CN114008717A - 盲人的定向辅助*** - Google Patents

Abstract

本发明是盲人的辅助设备的一部分，尤其是专用定向***的一部分。特别地，本***既适用于家庭辅助又适用于户外，有利地解放用户的双手。

Description

盲人的定向辅助***

技术领域

本发明是盲人的辅助设备的一部分，尤其是专用定向***的辅助设备的一部分。

背景技术

众所周知，对于盲人或视力不佳的人来说，最大的不便之一是在封闭环境中以及尤其是在开放环境中的定向困难。

一般来说，我们可以说盲人和视力不佳的人对周围熟悉的空间形成了“心理地图”；对于在他/她存在期间失明的身体健全的人来说，这张地图是从记忆中形成的；对于天生的盲人来说，构成地图的细节来自于通过触摸对环境的了解。任何来自外部的新输入都会不断更新和扩展周围空间的这种心理表示。更具体地说，盲人的主要问题在于，在通过触摸识别出一个已知的参考点(该参考点允许参考地图本身，通过定义某种“心理北”来指出他/她所在的点)之前，无法正确解释所述心理地图，盲人只能直行，每一步对应一个真实的测量单位。在识别出随后的触觉参考点后，对象会停下来，一旦决定去哪一边，心理地图就会返回重新定位自身，让人重新开始旅程。

迄今为止，已经设计出***来促进盲人的定向，但是这些***并没有取得很大成功，特别是，例如，这是iBeacon***：Apple开发的技术，配置为室内定位***，由使用蓝牙低功耗无线(BLE)为iPhone和IOS设备(或最新一代Android智能手机)提供本地化服务的发射器构成。在实践中，使用称为“信标”的低成本蓝牙发射器，将信号发送到IOS或ANDROID设备，安装的应用程序处理它们并通过执行编程操作(例如访问网络或向设备发送通知)进行响应。

基本上，如果个人拥有与iBeacon***兼容的设备并经过有信标发射器的点，信标设备会锁定兼容设备并发送信息，例如有关其安装位置的信息。与此信息相关地，iBeacon的功能采取的形式是在安装相关应用程序后以书面弹出窗口(随后通过画外音(Voice-over)转换为音频)的形式向智能手机视频发送通知。

这个功能显然不是很有效，对于盲人来说根本不实用，因为他/她的双手被智能手机占用，因此发现行动的自主性受到限制，特别不利之处指向了没有视觉交互就很难管理的设备(智能手机)。

此外，该***非常昂贵，因为它必须考虑到例如购买支持BLE协议的智能手机设备，以及再次购买任何许可证以激活所述信标的功能。

因此，以一种完全不利的方式，成本和(最重要的是)必须用手来管理智能手机的需要极大地限制了盲人用户使用这种***的可能性。

本发明的一个目的是描述一种用于视觉有障碍的人的定向辅助***，该***不是累赘，尤其是解放他们的双手。

本发明的另一个目的是描述一种用于视觉有障碍的人的定向辅助***，其使用简单且快速。

本发明的另一个目的是描述一种用于视觉有障碍的人的辅助***，其在购买和使用方面都是经济的。

本发明的另一个目的是让盲人在家中和外出时能够自主。

本发明的另一个目的是描述一种盲人的辅助***，涉及的每个用户和每个操作员都可以接触到。

发明内容

由于盲人的创新定向辅助***，这些和进一步的目的将实现，其中所述***包括至少第一固定无线电设备，其充当接收器和/或发射器，位于任何内部或外部位置，以及至少一个另外的移动无线电设备，以及至少一个连接到至少一个固定无线电设备的远程服务器，所述第一移动无线电设备被提供给至少一个用户，其特征在于包括至少一个另外的第二固定无线电接收器/发射器设备，所述第一固定无线电设备是主设备，所述远程服务器连接到所述主设备，所述主设备连接到至少所述第二固定从设备，所述至少一个从设备能够与至少所述第一移动无线电设备连接，所述第一移动无线电设备包括至少两个无线电模块，例如蓝牙，并且可以容纳在第一可穿戴配件中；所述***包括至少一个第二移动无线电设备(接收器/发射器)，包括至少一个无线电模块，所述第二移动无线电设备容纳在第二可穿戴配件中，所述第二移动无线电设备适于将至少一个语音消息发送到用户，所述第一和第二设备适于相互连接，所述第一移动无线电设备适于与所述第二从设备连接，随后所述第一移动无线电设备适于与所述第二移动无线电设备连接，向所述第二移动设备提供至少一个音频消息以进行通信，用户在封闭/开放空间中找到他/她的路。

