯棒性。030201實時物體檢測與跟蹤實現實時物體檢測、識別和跟蹤，為導航提供準確的空間位置和運動軌跡信息。復雜場景解析與三維建模針對復雜場景進行快速解析和三維建模，為導航提供精確的地圖和定位信息。骨傳導音頻空間編碼技術骨傳導原理通過頭骨傳導音頻信號，實現聲音的空間定位和定向傳輸，避免環境噪聲干擾。高效音頻編碼采用高效的音頻編碼技術，提高音頻信號的傳輸效率和識別率，實現準確的指令傳輸。空間音頻感知通過骨傳導音頻信號感知周圍空間的聲音分布，為導航提供環境聲音信息。基于柔性電子皮膚的觸覺感知技術，能夠感知物體的形狀、質地和溫度等信息，為導航提供觸覺反饋。柔性電子皮膚觸覺反饋觸覺感知原理采用先進的信號處理算法，對觸覺信號進行解析和處理，實現精準的觸覺反饋。觸覺信號處理將觸覺信息與視覺信息相融合，提高導航的準確性和可靠性。觸覺與視覺融合人工智能算法設計自然、高效的人機交互接口，實現人與機器之間的信息交互和協同決策。人機交互接口決策模型優化根據用戶反饋和使用數據，不斷優化決策模型，提高導航系統的性能和用戶滿意度。采用人工智能算法進行決策和規劃，提高導航的自主性和智能化水平。人機協同決策模型04實驗驗證與性能評估測試設備采用專業的多模態AI導航設備，包括攝像頭、傳感器、語音交互設備等。實驗室環境測試標準測試場景構建模擬真實場景的實驗環境，包括室內和室外環境，測試設備在不同光照、聲音等條件下的導航性能。測試指標評估導航系統的定位精度、路徑規劃能力、避障能力、語音交互效果等關鍵指標。真實場景用戶體驗研究用戶選擇選擇不同年齡、性別、視障程度的用戶進行測試，以獲取更全面的用戶體驗數據。用戶體驗評估反饋與改進通過用戶滿意度調查、實地觀察、訪談等方式，評估導航系統的易用性、可靠性、安全性等方面。根據用戶體驗研究結果，優化系統功能和界面設計，提高系統的實用性和用戶滿意度。123與傳統導盲設備的對比分析比較傳統導盲設備與基于多模態AI的導航系統在導航方式、精度、覆蓋范圍等方面的差異。導航方式對比分析傳統導盲設備在障礙物識別、路線規劃、語音交互等方面的不足，以及基于多模態AI的導航系統在這些方面的優勢。功能對比評估兩種導盲設備的成本、效益和可持續性，分析基于多模態AI的導航系統在推廣和應用方面的潛力。成本與效益對比05應用前景與展望醫療康復領域的擴展應用輔助診療通過多模態AI技術，對病患的視覺、聽覺、觸覺等多種感官信息進行綜合分析，輔助醫生進行更準確的診斷。康復訓練利用虛擬現實技術，結合多模態AI算法，為病患提供個性化的康復訓練方案，幫助他們恢復受損的功能。心理康復通過智能導航系統與病患進行交互，提供心理疏導和情緒支持，改善病患的心理狀態和生活質量。通過與智能家居設備的數據交互，實現智能導航系統與家居環境的無縫連接，提高視障人士的居家生活便利性。與其他智能設備的生態融合與智能家居設備聯動將智能導航系統集成到可穿戴設備中，如智能手表、智能眼鏡等，實現更輕便、更便捷的導航服務。與可穿戴設備融合通過與公共交通系統的數據接口，為視障人士提供更為精準的公共交通出行信息和服務。與公共交通系統對接通過智能導航系統，幫助視障人士更好地融入社會，提高他們的生活質量和幸福感。技術普惠與社會價值體現提高視障人士生活質量智能導航系統可以消除信息障礙，讓視障人士能夠更便捷地獲取和使用各種信息和服務。促進信息無障礙化智能導航系統的研發和應用將推動科技創新和相關產業的發展，同時為社會創造更多的就業機會。推動科技創新與就業06團隊與研究成果跨學科研發團隊構成負責圖像識別、物體檢測、場景理解等計算機視覺相關任務，為系統提供視覺感知能力。計算機視覺專家負責語音識別、語音合成、自然語言處理等語音技術相關任務，實現與用戶的語音交互。負責用戶調研、需求分析、產品設計與評估等任務，確保系統符合視障人士的實際需求。語音識別與合成專家負責導航算法、地圖數據處理、路徑規劃等導航相關任務，確保系統的導航準確性。導航與地圖專家01020403用戶體驗與產品設計專家已發表的核心學術成果學術論文團隊成員在相關領域頂級學術會議和期刊上發表多篇學術論文，涉及計算機視覺、語音識別、導航算法等多個方面。技術專利軟件著作權團隊已申請多項技術專利，包括圖像識別算法、語音識別模型、導航路徑規劃算法等，為系統的技術創新提供有力支持。團隊開發的視障人士智能導航系統軟件已獲得軟件著作權，為系統的商業化應用提供法律保障。123國際學術界反饋與認可學術會議邀請團隊成員多次受邀在國際學術會議上做主題報告或分組討論，分享研究成果