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基于Flutter 的视障人群辅助APP.doc
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2023-09-08
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基于Flutter 的视障人群辅助APP.doc
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摘要
中国视障群体约有1731万人,平均不到100个人里就有一个视障人
士。随着社会的发展进步,中国对特殊群体的公共保障越来越完善。在
现实生活中,盲人最主要的需求就是出行,但是在室外的环境下盲人想
独立出行还是一件难事,很多时候都需要人陪同,公共设施还是有待提
升。深度学习的原理是利用明眼人标注的已知样本来学习一种规则进行
预测未知的样本,这种理念和需要人陪同很相似。Flutter是跨平台的
开发框架,可以利用它快速开发移动应用。本文实现的是一款结合深度
学习、跨屏台开发框架的手机应用程序,能够帮助盲人在室外环境下出
行。
关键词:视障群体软件、深度学习、目标检测、跨平台开发
Abstract
There are approximately 17.31 million visually impaired groups in
China, and there is an average of one visually impaired person per 100
people. With the development of society, China's public security for special
groups is becoming more and more perfect. In real life, the main need of the
blind is to travel, but in the outdoor environment, it is still difficult for blind
people to travel independently. Many times they need to be accompanied,
and public facilities still need to be improved. The principle of deep learning
is to use a known sample marked by a bright eye to learn a rule to predict an
unknown sample. This concept is very similar to the need for someone to
accompany. Flutter is a cross-platform development framework that can be
used to quickly develop mobile applications. This article implements a
mobile application that combines deep learning and a cross-screen platform
development framework to help blind people travel in outdoor environments.
Key words: visually impaired group software, deep learning, target
detection, cross-platform development
目录
第一章 研究背景与意义 ......................................1
1.1. 研究背景 ...............................................1
1.2. 研究意义 ...............................................1
第二章 研究现状与分析 ......................................2
2.1. 跨平台开发框架研究现状及分析 ...........................2
2.2. 目标检测研究现状及分析 .................................3
2.2.1. 卷积网络...........................................3
2.2.2. 目标检测...........................................4
2.3. SSD-MobileNet 介绍 ......................................5
2.4. 同类产品研究现状及分析 .................................5
第三章 实验环境搭建 ........................................6
3.1. 安装 CUDA 和 Cudnn .......................................6
3.2. 安装 Anaconda ...........................................6
3.3. 安装 Tensorflow .........................................7
3.4. 安装 Android Studio .....................................8
3.5. 安装 Flutter 环境 .......................................8
第四章 详细设计与实现 ......................................9
4.1. 训练神经网络 ...........................................9
4.1.1. 数据集.............................................9
4.1.2. 训练模型...........................................9
4.1.3. 模型转换..........................................12
4.2. Flutter 开发 ...........................................13
4.2.1. 语音播放数据准备..................................13
4.2.2. 应用搭建..........................................15
4.2.3. 处理音频视频异步..................................18
4.3. 测试 ..................................................19
第五章 总结与不足 .........................................20
5.1. 总结 ..................................................20
5.2. 不足 ..................................................20
参 考 文 献 ...............................................21
致谢 ......................................................22
1
第一章 研究背景与意义
1.1. 研究背景
中国视障群体是全世界人口是最大的视障群体。据卫生部统计,中国有 1731 万的
视障人士,数量是世界之首。其中视障人士也是占有障碍人士的很大一部分比例,受社
会的广泛关注,但现有市场上对与视障群体的软硬件开发还没有得到人们的关注,与视
障群体有关的产品少之又少。正因如此,视障群体更应该受到大家的广泛重视与关
注、,需要社会给予关爱和帮助。使其提高生活质量。据 2015 年《中国互联网视障用
户基本情况报告》中调查,一周出行 1-6 次不需要人陪伴的比率占到总调查人数的
24%,需要人陪伴的 46%,其中一周基本不出行的占比高达 30%。盲人的出行障碍主要有
无法辨别方向、出行过程中被障碍物遮挡等困难。盲道是现在盲人出行的一个辅助工
具,但是现在的盲道占有率很高,视障群体实际使用过程并不友好,会出现前方有物体
占用盲道,这些物体例如消防栓、垃圾桶等等。
1.2. 研究意义
目标检测任务是人工智能图像处理方面的一个重要任务,目标检测的数据集一般为
一张图片里物体的坐标以及物体的类别,通过神经网络的权重最后可以达到输入任意一
张图片返回物体信息的效果。深度学习领域近年来随着硬件的升级更新,算力有了极大
的提升,许多目标检测网络也在工业界发挥着至关重要的作用。
Flutter 是一个跨平台开发框架,它是非常新的平台,它的主要开发语言是 Dart,
dart 和 Java 很相似。开发者可以用一套代码可以同时编译在安卓和苹果两个平台上。
Flutter 还提供了很多小插件、接口、小部件供开发者使用。Flutter 开发的应用性能
上并可以与原生的应用媲美,这为用户提供了友好的体验。
本系统采用深度学习中的目标检测及跨平台开发框架 Flutter 为视障者们开发一个
有好的、高效的视障辅助 APP,让每一个人都能享受 AI 技术带来的便利。
2
第二章 研究现状与分析
2.1. 跨平台开发框架研究现状及分析
近年来,消费者们已经从 PC 转向移动端来进行上网的操作,跨平台开发框架大多
数应用在移动设备上,所以显得至关重要。跨平台开发技术可以增加代码的复用,降低
开发时间于成本,实现一套代码,多个平台部署,在移动终端设备上也有许多框架大展
身手例如 Futter、React Native 等,这些跨平台的开技术有的时候甚至超过了平台的
原生语言
React Native 是 Facebook 开发的框架如图 2.1.1,是使用 JavaScript 开发 IOS
和 Android 的前端样式,最初 React Natives 是用来开发 IOS 系统的,最近也支持了
Android 系统。该库现在可以为两个平台呈现移动 UI。每当使用 Swift / Objective-C
或 Java 编写的应用程序有更新时,都需要重新编译整个应用程序,并且必须将新版本
再次分发到 App Store。根据 App Store 的审查程序,所有这一切可能需要几个星期。
为了避免这种麻烦,React Native 应用程序以不同的方式工作,本机应用程序能够找
到特定的 JavaScript 代码,然后在实际设备上启动该应用程序时下载并编译该
JavaScript 代码。这样,可以立即完成应用程序更新,而无需一次又一次地向 App
Store 提交新版本。
图 2.1.1 RN 框架图
Flutter 是一个非常新的平台,该平台框架如图 2.1.2 所示但是它是一个很有发展
的平台,已经吸引了已经发布了应用程序的大公司的关注。例如阿里巴巴开发的闲鱼,
腾讯开发的 Now 直播等。与开发 Web 应用程序相比,它比较简单,并且与本地的应用程
序相比,它具有开发快部署快的特点。Flutter 的高性能和高生产率是通过以下几种技
术实现的。与许多其他流行的移动平台不同,Flutter 完全不使用 JavaScript。Dart
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