DE4339997A1 - Gerät zur Information von Blinden über Entfernungen zu ruhenden oder sich bewegenden Objekten in ihrer Umgebung aus unterschiedlichen Richtungen - Google Patents

Description

Wenn ich gehe und jemand kommt mir entgegen, sehe ich ihn und versuche, nicht mit ihm zusammenzustoßen. Ein Blinder hat diese Möglichkeit nicht.

Dieses Gerät informiert ihn über die Tatsache, daß ihm jemand entgegenkommt beziehungsweise, daß er sich einem Hindernis nähert.

Das Gerät ist transportabel, leicht und beeinträchtigt nicht die Gesundheit.

Wir nehmen an, daß der Blinde selbständig, jedoch mit Hilfe eines Stockes geht. Indem er Gegenstände mit seinem Körper oder einem Stock berührt, erfährt er von Hindernissen, die sich in einem Abstand von höchstens etwa einem halben Meter oder in Schrittweite befinden.

Wenn er aufstehen oder laufen möchte und über Gegenstände benachrichtigt werden will, die sich weiter als einen halben Meter von ihm weg befinden, schaltet er das Gerät ein. Es wird ihn darüber informieren, wieviel Meter die Wand oder andere Hindernisse von ihm entfernt sind. Der Abstand wird ihm über Kopfhörer mitgeteilt.

Schaltet der Blinde das Gerät ein, um sich über Hindernisse zu informieren, so dauert es nicht länger als einen Augenaufschlag lang, bis er die Nachricht erhält. Diese Verzögerung ist für den Menschen nicht wahrnehmbar.

Das Gerät kann vom Blinden beliebig an- und ausgeschaltet werden.

Das An- und Ausschalten des Gerätes simuliert so die Funktion des Augenöffnens und -schließens, um sich über die Entfernung von Hindernissen zu informieren.

Dieses Gerät kann Abstände bis beispielsweise zehn Meter erkennen. Es besteht aus drei hauptsächlichen Bestandteilen. Der erste Bestandteil sendet eine elektromagnetische Welle aus und erkennt durch die reflektierende Welle das Hindernis. Das zweite Element berechnet, in welcher Entfernung sich das Hindernis vom Blinden befindet. Der dritte Bestandteil transformiert diese Informationen in eine Aussage, die vom Blinden akustisch aufgenommen wird.

Unter einem Hindernis sollen alle Gegenstände verstanden werden, die sich in der Umgebung befinden. Sie sind fühlbar und haben Gewicht. Es können feststehende, statische oder bewegliche, dynamische Objekte sein.

Man kann das Gerät so einstellen, daß es den Blinden, wenn er sich beispielsweise in Ruhelage befindet, nur dann benachrichtigt, wenn sich ihm ein Hindernis auf zwei oder weniger Meter Abstand nähert. Auch in diesem Fall erkennt das Gerät Entfernungsänderungen von Gegenständen, die sich mehr als zwei Meter vom Blinden weg befinden, teilt sie jedoch nicht mit.

In das Gerät ist ein kleiner Radio-Recorder eingebaut. Das Gerät kann so eingestellt werden, daß Radio oder Recorder sich automatisch anstellen, wenn das Gerät den Blinden informiert hat und sich die Umgebung nicht weiter verändert. Der Blinde kann über die Schaltung folgende Einstellungen wählen:

a: ausschließlich Informationen über die Entfernung von Hindernissen,
b: nur Radio,
c: nur Recorder,
d: Informationen und Radio,
e: Informationen und Recorder.

Bei den Einstellungen (d) und (e) schaltet sich die Ansage automatisch ein, wenn neue Hindernisse erscheinen oder sich der Abstand zu bereits berechneten Hindernissen verändert. Der Radio-Recorder unterbricht seine Tätigkeit für die Dauer der Ansage automatisch und schaltet sich wieder ein, sobald die Nachricht abgegeben ist und sich die Umgebung nicht weiter verändert. Die Kassette des Recorders ist auswechselbar.

Das Gerät informiert den Blinden über Entfernungsänderungen, unabhängig davon, ob sie durch Bewegung der Objekte oder durch die eigenen Bewegungen des Blinden hervorgerufen wurden.

Falls erwünscht, gibt das Gerät die Entfernungen nicht in Metern, sondern als Anzahl von Schritten an, wobei eine individuelle Schrittlänge des Blinden als Maß zugrundegelegt wird.

Das Gerät kann wie eine Taschenlampe, mit einer Hand also, getragen werden. Mit der anderen Hand kann dann der Stock geführt werden. Trägt der Blinde das Gerät, wie in der [Abbildung (3)] dargestellt, umgehängt, wie einen Fotoapparat, so bleibt eine Hand frei. Dies ist insbesondere für Blinde wichtig, die auch eine Hand verloren haben. So wird die einzige Hand wie bisher frei sein, um den Stock zu tragen.

