【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于盲人书写导航，具体涉及一种基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法。
技术介绍
1、随着科技的不断发展，辅助盲人生活的技术也在不断进步。盲人书写导航系统作为其中的一项重要技术，旨在为盲人提供一种方便、高效的书写和导航方式。然而，现有的盲人书写导航系统往往存在定位不准确、路径规划不灵活等问题，无法充分满足盲人的实际需求。并且，盲人根据语音提示理解导航方向会产生偏差。
2、本专利技术通过空间映射完成书写路径优化，并且提出基于感知-认知理论的动态优化算法，优化导航方向的计算，准确地进行盲人书写导航。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，解决了现有的盲人书写导航系统定位不准确以及路径规划不灵活的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，包括以下步骤：
3、s1、通过书写板书写目标汉字，并确定目标汉字关键点的坐标序列；
4、s2、对目标汉字关键点的坐标序列进行关键点分布分析，并进行关键点优化，得到目标汉字关键点的优化坐标；
5、s3、通过在书写板上建立书写坐标系，确定笔尖在书写板中的相对位置坐标；
6、s4、构建一个虚拟映射图，并建立映射图坐标系，确定目标汉字左上点在虚拟映射图中的位置；
7、s5、根据目标汉字左上点在虚拟映射图中的位置，将目标汉字关键点的优化坐标和笔尖的相对位置坐标映射到虚
8、s6、基于书写轨迹和笔尖位置，通过动态优化算法计算导航方向，根据导航方向生成语音导航信息，完成盲人书写导航。
9、进一步地，所述步骤s1中目标汉字关键点的坐标序列按照目标汉字的各个笔画分别存储。
10、进一步地，所述步骤s2的具体坐标为：
11、s21、分析目标汉字关键点的坐标序列的分布情况，确定关键点分布不均匀的区域；
12、s22、根据第一阈值识别区域中关键点较少的子区域，在关键点较少的子区域中插入新的关键点；
13、s23、根据第二阈值识别区域中距离过近的冗余关键点，并将冗余关键点移除，得到目标汉字关键点的优化坐标。
14、进一步地，所述步骤s21中确定关键点分布不均匀的具体步骤为：计算关键点之间的距离，并确定关键点之间的最大距离dmax以及关键点之间的最小距离dmin，判断dmax是否大于2dmin，若是，则关键点分布不均匀，否则，关键点分布均匀。
15、进一步地，所述步骤s2中目标汉字关键点的优化坐标为(xin,yin)，其中，xin表示目标汉字第n个笔画的第i个关键点的横坐标，yin表示目标汉字第n个笔画的第i个关键点的纵坐标。
16、进一步地，所述步骤s2中笔尖在书写板中的相对位置坐标为(bxt,byt)，其中，bxt表示笔尖在书写板中的相对位置的横坐标，byt表示笔尖在书写板中的相对位置的纵坐标。
17、进一步地，所述步骤s3中目标汉字左上点在虚拟映射图中的位置为(sx,sy)，其中，sx表示目标汉字左上点在虚拟映射图中的横坐标，sy表示目标汉字左上点在虚拟映射图中的纵坐标。
18、进一步地，所述虚拟映射图的长宽比例与书写板的长宽比例相同；
19、所述书写板的宽度为wboard，所述书写板的高度为hboard；所述虚拟映射图的宽度为wmap，所述虚拟映射图的高度为hmap。
20、进一步地，所述步骤s5中书写轨迹表示为虚拟映射图上的第n个笔画的第i个关键点的集合，所述笔尖位置表示为(pxt,pyt)；
21、所述书写轨迹和笔尖位置的表达式为：
22、
23、
24、
25、
26、其中，表示虚拟映射图上的第n个笔画的第i个关键点的横坐标，表示虚拟映射图上的第n个笔画的第i个关键点的纵坐标，lengthch表示尺寸参数，pxt表示笔尖映射到虚拟映射图后的横坐标，pyt表示笔尖映射到虚拟映射图后的纵坐标。
27、进一步地，所述步骤s6的具体步骤为：将笔尖位置坐标与书写轨迹中上一个笔画关键点坐标的中间位置作为导航方向的起点坐标，将当前笔画关键点坐标作为导航方向的终点，通过动态参数a来微调导航方向，根据调整后的导航方向生成语音导航信息，完成盲人书写导航；
28、所述步骤s6中计算导航方向的表达式为：
29、
30、
31、
32、其中，xat表示导航方向起点位置的横坐标，yat表示导航方向起点位置的纵坐标，a表示动态参数，direction'write表示所书写的方向，directionwrite(·)表示方向的计算公式，表示虚拟映射图上的第n个笔画的第i+1个关键点的横坐标，表示虚拟映射图上的第n个笔画的第i+1个关键点的纵坐标。
33、本专利技术的有益效果是：(1)利用虚拟映射图上的坐标信息，将书写路径坐标和笔尖在书写板的坐标同时映射到同一张映射图上，从而实现对书写过程的精确控制，能够帮助构建灵活的路径规划和导航方案，使盲人书写导航系统能够适应不同书写风格和速度，提高用户书写体验；
