Навигация в помещении: новый уровень независимости

Автор: Денис Аветисян

Исследование посвящено разработке и тестированию мобильного приложения, призванного сделать навигацию в закрытых пространствах более удобной и доступной для людей с нарушениями зрения.

Пока крипто-инвесторы ловят иксы и ликвидации, мы тут скучно изучаем отчетность и ждем дивиденды. Если тебе близка эта скука, добро пожаловать.

Купить акции "голубых фишек"

Процесс навигации, основанный на событиях, позволяет системе ориентироваться в пространстве, используя последовательность действий, определяемых поступающими сигналами, что обеспечивает адаптивное и эффективное перемещение в динамичной среде.

Оценка эффективности различных методов обратной связи, включая вибрацию, звуковые сигналы и голосовые подсказки, для повышения удобства использования и автономности.

Ориентация в закрытых помещениях представляет значительные трудности для людей с нарушениями зрения, требуя постоянной обработки сенсорной информации и внешней помощи. В данной работе, посвященной теме ‘Enhanced Accessibility for Mobile Indoor Navigation’, представлено приложение для навигации в помещениях, разработанное с особым вниманием к потребностям слабовидящих пользователей. Подход основан на анализе рекомендаций по веб-доступности и пользовательских интервью, что позволило создать интуитивно понятный интерфейс и реализовать различные методы обратной связи, включая вибрацию и звуковые сигналы. Насколько эффективно данное решение способствует повышению самостоятельности и удобства навигации для людей с нарушениями зрения в реальных условиях?

Навигация вслепую: вызов для современных технологий

Несмотря на современные технологические достижения, самостоятельная навигация в помещениях представляет собой серьезную проблему для людей с нарушениями зрения, существенно ограничивая их повседневную жизнь. Обыденные задачи, такие как поиск нужной комнаты в офисе, ориентирование в торговом центре или даже перемещение по дому, требуют значительных усилий и часто зависят от помощи окружающих. Отсутствие доступа к информации об окружающем пространстве, которая обычно предоставляется визуально, создает непреодолимые препятствия и влияет на уровень самостоятельности, социальную активность и общее качество жизни. Потеря ориентации в знакомом помещении вызывает не только неудобства, но и может привести к тревоге, фрустрации и ощущению незащищенности, подчеркивая острую необходимость в разработке доступных и эффективных решений для этой категории пользователей.

Традиционные системы ориентирования в помещениях, как правило, опираются на визуальные ориентиры или сложные звуковые карты, что создает значительные трудности для людей с нарушениями зрения. Визуальные указатели, такие как таблички и схемы, становятся бесполезными, а звуковые карты, перегруженные информацией, могут оказаться непонятными и утомительными. Сложность восприятия и обработки большого объема звуковых данных затрудняет быстрое и эффективное ориентирование, приводя к дезориентации и снижению чувства независимости. Такие решения часто требуют значительных когнитивных усилий и не учитывают особенности восприятия информации людьми, лишенными зрения, что делает их малоэффективными и непрактичными для повседневного использования.

Разработка надежной и доступной системы навигации внутри помещений имеет решающее значение для повышения самостоятельности и улучшения качества жизни людей с нарушениями зрения. Невозможность самостоятельно ориентироваться в привычной среде, будь то дома, в офисе или в общественных зданиях, существенно ограничивает возможности для образования, трудоустройства и социальной активности. Успешная реализация подобной системы предполагает не только техническую сложность, но и учет когнитивных особенностей пользователей, предоставляя информацию в понятном и удобном формате, не перегружающем сенсорные каналы. Такая система должна позволить пользователям планировать маршруты, избегать препятствий и уверенно перемещаться в пространстве, расширяя горизонты их повседневной жизни и способствуя полной интеграции в общество.

Существующая инфраструктура навигационных систем в подавляющем большинстве случаев ориентирована на визуальное восприятие окружающей среды, что создает принципиальное препятствие для людей с нарушениями зрения. Большинство приложений и устройств используют карты, указатели и визуальные ориентиры, игнорируя потребности этой значительной группы пользователей. Такая зависимость от зрения лишает их возможности самостоятельно ориентироваться в помещениях, будь то общественные здания, торговые центры или даже собственные дома, существенно ограничивая их независимость и повседневную активность. Необходимость постоянной помощи со стороны окружающих не только снижает качество жизни, но и препятствует полноценному участию в общественной жизни и реализации личного потенциала.

Результаты пользовательского исследования показали, что голосовые инструкции получили единогласно положительные оценки с незначительными отклонениями, в то время как обратная связь на основе компаса и событий оказалась более субъективной из-за индивидуальных предпочтений пользователей.

