CN1732491A - 物体识别方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种手指上佩带的装置(10)包括一个标签阅读器用于读取相似形状的物体(11a，11b)所分别附带的标签(12a，12b)，这种物体的一个例子是包含不同食物的罐子。当装置(10)被呈现给标签(12a，12b)中的一个时，装置(10)从标签中读出数据，并产生一个输出信号，例如触觉或音频输出。输出信号根据正在读取的标签。该装置的用户了解特定的标签和该装置在读取那个标签时将产生的特定的输出信号之间预先定义的关联。此外用户还了解该标签提供在哪个物体上。因此，用户能够通过注意到产生的输出信号而确定哪个物体正在被呈现给该装置(10)。该装置用来帮助盲人或视力很差的人识别形状相似的物体。可以用描述物体的数据(例如文本串)对标签编程，由此允许由该装置(10)上的文本－到－语音转换器处理该数据以产生描述该物体的合成语音。

Description

物体识别方法和装置

本发明涉及一种帮助识别物体的方法和装置，该方法和装置特别用于(但不专用于)在可视识别受妨碍的环境中识别物体。

在很多情况下必须在可视识别不可能或难以进行或者不能令人满意的环境中识别一个特定的物体。尤其是在与物体的触觉交互不容易传达该物体的足够信息以由触觉识别出该物体的情况下。

在第一个存在上述困难的例子中，考虑视力受损的人或盲人试图区别位于厨房碗橱内的谷类食物盒或者试图从若干果酱瓶选择一种特定口味的果酱的情况。由于对容器的触觉不能传达(不容易或根本不能)容器内容的特定细节，困难就出现了。有时可以用其它方式确定容器的内容，例如通过其它感官如气味或味道，但这并不总是可能。实际上，如果容器装有可能有害的化学物体，采用其它适当的感官并不总是适当的。无论如何，即使视力受损的人已经得出了关于识别物体的结论，在很多情况下确定已经做出的正确结论也仍然是有用的。

识别物体中类似的困难还会出现在看得见的人不希望将他们的视线焦点从正在进行中的任务移开的情况下，这会带来在完成任务的过程中所需的发现或识别物体(例如特定的必需工具)中的问题。这种情况的一个例子是一个专注于工作区的汽车技工同时摸索一个扳手。

本发明的一个目的是提供一种方法和装置帮助消除或减少上述问题。

依照本发明的第一个方面，提供了一种帮助识别物体的方法，所述方法包括下列步骤：

呈现给一个可佩带的标签阅读器一个与物体相关联的标签；

将所述标签中保存的信息传递给该标签阅读器；并且

产生根据从标签传递给标签阅读器的信息的输出信号，其中所述输出信号便于依靠用户定义并在所述传递步骤之前建立的所述关联对该标签所关联的物体的识别。

标签阅读器能够在用户将该阅读器呈现给一个标签时读取附近的标签。

优选地该阅读器采用佩带在手上或手指上的装置的形式，例如戒指。这种情况下当用户利用阅读器接近一个加了标签的物体或者触摸或拿起一个加了标签的物体时，该标签将由该标签阅读器读取，并且产生一个输出。该阅读器也可以是另一种形式，例如顶针或手镯。

理想地该阅读器可由人长期佩带，这种情况下尤其优选该阅读器尽可能不引人注目。通过长期佩带该阅读器，本发明的方法更有可能方便地为用户可用，由此提高对受益的享受。

产生的输出信号可以采用多种不同的形式，但可以是可听到的或可触觉的形式。例如，触觉输出可以根据从标签获得的信息而发生固定次数的脉冲振动报警组成。例如，如果用户知道与某种特定种类的果酱对应的特定脉冲次数，通过为那些其它容器提供在被读取时导致产生不同输出的标签或者根本不为那些其它容器提供标签(这种情况下将不会产生输出信号)就可以将该果酱从其它相同或类似形状但装有不同内容的容器区别开来。

类似地，如果用户知道与某种特定种类的谷类对应的特定脉冲次数，通过为那些其它容器提供在被读取时导致产生不同输出的标签就可以将该谷类从其它相同或相似形状但装有不同内容的容器区别开来。通过不为一个特定的盒子提供标签也可以实现对它和有标签的谷类食物盒子的区别，这种情况下没有加上标签的容器将不会导致产生输出信号。