34、(2)通过对目标汉字关键点进行路径优化，使得书写路径更加平滑、易于理解，解决了笔画关键点分布不均和笔画形状复杂的问题，提高了盲人书写的准确性和流畅性；
35、(3)通过空间坐标映射，盲人书写导航系统能够方便地调整书写字的大小和位置，满足不同盲人用户对于书写效果的个性化需求；
36、(4)本专利技术提高了系统的灵活性、准确性和有效性，减少了需要调整书写文字的大小位置等所带来的额外数据操作，使维护成本降低；
37、(5)基于动态优化算法，见减少盲人根据语音提示理解导航方向产生的偏差，将实际导航方向调整得与预期路径方向更加一致，从而减少感知方向与实际方向之间的差异，提升盲人书写导航系统的准确性。
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1.一种基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤S1中目标汉字关键点的坐标序列按照目标汉字的各个笔画分别存储。
3.根据权利要求2所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤S2的具体坐标为：
4.根据权利要求3所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤S21中确定关键点分布不均匀的具体步骤为：计算关键点之间的距离，并确定关键点之间的最大距离dmax以及关键点之间的最小距离dmin，判断dmax是否大于2dmin，若是，则关键点分布不均匀，否则，关键点分布均匀。
5.根据权利要求3所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤S2中目标汉字关键点的优化坐标为(xin,yin)，其中，xin表示目标汉字第n个笔画的第i个关键点的横坐标，yin表示目标汉字第n个笔画的第i个关键点的纵坐标。
6.根据权利要求1所述的基于空间映射和动态优化的盲
7.根据权利要求6所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤S4中目标汉字左上点在虚拟映射图中的位置为(sx,sy)，其中，sx表示目标汉字左上点在虚拟映射图中的横坐标，sy表示目标汉字左上点在虚拟映射图中的纵坐标。
8.根据权利要求7所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述虚拟映射图的长宽比例与书写板的长宽比例相同；
9.根据权利要求8所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤S5中书写轨迹表示为虚拟映射图上的第n个笔画的第i个关键点的集合，所述笔尖位置表示为(pxt,pyt)；
10.根据权利要求9所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤S6的具体步骤为：将笔尖位置坐标与书写轨迹中上一个笔画关键点坐标的中间位置作为导航方向的起点坐标，将当前笔画关键点坐标作为导航方向的终点，通过动态参数a来微调导航方向，根据调整后的导航方向生成语音导航信息，完成盲人书写导航；
...【技术特征摘要】
1.一种基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤s1中目标汉字关键点的坐标序列按照目标汉字的各个笔画分别存储。
3.根据权利要求2所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤s2的具体坐标为：
4.根据权利要求3所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤s21中确定关键点分布不均匀的具体步骤为：计算关键点之间的距离，并确定关键点之间的最大距离dmax以及关键点之间的最小距离dmin，判断dmax是否大于2dmin，若是，则关键点分布不均匀，否则，关键点分布均匀。
5.根据权利要求3所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤s2中目标汉字关键点的优化坐标为(xin,yin)，其中，xin表示目标汉字第n个笔画的第i个关键点的横坐标，yin表示目标汉字第n个笔画的第i个关键点的纵坐标。
6.根据权利要求1所述的基于空间映射和动态优化的盲人书写导航方法，其特征在于，所述步骤s3中笔尖在书写板中的相...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡孟晗，刘杭，罗季峰，蒋政强，张健，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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