Тактильная навигация: проектирование интуитивной обратной связи

В основе нашего подхода лежит преобразование навигационной информации в легко воспринимаемые тактильные сигналы. Данная методика предполагает использование вибрации как основного канала передачи данных, позволяя пользователю ориентироваться и следовать маршруту без визуального контроля. Преобразование координат и расстояний в паттерны вибрации обеспечивает интуитивное понимание направления и приближения к заданной точке. В процессе разработки особое внимание уделялось оптимизации интенсивности и частоты вибраций для минимизации когнитивной нагрузки и обеспечения комфортного пользовательского опыта. Использование тактильных сигналов позволяет расширить возможности навигации для пользователей с ограниченными возможностями зрения, а также улучшить взаимодействие в ситуациях, когда визуальный интерфейс недоступен или отвлекает внимание.

В рамках исследования методов тактильной навигации были изучены различные подходы, основанные на вибрации. Метод “Вибрационный Компас” обеспечивал непрерывную обратную связь о направлении движения, представляя собой постоянный тактильный сигнал, указывающий на целевое направление. В свою очередь, система “Событийная Обратная Связь” реализовывала пошаговую навигацию, предоставляя тактильные сигналы только в ключевых точках маршрута — при необходимости поворота или изменения направления. Обе системы были разработаны для обеспечения интуитивно понятной и ненавязчивой тактильной ориентации пользователя.

В системе событийной обратной связи, для передачи информации о направлении и расстоянии до точки поворота, были интегрированы методы “Вибрация по часовой стрелке” и “Вибрация, кодирующая расстояние”. Метод “Вибрация по часовой стрелке” использует интенсивность вибрации в различных точках вокруг пользователя, имитируя положение точки поворота на циферблате часов. Например, вибрация в положении “3 часа” указывает на поворот направо, а в положении “9 часов” — налево. “Вибрация, кодирующая расстояние” модулирует интенсивность вибрации в зависимости от расстояния до точки поворота: чем ближе точка, тем сильнее вибрация. Комбинированное использование этих методов позволяет пользователю получать комплексную информацию о предстоящем маневре без визуального отвлечения.

Метод “Пинг” представлял собой базовый ориентир, используемый для первоначальной ориентации пользователя и последующей коррекции направления. Реализованный как единичный, кратковременный вибрационный импульс, он служил отправной точкой, указывающей на отклонение от заданного маршрута. При отклонении от курса, устройство генерировало этот импульс, сигнализируя пользователю о необходимости корректировки. Интенсивность вибрации не менялась, что упрощало восприятие сигнала и позволяло сосредоточиться на корректировке движения, а не на интерпретации различных уровней вибрации. Данный метод служил основой для более сложных систем тактильной навигации, предоставляя минимально необходимую информацию для поддержания заданного направления.

Для кодирования направления используются два подхода к визуализации вибрации: непрерывное, в стиле компаса (слева), и дискретное, основанное на подсчете тактов (справа).

SDK everGuide: основа бесшовной навигации в помещениях

Приложение для навигации внутри помещений построено на базе SDK everGuide, который обеспечивает функциональность генерации маршрутов, определения местоположения и предоставления обратной связи пользователю. SDK отвечает за расчет оптимального пути от начальной до конечной точки, непрерывное отслеживание текущего местоположения пользователя в пределах помещения и предоставление соответствующих инструкций для коррекции направления движения. Вся логика, связанная с определением наилучшего маршрута и предоставлением информации о местоположении, инкапсулирована в SDK, что позволяет приложению сосредоточиться на пользовательском интерфейсе и интеграции с другими сервисами.

SDK everGuide использует оптические маркеры для повышения точности позиционирования и обеспечения надежной навигации в помещениях. Эти маркеры, размещаемые в ключевых точках навигационной среды, позволяют SDK более точно определять местоположение пользователя, даже в условиях слабого сигнала GPS или отсутствия Wi-Fi. Использование оптических маркеров позволяет компенсировать погрешности, возникающие при использовании исключительно инерциальных датчиков и других методов позиционирования, что приводит к более стабильному и точному отслеживанию местоположения пользователя в реальном времени и, как следствие, к более плавному и надежному опыту навигации.

Приложение использует голосовые инструкции в дополнение к вибрационным уведомлениям для обеспечения комплексной навигации. Согласно результатам пользовательского тестирования, проведенного с участием семи респондентов, шесть из них оценили голосовые инструкции положительно, что свидетельствует об их эффективности и полезности для пользователей в процессе ориентирования в пространстве. Данная функция обеспечивает дополнительный канал передачи информации и способствует повышению удобства использования приложения.

Приложение предоставляет комплекс инструментов, обеспечивающих навигацию в сложных закрытых помещениях для пользователей с нарушениями зрения. Это достигается за счет интеграции голосовых инструкций, дополняющих тактильную обратную связь, и использования SDK everGuide для точного позиционирования и генерации маршрутов. Согласно данным пользовательского тестирования, голосовые инструкции были положительно оценены 6 из 7 участников, что подтверждает эффективность данного подхода. Приложение позволяет пользователям самостоятельно и безопасно перемещаться по сложным пространствам, таким как торговые центры или общественные здания.

