EP2641579A1 - Orientierungshilfevorrichtung - Google Patents

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EP2641579A1
EP2641579A1 EP12160053.0A EP12160053A EP2641579A1 EP 2641579 A1 EP2641579 A1 EP 2641579A1 EP 12160053 A EP12160053 A EP 12160053A EP 2641579 A1 EP2641579 A1 EP 2641579A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
orientation aid
environment
aid device
information
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12160053.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Aissa Zouhri
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP12160053.0A priority Critical patent/EP2641579A1/de
Publication of EP2641579A1 publication Critical patent/EP2641579A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/06—Walking aids for blind persons
    • A61H3/061—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/06—Walking aids for blind persons
    • A61H3/068—Sticks for blind persons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/04—Force
    • F04C2270/041—Controlled or regulated

Definitions

  • the invention relates to an orientation aid device for visually impaired people and to a method for operating such an orientation aid device.
  • the DE 20 2004 002 075 Ui discloses a blind bar with a handle portion and a sensor end.
  • the sensor end has a non-contact collision sensor, which is designed as an ultrasonic sensor, optical sensor or infrared sensor. It can also be provided several similar sensors.
  • Devices of the type mentioned are particularly suitable for replacing the conventional cane.
  • such devices can help a visually impaired person to detect the presence of objects in the environment and, if necessary, to determine a distance from the objects.
  • sensors are considered to be different from each other if they fundamentally differ from each other in the nature of the physico-chemical or chemical properties, effects or material properties to be detected in the environment.
  • Different sensors can be structurally combined to form a sensor unit.
  • a sensor can also be integrally connected to a transmitting device.
  • an ultrasonic sensor can also have a transmitter for ultrasonic waves, wherein the actual sensor will then resume the self-emitted and reflected by an object ultrasonic waves.
  • Environmental data are thereby detectable by sensors physical or chemical properties, effects or material properties that can not be detected by a user.
  • Environmental information provides understandable information about the environment to a user and may be of direct assistance to a visually impaired person in orientation.
  • the sensors used in the invention are in particular those which are not suitable for the production of pictorial representations due to the coarseness of the generated environmental data.
  • the housing may be rod-shaped and thus be imitated a blind stick. But there are also other forms of housing conceivable.
  • the handle is preferably designed such that the housing can be held by a user in a defined orientation.
  • environmental data of different types can be used to generate the environmental information. This allows you to create comprehensive environmental information that goes beyond information about the pure presence or haptic properties of objects.
  • information about the nature of the objects namely in particular the material properties and / or surface properties.
  • glass has similar reflectivity to ultrasonic waves as metallic surfaces; However, light is much less reflected by glass than by metallic surfaces.
  • metallic objects can be determined, the surface of which is non-metallic.
  • the sensor arrangement can have an image recording unit, which in particular can produce a photographic image of a part of the environment. This may be a still camera and / or a movie camera. Captured images can be compared to stored images to create environmental information about the location and type of the site or surrounding objects.
  • a front-side sound sensor and / or a light sensor and / or a metal detector are attached to an end of the housing facing away from the handle.
  • the frontal arrangement of preferably two or more different sensors not only the position, but also the type of objects are detected, which are located in the direction of movement in front of the user. In essence, front sensors can replace the stick tip of the conventional blind stick.
  • an upper sensor in particular a sound sensor and / or a light sensor, is mounted at an angle to one of the front sensors.
  • the upper sensor preferably has a sensor field which is swiveled upwards by about 45 ° relative to the front-side sensor.
  • the pivoting is in particular about an axis which is transverse to a running direction of the user.
  • the upper sensor is preferably similar to at least one of the front-side sensors.
  • the orientation aid device preferably has lateral sensors, namely at least one left sensor on the left side and one right sensor on the right side.
  • the left sensor is preferably provided for detecting objects on the left side of the user, while the right sensor is preferably provided for detecting objects on the right side of the user.
  • the left and the right sensors preferably have a fan-like detection area, which extends at approximately +/- 45 ° from the exact right or left.
  • the information processing unit is configured to generate linguistic environment information that can be acoustically output by the output unit.
  • the output unit Through the acoustic linguistic output of environmental information, the user can be provided with extensive information about the environment, which can be very detailed and easily understood by the user.
  • specific algorithms are provided, which are used for processing the environmental data in the environmental information.
  • the information processing unit is adapted to generate environmental information including information about both the nature and location of objects in the environment. Reference is made to described advantages.
