CH709806A1 - Device for guiding the visually impaired and blind. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Führung von Sehbehinderten und Blinden mit einer tragbaren Grundeinheit (2) enthaltend eine Sensoreinrichtung mit mindestens einem ersten und zweiten Ultraschall-Sensor (3, 5), welche voneinander beabstandet in der Grundeinheit (2) angeordnet sind, zum Erfassen eines vor der Grundeinheit (2) befindlichen Objekts mittels Ultraschall. Ferner enthält die Vorrichtung eine elektronische Auswerteeinheit zum Auswerten der in den Sensorendaten enthaltenen Distanzinformationen sowie einen Tongenerator zum Erzeugen von Tönen unterschiedlicher Frequenz in Abhängigkeit der Distanzinformationen. Der Tongenerator enthält hierzu einen ersten und zweiten Schallerzeuger.The invention relates to a device (1) for guiding the visually impaired and blind with a portable basic unit (2) comprising a sensor device with at least one first and second ultrasonic sensor (3, 5), which are spaced apart in the base unit (2) for detecting an object located in front of the basic unit (2) by means of ultrasound. Furthermore, the device contains an electronic evaluation unit for evaluating the distance information contained in the sensor data as well as a tone generator for generating tones of different frequency as a function of the distance information. The tone generator contains for this purpose a first and second sound generator.

Description

[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Vorrichtungen und Verfahren, um Blinden oder Sehbehinderten das direkte Sehen durch andere Wahrnehmungsarten zu ersetzen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung von Sehbehinderten und Blinden. Die Vorrichtung umfasst eine tragbare Grundeinheit mit einer Sensoreinrichtung. Die Sensoreinrichtung enthält mindestens einen ersten und zweiten Ultraschall-Sensor, welche voneinander beabstandet in der Grundeinheit angeordnet sind. Die Ultraschallsensoren dienen dem Erfassen eines vor der Grundeinheit befindlichen Objekts mittels Ultraschall. Die Vorrichtung enthält ferner eine elektronische Auswerteeinheit zum Auswerten der in den Sensorendaten enthaltenen Distanzinformationen sowie einen Tongenerator zum Erzeugen von Tönen in Abhängigkeit von den Distanzinformationen. Der Tongenerator enthält einen Kopfhörer mit einem ersten und zweiten Schallerzeuger. The invention is in the field of devices and methods to replace blind or visually impaired direct vision by other types of perception. The invention relates to a device for guiding the visually impaired and the blind. The device comprises a portable basic unit with a sensor device. The sensor device contains at least one first and second ultrasonic sensor, which are arranged at a distance from one another in the basic unit. The ultrasonic sensors serve to detect an object located in front of the basic unit by means of ultrasound. The apparatus further includes an electronic evaluation unit for evaluating the distance information contained in the sensor data as well as a tone generator for generating sounds as a function of the distance information. The tone generator includes a headset with a first and second sound generator.

[0002] Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Führung von Sehbehindexten und Blinden unter Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Furthermore, the invention also relates to a method for guiding Sehbehindexten and blind using an inventive device.

[0003] Es gibt heute schon vielfältige Hilfen, mit denen sich sehbehinderte oder blinde Menschen in ihrer persönlichen Umgebung zurechtfinden können. Am bekanntesten ist wohl der weisse Stock, mittels welchem Sehbehinderte und Blinde den Boden vor sich auf Hindernisse und Stufen hin abtasten können. Ferner sind auch ausgebildete Blindenhunde als persönliche Begleiter bekannt, die Gefahrenstellen erkennen und den sehbehinderten oder blinden Menschen führen. Im Weiteren gibt es auch taktile Bodenleitsysteme, wie Leitstreifen, welche für Sehbehinderte und Blinde die Orientierung im öffentlichen Raum erleichtern soll. There are already a variety of aids that can help visually impaired or blind people in their personal environment. The most well-known is probably the white cane, by means of which blind and visually impaired people can feel the ground in front of them for obstacles and steps. Furthermore, trained guide dogs are known as personal companions who recognize danger spots and guide the visually impaired or blind people. In addition, there are also tactile floor guidance systems, such as guide strips, which should facilitate the orientation in public spaces for the visually impaired and the blind.

[0004] Eine weitere Kategorie solcher Hilfen sind tragbare, elektronische Vorrichtungen, um Blinden oder Sehbehinderten das direkte Sehen durch Sensortechnik zu ersetzen. So ist es beispielsweise bekannt, elektromagnetische Wellen, wie Radarstrahlen, Ultraschall, Infrarotstrahlung oder sichtbares Licht zur Ermittlung der Distanz zwischen einem Anwender und einem Objekt einzusetzen. Another category of such aids is portable, electronic devices to replace blind or visually impaired direct vision by sensor technology. For example, it is known to use electromagnetic waves, such as radar beams, ultrasound, infrared radiation or visible light to determine the distance between a user and an object.

[0005] Das Grundprinzip der Distanzermittlung beruht auf dem Konzept, dass der Anwender wenigstens einen Sensor mit einer Sende- und Empfangseinheit trägt. Die vom Sender ausgesendeten elektromagnetischen Wellen (Primärsignal) werden an einem entfernten Objekt reflektiert und mit einer Laufzeitverzögerung vom Empfänger als Sekundärsignal registriert werden. Aus der Laufzeitverzögerung lässt sich einen Absolut- oder Relativwert für die Distanz zum Objekt ermitteln. The basic principle of the distance determination is based on the concept that the user carries at least one sensor with a transmitting and receiving unit. The electromagnetic waves emitted by the transmitter (primary signal) are reflected at a distant object and registered with a propagation delay from the receiver as a secondary signal. The propagation delay can be used to determine an absolute or relative value for the distance to the object.

[0006] Dieser Distanzwert kann dem Anwender in Form eines optischen, akustischen oder taktilen Signals angezeigt werden. This distance value can be displayed to the user in the form of an optical, acoustic or tactile signal.

[0007] So beschreibt die DE 4 409 447 A1 eine Ultra-Schall-Brille, welche Ultra-Schall-Sensoren enthält, mit welchen das Blickfeld vor dem Anwender abgetastet wird. Die Sensoren generieren ein Signal in Form eines wahrnehmbaren Tones, mit welchem die Entfernung zu einem Hindernis erkannt werden kann. Thus, DE 4 409 447 A1 describes an ultra-sound spectacles, which contains ultra-sound sensors, with which the field of view is scanned in front of the user. The sensors generate a signal in the form of a perceptible sound, with which the distance to an obstacle can be detected.

[0008] Die im Stand der Technik bekannten elektronischen Geräte weisen Nachteile auf. Zum einen sind sie umständlich in der Benutzung und erfordern eine eingehende Schulung. Zum anderen ist der Benutzungskomfort gering. The electronic devices known in the prior art have disadvantages. For one, they are cumbersome to use and require in-depth training. On the other hand, the ease of use is low.

[0009] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine oben genannte elektronische Vorrichtung vorzuschlagen, welche einfach zu bedienen ist. An object of the present invention is therefore to propose an above-mentioned electronic device which is easy to operate.

[0010] Gemäss einer weiteren Aufgabe soll der Umgang mit der Vorrichtung intuitiv und mit vergleichsweise wenig Übung erlernbar sein. Es soll insbesondere keine aufwändige Schulung zum Erlernen des Umganges mit dem Gerät notwendig sein. According to another object, the handling of the device should be intuitive and learnable with relatively little exercise. In particular, no complex training to learn how to handle the device should be necessary.

[0011] Die Vorrichtung soll gemäss einer weiteren Aufgabe robust sein und einen möglichst einfachen technischen Aufbau aufweisen. The device should be robust according to another object and have the simplest possible technical structure.

[0012] Gemäss einer weiteren Aufgabe soll die Vorrichtung möglichst unauffällig getragen werden können. According to another object, the device should be as inconspicuous as possible to be worn.