所述第一穿戴式配件通过所述无线电模块连接至所述第二穿戴式配件；所述第一主设备包括至少两个无线电模块，例如蓝牙和Wi-Fi，以连接到至少一个或多个另外的从设备。

所述第一可穿戴配件例如为手环，而所述第二可穿戴配件例如为耳机。然而，所述第一可穿戴配件是项链、手表、腰带或其他可以舒适穿戴而不会妨碍手的配件。

在一个实施例中，所述第一可穿戴配件还包括陀螺仪。

所述***可选地还包括另外的固定辅助设备，所述另外的固定辅助设备包括无线电接收器/发射器设备，所述无线电接收器/发射器设备包括例如蓝牙模块并且包括适合于发送声音和发光警告的装置。

(请注意，这里不会讨论用于实现智能手环或智能手表等的已知技术，而只会讨论其中引入的创新方面或适用于本发明感兴趣的目的的类似配件。)

此外，第二移动设备也包括至少一个扬声器和电子设备，可以是经典的耳机或耳环，或集成在帽子或一副眼镜的镜腿中，或配备夹子(或别针)，以将它钩在用户衣服上便于听到的区域(例如夹克或衬衫翻领)。例如，将至少一个第一主设备定位在配备有WI-FI连接的封闭或开放空间中，以连接到云服务器，(其中包含以下信息：主设备、从设备和移动设备的所有者，主设备和从设备的定位，还与它们所在的位置有关的相应主设备和从设备的标识)，例如，一个或多个从设备位于主设备的无线电信号覆盖的距离处以连接到它，并且当穿戴者或用户与第一从设备处于给定距离时，能够通过无线电由所述第一移动设备链接。

基本上，在公共和/或私人封闭和开放空间中，例如家庭、药房、商店、公园、公共交通、公共汽车站等，主设备和相关从设备可以被定位成覆盖至少感兴趣的区域。

因此，当用户接近第一从设备时，用户将收到来自第二移动设备的语音消息，从设备将通过无线电将所需的消息传送给第一移动设备，而第一移动设备将其传送给第二移动设备。

因此，以极其有利的方式，所述***允许盲人用户接收关于障碍物的警告消息或关于兴趣点的警告消息。

进一步，将更详细地了解。

在一个实施例中，可以发出声音以警告盲人两个移动设备之间的连接。

该***在第一激活阶段包括一系列步骤和动作，这些步骤和动作用于激活***的各个部分，所述步骤可能被视为或可能不被视为描述***的操作的相关方法的步骤：

-由用户穿戴移动设备一和二；

-通过无线电将至少一个主设备连接到远程(云)服务器；

-通过无线电将所述主设备连接到至少一个(或多个)另外的接收器和/或从设备；

-通过无线电连接第一和第二可穿戴配件(例如连接手环和耳机)；

-利用所有者的证件及其个人数据，在云服务器上注册集成在可穿戴配件中的固定设备和移动设备；

-配置和定制一个或多个固定主设备和/或从设备作为标记，或指示位置/情况等，一旦所述至少一个可穿戴设备连接到其，就将数据发送到所述至少一个可穿戴设备；

此外，还包括该创新***的最具特色的阶段，例如：

-当第一可穿戴配件进入由固定接收器/发射器(从设备)发射的无线电场时，通过注册期间存储在云上的数据识别主要可穿戴设备，随后通过蓝牙连接例如主要可穿戴配件和从设备；

-将数据从云端发送到主固定设备，随后发送到主要可穿戴配件所连接的从固定设备；

-由主要可穿戴设备解码数据并将所述数据发送到次要可穿戴设备；

-至少通过音频和/或视觉装置表示次要可穿戴设备上接收到的数据；

-可选地，由主固定设备将所述数据发送到从设备，并且可以例如在所述从设备上以音频和视觉形式表示所述数据；

-一个或多个用户(U)在开放和/或封闭空间中安全地定位，保持手空闲。

可以观察到，有一个已知技术的例子，例如文献中描述的“DOVI”***，虽然乍一看与本发明相似，但在概念上却与之背道而驰，实际上，主要区别恰恰在于在两个***的概念上；DOVI是已知技术中通常所理解的真实“导航器”，本质上它返回到触觉显示器上的是地图内逐步的地理定位。