  • the orientation aid device preferably has an acceleration sensor which is provided for determining acceleration data.
  • an acceleration sensor is understood to mean a device which can measure acceleration in one or more directions.
  • an inertial force acting on a test mass is preferably determined, so that it can be determined whether an increase or decrease in speed takes place.
  • the acceleration sensor may include a plurality of sub-sensors, each of which may receive accelerations in different directions or about different axes. Spatial motion patterns can therefore be created with an acceleration sensor.
  • the acceleration sensor can absorb accelerations of the housing, which are generated by a manual guiding of the housing by a user.
  • the acceleration data may be used to determine temporary spatial orientations of theys bamboovorraum be used.
  • the invention further relates to a method for operating an orientation aid device for visually impaired people, wherein the orientation aid device comprises: a housing for receiving or supporting components of the orientation aid device and a handle.
  • the method comprises the following method steps: determining environment data by means of a number of sensors or an image acquisition unit, generating environment information based on the environment data, outputting the environment information to a user.
  • the method according to the invention is characterized in that the environmental data are processed into environmental information that includes information about the nature and position of objects in the environment.
  • environmental data from the sensors are processed into environmental information that includes information about the material of an article in the environment.
  • environmental data of the sensors are processed to environmental information, the information about the surface condition, in particular about
  • Refraction and / or sound absorption properties of an object in the environment include. Such information may be useful for improved orientation of a visually impaired person.
  • environmental information is output verbally.
  • the environment data is processed into environment information in consideration of acceleration data, the acceleration data being determined by an acceleration sensor mounted on the housing.
  • the environment data is processed taking into account the time to environmental information.
  • the same advantages and further features that have already been described with regard to the orientation aid device arise with regard to the method according to the invention.
  • a body of water can be detected by an ultrasonic sensor and its depth can be determined.
  • the sesor is aligned diagonally forward / downwards and emits ultrasonic pulses.
  • a first part of the sound is reflected by the surface and is detected by the sensor.
  • a second part of the sound passes through the water surface and hits the bottom of the water. From there, the sound is in turn reflected and hits with a deviating to the first part of the sound frequency spectrum and after another term on the sensor. From the deviations conclusions can be drawn on the depth of the water.
  • a shallow depth can only be recognized as a harmless puddle; a great depth can be interpreted as a seriously increasing pond, brook or much larger body of water. Corresponding warnings can then be output.
  • the orientation aid device 1 comprises a rod-shaped housing 2, which at one end has a handle 3. At one end of the housing 2, which faces away from the handle 3, there are mounted front-side sensors 4 ', 4 "which can emit infrared rays as well as ultrasonic waves These rays or waves are reflected by an object and strike the front-side sensors 4 again.
  • Sesonr can be oriented either diagonally upwards or downwards, which can then be aligned with the ground in front of the person, for example, and can be used to detect waters and their depths.
  • a metal detector 9 is further mounted within the housing 2.
  • the metal detector 9 can generate a magnetic field and / or an electric field. As the metal detector 9 moves over a metallic object, the magnetic field or electric field for the metal detector is noticeably altered. As a result, conclusions can be drawn on metallic properties of the object.
  • FIG. 2 shows the schematic of the shaft assembly of the orientation aid device according to the invention 1.
  • the information processing unit 10 recognize that can receive data from the individual sensors 4, 8, 9, 13 and / or the camera 15.
  • a front-side ultrasonic sensor 4 ' is shown, which generates ultrasonic waves 6 and can receive reflected ultrasonic waves from the object 14.
  • a front side light sensor 4 ' is shown, which generates infrared rays 5 and can receive reflected infrared rays from the article 14.
  • the metal detector 9 generates an electromagnetic field which, depending on the nature of the object 14, can be altered by it, which can be detected by the metal detector.
  • the information processing unit 10 may obtain acceleration data of an acceleration sensor 12 fixedly connected to the housing 2. Will the Acceleration data of the acceleration sensor 12 set in correlation with the environmental data of the sensors 4, 8, 9, 13 and / or the camera 15, spatial information about the object 14 can be generated. Clock 16 provides time information that can be considered in the generation of environmental information.
  • the information processing unit 10 forwards the generated environment information to the output unit 11.
  • the output unit 11 includes a speaker that can acoustically transmit the environmental information to the user.
  • the output unit 11 may be arranged separately from the housing 2 and connected to the information processing unit 10 via a radio link.