[0013] Da bei sehbehinderten oder blinden Personen aufgrund der ungenügenden oder fehlenden Sehkraft andere Sinnesorgane, wie Ohren, zur Kompensation des fehlenden Sehsinnes äusserst wichtig sind, soll durch die Benutzung der Vorrichtung die Wahrnehmung der Umgebung durch Sinnesorgane, wie Ohren, nicht zu sehr beeinträchtigt werden. Sollen beispielsweise Umgebungsgeräusche nach wie vor möglichst uneingeschränkt wahrnehmbar sein. As in visually impaired or blind persons due to the insufficient or missing eyesight other sense organs, such as ears, are extremely important to compensate for the lack of visual sense, should not be affected by the use of the device, the perception of the environment by sensory organs, such as ears become. For example, should ambient noise continue to be as unrestricted as possible.

[0014] Wenigstens eine der genannten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und 12 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sowie die Beschreibung enthalten Weiterbildungen und besondere Ausführungsformen der Erfindung. Vorrichtungsmerkmalen sind, wo Sinn ergebend, mit Verfahrensmerkmalen kombinierbar und umgekehrt. At least one of the stated object is achieved with the features of claim 1 and 12. The dependent claims and the description contain developments and particular embodiments of the invention. Device features are, where appropriate, combinable with procedural features and vice versa.

[0015] Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass die Vorrichtung dafür ausgelegt ist: aus den Distanzinformationen mittels des Tongenerators Töne zu erzeugen deren Frequenz von der jeweiligen Distanz zu dem vom betreffenden Ultraschall-Sensor erfassten Objekt abhängig ist, aus den Distanzinformationen des ersten Ultraschall-Sensors erzeugte erste Töne ausschliesslich über den ersten Schallerzeuger und aus den Distanzinformationen des zweiten Ultraschall-Sensors erzeugte zweite Töne ausschliesslich über den zweiten Schallerzeuger auszugeben.The invention is now characterized in that the device is designed for: to generate tones from the distance information by means of the tone generator whose frequency depends on the respective distance to the object detected by the relevant ultrasound sensor, to generate first tones generated exclusively from the distance information of the first ultrasound sensor exclusively via the first sound generator and second tones generated from the distance information of the second ultrasound sensor exclusively via the second sound generator.

[0016] In der Anwendung ist der erste Schallerzeuger insbesondere in der Nähe eines oder an einem ersten Ohr angeordnet. Der zweite Schallerzeuger ist insbesondere in der Nähe oder an einem zweiten Ohr angeordnet. In the application, the first sound generator is arranged in particular in the vicinity of or at a first ear. The second sound generator is arranged in particular in the vicinity or at a second ear.

[0017] Der erste Ultraschall-Sensor ist in Betriebsposition insbesondere auf der Seite des ersten Schallerzeugers bzw. des ersten Ohrs angeordnet. Der zweite Ultraschall-Sensor ist in Betriebsposition insbesondere auf der Seite des zweiten Schallerzeugers bzw. des zweiten Ohrs angeordnet. The first ultrasonic sensor is arranged in the operating position, in particular on the side of the first sound generator or of the first ear. The second ultrasonic sensor is arranged in the operating position, in particular on the side of the second sound generator or of the second ear.

[0018] Ultraschall umfasst insbesondere Schall mit Frequenzen oberhalb des Hörfrequenzbereichs des Menschen. Der Ultraschall umfasst insbesondere Frequenzen ab 16 kHz. Die Ultraschall-Sensoren senden insbesondere Messtöne mit einer Frequenz von 30 bis 50 kHz, wie z.B. 42 kHz. Ultrasound in particular comprises sound with frequencies above the audible frequency range of humans. The ultrasound in particular includes frequencies from 16 kHz. In particular, the ultrasonic sensors transmit measurement tones having a frequency of 30 to 50 kHz, such as e.g. 42 kHz.

[0019] Der Begriff «Ton» bezeichnet ein Schallereignis, welches sich durch seine Tonhöhe bzw. Frequenz auszeichnet. Die Töne unterscheiden sich dabei voneinander durch unterschiedliche Tonhöhen bzw. Frequenzen. The term "sound" refers to a sound event, which is characterized by its pitch or frequency. The tones differ from each other by different pitches or frequencies.

[0020] Die Ultraschall-Sensoren sind wie erwähnt zur Ortung von Objekten ausgelegt. Sie senden Ultraschallwellen als sogenanntes Primärsignal aus. Die Ultraschallwellen werden von Objekten reflektiert, welche sich im Erfassungsbereich der Ultraschallkeule befinden. Die reflektierten Ultraschallwellen werden vom Sensor als Sekundärsignal empfangen. Der Ultraschall-Sensor enthält folglich einen Sender und einen Empfänger. Sender und Empfänger sind aufeinander abgestimmt. The ultrasonic sensors are designed as mentioned for locating objects. They emit ultrasonic waves as a so-called primary signal. The ultrasonic waves are reflected by objects located in the detection area of the ultrasonic lobe. The reflected ultrasonic waves are received by the sensor as a secondary signal. The ultrasonic sensor thus includes a transmitter and a receiver. Transmitter and receiver are coordinated.

[0021] Unter dem Begriff «Objekt» sind neben unbelebten Gegenständen, wie Wände oder Mauern, auch Menschen, Tiere und Pflanzen zu verstehen. The term "object" are in addition to inanimate objects, such as walls or walls, people, animals and plants to understand.

[0022] Die Zeitverschiebung zwischen dem Aussenden des Primärsignals und dem Eintreffen des Sekundärsignals ist nun abhängig von der Distanz, welches das geortete Objekt zum Ultraschall-Sensor hat. Die Sensordaten beinhalten folglich eine Distanzinformation. The time shift between the emission of the primary signal and the arrival of the secondary signal is now dependent on the distance which has the located object to the ultrasonic sensor. The sensor data thus includes distance information.

[0023] Die Auswerteeinheit wertet die in den Sensordaten enthaltene Distanzinformation aus, und generiert ein Ausgangssignal für den Tongenerator, aus welchem der Tongenerator einen hörbaren Ton mit einer distanzabhängigen Frequenz erzeugt. Über diesen Ton wird der Anwender über die Anwesenheit eines Objektes vor ihm und über dessen Distanz zu ihm informiert. The evaluation unit evaluates the distance information contained in the sensor data, and generates an output signal for the tone generator, from which the tone generator generates an audible tone with a distance-dependent frequency. This tone informs the user about the presence of an object in front of him and about his distance to him.

[0024] Der erste und zweite Ultraschall-Sensor sind insbesondere so am Grundgerät angeordnet, dass deren Ultraschallkeulen einen Winkel einschliessen. Die Ultraschallkeulen sind dabei voneinander weggerichtet. Dieser Winkel kann 40° bis 80° (Winkelgrade), insbesondere 50° bis 70° betragen. Der Winkel beträgt z.B. 60°. The first and second ultrasonic sensors are in particular arranged on the base unit such that their ultrasonic lobes enclose an angle. The ultrasonic lobes are directed away from each other. This angle can be 40 ° to 80 ° (degrees), in particular 50 ° to 70 °. The angle is e.g. 60 °.

[0025] Die Grundeinheit enthält insbesondere einen dritten Ultraschallsensor, welcher ebenfalls zum Erfassen eines vor der Grundeinheit angeordneten Objektes mittels Ultraschall dient. Der dritte Ultraschall-Sensor ist zwischen dem ersten und zweiten Sensor angeordnet. The basic unit contains in particular a third ultrasonic sensor, which likewise serves to detect an object arranged in front of the basic unit by means of ultrasound. The third ultrasonic sensor is disposed between the first and second sensors.

[0026] Der erste, zweite und dritte Ultraschall-Sensor sind insbesondere so am Grundgerät angeordnet, dass die Ultraschallkeule des dritten Ultraschall-Sensors mit der Ultraschallkeule des ersten und zweiten Ultraschall-Sensors jeweils einen Winkel einschliesst. Die Ultraschallkeulen sind dabei voneinander weggerichtet. Dieser Winkel kann 20° bis 40°, insbesondere 25° bis 35° betragen. Der Winkel beträgt z.B. 30°. The first, second and third ultrasonic sensor are in particular arranged on the base unit, that the ultrasonic lobe of the third ultrasonic sensor with the ultrasonic lobe of the first and second ultrasonic sensor each encloses an angle. The ultrasonic lobes are directed away from each other. This angle can be 20 ° to 40 °, in particular 25 ° to 35 °. The angle is e.g. 30 °.

