CZ300785B6 - Zpusob a zarízení pro vytvárení informace o vzdálenosti od prekážky pro nevidomé - Google Patents

Abstract

Informace o vzdálenosti od prekážky se vytvárí ultrazvukovými signály, jejichž cást odražená od prekážky se v základním režimu prevádí servomechanismem na polohu presuvného prvku (2). Jeho vzdálenost od základní polohy je úmerná vzdálenosti od prekážky. Porovnání polohy presuvného prvku (2) s výstupky na pevné stupnici (3) vytvárí pro nevidomou nebo zrakove postiženou osobu hmatovou informaci o vzdálenosti nepohyblivé nebo i pohybující se prekážky. Nebo se v režimu jednorázového merení nepohyblivé prekážky meronosný signál vzdálenosti prevádí na hlasový nebo zvukove kódovaný kvantifikovaný údaj o namerené hodnote. Na krytu (1) je spouštecí tlacítko (7) a vypínac (8). Uvnitr krytu (1) jsou bloky elektronického rízení. Pri stisknutém tlacítku (7), se jednorázove indikuje vzdálenost od prekážky zvukovým kódem nebo prímo mluveným slovem.

Description

Způsob a zařízení pro vytváření informace o vzdálenosti od překážky pro nevidomé

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro vytváření informace o vzdálenosti od překážky nebo od jiného předmětu pro nevidomé a zrakově postižené osoby, založené na principu vysílání ultrazvukových signálů a přijímání odražených ultrazvukových signálů.

Dosavadní stav techniky

Jsou známé způsoby a zařízení pro vytváření informace o vzdálenosti od překážky nebo jiného předmětu. Jsou založeny na principu vysílání ultrazvukových signálů. Ultrazvukové signály odra15 zené od překážky se indikují a převádějí na elektrický signál, který nese informaci o vzdálenosti. Při využití tohoto způsobu pro nevidomé nebo zrakově postižené osoby se elektrický signál převádí na signál zvukový. Zvukový signál vysílá reproduktor. Změna vzdálenosti se projevuje změnou výšky tónu. V praxi není tento způsob vždy vhodný. To proto, že do značné míry blokuje sluch, který je důležitým orgánem nevidomé osoby nebo slabozraké osoby.

Katalogy některých firem popisuji zařízení, které po stisku tlačítka změří vzdálenost a zobrazí ji na displeji. Nevýhodou těchto zařízení je, že jej nemohou používat nevidomí a slabozrací, protože údaj na displeji nemohou přečíst a jiný způsob indikace zde není. Jde vždy o jednorázové měření po stisku tlačítka, tedy nikoliv o měření prováděné kontinuálně v dynamicky se měnícím prostředí.