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Abstract

Orientierungshilfevorrichtung (1) für sehbehinderte Menschen, insbesondere elektronischer Blindenstock, umfassend Gehäuse (2) zur Aufnahme oder zum Tragen von Komponenten (3, 4, 8, 9, 10, 12,13) der Orientierungshilfevorrichtung, einen Griff (3), eine Sensoranordnung mit einer Anzahl (4, 8, 9) von Sensoren zur Ermittlung von Umgebungsdaten, eine Informationsverarbeitungseinheit (10) zur Erzeugung von Umgebungsinformationen basierend auf den ermittelten Umgebungsdaten, eine Ausgabeeinheit (11) zur Ausgabe von Umgebungsinformationen an einen Nutzer, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung zumindest zwei, vorzugsweise drei, unterschiedliche Sensoren (4, 8, 9) ausgewählt aus folgender Gruppe aufweist: - ein Lichtsensor zur Erfassung von sichtbarem Licht, Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung; - ein Schallsensor zur Erfassung von Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen; - ein Metafldetektor zur Ermittlung der Anwesenheit von metallischen Gegenständen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Orientierungshilfevorrichtung für sehbehinderte Menschen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Orientierungshilfevorrichtung.
  • Die DE 20 2004 002 075 Ui offenbart einen Blindenstab mit einem Handgriffteil und einem Sensorende. Das Sensorende weist einen berührungslos arbeitenden Kollisionssensor auf, der als Ultraschallsensor, optischer Sensor oder Infrarotsensor ausgebildet ist. Es können auch mehrere gleichartige Sensoren vorgesehen sein.
  • Vorrichtungen der genannten Art eignen sich insbesondere dafür, den konventionellen Blindenstock zu ersetzen. Dabei können derartige Vorrichtungen einer sehbehinderten Person helfen, das Vorhandensein von Gegenständen in der Umgebung zu erfassen und allenfalls dabei eine Entfernung von den Gegenständen zu ermitteln.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, derartige Vorrichtungen zu verbessern, um insbesondere auch den Informationsgehalt, der durch solche Vorrichtungen an den Nutzer übermittelt werden kann, zu erhöhen. Optimal, auch wenn nicht zwangsläufig mit Mitteln der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wäre eine Vorrichtung oder ein Verfahren, bei dem dem Nutzer möglichst umfassende Informationen über die Umgebung durch nicht-visuelle Mittel zur Verfügung gestellt werden könnte.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch eine Orientierungshilfevorrichtung für sehbehinderte Menschen, insbesondere blinde Menschen, umfassend ein Gehäuse zur Aufnahme oder zum Tragen von Komponenten der Orientierungshilfevorrichtung, einen Griff, eine Sensoranordnung mit einer Anzahl von Sensoren zur Ermittlung von Umgebungsdaten, eine Informationsverarbeitungseinheit zur Erzeugung von Umgebungsinformationen basierend auf den ermittelten Umgebungsdaten, eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe, insbesondere zur nicht visuellen Ausgabe, von Umgebungsinformationen an einen Nutzer. Die erfindungsgemäße Orientierungshilfevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung zumindest zwei, vorzugsweise drei oder mehr unterschiedliche Sensoren umfasst, wobei die Sensoren ausgewählt aus folgender Gruppe sind:
    • ein Lichtsensor zur Erfassung von sichtbarem Licht, Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung;
    • ein Schallsensor zur Erfassung von Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen;
    • einen Metalldetektor zur Ermittlung der Anwesenheit von metallischen Gegenständen.
  • Sensoren werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als zueinander unterschiedlich angesehen, wenn sich diese grundsätzlich in der Art der zu erfassenden physilcalischen oder chemischen Eigenschaften, Effekte oder stoffliche Beschaffenheiten in der Umgebung voneinander unterscheiden. Unterschiedliche Sensoren können dabei baulich zu einer Sensoreinheit zusammengefasst sein. Ein Sensor kann grundsätzlich auch integral mit einer Sendeeinrichtung verbunden sein. So kann ein Ultraschallsensor auch einen Sender für Ultraschallwellen aufweisen, wobei der eigentliche Sensor dann die selbst ausgestrahlten und von einem Gegenstand reflektierten Ultraschallwellen wieder aufnehmen wird. Umgebungsdaten, sind dabei von Sensoren erfassbare physikalische oder chemische Eigenschaften, Effekte oder stoffliche Beschaffenheiten, die von einem Nutzer nicht erfassbar sein können. Umgebungsinformationen enthalten für einen Nutzer verständliche Angaben über die Umgebung und können einer sehbehinderten Person bei der Orientierung unmittelbar dienlich sein. Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Sensoren sind insbesondere solche, die aufgrund der Grobkörnigkeit der erzeugten Umgebungsdaten nicht zur Erzeugung von bildlichen Darstellungen geeignet sind.
