RO130945A2 - Metodă şi sistem de asistare a persoanelor cu deficienţă sau lipsă de vedere - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o metodă şi la un sistem pentru asistarea persoanelor cu deficienţă parţială sau totală de vedere. Metoda conform invenţiei constă în detectarea obiectelor din mediul înconjurător, prin intermediul unui senzor de achiziţie spaţială tridimensională, procesarea informaţiilor tridimensionale ale mediului înconjurător, prin intermediul unui sistem de comandă şi control electronic, convertirea informaţiilor digitale în stimuli tactili, şi acţionarea unor actuatoare prin intermediul unui sistem de stimulare senzorială. Sistemul conform invenţiei este alcătuit dintr-un senzor (1) tridimensional, pentru captarea informaţiilor spaţiale din mediul înconjurător (5), care este montat în zona capului unui utilizator, un sistem (2) de procesare, comandă şi control electronic, ce preia informaţiile de la senzor (1), şi un sistem (3) de stimulare senzorială, care acţionează nişte actuatoare liniare, plasate pe zona frunţii utilizatorului.

Description

METODĂ Șl SISTEM DE ASISTARE A PERSOANELOR CU DEFICIENȚĂ SAU LIPSĂ DE VEDERE

Prezenta invenție se referă la metodă și sistem destinat asistării persoanelor cu deficiență majoră de vedere, prin translatare tactilă a mediului înconjurător in stimuli senzoriali, cu scopul ajutării deplasării persoanelor cu deficiente de vedere și a recunoașterii obstacolelor și a obiectelor din proximitatea lor.

Zona de interes pe care o vizează prezenta invenție o reprezintă persoanele cu deficiență majoră, sau totală de vedere.

Conform World Health Organization 2010, 285 de milioane de oameni suferă de o formă sau alta de deficiență a vederii, din care 39 milioane suferă de lipsa completă de vedere. Pentru aceste persoane există foarte puține soluții pe piață, cea mai răspândită fiind câinii pentru nevăzători. Această metodă este foarte scumpă și aplicată într-un număr foarte mic comparat cu numărul de persoane nevăzătoare. Soluții tehnologice există într-un număr limitat, dar se concentrează pe ajutarea înțelegerii formelor și nu pe aprecierea distanțelor către obstacole și obiecte si cu atat mai puțin la o reprezentare senzoriala intuitiva a realității tridimensionale din fata persoanelor cu deficiențe de vedere.

Metoda de asistare a persoanelor cu deficiențe, sau lipsite total de vedere, conform invenției, preia informațiile spațiale din mediul înconjurător purtătorului și le translatează în informații tactile, pe corpul purtătorului. Astfel, purtătorul poate să înțeleagă prezența, poziția, forma, orientarea, cât și distanța până la obiectele sau obstacolele apropiate, sistem conceput conform prezentei invenții generând un set de stimuli tactili, in format matricial, comparabil cu câmpul vizual uman.

Sistemul care pune în aplicare metoda de mai sus este compus dintr-un senzor tridimensional de distanță montat în zona capului unui subiect uman, senzor care captează informațiile tridimensionale ale mediului din fața subiectului uman le transfera unui modul electronic de procesare, comandă și control al ansamblului care realizează conversia informației digitale în stimuli tactili si care, la rândul său, actioneaza o serie de actuatoare așezate in matrice, pentru a simula intuitiv câmpul vizual uman.

Folosirea metodei și sistemului de asistare, conform invenției, prezintă următoarele avantaje pentru o persoană cu deficiență majoră, sau totală de vedere:

- Detectează realitatea înconjurătoare și facilitează înțelegerea acesteia de către un subiect uman prin prezentarea obiectelor din proximitatea lui, cum ar fi pereți, obiecte de mobilier, vegetație, construcții, pietoni, sau alte obiecte de dimensiuni considerabile.

V ² ο 1 4 - - 0 0 4 4 21 6 -06- 20Μ

- Permite detectarea și înțelegerea distanței și formei obiectelor din proximitate, prin intermediul discernământului, a informațiilor tactile din diferite zone cum ar fi înțelegerea orientării unui perete sau înțelegerea dimensională a unui obiect.

- Permite detectarea și înțelegerea obstacolelor din proximitate cum ar fi obiecte de dimensiuni considerabile, variații planare pe suprafața de mers a purtătorului, obiecte în mișcare.

- Permite detectarea si înțelegerea în timp real a vectorului de mișcare a obiectelor solide din câmpul vizual al senzorului tridimensional.

- Face posibila înțelegerea si orientarea persoanelor cu deficiențe de vedere in spațiul înconjurător in mod intuitiv inclusiv prin întoarcerea capului si implicit orientarea senzorului tridimensional către alte direcții.

Se dau în continuare exemple de realizare ale invenției în legătură cu metoda descrisă:

1. Pentru senzorul de achiziție spațială tridimensională se prezintă următoarele moduri de realizare:

o Senzor tridimensional cu emitere și recepție de lumină structurată ce emite lumina structurată și măsoară distorsiunea structurii prin intermediul unui senzor optic, astfel obținând distanța. (Patent: US 8150142 B2) o Senzor tridimensional optic cu tehnologie “time-of-flight” ce emite lumina și măsoară durata de întoarcere a luminii pe un senzor optic inclus, astfel obținând distanța.

o Senzor tridimensional plenoptic ce captează lumina într-un senzor optic și măsoară diferențele de imagine între diferite zone ale senzorului, astfel obținând distanta.

o Senzor tridimensional de distanță tip “LIDAR” - “Light Detection and Ranging” ce emite lumina și măsoară unghiul de întoarcere al acesteia, amplitudinea, teza sau timpul, astfel obținând distanța.

2. Pentru sistemul de translatare tactilă a informației se prezintă următoarele moduri de realizare:

o Sistem de informare tactil prin actuatoare vibraționale ce vibrează cu o intensitate sau pulsație variabilă, proporțională cu distanța către obstacole, sau obiecte.

o Sistem de informare tactil prin actuatoare liniare ce apasă pe piele cu intensitate sau pulsație variabilă, proporțional cu distanța către obstacole, sau obiecte.

o Sistem de informare tactil prin șocuri electrice controlate la nivelul pielii, proporționale cu distanța către obstacole, sau obiecte.

o Sistem de informare tactil prin varierea temperaturii pielii, proporțional cu distanța către obstacole, sau obiecte.

^2014-- 004421 6 -06- 20Η

3. Aceste sisteme prezentate la punctul 2 se pot implementa în următoarele regiuni ale corpului uman:

o Zona frunții, zona ochilor, regiunea temporală, zona submandibulară, zona cefei, zona sternului, zona brațelor si a antebrațelor, zona bustului, zona abdominală superioară și inferioară, zonele lombare, zona feselor, zona coapselor, zona genunchilor, zona gleznelor, zona tălpilor.

Prezentăm în continuare un exemplu de implementare completă a invenției, în legătură cu metoda descrisă și cu figurile de la 1 la 3:

Fig. 1 : Vedere în perspectivă a unei posibile implementări a invenției descrise, compusă dintr-un senzor tridimensional 1, un sistem de procesare, comandă și control electronic 2 si un sistem de stimulare senzoriala 3.

I

Fig. 2 : