EP1686946A1 - Vorrichtung zum erfassen der umgebung sehbehinderter personen - Google Patents

Vorrichtung zum erfassen der umgebung sehbehinderter personen

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Publication number
EP1686946A1
EP1686946A1 EP04740369A EP04740369A EP1686946A1 EP 1686946 A1 EP1686946 A1 EP 1686946A1 EP 04740369 A EP04740369 A EP 04740369A EP 04740369 A EP04740369 A EP 04740369A EP 1686946 A1 EP1686946 A1 EP 1686946A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stylus
light beam
styli
surroundings
visually impaired
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04740369A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Leberer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1686946A1 publication Critical patent/EP1686946A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • A61H3/061—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means
    • A61H2003/063—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means with tactile perception

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the surroundings of a visually impaired person.
  • Devices for detecting objects are beispiels- • known, in the form of cameras. These devices generate pictorial acquisition data, namely in the form of the recorded images, which cannot be evaluated by visually impaired people or can only be evaluated with considerable restrictions.
  • devices for displaying the surroundings of a visually impaired person in the form of models are known, which are exhibited, for example, in public places and reproduce streets and buildings.
  • the invention has for its object to provide a device for detecting the surroundings of a visually impaired person, which enables the visually impaired person to get an impression of the environment surrounding this visually impaired person by tactile stimuli.
  • the invention proposes to scan the surroundings with a fan-shaped light beam.
  • This fan of light creates a line on the objects it encounters.
  • This line is distorted depending on the surface design of the objects and their distance, provided that the line is viewed from an angle to the plane in which the light beam is rather runs.
  • the invention therefore furthermore proposes to arrange an image capturing device, for example a camera, at a distance from this plane and to use this image capturing device to capture the course of the reflected light which has been modified from a straight line.
  • This still visual information is converted into tactile information for the visually impaired person.
  • a stylus bar is provided, which consists of a large number of styli arranged side by side. The visually impaired person can grasp these styli and, due to the different height mobility of the individual pins, recreate the shape of the contour that the reflected light beam, ie the aforementioned distorted line, has.
  • the proposed device can be used to reliably display the course of this curb as well as masts of road signs or lanterns, hydrants or the like that are in the way, if necessary. Without providing the visually impaired person with a detailed picture of their surroundings, the proposed device enables a rough preliminary orientation, so that, for example, finding a glass placed on a table top is also simplified.
  • the tactile information can be resolved with the greatest possible accuracy by actuating each individual stylus, so that the vertical mobility of the stylus can be optimally adapted to the actual contour of the reflected light.
  • tactile pins can be also provided, in each case together, for example, a plurality of tactile pins in a group and similar to control, with aller- 'recently results in a correspondingly lower resolution, with WEL rather the gating information the contour of the reflected
  • the probe pins are spring loaded so that they always in an extended STEL arranged lung, in which they project beyond the actual bar 'maximum.
  • the styli can be pressed into the bar against the spring action.
  • the control can provide that a certain depth stop is effected, how far the stylus can be pushed into the bar, or that - even with the same possible depth of insertion - the resistance with which the stylus in can be changed the bar can be pushed in.
  • the user can swipe over the stylus and receive tactile information about the environment captured by the light beam fan.
  • a test circuit can be provided, by means of which the feeler pins are influenced in terms of their vertical mobility, regardless of the actual environment. B. are drawn in against the spring action or are only movable against a high resistance. This allows the user to Check the pins for correct function and prevent dangers ' which could result from the fact that an actually existing obstacle is not displayed due to a faulty function of one or more styli.
  • the user must of course know which area of his surroundings the device detects, that is to say which "viewing direction” it has.
  • the orientation of the device and the orientation of the detection angle at which the device detects the surroundings can advantageously be conveyed to the user by the fact that the The device is arranged on the arm or on the hand of the user. In this way, the device can be controlled and aligned intuitively by the user.