[0027] Die Ultraschall-Keulen der Sensoren weisen insbesondere keine Überschneidung in ihren Erfassungsbereichen auf. Dadurch soll verhindert werden, dass zwei benachbarte Ultraschall-Sensoren dasselbe Objekt bzw. dieselben Objektbereiche erfassen. In particular, the ultrasonic lobes of the sensors have no overlap in their detection ranges. This is intended to prevent two adjacent ultrasonic sensors from detecting the same object or the same object areas.

[0028] Die oben genannten Winkel sind daher unter anderem vom Erfassungsbereich der Sensoren abhängig. The above-mentioned angles are therefore dependent inter alia on the detection range of the sensors.

[0029] Die Reichweite der Ultraschallsensoren liegt beispielsweise bei mehreren Zentimetern bis ein paar Meter, insbesondere 0.25 m bis 7 m. The range of the ultrasonic sensors is, for example, at several centimeters to a few meters, in particular 0.25 m to 7 m.

[0030] Enthält die Vorrichtung einen ersten, zweiten und dritten Ultraschall-Sensor, wie oben beschrieben, so ist die Vorrichtung insbesondere dafür ausgelegt: aus den Distanzinformationen des dritten Ultraschallsensors mittels des Tongenerators Töne zu erzeugen, deren Frequenz von der jeweiligen Distanz zu dem vom dritten Ultraschallsensor erfassten Objekt abhängig ist, und aus den Distanzinformationen des dritten Ultraschallsensors erzeugte dritte Töne sowohl über den ersten als auch über den zweiten Schallerzeuger auszugeben.If the device contains a first, second and third ultrasonic sensor, as described above, then the device is designed in particular for this purpose: to generate from the distance information of the third ultrasonic sensor by means of the tone generator tones whose frequency depends on the respective distance to the object detected by the third ultrasonic sensor, and to output from the distance information of the third ultrasonic sensor generated third tones both via the first and via the second sound generator.

[0031] Damit die Töne des dritten Ultraschall-Sensors von den Tönen der Seitensensoren unterscheidbar sind, was in gewissen Konstellationen notwendig sein könnte, kann deren Lautstärke von den anderen Tönen verschieden sein. Es ist auch möglich, dass die Unterscheidbarkeit der Töne zwischen dem dritten und den beiden anderen Seitensensoren durch unterschiedlich lange Pausen zwischen den Tönen erreicht wird. Es kann auch sein, dass die Töne der Seitensensoren einen Dauerton bilden, wohingegen zwischen den Tönen des dritten Ultraschall-Sensors Pausen sind, oder umgekehrt. So that the sounds of the third ultrasonic sensor are distinguishable from the sounds of the side sensors, which could be necessary in certain constellations, their volume may be different from the other tones. It is also possible that the distinctness of the tones between the third and the other two side sensors is achieved by pauses between the tones of different lengths. It may also be that the tones of the side sensors form a continuous tone, whereas between the tones of the third ultrasonic sensor are pauses, or vice versa.

[0032] Dank dem Einsatz je eines Ultraschall-Sensors pro Ohl’ und gegebenenfalls eines zentralen, dritten Ultraschall-Sensors, ist es möglich, über die ausgegebenen Töne ein Stereo-Abbild der im Erfassungsbereich befindlichen Objekte zu erzeugen. Thanks to the use of each one ultrasonic sensor per Ohl 'and optionally a central, third ultrasonic sensor, it is possible to generate a stereo image of the objects located in the detection range on the output tones.

[0033] So kann der Anwender durch den Einsatz von wenigstens zwei Ultraschall-Sensoren, aus dessen Sensordaten für jedes Ohr voneinander unabhängige Tonsignale erzeugt werden, feststellen, ob sich ein Objekt direkt vor ihm, links vor ihm oder rechts vor ihm befindet. Dies erleichtert dem Anwender die Bewegung im Raum. Thus, the user can determine by the use of at least two ultrasonic sensors from the sensor data for each ear independent sound signals, determine whether an object is directly in front of him, left in front of him or right in front of him. This facilitates the user's movement in space.

[0034] Es kann vorgesehen sein, dass mit den Ultraschall-Sensoren in kurzen Abständen alternierend, d.h. abwechselnd, Ultraschallmessungen durchgeführt werden. D.h., die Ultraschall-Sensoren führen nicht gleichzeitig sondern nacheinander Messungen durch. Der zeitliche Abstand zwischen den Messungen kann wenige Millisekunden betragen. It may be provided that alternate with the ultrasonic sensors at short intervals, i. E. alternately, ultrasonic measurements are performed. That is, the ultrasonic sensors do not simultaneously but successively perform measurements. The time interval between the measurements can be a few milliseconds.

[0035] Die Ultraschall-Messungen werden entsprechend über eine gemeinsame Steuerung gesteuert. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Ultraschall-Sensoren gegenseitig beeinflussen bzw. stören. The ultrasound measurements are controlled according to a common control. This can prevent the ultrasonic sensors from influencing or interfering with each other.

[0036] Die elektronische Ausweiteeinheit ist, wie erwähnt, zum Auswerten der Sensordaten und zur Generierung eines von der Distanzinformation in den Sensordaten abhängigen Ausgangssignals zur Erzeugung eines Tones mit distanzabhängiger Frequenz ausgelegt. Die elektronische Auswerteeinheit enthält hierzu insbesondere wenigstens einen Mikrocontroller. Die Auswertung der Sensordaten und das Generieren der Ausgangssignale zur Tonerzeugung erfolgt durch den wenigstens einen Mikrocontroller mittels Software-Algorithmen. Für die genannten Datenverarbeitungsprozesse können auch mehrere Mikrocontroller vorgesehen sein. As mentioned, the electronic expander unit is designed to evaluate the sensor data and to generate an output signal dependent on the distance information in the sensor data for generating a tone with a distance-dependent frequency. For this purpose, the electronic evaluation unit contains in particular at least one microcontroller. The evaluation of the sensor data and the generation of the output signals for tone generation is performed by the at least one microcontroller by means of software algorithms. For the data processing processes mentioned, several microcontrollers can also be provided.

[0037] Die Sensordaten können in Form von Analogsignalen vorliegen, welche zur Signal Verarbeitung in die Auswerteeinheit eingespeist werden. Die Analogsignale werden beispielsweise mittels eines Analog-Digital-Umsetzers (ADC) in digitale Signale umgewandelt. Die digitalen Signale entsprechen beispielsweise Zahlenwerten. Aus diesen Zahlenwerten können mittels eines Berechnungs-Algorithmus die dazugehörigen Distanzwerte errechnet werden. The sensor data may be in the form of analog signals, which are fed to the evaluation unit for signal processing. The analog signals are converted, for example by means of an analog-to-digital converter (ADC) into digital signals. The digital signals correspond to numerical values, for example. From these numerical values, the associated distance values can be calculated by means of a calculation algorithm.

[0038] Die Analogsignale werden also vom wenigstens einen Mikrocontroller der Auswerteeinheit verarbeitet. Der Analog-Digital-Wandler ist insbesondere im Mikrocontroller integriert. Bei diesem Vorgang erzeugt der Mikrocontroller basierend auf den eingespeisten Analogsignalen und den in diesen enthaltenen Distanzinformationen mittels entsprechender Software-Algorithmen Ausgangssignale zur Erzeugung von Tönen mit distanzabhängigen Frequenzen. Die Erzeugung der Töne erfolgt insbesondere durch die Schallerzeuger. The analog signals are thus processed by the at least one microcontroller of the evaluation unit. The analog-to-digital converter is integrated in particular in the microcontroller. In this process, the microcontroller generates based on the input analog signals and the distance information contained in these by means of appropriate software algorithms output signals for generating sounds with distance-dependent frequencies. The sound is generated in particular by the sound generators.