Интерфейс навигации предоставляет пользователю информацию о маршруте на карте, визуальные указания направления в виде стрелки и подробные пошаговые инструкции, доступные через выдвигающуюся панель.

Проверка и доступность: ориентир на пользовательский опыт

Для оценки удобства использования и принятия внедренных методов обратной связи при навигации было проведено пользовательское исследование. В ходе исследования оценивалась эффективность различных способов передачи информации о направлении движения, включая вибрацию, аудиосигналы и простые кодировки. Целью являлось определение наиболее предпочтительных и понятных способов взаимодействия для пользователей, что позволило выявить сильные и слабые стороны каждого подхода. Полученные данные позволили уточнить дизайн системы, сделав акцент на наиболее удобных и интуитивно понятных методах обратной связи, способствующих более уверенной и самостоятельной навигации в закрытых помещениях.

Приложение разработано с приоритетом на доступность для всех пользователей, в особенности для людей с ограниченными возможностями. Для обеспечения максимальной совместимости с вспомогательными технологиями, таким как экранные читалки и устройства ввода, проект строго следует рекомендациям WCAG (Web Content Accessibility Guidelines). Это означает, что все элементы интерфейса, текстовый контент и визуальные компоненты структурированы и размечены таким образом, чтобы их могли корректно интерпретировать и использовать различные вспомогательные инструменты. Такой подход позволяет людям с нарушениями зрения, слуха, моторики или когнитивными особенностями полноценно взаимодействовать с приложением и получать необходимую информацию без дополнительных усилий, что значительно повышает уровень их независимости и вовлеченности.

Исследование выявило предпочтение участников — четыре из семи опрошенных сочли более удобным вибрационный компас по сравнению с аудио-ориентиром, а также отметили простоту понимания простой системы кодирования направлений. Эти данные, в сочетании с положительной оценкой голосовых инструкций, указывают на значительный потенциал разработанной системы для повышения уверенности и самостоятельности людей при перемещении в закрытых помещениях. Полученные результаты позволяют предположить, что предложенные методы навигации могут существенно улучшить качество жизни людей с нарушениями зрения, обеспечивая им более комфортное и независимое ориентирование в пространстве.

Разработанное решение обладает значительным потенциалом для кардинального улучшения качества жизни людей с нарушениями зрения. Благодаря интуитивно понятной навигационной обратной связи, основанной на тактильных ощущениях и голосовых инструкциях, система способствует повышению уверенности и независимости при перемещении в закрытых помещениях. Результаты пользовательского тестирования подтверждают предпочтение вибрационного компаса и простой системы кодирования направлений, что свидетельствует о высокой степени адаптивности и удобства использования. Такой подход позволяет преодолеть барьеры, связанные с ориентацией в пространстве, и открывает новые возможности для самостоятельной и полноценной жизни.

Разработка приложений для навигации в помещениях, особенно для людей с ограниченными возможностями, часто напоминает попытку построить замок из песка во время прилива. Стараются создать элегантное решение, а в итоге получают компромисс между функциональностью и реальностью использования. Как метко заметил Дональд Дэвис: «Простота — это, вероятно, последнее, о чем люди думают, когда пишут код». И это правда. Приложение, оптимизированное для незрячих пользователей с использованием тактильной обратной связи и звуковых сигналов, — прекрасная иллюстрация того, как сложная система может быть построена на основе базовых принципов, но быстро обрастает техническим долгом из-за необходимости поддерживать совместимость с разными устройствами и учитывать нюансы восприятия. В итоге, все сводится к тому, что «когда-то был простым bash-скриптом».

Что дальше?

Представленные решения, безусловно, улучшают навигацию в помещениях для слабовидящих пользователей. Однако, как показывает опыт, каждое «улучшение» — это лишь отложенный технический долг. Элегантные алгоритмы и тактильная обратная связь прекрасно работают в лабораторных условиях, но как только система столкнется с реальным миром — динамичным потоком людей, неожиданными препятствиями и непредсказуемыми изменениями в планировке помещений — все придётся переосмысливать. Не стоит забывать, что продакшен всегда найдёт способ сломать даже самую продуманную теорию.

Следующим этапом, вероятно, станет интеграция с более сложными сенсорными системами — лидарами, камерами глубины, и, конечно, с постоянно развивающимся миром носимых устройств. Но это лишь усложнит задачу. Проблема не в сборе данных, а в их интерпретации и адаптации к постоянно меняющейся среде. И, что самое важное, в обеспечении надёжности — чтобы система не подводила пользователя в критической ситуации.

В конечном итоге, настоящим прорывом станет не улучшение алгоритмов, а создание системы, которая «понимает» окружающий мир так же, как это делает человек. Но это, как показывает история, — задача, требующая не только технических, но и философских прозрений. И да, мы не чиним продакшен — мы просто продлеваем его страдания.

Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2602.13233.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2026-02-18 04:05