  • the stylus bar is advantageously arranged adjacent to the fingertips of the user, so that the user can press the buttons by slight finger movements.
  • the other essential components of the device such as the light source, the image capture device and the
  • Stylus - be summarized in the form of a glove-like device, so that the device can be easily put on by the user and all essential components are summarized compactly.
  • the energy source can advantageously be separated from the other aforementioned essential components, for example in the form of an energy pack carried in the form of a backpack or belt.
  • the rest of the device carried on the arm or on the hand of the user can be designed to be as light as possible, so that the user tired as little as possible when handling the device.
  • a solar cell can be provided for the energy supply, which, depending on the power requirement of the device, supplies the energy either exclusively or only in addition to to extend the useful life of the energy source otherwise provided, for example the aforementioned energy pack.
  • a laser can advantageously be used as the light source.
  • Such lasers are lightweight, have small structural features, and
  • a digital camera can preferably be provided as the image capturing device.
  • Such digital cameras are also commercially available, accordingly inexpensive and, moreover, can be supplied with small structural dimensions and low weight.
  • the image capturing device may differ also configured radar similar to that of the embodiment as a camera and runtime information detect the light beam, so that these runtime information equivalent to the above-described contour 'evaluated extending the light beam and can be implemented NEN-informa- Tast in the.
  • FIG. 1 shows an object located on a table and gripped by a device according to the invention
  • Fig. 2 shows a device in which the essential components are combined like gloves
  • Fig. 3 on a larger scale than Fig. 2 a stylus.
  • a table top 1 is shown, on which a cylindrical object 2 is located. Both the table top 1 and the object 2 are illuminated obliquely from above with a light beam fan, a line 3 resulting from the fanning out of the light beam, which is shown in dotted lines in FIG. 1.
  • This line runs in a straight line on the table top 1 and is curved on the cylindrical outer surface of the object 2. Due to the height offset between the two rectilinear parts of line 3 and the curved part of line 3, it is also clear that object 2 is further forward than the area of table top 1 where the rest of rectilinear line 3 meets.
  • the curvature of the object 2 is represented by the bend of the curved section of the line 3.
  • Fig. 2 shows a device 4 according to the invention with a
  • a light source 6 in the form of a laser is arranged beneath the glove 5, glowing past the thumb, this laser emitting a fan-shaped light beam rather than a linear one.
  • the light beam is indicated by dotted 7; he hits an object 2.
  • an image capture device 8 is arranged in the form of a digital camera, the image or viewing or detection area lying between two dotted boundary lines 9. As illustrated in FIG. 2, the object 2 lies in the image capture area of the image capture device 8. Due to the height-offset arrangement of the light source 1 and the image capture device 8, that is to say the arrangement of the image capture device 8 outside the plane in which the light beam 7 extends, the results are shown in FIG 1, purely by way of example, illustrated contour profiles of the reflected light lines as a function of the configuration of the detected environment.
  • the light source 6 is arranged below and the image capturing device 8 above the glove 5.
  • the reverse arrangement can also be provided, in which the light source 6 is arranged above the image capturing device 8.
  • Fig. 3 shows schematically such a stylus 10: It consists of the actual bar 11 and a plurality of styli 12, which are axially movable, i.e. vertically movable relative to the bar 11 and different depths in the bar 11 or through the bar 11 can be pressed.
  • Fig. 3 shows the idle state of the stylus 10, in which all styli 12 are extended to the maximum.
  • This idle state can advantageously be maintained without the need for electrical energy, for example by holding the styli 12 spring-loaded in the shown idle position.
  • the individual styli 12 can be lowered to different depths, so that the surfaces of the pins 12 emulate the same contour as line 3 has.
  • the feeler pins 12 are not underneath. to lower to different depths, but to design their resistance to the indentation to different degrees, so that, for example, the middle styli 12, which would represent the higher, curved region of the line 3, would be set comparatively “hard”, that is to say with a comparatively high resistance to the indentation , whereas the two linear areas of line 3, which are lower and lie within the image acquisition area, would have a lower resistance and the corresponding styli 12 would accordingly be set to "softer".