Das Gerät hat, wie eine Kamera eine Vorder- und eine Rückseite, die ertastet werden können. Wird es um den Hals gehängt, so wird es zusätzlich mit zwei Halterungen um den Leib befestigt, damit es nicht hin- und herpendelt.

Wenn er die Vorderseite des Gerätes nach oben hält, werden ihm Entfernungen zu über seinem Kopf befindlichen Gegenständen mitgeteilt.

Der Blinde wird mit diesem Gerät dieselben Strecken zurücklegen wie bisher, allerdings wird er sich sicherer fühlen und mehr über die dreidimensionale Welt erfahren.

Die Benutzung und Einstellung des Gerätes ist leicht erlernbar. Eine Hilfe beim Umhängen des Gerätes benötigen nur Blinde, die auch eine Hand verloren haben.

Für die Items 1.1 bis 1.5 sehen Sie bitte das Blockdiagramm in Abb. (1).

1.1 Sender und Empfänger

Es kann sich um eine hochfrequente elektromagnetische Welle oder um Ultraschall handeln.

Erstere ist exakter, zweitere ist weniger kompliziert. Die ausgesandte Welle wird vom Hindernis reflektiert. Diese Wellen haben im Vergleich zum Licht für die Benutzung in diesem Gerät zwei Vorteile:

a - Das Licht wird von schwarzen Hindernissen nicht reflektiert.

b - Wenn man anstatt der o.g. Welle das Licht benutzt, unterscheidet das Gerät nicht zwischen Sonnenstrahlen und ausgesandter Lichtwelle.

Das gleiche gilt nachts bei Beleuchtung, das Gerät unterscheidet nicht zwischen Beleuchtungslicht und ausgesandter Lichtwelle.

Der Sender sendet in einem Zeitintervall einen Puls aus. Der gesandte Puls wird vom Hindernis reflektiert und vom Empfänger aufgenommen.

Physikalisch sind Antenne des Senders und Empfänger so installiert, daß der Empfänger nur die reflektierte Welle erkennt [Abb. (4)].

Die Pulse werden vom Sender periodisch ausgesandt [Abb. (2)]. Dazu gibt es eine Margin-Zeit, während der die Antenne keine Welle aussendet, nach Ablauf dieser Margin-Zeit sendet sie neue Pulse aus. Vom Beginn der Pulsaussendung bis zum Ende dieser Margin-Zeit erstreckt sich eine Periode.

Es taucht die Frage auf, was passiert, wenn der Sender einen Puls gesandt hat und der Empfänger eine reflektierte Welle erwartet, die Reflektion jedoch behindert wird, weil das Gerät eines anderen Blinden eine Welle aussendet, um Hindernisse zu erkennen. Diese Situation ist ähnlich wie zwei Spiegel, die sich direkt gegenüber, d. h. parallel zueinander, stehen, und sich ein Gegenstand im Bereich ihrer Sicht befindet. In diesem Fall wird dieser Gegenstand theoretisch endlos in jedem Spiegel gespiegelt.

Um dieses Problem zu lösen, hat jedes Gerät eine besondere Wellenfrequenz, die sich von der Wellenfrequenz anderer Geräte unterscheidet. Der Empfänger wird nur von der Frequenz aktiviert, die der Sender desselben Gerätes aussendet. Der Empfänger ist auf die Welle seines Geräts abgestimmt. In anderen Worten, jedes Gerät hat seine Nominalfrequenz.

Tabelle (1)

verschiedene Zustände

1.2 Uhr

Die Uhr steht sowohl mit dem Sender als auch mit dem Empfänger in Verbindung. Der Sender gibt ein Signal an sie ab, wenn er einen Puls gesandt hat. Die Uhr wird hierdurch auf Null eingestellt, und beginnt mit der Zeitmessung.

Ähnlich funktioniert dies beim Empfänger, dieser jedoch schickt ein Signal an die Uhr, sobald er einen Puls empfangen hat. Auf dieses Signal hin stellt die Uhr die Zeitaufnahme ein. Die Zahl des Zeitintervalls wird dem Rechner als ein Parameter eingegeben.

Die Uhr wird immer vom Sender auf Null gestellt und angeschaltet und vom Empfänger gestoppt.

1.3 Rechner

Der Rechner kennt die Geschwindigkeit der Welle. Anhand des Zeitintervalls, das ihm die Uhr digital mitteilt, kalkuliert er den Abstand zwischen dem Gerät und dem Hindernis. Diese Zahl wird gerundet. Die Ausgabe des Rechners an den Sprecher erfolgt digital.

1.4 Sprecher

Der Sprecher ist ein vom Radio-Rekorder gänzlich verschiedener Teil des Gerätes. Die Ausgabe des Sprechers hört der Blinde jedoch ebenfalls über den Kopfhörer.