[0039] Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung für jeden Ultraschall-Sensor eine Serie von aufeinander folgenden Messungen ausführt. Werden die Messungen zwischen den Ultraschall-Sensoren, wie oben beschrieben, alternierend ausgeführt, so werden die Messserien für die einzelnen Ultraschallsensoren prozessbedingt im gleichen Zeitraum ausgeführt. It can be provided that the device performs a series of successive measurements for each ultrasonic sensor. If the measurements between the ultrasonic sensors, as described above, carried out alternately, so the measurement series for the individual ultrasonic sensors process-related carried out in the same period.

[0040] Die Auswerteeinheit kann nun über einen Software-Algorithmus für die einzelnen Messserien Mittelwerte, d.h. Durchschnittswerte bilden, welche die Basis zur Erzeugung der Ausgangssignale für den Tongenerator bilden. The evaluation unit can now use a software algorithm for the individual measurement series averages, i. E. Form averages, which form the basis for generating the output signals for the tone generator.

[0041] Da der zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Messungen wenige Millisekunden betragen kann, findet die Erfassung einer solchen Messserie immer noch in einem genügend kurzen Zeitraum statt, dass eine Distanzänderung zwischen Anwendung und Objekt das Ergebnis einer Mittelwertbildung nicht verfälschen kann. Since the time interval between the individual measurements can amount to a few milliseconds, the detection of such a measurement series still takes place in a sufficiently short period of time that a change in distance between application and object can not falsify the result of an averaging.

[0042] Dieses Verfahren verhindert, dass dem Anwender durch fehlerhafte Einzelmessungen falsche Distanzinformationen mitgeteilt werden. Zudem gleicht das genannte Verfahren auch messbedingte Abweichungen aus, so dass die an den Anwender ausgegebene Distanzinformation präziser wird. This method prevents the user from being informed of incorrect distance information due to incorrect individual measurements. In addition, said method also compensates for measurement-related deviations so that the distance information output to the user becomes more precise.

[0043] Da im Prinzip auch während der Signal Verarbeitung im Anschluss an die Messung Fehler auftreten können, welche die Daten verfälschen, kann vorgesehen sein, dass das genannte Verfahren erst im Anschluss an die Analog-Digital-Wandlung angewendet wird. Since, in principle, errors may also occur during the signal processing following the measurement, which falsify the data, it can be provided that said method is not applied until after the analog-to-digital conversion.

[0044] Es kann im Weiteren vorgesehen sein, dass die Extremwerte und Ausreisser einer Messserie ausgeschlossen und folglich nicht in die Mittelwertbildung miteinbezogen werden. Dadurch kann verhindert werden, dass fehlerbedingte Extremwerte bzw. Ausreisser den Mittelwert verfälschen. It can be further provided that the extreme values and outliers of a series of measurements excluded and therefore are not included in the averaging. This can prevent erroneous extreme values or outliers from corrupting the mean.

[0045] Die Vorrichtung, das heisst die in der Auswerteeinrichtung bzw. im wenigstens einen Mikrokontroller implementierten Software-Algorithmen sind dabei insbesondere so ausgelegt bzw. konzipiert, dass die Frequenzänderung des Tones pro Distanzeinheit bei abnehmender Distanz zum Objekt grösser wird. Umgekehrt wird die Frequenzänderung des Tones pro Distanzeinheit bei zunehmender Distanz zum Objekt kleiner. Das genannte Mass der Frequenzänderung pro Distanzeinheit steht dabei insbesondere in einer nicht-linearen Beziehung zur Distanz zum Objekt. The device, that is to say the software algorithms implemented in the evaluation device or in the at least one microcontroller, are in particular designed or designed in such a way that the frequency change of the sound per distance unit increases with decreasing distance to the object. Conversely, the frequency change of the tone per unit of distance decreases as the distance to the object increases. The said measure of the frequency change per unit of distance is in particular in a non-linear relationship to the distance to the object.

[0046] In anderen Worten, befindet sich der Ultraschall-Sensor nahe am Objekt so ist die Frequenzänderung des Tones, welche beim Zurücklegen einer bestimmten Distanz D auftritt, grösser als die Frequenzänderung, welche beim Zurücklegen derselben Distanz D, jedoch bei grösseren Abstand zum Objekt auftritt. In other words, if the ultrasonic sensor is close to the object, the frequency change of the sound which occurs when a certain distance D is traveled is greater than the frequency change which occurs when the same distance D is covered, but at a greater distance to the object occurs.

[0047] Dadurch erhält der Anwender in der Nähe von Objekten eine bessere Auflösung der über die Tonfrequenzen wiedergegebenen Distanzänderungen. Dies erlaubt dem Anwender eine präzisere Navigation mittels der Tonsignale in der Nähe eines Objektes. This gives the user in the vicinity of objects a better resolution of reproduced over the sound frequencies distance changes. This allows the user a more precise navigation by means of the sound signals in the vicinity of an object.

[0048] Andererseits ist die Auflösung der über die Tonfrequenzen wiedergegebenen Distanzänderungen in grösserer Distanz geringer. Die geringere Auflösung reicht aus, da kleine Distanzänderungen in grösserem Abstand zum Objekt für den Anwender in der Regel unkritisch sind. Dafür ist der Hörkomfort für den Anwender grösser, da die Frequenzänderungen des Tones bei Distanzänderungen mit zunehmendem Abstand zu einem Objekt geringer werden. On the other hand, the resolution of reproduced over the sound frequencies distance changes at a greater distance is lower. The lower resolution is sufficient, since small distance changes at a greater distance to the object are generally not critical for the user. For the user, the listening comfort is greater, because the frequency changes of the sound become smaller with distance changes with increasing distance to an object.

[0049] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung, das heisst die in der Auswerteeinrichtung bzw. in dem wenigstens einen Mikrokontroller implementierten Software-Algorithmen, so ausgelegt bzw. konzipiert, dass der Verlauf der Frequenzänderung pro Distanzeinheit bei abnehmender Distanz zum Objekt auf einer Logarithmusfunktion basiert. According to a development of the invention, the device, that is to say the software algorithms implemented in the evaluation device or in the at least one microcontroller, is designed or designed in such a way that the course of the frequency change per distance unit decreases with decreasing distance to the object on one Logarithm function based.

[0050] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung, das heisst die in der Auswerteeinrichtung bzw. im Mikrokontroller implementierten Software-Algorithmen, dafür ausgelegt, dass die am ersten und zweiten Schallerzeuger gleichzeitig erzeugten Töne nicht dissonant sind. Diese Töne sollen insbesondere harmonisch sein, damit das Hörempfinden für den Anwender angenehm ist. Dies betrifft insbesondere die aus Sensordaten des ersten Ultraschall-Sensors erzeugten ersten Töne und die aus Sensordaten des zweiten Ultraschall-Sensors erzeugten zweiten Töne. According to a development of the invention, the device, that is to say the software algorithms implemented in the evaluation device or in the microcontroller, is designed so that the tones generated simultaneously at the first and second sound generators are not dissonant. These tones should be particularly harmonious, so that the hearing is comfortable for the user. This relates in particular to the first tones generated from sensor data of the first ultrasonic sensor and the second tones generated from sensor data of the second ultrasonic sensor.

[0051] Hierzu können Software-Algorithmen vorgesehen sein, welche überprüfen, ob die auf Basis der in den Sensordaten enthaltenen Distanzinformationen am ersten und zweiten Schallerzeuger zu erzeugenden Tonfrequenzen dissonant sind. Wird keine Dissonanz festgestellt, so wird das aus den Sensordaten erzeugte Ausgangssignal zur Erzeugung eines Tons unverändert an die jeweiligen Schallerzeuger ausgegeben. For this purpose, software algorithms can be provided which check whether the sound frequencies to be generated at the first and second sound generators based on the distance information contained in the sensor data are dissonant. If no dissonance is detected, the output signal generated from the sensor data for generating a sound is output unchanged to the respective sound generator.