  • Styli 12 can be influenced in each case by the height mobility of the styli 12 by electromagnets.
  • the corresponding analog signals for controlling the electromagnets are generated by the aforementioned control, which evaluates and converts the signals of the image capturing device 8.
  • This controller can preferably have a microprocessor, so that it can be designed to be structurally small and lightweight. So it can be put in the glove if necessary
  • the energy supply can be separated from the device 4 shown in FIG. 2 in particular when comparatively heavy energy storage devices are used, such as, for example, electric batteries or accumulators, and can be carried more conveniently by the user at another location.
  • comparatively heavy energy storage devices such as, for example, electric batteries or accumulators
  • the image capture device 8 can be designed in the form of a commercially available, small, lightweight and inexpensive digital camera. It is relevant that this image capturing device 8 can evaluate the contrasts that are generated with the aid of the light source 6 and that result between the light line and the surroundings. It can therefore be provided, if necessary, to use cameras or similar image capturing devices in particular, which only fulfill comparatively low requirements for proper image reproduction and can accordingly be inexpensive.
  • a major advantage of the proposed device for the user is that spatial information, or at least 2-dimensional information captured at least as an image, is converted into information that is only one row or one line.
  • the device merely provides coarse, quickly processable information that makes it easier for the user to orientate himself in advance in his environment and allows him to grasp the relevant areas of the environment in a more targeted manner, for example with the aids that have also been used up to now by this user, for example manually palpating the environment or palpation using a wand.
  • the device has the advantage that it depends on

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
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  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen der Umgebung einer sehbehinderten Person, mit einer einen aufgefächerten Lichtstrahl aussendenden Licht­quelle, und mit einem Bilderfassungsgerät, weiches außerhalb der Ebene des Lichtstrahlfächers angeordnet und auf diesen ausgerichtet ist, und mit einer Taststiftleiste, welche eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Taststifte aufweist, welche gegenüber der Leiste unterschiedlich höhenbeweglich sind, und mit einer Steuerung, welche den durch das Bilderfassungs­gerät erfassten Linienverlauf des auf die Umgebung auftreffenden Lichtstrahlfächers in eine entsprechende Höhenbeweglich­keit der Taststifte umsetzt, wobei durch die Steuerung mehrere Gruppen von Taststiften angesteuert sind oder jeder einzelne Taststift angesteuert ist.

Description

Thomas Leberer,
Am Brink 23, 48356 Nordwalde
"Vorrichtung zum Erfassen der Umgebung sehbehinderter Personen"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Umgebung einer sehbehinderten Person.
Vorrichtungen zum Erfassen von Gegenständen sind beispiels- • weise in Form von Kameras bekannt. Diese Vorrichtungen erzeugen bildhafte Erfassungsdaten, nämlich in Form der aufgenommenen Bilder, welche von sehbehinderten Personen nicht oder nur mit erheblichen Einschränkungen ausgewertet werden können.
Weiterhin sind Vorrichtungen zur Darstellung der Umgebung einer sehbehinderten Person in Form von Modellen bekannt, die beispielsweise auf öffentlichen Plätzen ausgestellt sind und Straßenzüge samt der Bebauung wiedergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen der Umgebung einer sehbehinderten Person zu schaffen, welche es der sehbehinderten Person ermöglicht, durch Tastreize einen Eindruck der Umgebung zu erlangen, welche diese sehbehinderte Person umgibt.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die Umgebung mit einem fächerförmigen Lichtstrahl abzutasten. Dieser Lichtfächer ergibt auf den Objekten, auf welche er auftrifft, eine Linie. Diese Linie ist je nach Oberflächengestaltung der Objekte und je nach ihrer Entfernung verzerrt, sofern die Linie aus einem Winkel zu der Ebene betrachtet wird, in welcher der Lichtstrahlfä- eher verläuft. Die Erfindung schlägt daher weiterhin vor, von dieser Ebene beabstandet ein Bilderfassungsgerät, beispielsweise eine Kamera, anzuordnen und mit diesem Bilderfassungsgerät den entsprechend von einer geradlinigen Linie ab- gewandelten Verlauf des reflektierten Lichts zu erfassen.