输出信号的其它形式包括重复的输出模式，甚至编码信号(例如莫尔斯编码)的特定频率。

因为果酱的容器通常是罐子，谷类的容器通常是盒子，用户不太可能混淆这两种容器。因此，假定标签所关联的物体可以通过其它方式彼此区分开来，例如通过容器的形状，那么允许使用在被标签阅读器读取时导致产生相同输出信号的标签。因此，如果使用了在被读取时导致产生相同输出信号的两个标签，例如两个输出脉冲，假定这两个标签被用于不同形状的物体(例如果酱瓶或谷类)，用户就不会感到困惑。

在本发明的一个实例应用中，一个盲人请求朋友或助手给物体贴上标签。贴标签的那个人告诉这个盲人哪个标签与哪个物体或对象相关联。这意味着这个盲人也能够知道在读取那个标签时能够预期产生什么样的输出信号。可选地，该盲人能够指示哪些标签与一个特定的物体或对象相关联，这样该关联是能够帮助记住所选择的关联的首选。

任选地，在可通过(如)不同的形状区别多个物体时可以提供在被读取时导致产生相同输出信号的实质上相同的标签用于多于一个物体。这允许一个相对较小的集合，例如提供5到30种不同的标签类型，而不是要求所有的标签关于它们携带的信息都是唯一的。这种配置有提供本发明的低成本实现的潜力。此外，易于使用的实质上相似或相同的标签的存在允许当原先的一盒相同类型的谷类食物(携带老标签)用完时给新的一盒的谷类添加与老标签相同/相似类型的新鲜标签。这种方法在物体和标签之间的特定关联中提供了连续性，由此帮助人们记忆该关联。

原则上，倘若阅读器可以读取多个标签并产生适当的输出可以有多于一个的标签与相同物体相关联；两个或多个标签的这种使用方式能够导致产生复合输出信号，复合输出信号允许产生比不同标签的类型还要多的输出信号。

可以提供选项以定义在从标签读取特定的信息时产生的特定输出信号。这样用户可以控制读取一个特定的标签时产生的输出信号。可以用查找表或类似的方式控制从一个标签读取到特定的信息时产生的输出信号。

上述配置依赖于用户提前知道物体和特定的预先定义的输出信号之间的关联，输出信号实际依赖于标签身份。但是，在另一种配置中，标签是可编程的，允许用户可以对标签送给阅读器的信息有一定的控制并由此影响产生的输出信号。实际上，标签是可编程的以保存以某种方式描述该标签所关联的物体的信息。例如，在将一个标签贴到草莓酱罐子的情况下，可以用表示信息“草莓酱”的数据对该标签编程。数据可以采用字母-数字文本串“草莓酱”的形式，并且这种信息可以在该标签的读取过程中被传递给标签阅读器。随后可以用适当的方式将这个信息传达给用户，两个这样的例子是触觉辫(brail)复制装置或文本-语音转换器。

标签可以在物体的制造期间与物体相关联。有时必须通知用户读出标签时产生的输出信号之间的关联。

本发明的这些和其它方面出现在所附权利要求中，现在对阅读器参考这些权利要求并在这里通过参考引用。

现在将参考附图中的图形描述本发明，附图中：

图1示出了包括了用于完成本发明的标签阅读装置的装置的一种实施方案；和

图2示出了该标签阅读装置的部件的示意性表示。

应该指出这些图只是概略的示意，并没有按比例来绘制。为图中的清楚和方便起见，已经用放大或缩小的尺寸示出了图中部件的相对尺寸和比例。相同的引用符号通常用来指不同实施方案中对应或相似的特征部件。

第一个实施方案包括一个佩带在手指上的装置10，它包括天线21、与该天线相连的射频(RF)收发器22、微处理器23、存储器24、输出扬声器25和振动器26。该装置还包括一个I/O接口27，它可以采用电子连接器、红外连接器或一些其它无线链接工具的形式。该I/O接口为编程或询问目的而连接到一台个人计算机、个人数字助理(PDA)或类似装置。收发器22、存储器24、扬声器25、振动器26和I/O接口27都与微处理器23通信并且可以由其控制。示出该装置的部件21到27是为了显示装置10的基本组成块，但并不限制本发明。可以配置微处理器以完成任务并和其它部件交互，以引起装置10的必需操作，包括与标签必需的交互。该装置还有一个电源，通常采用电池的形式(未示出)。