[0052] Wird dahingegen eine Dissonanz festgestellt, so wird wenigstens für einen Schallerzeuger ein frequenzbereinigtes Ausgangssignal erzeugt, welches eine Frequenzkorrektur für den aus diesem Ausgangssignal erzeugten Ton beinhaltet. Der aus dem frequenzbereinigten Ausgangssignal erzeugte Ton weist nun eine Frequenzkorrektur auf, welche derart ist, dass die zeitgleich vom ersten und zweiten Schallerzeuger erzeugten Töne harmonisch sind. If, however, a dissonance is detected, a frequency-adjusted output signal is generated for at least one sound generator which includes a frequency correction for the sound generated from this output signal. The tone generated from the frequency-adjusted output signal now has a frequency correction which is such that the tones generated simultaneously by the first and second sound generators are harmonic.

[0053] Da die oben genannte Frequenzanpassung zur Erzeugung von zueinander harmonischen Tönen im ersten und zweiten Schallerzeuger vergleichsweise geringe Frequenzverschiebungen zur Folge haben, wird die in der Tonfrequenz enthaltene Distanzinformation nur unwesentlich verfälscht. So kann die Frequenzverschiebung beispielsweise in paar Hertz betragen. Die Frequenzänderung aufgrund einer Distanzänderung von einigen Zentimetern kann dahingegen ein Mehrfaches davon betragen. Since the above-mentioned frequency adaptation for generating mutually harmonic tones in the first and second sound generator result in comparatively small frequency shifts, the distance information contained in the audio frequency is only slightly falsified. For example, the frequency shift may be in a few hertz. The frequency change due to a distance change of a few centimeters, however, can amount to a multiple of this.

[0054] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Vorrichtung, das heisst die in der Auswerteeinrichtung bzw. im wenigstens einen Mikrokontroller implementierten Software-Algorithmen, dafür ausgelegt, wenigstens in einem definierten Distanzbereich zwischen Objekt und Ultraschall-Sensor einen Dauerton von veränderlicher Frequenz zu generieren. Auch hier steht die Frequenz des Dauertons in Abhängigkeit zur ermittelten Distanz zu einem Objekt. Gemäss dieser Ausführungsform setzt sich der Dauerton bei Distanzänderungen aus einer unterbruchlosen Abfolge von Tönen unterschiedlicher Frequenzen zusammen. According to a development of the invention, the device, that is to say the software algorithms implemented in the evaluation device or in the at least one microcontroller, is designed to generate a continuous tone of variable frequency at least in a defined distance range between the object and the ultrasonic sensor , Again, the frequency of the continuous tone is dependent on the determined distance to an object. According to this embodiment, the continuous tone in distance changes is composed of a continuous sequence of tones of different frequencies.

[0055] Im Weiteren kann anstelle eines Dauertones auch eine akustisch getrennte Abfolge von Einzeltönen vorgesehen sein. Zwischen den Einzeltönen können Pausen sein. Furthermore, instead of a continuous tone, an acoustically separated sequence of individual tones may also be provided. There may be breaks between the single tones.

[0056] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung bleibt die Lautstärke der erzeugten Töne gleich. Diese Lautstärke kann der Anwender beispielsweise selber an der Vorrichtung einstellen. Folglich ist die Lautstärke gemäss vorliegender Erfindung nicht abhängig von der Distanzänderung zum Objekt, wie dies in anderen Geräten der Fall ist. According to one embodiment of the invention, the volume of the generated sounds remains the same. For example, the user can set this volume himself on the device. Consequently, the volume according to the present invention is not dependent on the distance change to the object, as is the case in other devices.

[0057] Der Kopfhörer kann aus einzelnen Ohrhörern bestehen, welche in das Ohl» gesteckt oder, z.B. über einen Bügel, an der Ohrmuschel befestigt werden. Die beiden Schallerzeuger können auch über einen aufsetzbaren Bügel miteinander verbunden sein. Der Verbindungsbügel kann die Schallerzeuger an den Kopf drücken und so den notwendigen Halt geben. The headphone may consist of individual earphones which are inserted into the ear or, e.g. be attached to the auricle via a bracket. The two sound generators can also be connected to one another via an attachable bracket. The connecting bracket can press the sound generator to the head and thus give the necessary support.

[0058] Gemäss einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der Kopfhörer als Knochenschall-Kopfhörer ausgebildet. Bei diesem Typ von Kopfhörer erfolgt die Weiterleitung von Schall-Schwingungen durch den das Gehörorgan umgebenden Schädelknochen. Der Knochenschall-Kopfhörer überträgt die durch die Schallwellen verursachten Schwingungen über die Schädelknochen per Knochenleitung auf das Gehör, ohne den Weg über das Mittelohr zu gehen. According to a further development of the invention, the headphone is designed as a bone-noise earphone. In this type of headphones, the transmission of sound vibrations by the surrounding the auditory organ skull bone. The bone-sonic headphone transmits the vibrations caused by the sound waves via the cranial bones via bone conduction to the ear, without going the way over the middle ear.

[0059] Der Begriff «Schall» im Zusammenhang mit Schallerzeuger bezieht sich daher in der vorliegenden Anmeldung auf einen erzeugten Ton, wie er von Menschen mit dem Gehör, also dem Ohr-Gehirn-System, auditiv wahrgenommen werden kann. Der Begriff «Schallerzeuger» beschränkt sich folglich nicht ausschliesslich auf die Erzeugung von mittels Luft als Trägermedium dem Ohr zugeführte Schallwellen. Der Begriff «Schallerzeuger» kann auch die Erzeugung von Vibrationen bzw. Schwingungen umfassen, welche auf den Schädelknochen übertragen werden und im Gehör einen Ton erzeugen. The term "sound" in the context of sound generator therefore refers in the present application to a generated sound, as it can be audibly perceived by people with the hearing, so the ear-brain system. Consequently, the term "sound generator" is not limited exclusively to the generation of sound waves supplied to the ear by means of air as a carrier medium. The term "sound generator" may also include the generation of vibrations or vibrations that are transmitted to the skull bone and produce a sound in the ear.

[0060] Der Knochenschall-Kopfhörer weist den Vorteil auf, dass dieser die Ohren frei lässt, so dass der Anwender weiterhin praktisch uneingeschränkt auch Umgebungsgeräusche wahrnehmen kann. The bone-conduction headphones has the advantage that it leaves the ears free, so that the user can continue to perceive ambient sounds virtually without restriction.

[0061] Auch der Knochenschall-Kopfhörer enthält einen ersten Schallerzeuger für das erste Ohl- und einen zweiten Schallerzeuger für das zweite Ohr. Der einzelne Schallerzeuger kann z.B. über einen Bügel an der Ohrmuschel befestigt sein. Die Schallerzeuger können auch über einen Bügel miteinander verbunden sein. Der einzelne Schallerzeuger kann z.B. hinter oder vor der Ohrmuschel am Schädelknochen anliegend ausgelegt sein. The bone-sound headphones also include a first sound generator for the first Ohl and a second sound generator for the second ear. The single sound generator may e.g. be attached to the auricle via a bracket. The sound generators can also be connected to one another via a bracket. The single sound generator may e.g. behind or in front of the pinna on the cranial bone.

[0062] Die Grundeinheit weist insbesondere ein Gehäuse auf, in welchem die Komponenten der Grundeinheit angeordnet sind. Neben den Ultraschall-Sensoren ist insbesondere auch die Auswerteeinheit in der Grundeinheit angeordnet. Ebenfalls können Teile des Tongebers in der Grundeinheit untergebracht sein. The basic unit in particular has a housing in which the components of the basic unit are arranged. In addition to the ultrasonic sensors, the evaluation unit is also arranged in the basic unit. Also, parts of the sounder may be housed in the base unit.

[0063] Das Ausgangssignal kann drahtgebunden, z.B. über ein Kabel, oder drahtlos, z.B. über Funktechnologie, wie Bluetooth, von der Grundeinheit zum Schallerzeuger übermittelt werden. The output signal may be wired, e.g. via a cable, or wireless, e.g. transmitted via radio technology, such as Bluetooth, from the basic unit to the sound generator.