Diese noch optische Information wird für die sehbehinderte Person in eine Tast-Information umgesetzt. Zu diesem Zweck ist eine Taststiftleiste vorgesehen, die aus einer Vielzahl nebenein- ander angeordneter Taststifte besteht. Die sehbehinderte Person kann diese Taststifte erfassen und aufgrund einer unterschiedlichen Höhenbeweglichkeit der einzelnen Stifte den Konturverlauf nachempfinden, den der reflektierte Lichtstrahl, also die vorgenannte verzerrte Linie, aufweist.
Es wird also der sehbehinderten Person eine bewußt nur recht grobe Information über die Umgebung vermittelt. Dies stellt eine vorteilhafte Reduzierung der Informationsflut dar, verglichen mit dem Versuch, der sehbehinderten Person ein zweidimensiona- les Bild über Tastreize vermitteln zu wollen, oder - ähnlich dem eingangs genannten Modell - eine dreidimensionale Modelllandschaft durch entsprechend viele, flächig auf einem Tablett angeordnete Taststifte zu erzeugen.
Wenn sich die sehbehinderte Person beispielsweise entlang einer Bordsteinkante bewegt, so können mit der vorgeschlagenen Vorrichtung der Verlauf dieser Bordsteinkante sowie gegebenenfalls hinderlich im Weg befindliche Masten von Straßenschildern oder Laternen, Hydranten oder dergleichen zuverläs- sig angezeigt werden. Ohne der sehbehinderten Person ein detailliertes Bild ihrer Umgebung zu vermitteln, ermöglicht die vorgeschlagene Vorrichtung eine grobe Vorab-Orientierung, so dass beispielsweise auch das Auffinden eines auf einer Tischplatte abgestellten Glases vereinfacht wird. Die Auflösung der Tast-Informationen kann mit einer möglichst hohen Genauigkeit dadurch erfolgen, dass jeder einzelne Taststift angesteuert wird, so dass die Höhenbeweglichkeit der Taststifte optimal an den tatsächlichen Konturverlauf des reflektier- ten Lichtes angepasst werden kann. Um die Steuerung der
Taststifte zu vereinfachen, kann jedoch auch vorgesehen sein, beispielsweise mehrere Taststifte jeweils zu einer Gruppe zusammenzufassen und gleichartig anzusteuern, wobei sich aller-' dings eine dementsprechend gröbere Auflösung ergibt, mit wel- eher die Tast-Information den Konturverlauf des reflektierten
Lichtes wiedergibt.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, in der Tastleiste Elektromag- nete vorzusehen, welche die Höhenbeweglichkeit der einzelnen Taststifte bzw. der gruppenweise zusammengefassten Taststifte beeinflussen.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Taststifte federbelastet sind, so dass sie grundsätzlich in einer ausgefahrenen Stel- lung angeordnet sind, in welcher sie über die eigentliche Leiste ' maximal hinausragen. Gegen die Federwirkung können die Taststifte in die Leiste eingedrückt werden. Dabei kann die Steuerung in Verbindung mit Elektromagneten vorsehen, dass ein bestimmter Tiefenanschlag bewirkt wird, wie weit die Tast- stifte in die Leiste eingedrückt werden können, oder dass - auch bei stets gleicher möglicher Eindrücktiefe - der Widerstand veränderlich ist, mit welchem die Taststifte in die Leiste eingedrückt werden können. In beiden Fällen kann der Benutzer über die Taststiftleiste streichen und eine Tast-Information über die von dem Lichtstrahlfächer erfasste Umgebung erhalten.