  • Grundsätzlich kann das Gehäuse stabförmig ausgebildet sein und damit einem Blindenstock nachgeahmt sein. Es sind aber auch andere Formen des Gehäuses denkbar. Der Griff ist dabei vorzugsweise derart gestaltet, dass das Gehäuse von einem Nutzer in einer definierten Ausrichtung gehalten werden kann.
  • Durch das Vorsehen von mehreren unterschiedlichen Sensoren können Umgebungsdaten unterschiedlicher Art zur Erzeugung der Umgebungsinformationen herangezogen werden. So lassen sich umfassende Umgebungsinformationen erzeugen, die über Angaben über die pure Anwesenheit oder haptische Eigenschaften von Gegenständen hinausgehen. So kann es insbesondere ermöglicht sein, Informationen über die Art der Gegenstände zu ermitteln, nämlich insbesondere die Materialeigenschaften und/oder Oberflächeneigenschaften. So weist beispielsweise Glas bezüglich Ultraschallwellen ein ähnliches Reflexionsverhalten wie metallische Oberflächen auf; Licht wird jedoch von Glas deutlich schlechter reflektiert als von metallischen Oberflächen. Durch das Vorsehen von einem Metalldetektor können aber auch metallische Gegenstände ermittelt werden, deren Oberfläche jedoch nichtmetallisch ist. Insgesamt können durch das Vorsehen von unterschiedlichen Sensoren Rückschlüsse auf die Art der Gegenstände ermöglicht werden. Die Lage des Gegenstandes, insbesondere die relative Lage des Gegenstands zum zur Orientierungshilfevorrichtung, kann bereits durch einzelne Schallsensoren oder Lichtsensoren allein ermittelt werden.
  • Alternativ oder in Kombination mit zumindest einem Sensor oder zwei Sensoren der zuvor beschriebenen Vorrichtung kann die Sensoranordnung eine Bildaufnahmeeinheit aufweisen, die insbesondere eine photographische Abbildung eines Teils der Umgebung erzeugen kann. Dies kann eine Fotokamera und/oder eine Filmkamera sein. Aufgenommene Bilder können können mit hinterlegten Bildern verglichen werden, um so Umgebungsinformationen über Lage und Art des Standorts oder von Gegenständen in der Umgebung zu erzeugen.
  • Vorzugsweise sind an einem dem Griff abgewandten Ende des Gehäuses ein frontseitiger Schallsensor und/oder ein Lichtsensor und/oder ein Metalldetektor angebracht. Durch die frontseitige Anordnung von vorzugsweise zwei oder mehreren unterschiedlichen Sensoren kann nicht nur die Lage, sondern auch die Art von Gegenständen erfasst werden, die in Bewegungsrichtung vor dem Nutzer befindlich sind. Im Wesentlichen können frontseitige Sensoren die Stockspitze des herkömmlichen Blindenstocks ersetzen.
  • Vorzugsweise ist ein oberer Sensor, insbesondere ein Schallsensor und/oder ein Lichtsensor, winklig zu einem der frontseitigen Sensoren angebracht. Der obere Sensor weist dabei vorzugsweise ein zum frontseitigen Sensor um in etwa 45° nach oben verschwenktes Sensorfeld auf. Die Verschwenkung ist dabei insbesondere um eine Achse, die quer zu einer Laufrichtung des Nutzers liegt. Der obere Sensor ist vorzugsweise gleichartig zu zumindest einem der frontseitigen Sensoren. Durch den oberen Sensor können Gegenstände erfasst werden, die sich zwar in Laufrichtung des Nutzers befinden, von einem etwas nach unten gerichteten frontseitigen Sensor aber nicht erkannt werden. Insbesondere betrifft dies solche Gegenstände, die nicht bis zum Boden reichen. Durch das Vorsehen des oberen Sensors können somit die Umgebungsinformationen wesentlich ergänzt werden.