[0064] Die Grundeinheit ist insbesondere zum Tragen im Brustbereich des Anwenders ausgelegt. Die Ultraschallsensoren sind insbesondere zur selben Seite gerichtet, welche in der Gehrichtung des Anwenders liegt. Da der Brustkörper des Anwenders üblicherweise immer in Gehlichtung zeigt, ortet die erfindungsgemässe Vorrichtung im Gegensatz zu einer Ultraschall-Brille immer die in Gehrichtung vor dem Anwender befindlichen Objekte. Dies unabhängig davon, ob der Kopf zur Seite, nach oben oder nach unten geneigt wird. Dadurch wird verhindert, dass der Anwender z.B. ein Objekt überhört, nur weil er zu diesem Zeitpunkt den Kopf gerade zur Seite geneigt hat. The basic unit is designed in particular for wearing in the chest area of the user. The ultrasonic sensors are directed in particular to the same side, which lies in the direction of the user. Since the user's chest usually always points in the direction of the gavel, the device according to the invention always locates the objects in the direction of walking in front of the user, in contrast to ultrasound goggles. This is independent of whether the head is tilted to the side, up or down. This prevents the user, e.g. to miss an object just because at that time it has its head straight to the side.

[0065] Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Grundeinheit im Brustbereich liegt darin, dass die Ultraschallwellen in genügendem Abstand zu den Ohren erzeugt werden, so dass diese sich nicht schädigend auf das Gehör auswirken können. Another advantage of the arrangement of the basic unit in the chest area is that the ultrasonic waves are generated at a sufficient distance from the ears, so that they can not be harmful to the hearing.

[0066] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann hierzu eine Trageinheit mit einer Tragriemeneinrichtung zum Tragen der Trageinheit am Oberkörper enthalten. Die Tragriemeneinrichtung umfasst einen oder mehrere Tragriemen. So können ein oder mehrere Tragriemen über die Schulter und/oder um den Hals und/oder um die Brust geführt sein. For this purpose, the device according to the invention can contain a carrying unit with a carrying strap device for carrying the carrying unit on the upper body. The strap device comprises one or more straps. Thus, one or more straps may be passed over the shoulder and / or around the neck and / or around the chest.

[0067] Die Trageinheit enthält insbesondere ein erstes Verbindungsteil, welches mit der Tragriemeneinrichtung verbunden ist. Die Grundeinheit ist mit einem zweiten Verbindungsteil verbunden oder umfasst dieses. Das zweite Verbindungsteil kann auch Teil des Gehäuses sein. In particular, the carrying unit includes a first connecting part, which is connected to the carrying strap device. The basic unit is connected to or comprises a second connecting part. The second connection part may also be part of the housing.

[0068] Die beiden Verbindungsteile sind zur Herstellung einer magnetischen Verbindung ausgelegt. Hierzu enthält wenigstens eins der Verbindungsteile einen Magneten. Das andere Verbindungsteil ist beispielsweise ferromagnetisch. Dieses Verbindungsteil ist insbesondere aus einem Eisenmetall. The two connecting parts are designed for producing a magnetic connection. For this purpose, at least one of the connecting parts contains a magnet. The other connecting part is ferromagnetic, for example. This connecting part is in particular made of a ferrous metal.

[0069] Die Grundeinheit lässt sich so über eine magnetische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil mit der Trageinheit verbinden. The basic unit can be connected to the support unit via a magnetic connection between the first and second connecting part.

[0070] Ein grosser Vorteil dieser Verbindungstechnik liegt darin, dass die Trageinheit mit dem ersten Verbindungsteil unter den Kleidern getragen werden kann, während die Grundeinheit mit dem zweiten Verbindungsteil über den Kleidern getragen wird. A great advantage of this connection technique is that the support unit can be carried with the first connection part under the clothes, while the basic unit is carried with the second connection part over the clothes.

[0071] Die Erfindung betrifft im Weiteren auch ein Verfahren zur Führung von Sehbehinderten und Blinden unter Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung der oben beschriebenen Art. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus: Ermitteln von Sensordaten mit Distanzinformationen zu einem vor der Grundeinheit befindlichen Objekt mittels des ersten und zweiten Ultraschall-Sensors; Auswerten der Distanzinformationen der Sensordaten durch die Auswerteeinheit und Erzeugen von ersten Ausgangssignalen aus Sensordaten des ersten Ultraschall-Sensors für den ersten Schallerzeuger und Erzeugen von zweiten Ausgangssignalen aus Sensordaten des zweiten Ultraschall-Sensors für den zweiten Schallerzeuger; und Erzeugen erster Töne mit distanzabhängiger Frequenz durch den ersten Schallerzeuger aus den ersten Ausgangssignalen; Erzeugen zweiter Töne mit distanzabhängiger Frequenz durch den zweiten Schallerzeuger aus den zweiten Ausgangssignalen.The invention further relates to a method for guiding visually impaired and blind people using a device according to the invention of the type described above. The method is characterized by the following steps: Determining sensor data with distance information to an object located in front of the basic unit by means of the first and second ultrasonic sensor; Evaluating the distance information of the sensor data by the evaluation unit and generating first output signals from sensor data of the first ultrasonic sensor for the first sound generator and generating second output signals from sensor data of the second ultrasonic sensor for the second sound generator; and Generating first tones at a distance-dependent frequency by the first sound generator from the first output signals; Generating second tones with distance-dependent frequency by the second sound generator from the second output signals.

[0072] Enthält die Vorrichtung einen zwischen dem ersten und zweiten in der Grundeinheit angeordneten dritten Ultraschall-Sensor, so werden folgende Schritte ausgeführt: Ermitteln von Sensordaten mit Distanzinformationen zu einem vor der Grundeinheit befindlichen Objekt mittels des dritten Ultraschall-Sensors; Auswerten der Distanzinformationen der Sensordaten durch die Auswerteeinheit und Erzeugen von dritten Ausgangssignalen aus den Sensordaten des dritten Ultraschall-Sensors für den ersten und zweiten Schallerzeuger; und Erzeugen dritter Töne mit distanzabhängiger Frequenz durch den ersten und zweiten Schallerzeuger aus den dritten Ausgangssignalen.If the device contains a third ultrasonic sensor arranged between the first and second in the basic unit, the following steps are carried out: Determining sensor data with distance information to an object located in front of the basic unit by means of the third ultrasonic sensor; Evaluating the distance information of the sensor data by the evaluation unit and generating third output signals from the sensor data of the third ultrasonic sensor for the first and second sound generator; and Generating third tones with distance-dependent frequency by the first and second sound generator from the third output signals.

[0073] Die gleichzeitig am ersten und zweiten Schallerzeuger erzeugten dritten Töne sind entsprechend identisch. Diese Töne überlagern sich mit ersten bzw. zweiten Tönen von den Sensordaten des ersten bzw. zweiten Ultra-Schallsensors. The third tones generated simultaneously on the first and second sound generators are correspondingly identical. These tones are superimposed with first and second tones of the sensor data of the first and second ultrasonic sensor.

[0074] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann einen Dauerton von ändernder Frequenz generiert werden, wobei die Frequenz des Dauertons in Abhängigkeit zur ermittelten Distanz zu einem Objekt steht. Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung unabhängig von der Erfassung eines Objektes einen permanenten Dauerton erzeugt, welcher dem Anwender zeigt, dass die Vorrichtung in Betrieb ist. According to one embodiment of the invention, a continuous tone of changing frequency can be generated, wherein the frequency of the continuous tone is dependent on the determined distance to an object. It can be provided that the device generates a permanent continuous tone independently of the detection of an object, which shows the user that the device is in operation.

[0075] Es kann auch vorgesehen sein, dass der Dauerton erst beim Annähern an ein Objekt ab einer minimalen Distanz einsetzt und beim Entfernen vom Objekt ab einer maximalen Distanz zum Objekt aufhört. It can also be provided that the continuous tone only begins when approaching an object from a minimum distance and stops when removing the object from a maximum distance to the object.