Der Sprecher hat IC′s (wie im Anrufbeantworter). In diesen Integrated Circuits wurden die Mitteilungen über Abstände bereits aufgenommen. Die Mitteilungen erfolgen mit höchstens einem Satz und mindestens einem Wort,
z. B.: "Sie haben drei Meter Entfernung vom Hindernis."
oder: " drei Meter."
oder: " drei."

Ist die vom Rechner errechnete Zahl "0011" zur Basis zwei, so kommt diese als Eingabe in den Sprecher. Sie aktiviert den entsprechenden Teil des Integrated Circuit (IC). Dann wird eine der o.g. Aussagen dem Blinden über Kopfhörer mitgeteilt.

Gleichermaßen wird für das vom Rechner ausgegebene und dem Sprecher eingegebene Signal "0101" dem Blinden das Wort "fünf" als Abstand mitgeteilt.

1.5 Schaltung

Die Schaltung ist dem Blinden verfügbar, sie ist auf dem Gehäuse des Gerätes installiert. Sie hat sechs verschiedene Einstellungen, die der Blinde je nach Bedarf einstellen kann. Die Bedienung von fünf wurde bereits im Abschnitt eins der Beschreibung erläutert. Die sechste Bedienungsart ist das Ausschalten des Gerätes.

Claims (1)

1. Dieses Gerät kann vom jedem Blinden benutzt werden. Das Gerät informiert den Blinden über Hindernisse in Entfernungen bis zu 10 Metern. Diese Information erhält der Blinde akustisch über Kopfhörer.

   • 2.1 Der Hauptanspruch ist dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Gerät um eine neuartige Zusammenstellung der folgenden Komponenten handelt, damit dies Gerät die obengenannte Funktion erfüllt:
     Sender, Empfänger, Uhr, Rechner, Sprecher und Taschenradio & Kassettenrecorder oder ohne Taschenradio & Kassettenrecorder.
     Über die neuartige Zusammenstellung hinaus ist dieses Gerät durch folgende neuartige Eigenschaften gekennzeichnet:
   • 2.2 (Dieser Anspruch steht in Zusammenhang mit Abschnitt 1.1 der Beschreibung).
     Bei diesem Gerät sind Sender und Empfänger räumlich neben­ einander installiert. Beide arbeiten mit der gleichen Frequenz.
     Normalerweise liegen Sender und Empfänger weit voneinander entfernt und was der Sender sendet, empfängt der Empfänger. Aber hier darf der Empfänger die gesandte Welle erst nach der Reflektion von einem Hindernis empfangen. Stehen Sender und Empfänger nebeneinander, so wird der Empfänger die Welle direkt vom Sender empfangen.
     Um dies zu verhindern, ist der Sender in einem Raum, wie in [Abb. (4)] gezeigt worden ist, installiert. So werden Sender und Empfänger elektromagnetisch voneinander isoliert, und der Raum zwischen Sender und Hindernis ist offen, damit die gesandte Welle das Hindernis trifft. Diese Weise Sender und Empfänger voneinander zu isolieren, ist neu.
   • 2.3 (Dieser Anspruch steht in Zusammenhang mit dem Abschnitt 1.1 der Beschreibung).
     Die Kombination der Funktionen von Sprecher und Radio-Recorder, wie in Tabelle (1) dargestellt, ist in diesem Gerät neu.
   • 2.4 (Dieser Anspruch steht in Zusammenhang mit den Abschnitten 1.1 und 1.2 der Beschreibung).
     Die Kombination der Funktionen von Sender, Empfänger und Uhr ist in diesem Gerät neu. Der Sender sendet einen Puls und stellt gleichzeitig die Uhr auf Null, gleichzeitig beginnt die Uhr mit der Zeitaufzeichnung. Erhält der Empfänger die reflektierte Welle, so stoppt die Uhr. Die ermittelte Zeitdauer gibt die Uhr als digitale Zahl dem Rechner ein.
   • 2.5 (Dieser Anspruch steht in Zusammenhang mit Abschnitt 1.4 der Beschreibung).
     Nachdem der Rechner eine Zahl für den Abstand zwischen dem Blinden und dem Hindernis (wie 0011, 0101, usw.) errechnet hat, wird der entsprechende Teil des Integrated Circuit (IC) aktiviert.
     Jeder Teil des Integrated Circuit hat die entsprechende gesprochene Information für einen bestimmten Abstand schon aufgenommen. Für das vom Rechner ausgegebene Signal "0011", wird vom Sprecher automatisch "drei Meter" gesagt. Gibt der Rechner das Signal "0101", so wird ein anderer Teil des Integrated Circuit aktiviert, und der Sprecher informiert "fünf Meter". Wie in der Beschreibung detailliert erläutert, sind alle Zahlen von 0001 bis 1010 zur Basis zwei. Die Weise, Integrated Circuits durch diesen Binärcode, die in der obengenannten Art produziert sind, zu aktivieren, ist neu.