  • Vorzugsweise weist die Orientierungshilfevorrichtung seitliche Sensoren, nämlich zumindest einen linken Sensor an der linken Seite und einen rechten Sensor an der rechten Seite auf. Der linke Sensor ist dabei vorzugsweise zur Erfassung von Gegenständen auf der linken Seite des Nutzers vorgesehen, während der rechte Sensor vorzugsweise zur Erfassung von Gegenständen auf der rechten Seite des Nutzers vorgesehen ist. Die linken und die rechten Sensoren weisen dabei vorzugsweise einen fächerartigen Erkennungsbereich auf, der sich in etwa +/- 45° von exakt rechts bzw. links erstreckt.
  • Vorzugsweise ist die Informationsverarbeitungseinheit derart ausgebildet, um sprachliche Umgebungsinformationen zu erzeugen, die durch die Ausgabeeinheit akustisch ausgegeben werden kann. Durch die akustische sprachliche Ausgabe von Umgebungsinformationen kann dem Nutzer weitgehende Informationen über die Umgebung übermittelt werden, die sehr detailgenau sein kann und vom Nutzer leicht verstanden werden kann. Hierzu sind spezifische Algorithmen vorgesehen, die zur Verarbeitung der Umgebungsdaten in die Umgebungsinformationen herangezogen werden.
  • Vorzugsweise ist die Informationsverarbeitungseinheit derart ausgebildet, dass diese Umgebungsinformationen erzeugen kann, die Angaben über sowohl der Art und auch der Lage von Gegenständen in der Umgebung umfasst. Auf beschriebene Vorteile wird verwiesen.
  • Vorzugsweise weist die Orientierungshilfevorrichtung einen Beschleunigungssensor auf, der zum Ermitteln von Beschleunigungsdaten vorgesehen ist. Unter einem Beschleunigungssensor wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung verstanden, die eine Beschleunigung in einer oder mehrere Richtungen messen kann. Dabei wird vorzugsweise eine auf eine Testmasse wirkende Trägheitskraft bestimmt, sodass ermittelt werden kann, ob eine Geschwindigkeitszunahme oder -abnahme stattfindet. Der Beschleunigungssensor kann mehrere Teilsensoren umfassen, die jeweils Beschleunigungen in unterschiedlichen Richtungen oder um unterschiedliche Achsen aufnehmen können. Mit einem Beschleunigungssensor können daher insbesondere räumliche Bewegungsmuster erstellt werden. Vorzugsweise kann der Beschleunigungssensor dabei Beschleunigungen des Gehäuses aufnehmen, die durch ein manuelles Führen des Gehäuses durch einen Nutzer erzeugt werden. Die Beschleunigungsdaten können zur Ermittlung von temporären räumlichen Ausrichtungen der Orientierungshilfevorrichtung herangezogen werden. Diese räumlichen Daten können dann in Korrelation mit temporären Umgebungsdaten der Sensoren gebracht werden. Durch diese Korrelation sind zusätzlich zu Abstandswerten auch verbesserte Rückschlüsse auf räumliche Anordnungen oder Ausgestaltungen von Gegenständen in der Umgebung möglich. Ferner kann eine Uhr zur Ermittlung der Uhrzeit vorgesehen sein. Umgebungsdaten, können dadurch in Zusammenhang mit der Uhrzeit gesetzt werden. Ferner können Umgebungsdaten in Abhängigkeit der Uhrzeit verarbeitet werden. Dabei können beispielsweise die bei Tag und Nacht unterschiedlichen Lichtverhältnisse bei der Erzeugung der Umgebungsinformation berücksichtigt werden.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Orientierungshilfevorrichtung für sehbehinderte Menschen, wobei die Orientierungshilfevorrichtung umfasst: ein Gehäuse zur Aufnahme oder zum Tragen von Komponenten der Orientierungshilfevorrichtung und einen Griff. Das Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf: Ermitteln von Umgebungsdaten mittels einer Anzahl von Sensoren oder einer Bildaufnahmeeinheit, Erzeugen von Umgebungsinformation basierend auf den Umgebungsdaten, Ausgeben der Umgebungsinformationen an einen Nutzer. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsdaten zu Umgebungsinformationen verarbeitet werden, die Angaben über Art und Lage von Gegenständen in der Umgebung umfassen.
  • Vorzugsweise wird zur Ermittlung der Art des Gegenstandes in der Umgebung Umgebungsdaten von zumindest zwei, vorzugsweise drei unterschiedlichen Sensoren, ausgewählt aus folgender Gruppe, herangezogen:
    • ein Lichtsensor zur Erfassung von sichtbarem Licht, Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung,
    • ein Schallsensor zur Erfassung von Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen, ein Metalldetektor zur Ermittlung der Anwesenheit von metallischen Gegenständen.