Odborná literatura uvádí, že bylo vyvinuto zařízení, které částečně zprostředkuje zrak zcela nevidomým lidem. Zařízení je vytvořeno z brýlí s miniaturní televizní kamerou a dálkovým ultrazvukovým senzorem. Čidla jsou spojena s miniaturním počítačem. Počítač vyhodnocuje údaje a předává je do systému elektrod umístěných v mozku v centru pro vidění. Elektrody vysílají impulsy odpovídající zpracovanému obrazu. Nevidomý je pak například schopen číst písmena o velikosti pět centimetrů ze vzdálenosti 1,5 metrů. Zařízení tak umožňuje nevidomému vnímat jakýsi černobílý obraz okolí. Nevýhodou tohoto zařízení je, že je složité, finančně nákladné a drahé.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob vytváření informace o vzdálenosti překážky nebo jiného předmětu od nevidomé nebo zrakově postižené osoby, při kterém se vysílají ultrazvukové signály. Část ultrazvukových signálů odražená od překážky se indikuje a převádí na elektrický signál. Podstata vynálezu spočívá v tom, že tento elektrický signál se převádí v základním režimu na pohyb přesuvného prvku. Vzdálenost přesuvného prvku od jeho základní polohy je úměrná vzdálenosti od překážky nebo od jiného předmětu. Porovnávání polohy přesuvného prvku s výstupky nebo prohlubněmi na pevné stupnici vytváří pro nevidomou nebo slabozrakou osobu hmatovou informaci o vzdálenosti překážky. V režimu jednorázového měření nepohyblivé překážky se elektrický signál převádí na hlasovou nebo zvukově kódovanou informaci, ve formě kvantifikovaného údaje v jednotkách vzdálenosti. Zařízení k provádění způsobu je vytvořeno z ergonomicky vytvarovaného krytu, v jehož přední části je otvor, ve kterém je ultrazvuková vložka ultrazvukového bloku. Spouštěcí vstup ultrazvukového, bloku je spojen se spouštěcím výstupem řídicího bloku, Informační vstup řídicího bloku je spojen s informačním výstupem ultrazvukového bloku. Na krytu je umístěné spouštěcí tlačítko, které je spojeno se spouštěcím vstupem řídicího bloku. Podstata zařízení spočívá v tom, že první informační výstup řídicího bloku je spojen s informačním vstupem výkonového bloku, jehož výkonový výstup je spojen s presuvným prvkem. Přesuvný prvek je umístěn v drážce vytvořené na krytu. Na bocích drážky je upravena alespoň jedna stupnice vytvořená výstupky nebo prohlubněmi. Druhý informační výstup řídicího bloku je spojen s informačním vstupem zvukového bloku. Pokud je zařízení je součástí slepecké hole a je umístěno na slepecké holi, nebo instalováno ve slepecké holi.

Vynález umožňuje zjišťovat vzdálenost v základním režimu nebo v režimu jednorázového měření. V základním režimu slouží nevidomým a zrakově postiženým osobám k získávání prostorové orientace, V základním režimu přesuvný prvek neustále vytváří hmatovou informaci o vzdálenosti překážek nebo jiných předmětů. Nepřetržitě indikuje vzdálenost od předmětů nebo přelo kážek, které jsou pevné, tak od těch, které se pohybují. Výhodou je, že neblokuje sluch zrakově postiženého uživatele, který sluchem nerušeně vnímá okolní dění v prostoru. V režimu jednorázového změření nepohyblivé překážky se například měří výška stolu, rozměry místnosti a podobně. Výsledkem měření je kvantifikovaný údaj v jednotkách vzdálenosti, Informace o naměřené hodnotě je hlasová nebo zvukově kódovaná, například Morseovou abecedou. Zařízení je vysoce spolehlivé. Ovládání je jednoduché a snadné. Je to lehký kapesní přístroj malých rozměrů s minimálními požadavky na údržbu. Dosahovaná absolutní přesnost měření je lepší než +1 % v celém rozsahu měření. Měřená vzdálenost je od 15 cm do 10,7 m. Výrobní cena je relativně nízká. Zařízení je možné též instalovat do slepeckých holí. Tím se zvýší užitná hodnota obou předmětů a zjednoduší se obsluha. Uživatel může používat pouze jeden předmět, který sdružuje funkci slepecké hole a kontinuálního získávání informace o bezprostředním i vzdálenějším okolí.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je blíže objasněn pomocí výkresu, na kterém znázorňuje obr. 1 zařízení v půdorysu a obr. 2 zapojení elektronických obvodů v blokovém schématu.

Příklad provedení vynálezu

Způsob vytváření informace o vzdálenosti překážky, nebo jiného předmětu od nevidomé osoby nebo zrakově postižené osoby využívá známého principu vysílání ultrazvukových signálů a indikování té části ultrazvukových signálů, které se odrážejí od překážky nebo od jiného předmětu, na který vysílané ultrazvukové signály narážejí. Rozdíl mezi okamžikem vyslání ultrazvukového signálu a příjmem jeho odražené části se indikuje a převádí se na elektrický signál. Tímto elektrickým signálem se působí v základním režimu, například prostřednictvím servomechanismu, na přesuvný prvek. Tím se přesuvný prvek přesune do polohy, jejíž vzdálenost od jeho základní polohy je úměrná vzdálenosti vysílaných ultrazvukových signálů od překážky nebo od jiného předmětu. Porovnáváním polohy přesuvného prvku s polohou výstupků nebo prohlubní na pevné stupnici vedle přesuvného prvku se nepřetržitě vytváří pro nevidomou nebo zrakově postiženou osobu hmatová informace o vzdálenosti překážky nebo jiného předmětu ve směru, do kterého se ultrazvukové signály vysílají. V režimu jednorázového měření nepohyblivé překážky se měronosný elektrický signál převádí na hlasový nebo na zvukově kódovaný kvantifikovaný údaj o naměřené hodnotě.