Eine Testschaltung kann vorgesehen sein, mittels derer die Taststifte unabhängig von der tatsächlichen Umgebung in ihrer Höhenbeweglichkeit beeinflußt werden, z. B. gegen die Feder- Wirkung eingezogen werden oder nur gegen einen hohen Widerstand beweglich sind. Hierdurch kann der Benutzer die Tast- stifte auf korrekte Funktion überprüfen und Gefahren vorbeugen', die sich dadurch ergeben könnten, daß ein tatsächlich vorhandenes Hindernis aufgrund einer fehlerhaften Funktion eines o- der mehrerer Taststifte nicht angezeigt wird.
Der Benutzer muß selbstverständlich wissen, welchen Bereich seiner Umgebung die Vorrichtung erfasst, also welche „Blickrichtung" sie hat. Vorteilhaft kann dem Benutzer die Ausrichtung der Vorrichtung und die Ausrichtung des Erfassungswinkels, in welchem die Vorrichtung die Umgebung erfasst, dadurch vermittelt werden, dass die Vorrichtung am Arm oder an der Hand des Benutzers angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine intuitive Steuerung und Ausrichtung der Vorrichtung durch den Benutzer erfolgen. Die Taststiftleiste ist dabei vorteilhaft den Fingerkuppen des Benutzers benachbart angeordnet, so dass der Benutzer durch geringfügige Fingerbewegungen die Tast-Informatio-nen erhalten kann und seine andere Hand frei bleibt. Vorteilhaft können die wesentlichen Komponenten der Vorrich- tung - wie die Lichtquelle, das Bilderfassungsgerät und die
Taststiftleiste - zusammengefasst sein in Form eines handschuhartigen Gerätes, so dass die Vorrichtung insgesamt einfach vom Benutzer angelegt werden kann und sämtliche wesentlichen Komponenten kompakt zusammengefasst sind.
Vorteilhaft kann die Energiequelle von den übrigen, vorgenannten, wesentlichen Komponenten getrennt sein, beispielsweise in Form eines rucksackartig- oder gürtelartig getragenen Energiepacks. Auf diese Weise kann die am Arm oder an der Hand des Benutzers geführte übrige Vorrichtung möglichst leichtgewichtig ausgestaltet sein, so dass der Benutzer bei der Handhabung der Vorrichtung möglichst wenig ermüdet.
Eine Solarzelle kann zur Energieversorgung vorgesehen sein, wobei diese je nach Leistungsbedarf der Vorrichtung entweder ausschließlich oder lediglich ergänzend die Energie liefert, um die Nutzungsdauer der ansonsten vorgesehenen Energiequelle, beispielsweise des vorgenannten Energiepacks, zu verlängern.
Vorteilhaft kann ein Laser als Lichtquelle verwendet werden. Derartige Laser sind leichtgewichtig, weisen kleine bauliche
Abmessungen auf und sind handelsüblich, einschließlich der Lasersteuerung, welche den Lichtstrahl zu einem Fächer aufweitet bzw. verschwenkt.
Vorzugsweise kann eine Digitalkamera als Bilderfassungsgerät vorgesehen sein. Derartige Digitalkameras sind ebenfalls handelsüblich, dementsprechend preisgünstig und zudem mit geringen baulichen Abmessungen und geringem Gewicht lieferbar.