另一方面，本发明所描述的***领先一步，当音频信息到达主设备或从设备的动作范围内时提供音频信息(可由用户随意配置)；给出的信息可以是例如设备的名称、距离、方向以及设备附近的建筑屏障警报，***还配备有声音传感器，进一步指示设备的位置；因此，与已知***不同，本发明预测盲人的任何移动，并在他们到达配备有该设备的区域之前很好地警告他们。

目前的***要简单得多，每个***的基本组件数量实际上只有两个。

使用范围要广泛得多，实际上本***完全适用于室内和室外，而不是这里所说的已知***基本上只适用于室内环境。

以一种特别有利的方式，由于本***，用户的手始终是空闲的，并且他/她必须穿戴单个紧凑的无干扰设备，语音消息通过耳机接收，既不笨重也不具有侵入性。

已知***意味着用户穿戴脚踝设备并且他/她可以在运动期间查阅盲文掌上电脑，这非常不舒服并且限制了使用的简单性。

此外，对于本***，每个环境三个标签就足够了，而对于DOVI***，需要每1.5米放置一个映射标签，这种安装的繁重是众所周知的。

从这个描述性图片来看，这两个***在技术和结构的角度以及功能的角度都存在显著差异。

以一种特别有利的方式，除了实用的耳机之外，该***的“便携式”部分被制成并集成到一个简单的配件中或者是舒适的口袋大小。

已知***意味着用户同时穿戴至少四个设备，可以立即推断出这对于用户来说是多么烦人和令人沮丧，并且客观上难以应用于日常生活的辅助。

附图说明

由于本发明描述的盲人的创新定向辅助***而获得的这些和进一步的优点将参考附图得到更好的阐明和描述，附图对本发明的内容具有解释性和非限制性目的。

图1显示了***的示意性总成，包括其物理部件和功能；

图2显示了在开放空间中的应用示例。

具体实施方式

图1显示了盲人的定向辅助***1的优选实施例的架构的图形示例，其中主标记2通过Wi-Fi连接到云/服务器3和两个从标记4和4'，继而从标记4例如通过蓝牙连接到主要移动设备5，如已经提到的集成在例如穿戴在盲人用户的手腕上的手环5a中，即可穿戴配件，所述手环5a通过蓝牙连接到辅助可穿戴配件，例如戴在盲人用户的耳中的耳机(此处未显示)。

手环5(为方便起见，可以概括为主要移动设备/配件组件)可以在距离标记4预定距离时通过无线电连接到标记4，可以为每个标记设置所述距离，例如通过作用于发射的信号强度无线电。当配对时，手环5a随后被云服务器3识别。

在标记的预安装的第一阶段，与标记2、4、4'和设备/手环5，5a有关的所有信息都记录在服务器/云3上，特别是例如基于计算和存储功能的服务器/云3将被布置，用于终端用户通过网页、IOS或Android应用程序进行注册，以同意按照国际指示获取他们的数据，***个人数据和更多数据，例如关于一个或多个标记的定位信息、优选地记录和管理要传输到手环的语音消息以及任何其他可以随意编程或实现的东西。云服务器还能够记录有关一个或多个手环的所有者的信息。

每个单独的标记4、4'…4n在设置并与在预安装阶段生成的用户代码相关联后，每次与手环5进行配对，即当手环靠近标记4时，它传输数据，例如手环识别、连接日期和时间、标记识别。所述云或服务器因此将验证所述标识符在数据库中的存在，并且仅利用该信息，将有可以执行的多个动作，例如，跟踪设备的所有者并定位它。

除此之外，以完全创新和有利的方式，数据将通过主标记2…2n和从标记4…4n从云3发送到手环5…5n，其被转换成音频格式并由手环5传输到耳机6…6n，耳机将通过音频消息通知盲人用户，该音频消息由先前在服务器上输入并且与所述手环5所连接的那个标记4有关的信息组成。特别是，仍然以完全创新的方式，盲人可以例如被告知靠近障碍物(台阶)、危险(路口)、商业活动、旅游信息等。

