在陌生环境中寻路是用户频繁遇到的问题,通过使用智能手机导航辅助工具可以帮助用户提升导航的效率,但用户在使用导航辅助工具时仍存在困难,特别是在复杂的环境中。为了提高用户在环境中的导航效能和方向感,本研究将基于导航的大脑神经机制和认知地图,从手机导航辅助工具和导航环境两个方面,对用户步行导航进行探究。首先,实验一对现实环境中用户使用基于增强现实（AR）的步行导航工具的绩效进行评估并收集AR步行导航工具的可用性问题;实验二探究解决实验一得到的AR步行导航工具的关键可用性问题的方案,并开发了一个模拟现实的虚拟环境以对方案进行评估;进一步地,为了对空间认知进行深入理解,实验三根据实验一和实验二发现的环境路况复杂度影响用户导航绩效的结果,探究了在虚拟现实（VR）环境中,环境边界和道路规则性对用户导航绩效和认知地图构建的影响。首先,实验一探究了基于AR的步行导航工具的可用性问题。通过实地实验探究年轻人和老年人使用基于AR的步行导航工具的两种常用功能（虚拟导航员和辅助地图）进行导航任务的绩效和主观反馈。实验共招募了14名年轻人和14名老年人。结果表明,虽然几乎所有的被试都能够通过使用基于AR的步行导航工具到达指定目的地,但在导航的过程中被试仍然会偏离路线,且老年人偏离指定路线的次数比年轻人多。呈现虚拟导航员和辅助地图都会使被试偏离路线的次数增多。此外,实验发现路况的复杂度会影响被试使用基于AR的步行导航工具的表现。在路况简单的条件下,呈现虚拟导航员可以减少被试偏离路线的次数;而在路况复杂的条件下,呈现虚拟导航员会增加被试偏离路线的次数。另外,比起年轻人,老年人使用基于AR的步行导航工具的满意度更高。最后,本研究收集和总结了11个关于基于AR的步行导航工具的可用性问题,其中,基于AR的步行导航工具的关键可用性问题为被试在匹配虚拟指示和真实路线上存在困难。实验二探究了不同类型的基于AR的步行导航系统和环境路况复杂度对老年人导航的影响。本研究共招募了36名老年人参加实验,他们需要分别使用三种不同的基于AR的步行导航系统（基于地标的导航系统、基于路线的导航系统、基于地图的导航系统）在两种不同路况复杂度（简单、复杂）的虚拟环境中导航,并到达指定的目的地。实验结果显示,被试在路况简单的环境中的导航错误次数比路况复杂的环境中的错误次数少。被试使用基于路线的AR步行导航系统的导航绩效（任务完成时间、导航错误次数）和用户主观反馈（系统可用性、认知负荷）更好,其次是基于地标的AR步行导航系统,最后为基于地图的AR步行导航系统。此外,空间记忆水平高的被试比空间记忆水平低的被试完成任务的时间更短,导航错误更少,老年人在虚拟环境中匹配自身方向和道路方向上存在困难。实验三探究了环境边界和道路规则性如何影响人们在虚拟现实环境中的导航绩效和认知地图的构建。本研究共招募了36名年轻人参与实验,他们需要在三种不同环境边界（无边界、正方形边界、梯形边界）和两种不同规则性的道路（规则道路、不规则道路）的环境中导航,以找到指定的目标物体。实验结果显示,环境边界和空间能力会影响被试认知地图的构建。比起无边界和正方形边界,被试在梯形边界中构建更差的认知地图。空间能力较好的被试比空间能力较差的被试构建更好的认知地图。此外,研究发现,在导航的过程中,被试很少注意到环境边界,并且在感知梯形边界的形状时存在困难。