  • Vorzugsweise werden Umgebungsdaten der Sensoren zu Umgebungsinformationen verarbeitet, die Informationen über das Material eines Gegenstandes in der Umgebung umfassen.
  • Vorzugsweise werden Umgebungsdaten der Sensoren zu Umgebungsinformationen verarbeitet, die Angaben über die Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere über
  • Lichtbrechungseingenschaften und / Schallabsorptionseigenschaften, eines Gegenstandes in der Umgebung umfassen. Derartige Angaben können für eine verbesserte Orientierung einer sehbehinderten Person dienlich sein.
  • Vorzugsweise werden Umgebungsinformationen sprachlich ausgegeben. Vorzugsweise werden die Umgebungsdaten unter Berücksichtigung von Beschleunigungsdaten zu Umgebungsinformationen verarbeitet, wobei die Beschleunigungsdaten von einem am Gehäuse angebrachten Beschleunigungssensor ermittelt werden.
  • Vorzugsweise werden die Umgebungsdaten unter Berücksichtigung der Uhrzeit zu Umgebungsinformationen verarbeitet. Bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich, soweit möglich, die selben Vorteile und weiteren Merkmale, die bezüglich der Orientierungshilfevorrichtung bereits genannt beschrieben wurden.
  • Vorzugsweise kann durch einen Ultraschallsensor ein Gewässer erkannt und dessen Tiefe ermittelt werden. Dazu ist der Sesor schräg nach vorne/unten ausgerichtet und sendet Ultraschallimpulse aus. Ein erster Teil des Schalls wird durch die Oberfläche reflektiert und wird vom Sensor erkannt. Ein zweiter Teil des Schalls tritt durch die Wasseroberfläche hindurch und trifft auf den Grund des Gewässers. Von dort wird der Schall wiederum reflektiert und trifft mit einem zum ersten Teil des Schalls abweichenden Frequenzspektrum und nach einer anderen Laufzeit auf den Sensor auf. Aus den Abweichungen können Rückschlüsse auf die Tiefe des Gewässers gezogen werden. So kann eine geringe Tiefe lediglich als ungefährliche Pfütze erkannt werden; ein große Tiefe kann als ernst zunehmender Teich, Bach oder weit größeres Gewässer interpretiert werden. Entsprechende Warnungen können dann ausgegeben werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Hierin zeigt:
    • Figur 1
    eine erfindungsgemäße Orientierungshilfevorrichtung in Seitenansicht;
    Figur 2
    den schematischen Schaltungsaufbau der erfindungsgemäßen Orientierungshilfevorrichtung.
  • Die Orientierungshilfevorrichtung 1 umfasst ein stabförmiges Gehäuse 2, das an einem Ende einen Griff 3 aufweist. An einem Ende des Gehäuses 2, das dem Griff 3 abgewandt ist, sind frontseitige Sensoren 4', 4" angebracht, die Infrarotstrahlen sowie Ultraschallwellen aussenden können. Diese Strahlen bzw. Wellen werden von einem Gegenstand reflektiert und treffen wieder auf die frontseitigen Sensoren 4. Je nach Art des Gegenstandes werden die Infrarotstrahlen sowie die Ultraschallwellen unterschiedlich reflektiert. Dabei spielt auch ein Lichtbrechungsindex und/oder schallabsorbierende Eigenschaften der Oberfläche des Gegenstandes eine Rolle. Ferner ist eine Kamera 15 frontseitig angeordnet, die Bildundloder Filmaufnahmen als Umgebungsinformation erzeugen kann. Ein schräg angeordneter Sesonr kann je nach Drehstellung des Sensors wahlweise nach schräg oben oder schräg unten ausgerichtet werden. Dieser kann dann beispielsweise auf den Boden vor der Person ausgerichtet werden. Er kann insbesondere zur Erkennung von Gewässern und dessen Tiefe herangezogen werden.
  • Es sind an einer rechten Seite des Gehäuses mehrere rechte Sensoren 8 angeordnet, wobei die rechten Sensoren 8 einen Ultraschallsensor sowie einen Infrarotsensor umfassen. Entsprechend sind auf der linken Seite durch das Gehäuse verdeckte Sensoren in derselben Anordnung angebracht. An der dem Griff abgewandten Ende des Gehäuses 2 ist ferner ein Metalldetektor 9 innerhalb des Gehäuses 2 angebracht. Der Metalldetektor 9 kann ein Magnetfeld und/oder ein elektrisches Feld erzeugen. Bei Bewegungen des Metalldetektors 9 über einen metallischen Gegenstand wird das Magnetfeld oder das elektrische Feld für den Metalldetektor merklich verändert. Hierdurch können Rückschlüsse auf metallische Eigenschaften des Gegenstandes gezogen werden.