此外，配备有陀螺仪设备的手环5a将能够提供关于对象运动的数据，特别是可以监测对人的潜在危险的任何状态，例如通过比较或长或短的一段时间的陀螺仪数据。由于这些数据必须随时间保持不变并由同一标记传输，因此它们可能表明没有运动，因此可能存在故障。在这种情况下，识别一般信息和输入的与所有者相关的联系人的云/服务器可以立即提醒例如家庭成员进行调查。

此外，由于对这些人的优先运动的评估，与手环的所有盲人所有者相关的数据的分析可能会建议改进基础设施和建筑障碍。

图2显示了在外部环境中使用的盲人1的创新定向辅助***的典型案例。

穿戴与耳机6a相关联的手环5a的用户U(要清楚：可穿戴设备6a是或包括辅助移动设备6)接近安装有至少一个标记(从标记)4的药房，手环进入标记的动作范围，通过来自云服务器的查询(通过从标记、主标记和云之间的数据传递)识别所述手环，如果手环设备在***上注册了，则从从标记的服务器发送数据，表征发生上述连接。所述数据将例如被编码为声乐，然后从服务器传递到主标记，从标记，手环，最后传递到耳机，该数据将作为声音消息发送给用户；在这种情况下，消息可以是简单的警告，提醒正在药房前，或进入前注意台阶。

在该***的变体中，还可以有辅助固定设备7，其可以警告药房工作人员盲人正在接近，用声学和发光装置警告所雇用的工作人员。同理，利用所述声学装置，所述辅助固定装置可以邀请盲人顾客等待负责人的到来，来协助他。

然而，继续旅程，用户U的手环5将遇到另外的从标记4'，如先前针对所有数据通道所描述的，其将能够通知由交通灯管制的十字路口的存在。

需要说明的是，在所述主要可穿戴设备5或手环上，可以有按钮，用于在进入从标记的动作领域时收听接收到的消息。

在相同的操作模式下，通过放置至少一个主标记和各种从标记，所述***1还可以安装在家中，来警告楼梯，在走廊中定向(例如“您在厨房门前”)，从而极大地方便了盲人甚至在封闭空间内的定向。

请注意，极端创新和肯定的优势在于，盲人用户只需听声音即可被引导，无需用手，也无需拥有智能手机，因为手环是影响最小的配件，以及对大多数人来说价格不高且易于使用。

在创新的变体中，所述盲人定向辅助***可以通过使用正常视力的人的主要可穿戴设备(手环x)来表示。这将配备显示器、振动传感器和“空闲/忙碌”按钮。

这款X手环将由视力正常的人使用，他们自愿参加社会服务(在购物或其他任务中陪伴盲人或跟随他们)。手环的任务将是，一旦打开并置于空闲(FREE)模式，当附近有盲人时就通过振动发出警告。振动后，显示器会显示检测到相关人员通过的标记的地址；一旦到达用户(配备有手环)，手环x上的“忙碌”模式可以被激活，这意味着从那一刻起，穿戴它的志愿者将陪伴并为盲人提供帮助。

如上所述，所有这些信息、数据交换等都将通过无线电链路进行管理和存储在至少一个云服务器上。

最后，进一步发展的可能性可能是在盲人身上引入额外的可穿戴设备，例如配备有相机的眼镜，它也可以独立识别放置在盲人路径上的可能的实体障碍物，始终与手环通信，然后在耳机中接收音频信息。如前所述，这些眼镜还可以配备有第二可穿戴设备，该设备将能够向用户传输语音消息。

显然，用于视觉有障碍的人的创新辅助***1能够解决已知技术的上述问题，因此应该注意的是，用于各种设备的实施例的材料、它们的形状、设备之间通信所使用的协议、各种主、从、主要可穿戴设备、次要或其他可穿戴设备的数量、代码、数据和信号传输方法、消息语言等，它们都是本发明所描述和保护的***的变体，如所附权利要求书所更好地阐明的那样。

Claims (8)