Zařízení pro provádění tohoto způsobu má elektronické bloky a prvky zařízení uložené v krytu I (obr, I). Kryt j. má ergonomický tvar a nad jeho povrch částečně vyčnívá posuvný prvek 2. Po jedné nebo obou stranách posuvného prvku 2 je na krytu I stupnice 3 vytvořená z pevných výčnělků nebo z pevných prohlubní. V příkladu provedení je znázorněna pevná stupnice 3 vytvo50 řená ze tří výčnělků. Pevná stupnice 3 může být i členitější, Kiyt 1 je opatřen odklopnou či odnímatelnou nebo pohyblivou částí 6, která zakrývá otvor prostoru, v němž jsou uloženy zdroje, což jsou baterie nebo akumulátory. Kryt I je opatřen též konektorem 4 pro připojení externí nabíječky pro dobití zdrojů. V přední částí krytu i je vytvořen otvor, v němž je upevněna ultrazvuková vložka 5, která je součástí dálkoměmého ultrazvukového bloku 9. Ultrazvuková .9 .

vložka 5 slouží k přeměně elektrických kmitů na ultrazvukový signál a k příjmu ultrazvukového signálu odraženého od překážek či jiných předmětů a k jeho přeměně na elektrický signál. Na krytu I je umístěn vypínač 8 pro vypínání a zapínání zařízeni a spouštěcí tlačítko 7, které slouží ke spuštění funkce jednorázového měření vzdálenosti. Uvnitř krytu 1 jsou umístěny všechny elektronické bloky (obr. 2), které zajišťují požadovanou funkci zařízení. Ultrazvukový blok 9 je známý. Slouži k vyhodnocení elektrického signálu, který odpovídá odraženému ultrazvukovému signálu, a převodu tohoto elektrického signálu na elektrický signál, například na délku trvání elektrického impulsu. Řídicí blok 10 je známý integrovaný obvod - mikrokontrolér. V základním režimu, to je při zapnutém stavu bez stisku tlačítka 7, slouží řídicí blok 10 k opakovanému io spouštění ultrazvukového bloku 9. Řídicí blok JO též slouží k monitorování stavu tlačítka 7. Při stisku tlačítka 7 přejde zařízení do režimu jednorázového měření a postupně několikrát spouští řídicí blok JO funkci ultrazvukového bloku 9 a to minimálně 2 x a maximálně 3 x - podle toho jaký rozptyl hodnot je při měření vzdálenosti dosažen. K indikací takto změřené hodnoty slouží zvukový blok 12. který vzdálenost signalizuje zvukovým kódem nebo hlasovou informací. Výko15 nový blok H je servomechanismus. Jeho výkonovým výstupem je mechanický pohyb, respektive nastavení výstupního ramene, které je spojeno s přesuvným prvkem 2 do polohy úměrné vzdálenosti od překážky. Zvukový blok J2 je například řízený elektronický modul se vzorky mluvené informace, nebo jen stejnosměrně oddělený miniaturní reproduktor pro signalizaci zvukovým kódem. Jednotlivé bloky jsou zapojeny takto. Spouštěcí vstup 9J ultrazvukového bloku 9 je spojen se spouštěcím vstupem 103 řídicího bloku JO. Informační vstup 101 řídicího bloku JO je spojen s informačním výstupem 92 ultrazvukového bloku 9 spouštěcí tlačítko 7, které je umístěné na krytu 1 je spojeno se spouštěcím vstupem 102 řídicího bloku JO. První informační výstup 104 řídicího bloku JO je spojen s informačním vstupem 111 výkonového bloku JJ. Výkonový výstup 112 výkonového bloku JJ je spojen s přesuvným prvkem 2 umístěným na krytu J.