  • Figur 2 zeigt den schematischen den Schaftungsaufbau der erfindungsgemäßen Orientierungshilfevorrichtung 1. Dabei ist die Informationsverarbeitungseinheit 10 zuerkennen, die Daten von den einzelnen Sensoren 4, 8, 9, 13 und/oder der Kamera 15 erhalten kann. Beispielhaft ist ein frontseitiger Ultraschallsensor 4' gezeigt, der Ultraschallwellen 6 erzeugt und vom Gegenstand 14 reflektierte Ultraschallwellen empfangen kann. Ferner ist ein frontseitiger Lichtsensor 4' gezeigt, der Infrarotstrahlen 5 erzeugt und vom Gegenstand 14 reflektierte Infrarotstrahlen empfangen kann. Der Metalldetektor 9 erzeugt ein elektromagnetisches Feld, das je nach Beschaffenheit des Gegenstandes 14 durch diesen verändert werden kann, was durch den Metalldetektor erkannt werden kann.
  • Ferner kann die Informationsverarbeitungseinheit 10 Beschleunigungsdaten eines Beschleunigungssensors 12 erhalten, der fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Werden die Beschleunigungsdaten des Beschleunigungssensors 12 in Korrelation zu den Umgebungsdaten der Sensoren 4, 8, 9, 13 und/oder der Kamera 15 gesetzt, können räumliche Informationen über den Gegenstand 14 erzeugt werden. Von Einer Uhr 16 werden Zeitinformationen bereitgestellt, die bei der Erzeugung von Umgebungsinformationen berücksichtigt werden können. Die Informationsverarbeitungseinheit 10 gibt die erzeugten Umgebungsinformationen an die Ausgabeeinheit 11 weiter. Die Ausgabeeinheit 11 umfasst einen Lautsprecher, der die Umgebungsinformationen akustisch an den Nutzer übertragen kann. Die Ausgabeeinheit 11 kann separat zum Gehäuse 2 angeordnet sein und über eine Funkverbindung mit der Informationsverarbeitungseinheit 10 verbunden sein.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Orientierungshilfevorrichtung
    2
    Gehäuse
    3
    Griff
    4
    frontseitige Sensoren
    5
    Infrarotstrahlen
    6
    Ultraschallwellen
    7
    elektromagnetisches Feld
    8
    seitlicher Sensor
    9
    Metalldetektor
    10
    Informationsverarbeitungseinheit
    11
    Ausgabeeinheit
    12
    Beschleunigungssensor
    13
    oberer Sensor
    14
    Gegenstand
    15
    Kamera
    16
    Uhr

Claims (15)

  1. Orientierungshilfevorrichtung (1) für sehbehinderte Menschen, insbesondere elektronischer Blindenstock,
    umfassend Gehäuse (2) zur Aufnahme oder zum Tragen von Komponenten (3, 4, 8, 9, 10, 12,13) der Orientierungshilfevorrichtung,
    einen Griff (3),
    eine Sensoranordnung mit einer Anzahl (4, 8, 9) von Sensoren zur Ermittlung von Umgebungsdaten,
    eine informationsverarbeitungseinheit (10) zur Erzeugung von Umgebungsinformationen basierend auf den ermittelten Umgebungsdaten,
    eine Ausgabeeinheit (11) zur Ausgabe von Umgebungsinformationen an einen Nutzer,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sensoranordnung zumindest zwei, vorzugsweise drei, unterschiedliche Sensoren (4, 8, 9) ausgewählt aus folgender Gruppe aufweist:
    - ein Lichtsensor zur Erfassung von sichtbarem Licht, Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung;
    - ein Schallsensor zur Erfassung von Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen;
    - ein Metalldetektor zur Ermittlung der Anwesenheit von metallischen Gegenständen.