1.一种盲人的定向辅助***(1)，包括至少位于任何开放或封闭空间的第一固定无线电设备(2)接收器和/或发射器和至少一个另外的移动无线电设备(5)接收器和/或发射器，以及连接到至少一个固定无线电设备(2)的至少一个远程服务器(3)，所述第一移动无线电设备(5)被提供给至少一个用户(U)，其特征在于，所述***包括至少一个另外的第二固定无线电设备(4)接收器/发射器，所述第一固定无线电设备(2)为主设备(2)，所述远程服务器(3)连接到所述主设备(2)，所述主设备(2)连接至少第二固定从设备(4)，所述至少一个从设备(4)能够与至少所述第一移动无线电设备(5)连接，所述第一移动无线电设备(5)适于被容纳在第一可穿戴配件(5a)中，所述***包括至少第二移动无线电设备(6)接收器/发射器，所述第二移动无线电设备(6)容纳在第二可穿戴配件(6a)中，所述第二移动无线电设备(6)适于与所述第一移动无线电设备(5)连接，所述第二移动设备(6)适于将至少一个音频消息传送给至少穿戴它的所述用户(U)，以允许用户(U)在开放/封闭空间中移动时安全地定位自己，所述第一和第二可穿戴配件(5a，6a)始终解放用户的双手。

2.根据权利要求1所述的盲人的定向辅助***(1)，其特征在于，所述移动设备(5)包括至少两个无线电模块，例如蓝牙。

3.根据前述权利要求所述的盲人的定向辅助***(1)，其特征在于，所述第一可穿戴配件(5a)是手环、手表、项链或其他适合于可穿戴而不会妨碍用户(U)的手的目的的装置，所述第二可穿戴配件(6a)例如是耳机、项链或适合所述目的的其他物体。

4.根据前述权利要求所述的盲人的定向辅助***(1)，其特征在于，所述第一可穿戴配件(5a)还包括陀螺仪。

5.根据前述权利要求所述的盲人的定向辅助***(1)，其特征在于，所述***还包括至少另外的固定辅助设备，所述另外的固定辅助设备包括无线电接收器/发射器设备(7)并且包括适合于发送声音和发光警告的装置。

6.根据前述权利要求所述的盲人的定向辅助***(1)，其特征在于，所述至少一个第二移动设备(6)包括至少一个扬声器并且被包括在诸如耳机或耳环之类的可穿戴配件(6a)中，或者适合集成在帽子或一副眼镜的镜腿中，或者可以配备有夹子或别针，将其钩在用户衣服上便于听到的区域。

7.根据前述权利要求所述的盲人的定向辅助***(1)，其特征在于，第一主设备(2)位于配备有WI-FI连接的开放或封闭空间中，以连接到至少一个云服务器(3)；所述服务器(3)包括至少与主设备(2…2n)、从设备(4…4n)和移动设备(5…5n、6…6n)的用户(U)所有者，主设备(5…5n)和从设备(6…6n)定位，还与位置以及移动设备的位置相关的相应主设备和从设备的识别相关的信息；所述主设备和从设备位于室内和室外的公共和/或私人场所，即家庭、药房、商店、公园、公共交通、公交车站等，主设备和一定数量的从设备被定位成覆盖至少一个感兴趣的区域。

8.根据前述权利要求所述的为盲人实现定向辅助***(1)的方法，其特征在于，所述方法包括至少以下步骤：

-由用户(U)穿戴移动设备(5，6)；

-通过无线电将至少一个主设备(2)连接到远程云服务器(3)；

-通过无线电将所述主设备(2)连接到至少一个(或多个)另外的从设备(4…4n)；

-通过无线电连接第一可穿戴配件(5a)和第二可穿戴配件(6a)(例如连接手环和耳机)；

-利用所有者的证件及其个人数据，在云服务器(3)上注册集成在可穿戴配件(5a，6a)中的固定设备(2，4)和移动设备(5，6)；

-配置和定制一个或多个固定主设备(2)和/或从设备(4)作为标记，或指示位置/情况等，一旦所述至少一个可穿戴设备(5)将连接到其，就将数据发送到所述至少一个可穿戴设备(5)；

-通过在注册期间存储在云(3)中的数据识别主要可穿戴设备(5a)，随后当第一可穿戴配件(5)进入固定从设备(4)发射的无线电场时，通过蓝牙连接主要可穿戴配件(5)和从设备(4)；

-将数据从云(3)发送到主固定设备(2)，随后发送到主要可穿戴配件(5a)所连接到的从固定设备(4)；

-由主要可穿戴设备(5a)解码数据并将所述数据发送到次要可穿戴设备(6a)；

-至少通过声音和/或视觉装置表示次要可穿戴设备(6a)上接收到的数据；

-可选地，通过主固定设备(2)将所述数据发送到至少一个从设备(4)，并且可以例如在所述从设备(4)上以音频和视觉形式表示所述数据；

-一个或多个用户(U)在开放和/或封闭空间中安全地定位，解放双手。

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