Druhý informační výstup 105 řídicího bloku 10 je spojen s informačním vstupem 121 zvukového bloku J2. Zařízení může být vytvořeno jako samostatné ruční zařízení, nebo může být součástí slepecké hole. Pokud je součástí slepecké hole, je umístěno na slepecké holi, nebo instalováno ve slepecké holi. Toto uspořádání není na obrázcích znázorněno.

Zařízení pracuje takto. Po sepnutí vypínače 8 se aktivují elektronické obvody všech bloků zařízení. Pokud není v zapnutém stavu stisknuto spouštěcí tlačítko 7, je celé zařízení v základním režimu indikace vzdálenosti pomocí posuvného prvku 2. Probíhá cyklické měření vzdálenosti zařízení od překážky pomocí ultrazvukového modulu 9 a ultrazvukové vložky 5. V tomto režimu řídicí modul JO průběžně řídí přes svůj první informační výstup 104 výkonový blok JJ.. Výkono35 vý blok JI je servomechanismus, kteiý podle změřené vzdálenosti přestavuje posuvný prvek 2. Řídicí blok JO vysílá spouštěcí signál 103. Spouštěcí signál vychází ze spouštěcího výstupu 103 řídicího bloku JO a přechází na spouštěcí vstup 9J ultrazvukového bloku 9. Ultrazvukový blok 9 vytváři ultrazvukové signály a přes ultrazvukovou vložku 5 je vysílá do prostoru před zařízením. Po každém vyslání ultrazvukového signálu zaznamenává ultrazvukový blok 9 i ultrazvukový signál odražený od překážky, který se vrací přes ultrazvukovou vložku 5 zpět do ultrazvukového bloku 9. Ultrazvukový blok 9 předá informaci o časovém rozdílu mezi vysláním ultrazvukového signálu a příjmem signálu odraženého od překážky přes svůj informační výstup 92 na informační vstup 101 řídicího bloku JO. Řídicí blok JO vyhodnotí tuto informaci tak, že zméři délku časového rozdílu mezi vysílaným ultrazvukovým signálem a odraženým ultrazvukovým signálem a převede ji na elektrický signál, Informační hodnota elektrického signálu je úměrná vzdálenosti zařízení od překážky. Tento elektrický signál vyšle řídicí blok JO přes svůj první informační výstup 104 na informační vstup 111 výkonového bloku JJ. Výkonový blok JJ tuto informaci zpracuje a přes svůj výkonový výstup 112 vyšle povel k přesunutí přesuvného prvku 2 do takové polohy, ve které jeho okamžitá vzdálenost od základní polohy odpovídá podle určitého měřítka vzdálenosti zařízení od překážky. Měřítko je určeno rozsahem možného pohybu výstupu i 12 výkonového bloku Jj_ k rozsahu ultrazvukového měření. Rozsah je obvykle od 0,15 m do 10,7 m, s přesností + 1 %. Celý proces se cyklicky opakuje. Tak se dynamicky reaguje na měnící se situaci v prostoru, do kterého se ultrazvukové signály vysílají. Pokud je tlačítko 2 stisknuto, přejde zařízení do režimu kvantifikovaného měření vzdálenosti nepohyblivé překážky. Činnost je