特别地，这种操作的一个方面是对标签的读取，这可能是通过执行指令的微处理器23和收发器23之间的交互以引起由天线21对磁、电或电磁辐射的接收(可能还有发射)。这些部件的这种操作因而形成了用于提供一个标签阅读器的装置。以相同的方式，执行指令的微处理器和扬声器25和/或振动器26之间的交互形成了提供输出信号发生装置的装置。

装置10被放在手指可安装的外壳中，以便可以以和戒指相同的方式佩带它。

现在考虑包含不同食品的罐子11a、11b、11c，在这个例子中它们保存不同口味的果酱和橘子酱。仅仅出于说明性目的，罐子11a包含草莓酱，11b包含黑莓酱(raspberry jam)，11c包含橘子酱。罐子的外部形状相同或非常相似，所以不可能或难于仅靠触觉区别这些罐子。但是，给第一个罐子11a提供了第一个标签12a，给第二个罐子11b提供了第二个标签12b，而且根本不给第三个罐子11c提供任何标签。

当用户接近或拿起罐子11a时，贴在那个罐子上的标签12a就被呈现给了装置10，导致装置10和罐子11a之间的交互，造成装置10读取到了标签12a所保存的信息。已知贴在罐子11a上的特定标签12a会通过激活振动装置26而以一个振动脉冲的形式引起装置10的输出。因为振动装置26是佩带在手指上的装置10的一部分，用户感觉到该一个振动脉冲并且能够推断出所讨论的这个罐子是包含草莓酱的罐子11a，因为用户记住了将导致阅读器产生一个脉冲的类型的标签12a先前已经贴在了草莓酱的罐子上。也就是说，用户记住了先前定义的加了标签的物体和读取那个标签时出现必然的装置输出之间的关联。

类似地，当用户接近或拿起罐子11b时，贴在那个罐子上的标签12b就被呈现给了装置10，导致装置10和罐子11b之间的交互，造成装置10读取到了标签12b所保存的信息。已知贴在罐子11b上的特定标签12b会通过激活振动装置26而以两个振动脉冲的形式引起装置10的输出。以和关于罐子11a上述过程类似的方式，用户能够推断出所讨论的这个罐子是包含黑莓酱的罐子11b。这是因为用户记住了贴在罐子11b上的标签是导致阅读器产生两个脉冲的类型。也就是说用户记住了加了标签的物体和读取那个标签时出现必然的装置输出之间的关联。

最后，罐子11c没有与之关联的标签，所以装置10接近这个罐子或用手拿起它的动作的同时手上的佩带装置10不会导致任何装置输出。因而，用户能够推断出所讨论的罐子不是罐子11a或11b，而是某个其它罐。如果用户知道他只有三个这样的罐子，在拿着不产生新的装置输出的罐子时他就能够推断出它一定是罐子11c。

尽管已经讨论了三个罐子11a、11b和11c，但这仅是出于说明性目的，在不偏离本发明范围的前提下可以设想其它数量的罐子或其它这种物体。

除了产生触觉振动输出的装置之外，或者代替产生触觉振动输出的装置，还可以产生其它类型的触觉输出，例如用户手上的敲打的感觉，或者佩带在手指上的装置在用户的手指上执行收缩动作。此外，其它可能的输出信号包括可听到的输出(它可以假定不同数量的脉冲、不同音阶的形式)或其它变化的输出以区别正在读取的不同标签。

可以提供一组不同的标签类型，例如10个不同的标签类型，每个标签类型在它被读取时导致阅读器产生一和十个脉冲或者十个不同输出类型中的一个。任选地，可以提供与“危险”对应的特殊标签类型，以便当该标签被读取时，该装置输出一个非常不同的或着重类型的输出。这种标签可以贴到有害物质如漂白剂的容器上。

任选地，用户能够编程或者另外控制装置10根据所读取的标签产生特定的输出信号。例如，这可以用装置中的查找表来完成，其中用户能够指定在读取具有特定身份的标签时，应该产生特定的输出。可以通过经由I/O接口27将装置10连接到个人计算机、个人数字处理、移动通信装置或其它合适的编程装置而对其编程。可选地，可以通过天线21和收发器22或其它无线接口(包括射频接口或红外接口)对装置10编程。

