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RFID的盲人导航系统路径搜索设计+物联网路径规划算法 第2页

更新时间:2011-10-25:  来源:毕业论文
1.1盲人出行问题的提出
世界卫生组织估计全世界有盲人4000万到4500万,低视力是盲人的3倍,约1.4亿人,其中,中国是世界盲人最多的国家,目前约有800万盲人,占全世界盲人总数的18%,低视力者两千多万。并且我国每年会出现新盲人大约45万,低视力135万,即约每分钟就会出现1个盲人,3个低视力患者。党和政府历来十分重视和关心残疾人扶贫工作,中国残联成立20年来,通过一系列有力措施对贫困残疾人予以扶持,取得了显著的效果。然而出行一直是困扰盲人的问题,尤其是去距离稍微远一些的地方,通常都会感到力不从心。
传统上,盲人出行主要依靠盲道、手杖。已经面世的盲人导航系统大多基于超声波识别系统,现有的超声波导盲产品往往只能够判别出前方是否有障碍以及障碍的距离,而这些并不能够给盲人带来实质性的帮助。而GPS全球定位系统进行导航则存在着一个精度的问题,最多只能提供一个大概的地点,而且存在着危险性。对于盲人这个特殊群体,由于转弯次数、路面状况、红绿灯情况等影响,盲人所行走的最短路径并不一定就是最合适的路径。
因此,改善盲人的出行是个很有必要的措施。
1.2国内外发展现状原文请+QQ324,9114辣,文~论^文"网
1.2.1国外发展现状
在国外,关于使用RFID技术为盲人进行导航的项目正处于实验阶段。该研究计划由欧盟资助,旨在为盲人这一特殊群体开发基于RFID的道路信息指示。目前一个Ispra的欧盟公民救援与防护中心(ISPC)组建的10人的专家组正在意大利北部的LavenoMombello测试三条植入1260枚电子标签的人行道。另外,美国中央密歇根大学的学生研制出来RFID手杖是首个研究RFID技术的户外应用。参与该项目研发的学生成员表示,若研发成功,将帮助视觉有障碍及听觉有缺陷的残疾人更安全地行走。
最短路径算法是图论中长久以来的经典问题,它是计算机科学、运筹学、交通工程学、地理信息科学等学科的研究热点,从20世纪50年代至今一直被广泛研究,它在交通运输分析与规划研究中是一个必不可少的环节,目前Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径。主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。Dijkstra算法能得出最短路径的最优解,但由于它遍历计算的节点很多,所以效率低。
1.2.2国内发展现状毕业论文http://www.751com.cn/
在我国,目前还没有关于“RFID盲人导航系统”这一项目的开发。主要由于我国的相关基础建设不够完善,盲道的管理不够规范,经常出现盲道被占用以及盲道连通性不足的情况,并且,国内RFID技术的不成熟以及研究该方面系统的人员欠缺等等也都是我们目前需要解决的问题。
关于最短路径算法的研究,除了计算机网络通讯技术领域外,在交通运输方面也被广泛研究,其中清华大学、中山大学、吉林大学、北京理工大学等多所高校都对此方面有所研究。除此之外,中国科学院遥感应用研究所对于交通网络限制搜索区域时间最短路径算法取得了一定的成果,中国科学院广州能源研究所对基于城市道路数据库的最短路径搜索也取得了一定的研究成果。
1.3本人主要研究工作
本人研究的目的为盲人导航系统中路径搜索的设计与实现提供一个盲人出行时起点到终点合理路径的规划,利用矩形算法进行搜索范围的缩小,根据道路等级对道路网络进行简化,尽量减小数据的处理及存储。先进行道路等级的划分、对道路权值的计算后通过Dijkstra算法得到最短路径,从而实现最优路径的选取,并通过以上的设计实现如下功能:
1. 盲人出行时自动读取盲道上的第一张标签,确定当前的地理位置并通过语音提示的方式通知盲人。
2. 盲人使用盲人输入法通过盲人键盘输入目的地后,系统通过数据库的查询配合Dijkstra算法、矩形算法等生成一条最合理的铺有RFID电子标签的盲道路径并开始提示盲人进行行走。
3. 在盲人行走过程中,系统不断匹配读取到的RFID标签,通过语音提示的方式进行拐弯、标志性建筑、目的地等相关提示。
2  系统方案2.1主要功能
基于RFID手持式盲人导航系统,旨在解决现有的盲人导航系统不能够准确、安全的为盲人导航的问题。其包括手持式终端、盲人手杖和RFID标签。其中,RFID标签埋设于盲道上;盲人手杖通过RFID射频识别模块读取盲道上的RFID标签的信息;而盲人手杖与手持式终端通过无线传输模块建立连接,用于将标签信息传递给盲人手持式终端进行处理后给出导航指示。
本系统通过采RFID射频识别技术,为盲人的出行进行全程精准导航;其不但能够对当前位置进行定位,生成最优路线实现导航,同时还具有对常见路况信息智能分析的功能,满足盲人的出行需求,且操作简单,只要懂得盲文都能独立的使用该系统的功能。本系统的反馈信息通过语音方式实现,清晰易懂,使盲人在行进的过程中也能收听到关于位置和周围环境情况的具体信息,为盲人出行带来方便。其系统结构框图如下:

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