-3CZ 300785 Bó stejná jako v základním režimu. Řídicí blok 10 vyšle pres svůj spouštěcí výstup 103 spouštěcí signál na spouštěcí vstup ultrazvukového bloku 9. Ultrazvukový blok 9 vytváří ultrazvukové signály a přes ultrazvukovou vložku 5 je vysílá do prostoru před zařízením. Po každém vyslání ultrazvukového signálu zaznamenává ultrazvukový blok 9 ultrazvukový signál odražený od pře5 kážky, který se vrací přes ultrazvukovou vložku 5 zpět do ultrazvukového bloku 9. Ultrazvukový blok 9 předá informaci o časovém rozdílu mezi vysláním ultrazvukového signálu a příjmem ultrazvukového signálu odraženého od překážky přes svůj informační výstup 92 na informační vstup 101 řídicího bloku l_0. Řídicí blok 10 vyhodnotí tuto informaci a provede stejným způsobem další kontrolní měření vzdálenosti. Když jsou obě informace ve shodě znamená to, že je ío mezi nimi minimální diference odpovídající přesnosti měření. Řídicí blok 10 generuje řídicí signál a vyšle ho svým druhým informačním výstupem 105 na informační vstup 121 zvukového bloku 12. Zvukový blok 12 vydá informaci o změřené vzdálenosti přímo mluveným slovem, nebo Morseovou abecedou. Pokud informace z předchozího a následujícího měření ve shodě nejsou, zařízení měření opakuje. Pokud podmínka shody s předchozím výsledkem opět není splněna, vyšle řídicí blok J_0 přes svůj druhý informační výstup 105 do zvukového bloku 12 informační signál. Tento signál obsahuje informaci o tom, že měření nebylo úspěšné. Například proto, že překážka, nebo jiný předmět jsou mimo rozsah měření. Nebo proto, že se překážka nebo jiný měřený předmět pohybuje. V případě shody předposledního a posledního měření indikuje zvukový blok 12 vzdálenost od překážky zvukovým kódem nebo přímo hlasovou informací, to je mluveným slovem. Po indikaci vzdálenosti zvukovým blokem 12 pokračuje zařízení v Činnosti tak, jako před stiskem tlačítka 7. To je v režimu základní indikace vzdálenosti prostřednictvím posuvného prvku 2. Tato činnost se cyklicky opakuje až do okamžiku, kdy se zařízení vypne vypínačem 8 nebo do okamžiku, kdy se opětovně stiskne spouštěcí tlačítko 7.

Průmyslová využitelnost

Vynálezu se využije u zařízení pro zlepšení prostorové orientace nevidomých zrakově postižených osob, a také při provádění orientačního měření vzdálenosti těmito osobami.

Claims (3)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob indikace vzdálenosti nevidomé a zrakově postižené osoby od překážky, nebo od jiného předmětu, při kterém se vysílají ultrazvukové signály, jejichž Část odražená od překážky nebo jiného předmětu se indikuje a převádí na elektrický signál, vyznačující se tím, že tento elektrický signál se v základním režimu převádí na pohyb přesuvného prvku, jehož vzdálenost od základní polohy je úměrná vzdálenosti od překážky, přičemž porovnání polohy přesuvného prvku s výstupky nebo prohlubněmi na pevné stupnici vytváří pro zrakově postiženou nebo nevidomou osobu hmatovou informaci o vzdálenosti překážky, nebo se v režimu jednorázového měření nepohyblivé překážky převádí na hlasový nebo zvukově kódovaný kvanti45 fikovaný údaj o naměřené hodnotě.

2. Zařízení k provádění způsobu je vytvořeno z ergonomicky vytvarovaného krytu, v jehož přední části je otvor, ve kterém je ultrazvuková vložka (5) ultrazvukového bloku (9), jehož spouštěcí vstup (91) je spojen se spouštécím výstupem (103) řídicího bloku (10), jehož infor50 mační vstup (101) je spojen s informačním výstupem (92) ultrazvukového bloku (9) a tlačítko (7) umístěné na krytu (1) je spojeno se spouštěcím vstupem (102) řídicího bloku (10), vyznačující se tím, že první informační výstup (104) řídicího bloku (10) je spojen s informačním vstupem (111) výkonového bloku (II), jehož výkonový výstup (112) je spojen s přesuvným _ 4 prvkem, umístěným na krytu (1), a na krytu (1) na bocích dráhy přesuvného prvku (2) je umístěna alespoň jedna stupnice (3) vytvořená výstupky nebo prohlubněmi a druhý informační výstup (105) řídicího blokuje spojen s informačním vstupem (121) zvukového bloku (12).

; 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že je umístěno na slepecké holi, nebo instalováno ve slepecké holi.

Konec dokumentu