Das Bilderfassungsgerät kann abweichend von der Ausgestaltung als Kamera auch radarähnlich ausgestaltet sein und Laufzeitinformationen des Lichtstrahls erfassen, so dass diese Laufzeitinformationen äquivalent zu dem vorbeschriebenen Kontur- ' verlauf des Lichtstrahls ausgewertet und in die Tast-Informatio- nen umgesetzt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der rein schematischen Darstellungen näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen auf einem Tisch befindlichen, von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassten Gegenstand,
Fig. 2 eine Vorrichtung, bei welcher die wesentlichen Komponenten handschuhartig zusammengefasst sind, und
Fig. 3 in gegenüber Fig. 2 vergrößertem Maßstab eine Taststiftleiste. In Fig. 1 ist eine Tischplatte 1 dargestellt, auf der sich ein zylindrischer Gegenstand 2 befindet. Schräg von oben werden sowohl die Tischplatte 1 als auch der Gegenstand 2 mit einem Lichtstrahlfächer angestrahlt, wobei sich aufgrund der Auffächerung des Lichtstrahls eine Linie 3 ergibt, die in Fig. 1 gepunktet dargestellt ist. Diese Linie verläuft auf der Tischplatte 1 geradlinig und auf der zylindrischen Mantelfläche des Gegenstandes 2 gebogen. Aufgrund des Höhenversatzes zwischen den beiden geradlinigen Teilen der Linie 3 und dem gebogenen Teil der Linie 3 ist zudem deutlich, dass sich der Gegenstand 2 weiter vorn befindet als der Bereich der Tischplatte 1 , auf welchen die übrige, geradlinige Linie 3 trifft. Die Krümmung des Gegenstandes 2 wird durch die Biegung des gebogenen Abschnitts der Linie 3 repräsentiert.
Der von einer geraden Linie abweichende Verlauf der Linie 3 resultiert daraus, dass die Bilderfassung aus einem anderen Winkel erfolgt als die Bestrahlung der Tischplatte 1 und des Gegenstandes 2 mit dem Lichtstrahl. Läge die Betrachtungs- ebene in der Ebene, in welcher der Lichtstrahlfächer verläuft, so würde unabhängig von der Ausgestaltung der Umgebung stets eine lediglich gradlinige Linie als reflektiertes Licht ausgewertet werden können.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 4 mit einem
Handschuh 5. Unterhalb des Handschuhs 5 ist, an dem Daumen vorbei leuchtend, eine Lichtquelle 6 in Form eines Lasers angeordnet, wobei dieser Laser keinen linienförmigen, sondern einen fächerförmigen Lichtstrahl aussendet. Der Lichtstrahl ist gepunk- tet mit 7 angedeutet; er trifft auf einen Gegenstand 2.
Oben auf dem Handschuh 5 ist ein Bilderfassungsgerät 8 in Form einer digitalen Kamera angeordnet, wobei der Bild- oder Betrachtungs- oder Erfassungsbereich zwischen zwei gepunkte ten Grenzlinien 9 liegt. Wie Fig. 2 verdeutlicht, liegt der Gegenstand 2 im Bilderfassungsbereich des Bilderfassungsgerätes 8. Aufgrund der höhenversetzten Anordnung der Lichtquelle 1 und des Bilderfassungsgerätes 8, also der Anordnung des Bilderfassungsgerätes 8 außerhalb der Ebene, in welcher der Lichtstrahl 7 aufgefächert verläuft, ergeben sich die anhand von Fig. 1 rein beispielhaft erläuterten Konturverläufe der reflektierten Lichtlinien in Abhängigkeit von der Ausgestaltung der erfassten Umgebung.
Rein beispielhaft ist dabei in Fig. 2 die Lichtquelle 6 unterhalb und das Bilderfassungsgerät 8 oberhalb des Handschuhs 5 angeordnet. Von der Wirkungsweise her kann genauso gut die umgekehrte Anordnung vorgesehen sein, bei welcher die Lichtquelle 6 oberhalb des Bilderfassungsgerätes 8 angeordnet ist.
Die Bildinformationen anhand eines Linienverlaufs, welcher beispielsweise ähnlich der Linie 3 von Fig. 1 sein kann, werden in Tast-Informationen umgesetzt durch eine aus den Zeichnungen nicht ersichtliche Steuerung, wobei diese Tast-Informationen mittels einer aus Fig. 2 ersichtlichen Taststiftleiste 10 dem Benutzer des Handschuhs 5 vermittelt werden.
Fig. 3 zeigt schematisch eine derartige Taststiftleiste 10: Sie besteht aus der eigentlichen Leiste 11 und einer Vielzahl von Taststiften 12, die axial beweglich, also höhenbeweglich gegenüber der Leiste 11 angeordnet sind und unterschiedlich tief in die Leiste 11 bzw. durch die Leiste 11 hindurch gedrückt werden können.