第一个实施方案依赖于用户或助理主动将所选择的标签贴到特定的物体上。当装置10读取特定标签时该特定标签导致装置10产生特定的输出(取决于对装置10的可能的编程)。因此用户必须记住装置输出和装置输出涉及的特定物体之间的关联。也就是说，装置输出不能自已固有地传达关于加了标签的物体的信息，而传达的是关于正在读取的那个特定标签或标签类型的信息。

在本发明的第二种实施方案中，采用了可编程的标签代替标签12a、12b、...12n，允许用户对标签编程以携带特定的信息。如果用户希望给一罐烘豆加上标签，用户可以用数据(例如表示“烘豆”的一串字母-数字字符)对该标签编程。这样该标签就携带了实际描述该标签所关联的物体的特性的数据。在读取这个标签时，该装置提取文本串“烘豆”并用它作为文本-到-语音转换过程的输入，该过程由执行适当指令的微处理器23完成，随后装置以合成语音的形式产生一个输出，合成语音再现从扬声器发出的单词“烘豆”。因而在这种配置中不需要记住特定的物体和产生的脉冲序列或类似形式的输出信号之间的设定的关联。此外，这种配置允许只提供单一类型的可编程标签，仅仅通过用适当的描述性文本或其它信息对每个标签编程就能够方便地给很多物体加上标签。

在本发明的第三种实施方案中，在制造阶段就为物体提供了标签，由此消除了由用户贴标签的需要。标签可以携带预定的标识数据，需要用户学会在从预先贴上的标签读取数据时产生的装置输出信号之间的关联。另外，用户可以配置装置10以在读取到预先贴上的标签时产生一个特定的输出信号。可选地，在预先贴上的标签可编程的地方，用户可以用信息对那个标签编程以影响读取该标签时从装置10产生的输出。编程该标签的信息可以包括描述该物体的信息，与上面关于第二个实施方案所描述的类似。例如用户可以用字母-数字文本串对那些标签编程。

正本领域的技术人员所理解的那样，只要仍然保持在本发明的范围内，对上述实施方案的其它使用和变化也是可能的。例如，当一个人正工作在一个特定的任务(例如汽车修理工作)上时，通常很难仅仅通过触觉定位想要的工具，由此需要这个人将目光从正在其上工作的物体移开。但是，通过给工具箱中的物体适当的加上标签，本发明的装置将允许用户不用看就拿起一个工具并且通过产生的输出信号的特征知道正在拿着的是哪个工具。这种输出的形式可以是编码信号或描述该工具的合成语音。可以给像扳手这样的工具加上标签以确定扳手的尺寸；例如当拿着一个10mm的扳手时，可以由该装置产生10个可听或触觉脉冲；可选地该装置可以用合成的语音输出通告尺寸。类似的方法可以用在给外科手术工具加标签中。

更进一步的应用涉及给牛奶或其它容易腐烂的食物加上标签以表示它的交付或到期日期、给钥匙加上标签、给螺母螺栓以及螺丝钉或其它部件(在这些情况下将给它们的盒子加上标签)加上标签以及给装置的用户控制加上标签。可以给像保险丝这样的物体加上标签以帮助停电时在黑暗中工作。也可给管道、阀门、水龙头和电缆加上标签用于识别-这些情况下标签能够替代通常的识别信号以防止临时用户干扰这些物体，因为用户在没有适当的装置10的情况下可能不确定这些装置的功能。任何情况下都不强制必须直接对物体自身加上标签。作为选择，标签可以放在要识别的物体附近，例如可以将标签贴在与水龙头相邻的墙上而不是贴在水龙头本身上面。

在特定实现中由所寻找的复杂度规定合适的标签技术。在只需要区别少量(2到10个标签)标签时，出于安全目的可以和零售店中贴在物体上的那些标签类似采用低成本的射频(RFID)标签。根据皇家菲利浦电子所谓“I.CODE”智能标签技术可以完成更复杂的实现。这是一种基于RFID的技术，设计用来挑战无处不在的条形码市场以服务每年每种用途成百上千万条标签的巨大市场。这些标签有10年的数据保持期，1.5米的有效检测范围，防撞击实现、13.56MHz的工作频率、开放的通信协议，并且它们是可编程的。这些标签有512位读/写片上存储器，包括384位的用户存储器、64位唯一序列号和用于配置数据的64位系统存储器。尽管这些标签对1.5米工作范围阅读器提供了一个标签，但这里所描述的实现需要短得多的工作范围，由此保证这项技术在微型电池提供动力的可佩带装置(例如装置10，那里受限制的能耗和天线尺寸都是设计因素)中的使用。任选地，装置10可以有一个用户激活/关闭开关来节约能源。正如本领域的技术人员将理解的那样，在不偏离本发明范围的前提下可以采用其它合适的标签技术。