  2. Orientierungshilfevorrichtung (1) für sehbehinderte Menschen, insbesondere elektronischer Blindenstock,
    umfassend Gehäuse (2) zur Aufnahme oder zum Tragen von Komponenten (3, 4, 8, 9, 10, 12, 13) der Orientierungshilfevorrichtung,
    einen Griff (3),
    eine Sensoranordnung mit einer Anzahl (4, 8, 9) von Sensoren zur Ermittlung von Umgebungsdaten,
    eine Informationsverarbeitungseinheit (10) zur Erzeugung von Umgebungsinformationen basierend auf den ermittelten Umgebungsdaten,
    eine Ausgabeeinheit (11) zur Ausgabe von Umgebungsinformationen an einen Nutzer,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sensoranordnung eine Bildaufnahmeeinheit (15) aufweist.
  3. Orientierungshilfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein frontseitiger Schallsensor (4) an einem dem Griff (3) abgewandten Ende des Gehäuses (2) angeordnet ist.
  4. Orientierungshilfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein frontseitiger Lichtsensor (4) an einem dem Griff (3) abgewandten Ende des Gehäuses (2) angeordnet ist.
  5. Orientierungshitfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Metalldetektor (9) an einem dem Griff (3) abgewandten Ende des Gehäuses (2) angeordnet ist.
  6. Orientierungshilfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein oberer Sensor (13), insbesondere ein Schallsensor und/oder ein Lichtsensor, winklig zu einem der frontseitigen Sensoren angebracht ist, wobei der obere Sensor (13) ein um in etwa 45° nach oben verschwenktes Sensorfeld gegenüber einem der frontseitigen Sensoren (4) aufweist.
  7. Orientierungshilfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein linker Sensor (8') an einer linken Seite und ein rechter Sensor (8") an einer rechten Seite angebracht ist.
  8. Orientierungshilfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Informationsverarbeitungseinheit (10) sprachliche Umgebungsinformation erzeugt werden kann, die durch die Ausgabeeinheit (11) akustisch ausgegeben werden kann.
  9. Orientierungshilfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Informationsverarbeitungseinheit (10) Umgebungsinformation erzeugen kann, die Angaben über Art und Lage von Gegenständen in der Umgebung umfasst.
  10. Orientierungshilfevorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Orientierungshilfevorrichtung (1) einen Beschleunigungssensor (12) zum Ermitteln von Beschleunigungsdaten umfasst und/oder eine Uhr (16) zur Ermittlung der Uhrzeit.
  11. Verfahren zum Betreiben einer Orientierungshilfevorrichtung (10) für sehbehinderte Menschen, wobei die Orientierungshilfevorrichtung (10) umfasst:
    ein Gehäuse (2) zur Aufnahme oder zum Tragen von Komponenten (3, 4, 8, 9, 10, 12, 13) der Orientierungshilfevorrichtung,
    einen Griff (3),
    umfassend die Verfahrensschritte:
    Ermitteln von Umgebungsdaten mittels einer Anzahl von Sensoren (4, 8, 9, 13) oder
    zumindest einer Bildaufnahmeeinheit (15),
    Erzeugen von Umgebungsinformation basierend auf den Umgebungsdaten,
    Ausgeben der Umgebungsinformationen an einen Nutzer,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umgebungsdaten zu Umgebungsinformationen verarbeitet werden, die Angaben über Art und Lage von Gegenständen in der Umgebung umfassen.
  12. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zur Ermittlung der Art des Gegenstandes in der Umgebung Umgebungsdaten von zumindest zwei, vorzugsweise drei, unterschiedlichen Sensoren (3, 8, 9, 13), ausgewählt aus folgender Gruppe, herangezogen werden:
    - ein Lichtsensor (4, 8, 13) zur Erfassung von sichtbarem Licht, Infrarot- oder Ultraviolettstrahlung,
    - ein Schallsensor (4, 8, 13) zur Erfassung von Schallwellen, insbesondere Ultraschallwellen,
    - ein Metalldetektor (9) zur Ermittlung der Anwesenheit von metallischen Gegenständen.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Umgebungsdaten der Sensoren zu Umgebungsinformationen verarbeitet werden, die Angaben über die Oberflächenbeschaffenheit, insbesondere über Lichtbrechungseigenschaften und / Schallabsorptionseigenschaften, eines Gegenstandes in der Umgebung umfassen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Umgebungsdaten unter Berücksichtigung von Beschleunigungsdaten zu Umgebungsinformationen verarbeitet werden, wobei die Beschleunigungsdaten von einem am Gehäuse (2) angebrachten Beschleunigungssensor (12) ermittelt werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    das durch einen Ultraschallsensor ein Gewässer erkannt und dessen Tiefe ermittelt wird.
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