Fig. 3 zeigt dabei den Ruhezustand der Taststiftleiste 10, in welchem sämtliche Taststifte 12 maximal ausgefahren sind. Dieser Ruhezustand kann vorteilhaft ohne einen Bedarf elektrischer Energie beibehalten werden, beispielsweise indem die Taststifte 12 federbelastet in der dargestellten Ruheposition gehalten wer- den. Abhängig von dem erfassten Konturverlauf der Licht-Linie, beispielsweise wie bei der Linie 3 in Fig. 1 , können die einzelnen Taststifte 12 unterschiedlich tief abgesenkt werden, so dass die Oberflächen der Stifte 12 denselben Konturverlauf nachbilden wie ihn die Linie 3 aufweist.
Alternativ kann vorgesehen sein, die Taststifte 12 nicht unter- . schiedlich tief abzusenken, sondern ihren Widerstand gegen das Eindrücken unterschiedlich stark auszugestalten, so dass beispielsweise die mittleren Taststifte 12, die den höheren, gebogenen Bereich der Linie 3 repräsentieren würden, vergleichsweise „hart" eingestellt würden, also mit einem vergleichsweise hohen Widerstand gegen das Eindrücken, während die beiden niedriger innerhalb des Bilderfassungsbereiches liegenden, seit- liehen, geradlinigen Bereiche der Linie 3 einen demgegenüber geringeren Widerstand aufweisen würden und die zugehörigen Taststifte 12 dementsprechend „weicher" eingestellt wären.
In beiden Varianten, mit unterschiedlicher Tiefenanordnung der Taststifte 12 oder mit unterschiedlichem Druckwiderstand der
Taststifte 12 kann die jeweilige Beeinflussung der Höhenbeweglichkeit der Taststifte 12 durch Elektromagnete erfolgen. Die entsprechenden analogen Signale zur Ansteuerung der Elektromagnete werden durch die vorerwähnte Steuerung erzeugt, welche die Signale des Bilderfassungsgerätes 8 auswertet und umsetzt.
Diese Steuerung kann vorzugsweise einen Mikroprozessor aufweisen, so dass sie baulich klein und leichtgewichtig ausgestal- tet werden kann. So kann sie gegebenenfalls in den Handschuh
5 integriert werden bzw. an dem Handschuh 5 befestigt werden und durch kurze Signalwege eine schnelle Signalverarbeitung und eine störungsunanfällige Ausgestaltung der Vorrichtung 4 begünstigen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Steue- rung vom Handschuh 5 entfernt vorzusehen, um das Gewicht und damit die Handhabung des Handschuhs 5 für den Benutzer zu erleichtern.
Die Energieversorgung kann insbesondere dann, wenn vergleichsweise schwergewichtige Energiespeicher verwendet werden, wie beispielsweise elektrische Batterien oder Akkumulatoren, von der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung 4 getrennt sein und vom Benutzer an einer anderen Stelle bequemer getragen werden.
Das Bilderfassungsgerät 8 kann in Form einer handelsüblichen, kleinen, leichtgewichtigen und preiswerten Digitalkamera ausgestaltet sein. Relevant ist, dass dieses Bilderfassungsgerät 8 die Kontraste auswerten kann, die mit Hilfe der Lichtquelle 6 er- zeugt werden und die sich zwischen der Licht-Linie und der Umgebung ergeben. Es kann daher gegebenenfalls vorgesehen sein, besonders Kameras oder ähnliche Bilderfassungsgeräte zu verwenden, die für eine regelrechte Bildwiedergabe lediglich vergleichsweise geringe Anforderungen erfüllen und dement- sprechend preisgünstig sein können.