在制造时就给物体贴上标签的例子包括邮票和钞票以将相关联的物体的价值传达给用户。就邮票来说，出于经济原因，优选地是给邮票簿而不是所有邮票加上标签。就钞票来说，需要给每张钞票加上标签。但是，在后一种情况下，不需要一张特定的钞票有唯一的身份以确定它的价值。实际上，采用已知在钞票中嵌入金属材料的实践，可以包括对钞票的值特有的一种金属化图案，这种图案是可检测的并可以和其它钞票中的图案区别开来以允许由读取装置确定钞票的值。注意，本配置涉及钞票的一般识别以确定它的值，并不涉及特定钞票的验证或跟踪。

上述概念的一个扩展是除了唯一的标识数据外在标签中包含辅助信息。对食品物体来说，辅助信息可以包括成分列表和/或烹饪指南。对其它物体来说，可以包括基本的使用指南。例如，对于自组装家具来说，对一个部件的一部分加上标签能够让该标签被识别并且进一步帮助提供指令解释怎样将该部件与更多部件相连。这种配置对于看得见的人也是有益的，因为他们可能不非常依赖于装配指南手册。

尽管本装置已经被描述为放置在一个部件中，也可以在分布式配置中提供本装置的功能部件。例如，可以只在手指上或手部附近提供标签读出器部件而在别处提供剩余的功能部件，例如口袋里。这种情况下可以在部件之间提供有线或无线链路。

从阅读本公开内容中，对本领域的技术人员来说其他改进将是显而易见的。这种修改可以包括设计中的已知的其它特性、被动或主动标签的制造和使用、用于这种标签的阅读器以及其中的编码、编程和应用，这些修改都可以在这里已经描述的特性之外使用或代替它们。

Claims (11)

1.一种帮助识别物体(11a，11b，11c)的方法，所述方法包括下列步骤：

呈现给一个可佩带标签阅读器(10)一个与物体相关联的标签(12a，12b)；

将所述标签中保存的信息传递给该标签阅读器；并且

产生根据从该标签传递给该阅读器的信息的输出信号，其中所述输出信号便于通过可由用户定义并在所述传递步骤之前建立的所述关联对该标签所关联的物体的识别。

2.依照权利要求1的方法，其中所述可佩带标签阅读器(10)是可以佩带在人的手指、手、前臂、脚或身体的其它末端部件。

3.依照权利要求1或2的方法，进一步包括用户在所述传递步骤之前对所述标签(12a，12b)编程的步骤。

4.依照权利要求1、2或3的方法，其中标签(12a，12b)中保存的所述信息包括标签身份信息。

5.依照权利要求1到4中任意一个或多个权利要求的方法，其中标签(12a，12b)中保存的所述信息包括描述该标签所关联的物体(11a，11b)的特性的数据。

6.依照权利要求1到5中任意一个或多个权利要求的方法，其中所述产生的输出信号的形式是是触觉信号、可听信号、语音或其它用户可辨认的信息。

7.依照权利要求1到6中任意一个或多个权利要求的方法，其中所述标签(12a，12b)是射频识别(RFID)标签。

8.依照权利要求1到7中任意一个或多个权利要求的方法，还包括用户提供所述标签的步骤。

9.一种提供了标签的物体，所述标签适合用在依照权利要求1到8中的任意一个或多个权利要求帮助识别物体的方法中。

10.一种包括将标签贴在物体上的过程，所述标签适合用在依照权利要求1到8中的任意一个或多个权利要求帮助识别物体的方法中。

11.帮助识别物体的装置(10)，所述装置包括：

一个可佩带标签阅读器，用于读取与物体相关联的标签(12a，12b)中所保存的信息，当该可佩带标签阅读器被呈现给标签时就会进行读取，和

一个输出信号产生装置，与所述标签阅读器耦合，用于根据在从呈现给阅读器的标签读取期间传递来的信息产生一个输出信号，其中所述输出信号便于依靠用户定义的并在标签读取之前建立的所述关联对该标签所关联的物体的识别。