软件设计描述

“无障碍智能导航助手”
一.数据库设计
1.数据库需求分析，
包括功能需求、数据需求、用户角色、性能需求等
功能需求方面，系统需要支持多类型用户（视障、听障、行动不便）的个性化导航，实时障碍物更新，路径规划，用户反馈，以及POI的无障碍设施查询。
数据需求方面，用户提到的用户数据、障碍物数据、路径数据、反馈数据、POI数据都需要对应的表结构。
用户角色可能会有普通用户、管理员、
性能方面，高并发定位数据处理和实时路径规划需要高效的空间查询和索引优化
数据库设计需考虑可访问性，比如数据格式的兼容性。需要确保数据的安全性，比如用户位置信息加密存储，需要数据库设计中有良好的扩展性和数据整合能力。

2.概念结构设计
核心实体定义
‌用户实体：属性‌：用户ID（主键）、残障类型（枚举：视障/听障/行动不便）、偏好设置（JSON存储动态参数如盲道优先级、电梯偏好）
障碍物实体：属性‌：障碍ID（主键）、类型（静态/动态）、地理坐标（GIS空间类型）、失效时间（动态障碍物专属）
‌路径实体：‌属性‌：路径ID（主键）、起终点坐标、路径几何数据（LINESTRING）、无障碍评分（0-5分，融合障碍物密度与环境参数）
POI实体：属性‌：POI ID（主键）、坐标（GIS点类型）、设施详情（JSON存储电梯宽度、盲文标识等）、所属建筑ID
环境实体：‌属性‌：环境ID（主键）、天气状态（枚举：晴天/雨雪）、光照强度、时间戳

实体关系
‌用户-路径关系（1:N）‌
用户可生成多条历史路径，关联字段包含用户ID外键，支持路径回溯与机器学习优化。

‌路径-障碍物关系（M:N）‌
通过关联表（route_obstacles）记录路径规避的障碍物，用于路径安全评估与算法迭代。

‌用户-反馈关系（1:N）‌
用户可上报障碍物或评价路径，反馈表关联用户ID、障碍物ID及路径ID，形成闭环数据流。

‌POI-路径邻近性关系‌
基于GIS空间函数（如ST_DWithin）动态关联路径周边POI，推荐无障碍设施（如临近电梯）。

‌环境-路径动态影响‌
环境参数触发路径评分修正（如雨雪天气降低盲道权重），通过事务机制保证数据一致性。

3.逻辑结构设计
‌用户表‌：user_id（主键）、disability_type（枚举：视障/听障/行动不便）、preferences（JSON存储动态参数）
‌障碍物表‌：obstacle_id（主键）、type（静态/动态）、location（GIS空间类型）、expiration（动态障碍失效时间戳）
‌路径表‌：route_id（主键）、path（LINESTRING）、accessibility_score（0-5分）、user_id（外键关联用户）
所有表满足第三范式（3NF），消除数据冗余：
用户偏好通过独立JSON字段存储，避免拆分多表影响查询效率
路径与障碍物的多对多关系通过关联表route_obstacles实现，独立记录规避关系

4.物理结构设计
采用分层架构，分别为感知层，处理层，通信层，交互层
感知层：障碍物检测模块‌：超声波传感器‌‌，红外传感器‌‌，六轴姿态传感器‌。
环境感知模块‌：GPS/北斗双模定位‌‌光敏传感器‌
处理层：‌主控单元‌：‌STM32F4系列微控制器‌‌，RISC-V协处理器‌
通信层：4G模块，蓝牙5.0
交互层：语音交互模块‌，‌触觉反馈模块

二.用户界面
1.用户界面设计的需求分析
(一).用户特性分析： 核心用户包括视障人士、轮椅用户、听障人群及行动不便的老年人，需覆盖多样化的交互需求。
视障用户：依赖语音交互与触觉反馈，需避免复杂视觉操作；
轮椅用户：关注路径宽度、坡度等物理限制，需简洁界面快速获取关键信息；
听障用户：依赖文字提示与振动反馈，需强化视觉通知。
技术能力：用户可能对智能设备熟练度较低，界面需减少认知负担，操作流程控制在3步以内。
(二).界面的功能任务分析
多模态融合界面：以语音交互为核心，结合触觉（振动）、视觉（高对比度图标）及手势控制，适配不同残障类型 遵循设计原则的界面优化
2.界面设计
合适性： 提供“模式切换”入口，允许用户预设残障类型（如选择“轮椅模式”后，路径规划自动过滤狭窄路段）； 动态调整布局：检测到用户长时间未操作时，自动放大按钮并增强语音提示频率。
简便易操作性： 采用“汉堡菜单+语音助手”双导航结构，高频功能（如重新规划路径）可通过右滑手势快速调用； 减少界面层级：路径详情页整合障碍预警、设施标注，避免多页面跳转。
交互控制： 用户可随时打断语音播报，通过说“暂停”或手势滑动停止当前提示； 提供“纠错反馈”通道，摇动手机即可上报路径错误，同步至社区数据库。
媒体组合恰当性： 优先级分层：关键告警（如车辆靠近）采用语音+强振动，次要信息（如设施提醒）仅用语音； 避免感官过载：同一时间仅传递一种媒体信息（如导航中关闭非紧急弹窗）。