Für den Benutzer liegt ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Vorrichtung darin, dass eine räumliche, oder zumindest als Bild 2-dimensional erfasste Information in eine lediglich ein- reihige oder einzeilige Information umgesetzt wird. Auf diese
Weise wird die Konzentration des Benutzers nicht übermäßig mit der Auswertung derartiger Informationen beansprucht. Vielmehr liefert die Vorrichtung lediglich grobe, schnell verarbeitbare Informationen, die dem Benutzer die Vorab-Orientierung in seiner Umgebung erleichtern und ihn zielgerichteter die relevanten Bereiche der Umgebung erfassen lassen, beispielsweise mit den auch bislang von diesem Benutzer benutzten Hilfsmitteln, beispielsweise das manuelle Ertasten der Umgebung oder das Ertasten mittels eines Taststockes. Gegenüber einem derartigen Taststock weist die Vorrichtung den Vorteil auf, dass sie je nach
Ausgestaltung eine größere Reichweite aufweisen kann als ein derartiger Taststock, so dass insbesondere bei gefährlichen Hindernissen eine möglichst frühzeitige Warnung für den Benut¬ zer vorliegt.

Claims

Herr Thomas Leberer,
Am Brink 23, 48356 Nordwalde
"Vorrichtung zum Erfassen der Umgebung sehbehinderter Personen"
Patentansprüche: . Vorrichtung (4) zum Erfassen der Umgebung einer sehbehinderten Person , mit einer einen aufgefächerten Lichtstrahl (7) aussendenden Lichtquelle (6), und mit einem Bilderfassungsgerät (8), welches außerhalb der Ebene des Lichtstrahlfächers angeordnet und auf diesen ausgerichtet ist, und mit einer Taststiftleiste (10), welche eine Vielzahl ne- . beneinander angeordneter Taststifte (12)aufweist, welche gegenüber der Leiste (11) unterschiedlich höhenbeweglich sind, und mit einer Steuerung, welche den durch das Bilderfas- sungsgerät (8) erfassten Linienverlauf des auf die Umgebung auftreffenden Lichtstrahlfächers in eine entsprechende Höhenbeweglichkeit der Taststifte (12) umsetzt, wobei durch die Steuerung mehrere Gruppen von Taststiften (12) angesteuert sind oder jeder einzelne Taststift (12) angesteuert ist.
. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet dass von der Steuerung angesteuerte Elektromagnete vorgesehen sind, welche die Stellung der einzelnen Taststifte (12) oder der Taststiftgruppen beeinflussen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Taststifte (12) federbelastet in einer gegenüber der Leiste (11) ausgefahrenen Stellung gehalten sind, wobei die Taststifte (12) gegen die Federwirkung in die Leiste (11 ) eindrückbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet. dass von der Steuerung angesteuerte, den Widerstand gegen das Eindrücken beeinflussende Elektromagnete vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuerung angesteuerte, die Eindrücktiefe beeinflussende Elektromagnete vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taststiftleiste (10) in einer am Arm oder an der Hand eines Benutzers befestigbaren Halterung angeordnet ist, derart, dass sie den Fingerkuppen des Benutzers be- nach.bart ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (6), das Bilderfassungsgerät (8), und die Taststiftleiste (10) zu einem handschuhartigen, vom
Benutzer tragbaren Gerät zusammengefasst sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine von den übrigen Komponenten wie Lichtquelle (6), Bilderfassungsgerat (8) und Taststiftleiste (10) getrennte, jedoch wirksam mit diesen verbundene Energiequelle.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Solarzelle zur ausschließlichen oder ergänzenden
10. Energieversorgung der Vorrichtung (4).
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Laser als Lichtquelle (6).
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Oigitalkamera als Bilderfassungsgerat (8).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ' dadurch gekennzeichnet. dass das Bilderfassungsgerät Laufzeitinformationen des Lichtstrahls (7) erfassend ausgebildet ist.
EP04740369A 2003-07-02 2004-06-28 Vorrichtung zum erfassen der umgebung sehbehinderter personen Withdrawn EP1686946A1 (de)

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