[0076] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: <tb>Fig. 1 :<SEP>eine Frontansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung, wie sie von einem Anwender getragen wird; <tb>Fig. 2 :<SEP>eine schematische Darstellung der Anordnung der Ultraschall-Sensoren von oben betrachtet; <tb>Fig. 3 :<SEP>einen schematischen Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung; <tb>Fig. 4 :<SEP>eine Seitenansicht einer an einer Trageinheit befestigten Grundeinheit; <tb>Fig. 5 :<SEP>eine Seitenansicht eines Kopfhörers der Vorrichtung wie er vom Anwender getragen wird.In the following, the subject invention will be explained in more detail with reference to embodiments which are illustrated in the accompanying drawings. Each show schematically: <Tb> FIG. 1: <SEP> is a front view of a device according to the invention, as carried by a user; <Tb> FIG. 2: <SEP> a schematic representation of the arrangement of the ultrasonic sensors viewed from above; <Tb> FIG. 3: <SEP> a schematic structure of the device according to the invention; <Tb> FIG. 4: <SEP> is a side view of a base unit attached to a support unit; <Tb> FIG. 5: <SEP> A side view of a headphone of the device as worn by the user.

[0077] Die in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungen der Erfindung. The embodiments shown in FIGS. 1 to 5 show possible embodiments of the invention.

[0078] Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 gemäss Fig. 1 umfasst eine Grundeinheit 2, welche an einer Trageinheit befestigt an der Brust getragen wird. Die Trageinheit enthält einen Tragriemen in Form eines Brustgurtes 9, welcher um die Brust getragen wird. The device 1 according to the invention according to FIG. 1 comprises a basic unit 2 which is carried on a support unit and is worn on the chest. The carrying unit includes a carrying strap in the form of a chest strap 9, which is worn around the chest.

[0079] Gemäss einer besonderen Ausführungsform nach Fig. 4 ist am Brustgurt 9 ein erstes Verbindungsteil 17 befestigt. Die Grundeinheit 2 enthält ein zweites Verbindungsteil 18. Eines der beiden Verbindungsteile 17, 18 enthält einen Magneten. Das andere Verbindungsteil 17, 18 ist ferromagnetisch ausgebildet. So kann der Brustgurt 9 mit dem ersten Verbindungsteil 17 unter der Kleidung 19 getragen werden, während die Grundeinheit 2 mit dem zweiten Verbindungsteil 18 über der Kleidung 19 getragen wird, wobei die Verbindungsteile 17, 18 über die dazwischen liegende Kleidung 19 miteinander verbunden sind. Es sind jedoch auch andere Verbindungsarten zwischen Grundeinheit 2 und Trageinheit möglich. So muss der Brustgurt 9 nicht zwingend unter der Kleidung 19 getragen werden. According to a particular embodiment of FIG. 4, a first connecting part 17 is attached to the chest belt 9. The basic unit 2 contains a second connecting part 18. One of the two connecting parts 17, 18 contains a magnet. The other connecting part 17, 18 is ferromagnetic. Thus, the chest strap 9 can be worn with the first connection part 17 under the clothes 19, while the base unit 2 is carried with the second connection part 18 over the clothes 19, the connection parts 17, 18 being connected to each other via the clothes 19 therebetween. However, other types of connection between base unit 2 and support unit are possible. Thus, the chest belt 9 does not necessarily have to be worn under the clothing 19.

[0080] Die Grundeinheit 2 enthält einen ersten Ultraschall-Sensor 3, einen zweiten Ultraschall-Sensor 4 und einen zwischen dem ersten und zweiten Ultraschall-Sensor 3, 4 angeordneten dritten Ultraschall-Sensor 5. Die drei Ultraschall-Sensoren 3, 4, 5 sind nach vorne zur Gehrichtung G des Anwenders hin gerichtet. Der erste und zweite Ultraschall-Sensor 3, 4 sind gemäss Fig. 2 in einem Winkel von rund 60° zueinander angeordnet. Der Winkel kann jedoch auch von 60° abweichen. Dadurch erfassen der erste und zweite Ultraschall-Sensor 3, 4 insbesondere zur linken und rechten Seite vor dem Anwender angeordnete Objekte. The basic unit 2 comprises a first ultrasonic sensor 3, a second ultrasonic sensor 4 and a third ultrasonic sensor 5 arranged between the first and second ultrasonic sensors 3, 4. The three ultrasonic sensors 3, 4, 5 are directed forwards to the direction G of the user. The first and second ultrasonic sensor 3, 4 are arranged according to FIG. 2 at an angle of approximately 60 ° to each other. However, the angle can also differ from 60 °. As a result, the first and second ultrasonic sensors 3, 4 detect objects arranged in front of the user, in particular to the left and right sides.

[0081] Der dritte Ultraschall-Sensor 5 ist in Gehrichtung G ausgerichtet und erfasst daher die direkt vor dem Anwender angeordneten Objekte. Der dritte Ultraschall-Sensor 5 schliesst mit dem ersten und zweiten Ultraschall-Sensor 3,4 gemäss Fig. 2 jeweils einen Winkel von rund 30° ein. Der Winkel kann jedoch auch von 30° abweichen. The third ultrasonic sensor 5 is aligned in the direction G and therefore detects the objects arranged directly in front of the user. The third ultrasonic sensor 5 encloses an angle of approximately 30 ° with the first and second ultrasonic sensor 3,4 according to FIG. 2. However, the angle can also deviate from 30 °.

[0082] Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 enthält neben den drei bereits genannten Ultraschall-Sensoren 3, 4 und 5 eine elektronische Auswerteeinheit 6 mit einem Mikrokontroller. Die elektronische Auswerteeinheit 6 dient der Verarbeitung der in den Sensordaten enthaltenen Distanzinformationen und der Erzeugung von Ausgangssignalen für den Tongenerator 7 aus den Distanzinformationen der Sensordaten. Der Tongenerator 7 erzeugt über die Schallerzeuger 14, 15 aus den Ausgangssignalen die entsprechenden Töne mit distanzabhängigen Frequenzen. The device 1 according to the invention contains, in addition to the three already mentioned ultrasonic sensors 3, 4 and 5, an electronic evaluation unit 6 with a microcontroller. The electronic evaluation unit 6 is used to process the distance information contained in the sensor data and the generation of output signals for the tone generator 7 from the distance information of the sensor data. The tone generator 7 generates the corresponding tones with distance-dependent frequencies via the sound generators 14, 15 from the output signals.

Claims (14)

1. Vorrichtung (1) zur Führung von Sehbehinderten und Blinden mit einer tragbaren Grundeinheit (2) enthaltend eine Sensoreinrichtung mit mindestens einem ersten und zweiten Ultraschall-Sensor (3, 5), welche voneinander beabstandet in der Grundeinheit (2) angeordnet sind, zum Erfassen eines vor der Grundeinheit (2) befindlichen Objekts mittels Ultraschall, ferner mit einer elektronischen Auswerteeinheit (6) zum Auswerten der in den Sensorendaten enthaltenen Distanzinformationen, und mit einem Tongenerator (7) zum Erzeugen von Tönen in Abhängigkeit von den Distanzinformationen, umfassend einen ersten und zweiten Schallerzeuger (13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) dafür ausgelegt ist: – aus den Distanzinformationen mittels des Tongenerators (7) Töne zu erzeugen deren Frequenz von der jeweiligen Distanz zu dem vom betreffenden Ultraschall-Sensor (3, 5) erfassten Objekt abhängig ist, – aus den Distanzinformationen des ersten Ultraschall-Sensor (3) erzeugte erste Töne ausschliesslich über den ersten Schallerzeuger (13) und aus den Distanzinformationen des zweiten Ultraschall-Sensor (5) erzeugte zweite Töne ausschliesslich über den zweiten Schallerzeuger (14) auszugeben.1. Device (1) for guiding visually impaired and blind with a portable base unit (2) comprising a sensor device with at least one first and second ultrasonic sensor (3, 5), which are spaced from each other in the base unit (2), for Detecting an object located in front of the basic unit (2) by means of ultrasound, further comprising an electronic evaluation unit (6) for evaluating the distance information contained in the sensor data, and having a tone generator (7) for generating sounds in dependence on the distance information, comprising a first and second sound generator (13, 14), characterized in that the device (1) is designed for: To generate sounds from the distance information by means of the tone generator (7) whose frequency depends on the respective distance to the object detected by the relevant ultrasound sensor (3, 5), - Output from the distance information of the first ultrasonic sensor (3) generated first tones exclusively on the first sound generator (13) and from the distance information of the second ultrasonic sensor (5) generated second tones exclusively on the second sound generator (14). 2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Ultraschall-Sensor (3, 5) so angeordnet sind, dass deren Ultraschallkeulen (10, 12) einen Winkel von 20° bis 100°, insbesondere von 50° bis 70° einschliessen.2. Device according to claim 1, characterized in that the first and second ultrasonic sensor (3, 5) are arranged so that the ultrasonic lobes (10, 12) an angle of 20 ° to 100 °, in particular from 50 ° to 70 Include °. 3. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundeinheit (2) einen dritten Ultraschall-Sensor (4) zum Erfassen eines vor der Grundeinheit (2) angeordneten Objektes mittels Ultraschall enthält, wobei der dritte Ultraschall-Sensor (4) zwischen dem ersten und zweiten Ultraschall-Sensor (3, 5) angeordnet ist.3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized in that the base unit (2) comprises a third ultrasonic sensor (4) for detecting an object arranged in front of the base unit (2) by means of ultrasound, wherein the third ultrasonic sensor ( 4) between the first and second ultrasonic sensor (3, 5) is arranged. 4. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) zum Ermitteln von Distanzinformationen aus den Sensordaten ausgelegt ist und die Vorrichtung (1) dafür ausgelegt ist: – aus den Distanzinformationen des dritten Ultraschall-Sensors (4) mittels des Tongenerators (7) Töne zu erzeugen, deren Frequenz von der jeweiligen Distanz zu dem vom dritten Ultraschall-Sensor (4) erfassten Objekt abhängig ist, und – aus den Distanzinformationen des dritten Ultraschall-Sensors (4) erzeugte dritte Töne sowohl über den ersten als auch über den zweiten Schallerzeuger (13, 14) auszugeben.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the evaluation unit (6) is designed for determining distance information from the sensor data and the device (1) is designed for: To generate from the distance information of the third ultrasonic sensor (4) by means of the tone generator (7) sounds whose frequency depends on the respective distance to the third ultrasonic sensor (4) detected object, and - Output from the distance information of the third ultrasonic sensor (4) generated third tones both on the first and on the second sound generator (13, 14). 5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallerzeuger (13, 14) Teil eines Knochenschall-Kopfhörer sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sound generators (13, 14) are part of a bone-noise headphones. 6. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) so ausgelegt ist, dass die Frequenzänderung des Tones pro Distanzeinheit bei abnehmender Distanz zum Objekt grösser wird.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device (1) is designed so that the frequency change of the tone per distance unit with increasing distance to the object is greater. 7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Frequenzänderung pro Distanzeinheit bei abnehmender Distanz zum Objekt auf einer Logarithmusfunktion basiert.7. The device according to claim 6, characterized in that the course of the frequency change per distance unit is based on decreasing distance to the object on a logarithmic function. 8. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) dafür ausgelegt ist, dass die durch den ersten und zweiten Schallerzeuger (13, 14) gleichzeitig erzeugten Töne nicht dissonant sind.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the device (1) is designed so that the sounds generated by the first and second sound generators (13, 14) are not dissonant simultaneously. 9. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) dafür ausgelegt ist einen Dauerton von ändernder Frequenz zu generieren, wobei die Frequenz des Dauertons in Abhängigkeit zur ermittelten Distanz zu einem Objekt steht.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the device (1) is adapted to generate a continuous tone of changing frequency, wherein the frequency of the continuous tone is dependent on the determined distance to an object. 10. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Trageinheit mit wenigstens einem Tragriemen (9) zum Tragen der Grundeinheit (2) auf der Brust des Anwenders umfasst.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the device (1) comprises a support unit with at least one carrying strap (9) for supporting the base unit (2) on the chest of the user. 11. Vorrichtung gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinheit wenigstens ein mit einem mit dem wenigstens einen Tragriemen verbundene erstes Verbindungsteil (17) enthält, und die Grundeinheit (2) mit einem zweiten Verbindungsteil (18) verbunden ist, und die Grundeinheit (2) über eine magnetische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil (17, 18) mit der Trageinheit verbindbar ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the support unit includes at least one connected to the at least one strap first connecting part (17), and the base unit (2) with a second connecting part (18) is connected, and the basic unit ( 2) via a magnetic connection between the first and second connecting part (17, 18) is connectable to the support unit. 12. Verfahren zur Führung von Sehbehinderten und Blinden unter Verwendung einer Vorrichtung (1) gemäss den Ansprüchen 1 bis 11, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Ermitteln von Sensordaten mit Distanzinformationen zu einem vor der Grundeinheit (2) befindlichen Objekt mittels des ersten und zweiten Ultraschall-Sensors (3, 4); – Auswerten der Distanzinformationen der Sensordaten durch die Auswerteeinheit (6) und Erzeugen von ersten Ausgangssignalen aus Sensordaten des ersten Ultraschall-Sensors (3) für den ersten Schallerzeuger (13) und Erzeugen von zweiten Ausgangssignalen aus Sensordaten des zweiten Ultraschall-Sensors (4) für den zweiten Schallerzeuger (14); und – Erzeugen erster Töne mit distanzabhängiger Frequenz durch den ersten Schallerzeuger (13) aus den ersten Ausgangssignalen; – Erzeugen zweiter Töne mit distanzabhängiger Frequenz durch den zweiten Schallerzeuger (14) aus den zweiten Ausgangssignalen.12. A method for guiding visually impaired and blind using a device (1) according to claims 1 to 11, characterized by the following steps: - Detecting sensor data with distance information to an object located in front of the basic unit (2) by means of the first and second ultrasonic sensor (3, 4); Evaluating the distance information of the sensor data by the evaluation unit and generating first output signals from sensor data of the first ultrasonic sensor for the first sound generator and generating second output signals from sensor data of the second ultrasonic sensor for the second sound generator (14); and - generating first tones with distance-dependent frequency by the first sound generator (13) from the first output signals; - Generating second sounds with distance-dependent frequency by the second sound generator (14) from the second output signals. 13. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen zwischen dem ersten und zweiten in der Grundeinheit (2) angeordneten dritten Ultraschall-Sensor (5) enthält, mit folgenden Schritten: – Ermitteln von Sensordaten mit Distanzinformationen zu einem vor der Grundeinheit (2) befindlichen Objekt mittels des dritten Ultraschall-Sensors (5); – Auswerten der Distanzinformationen der Sensordaten durch die Auswerteeinheit und Erzeugen von dritten Ausgangssignalen aus den Sensordaten des dritten Ultraschall-Sensors (5) für den ersten und zweiten Schallerzeuger (13, 14); und – Erzeugen dritter Töne mit distanzabhängiger Frequenz durch den ersten und zweiten Schallerzeuger (13, 14) aus den dritten Ausgangssignalen.13. The method according to claim 12, characterized in that the device (1) between the first and second in the basic unit (2) arranged third ultrasonic sensor (5), comprising the following steps: - Detecting sensor data with distance information to an object located in front of the basic unit (2) by means of the third ultrasonic sensor (5); - Evaluating the distance information of the sensor data by the evaluation unit and generating third output signals from the sensor data of the third ultrasonic sensor (5) for the first and second sound generator (13, 14); and Generating third tones with distance-dependent frequency by the first and second sound generators (13, 14) from the third output signals. 14. Verfahren gemäss Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dauerton von veränderlicher Frequenz generiert wird, wobei die Frequenz des Dauertons abhängig von Distanz zu einem durch den Ultraschall-Sensor erfassten Objekt ist.14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that a continuous tone of variable frequency is generated, wherein the frequency of the continuous tone is dependent on distance to an object detected by the ultrasonic sensor.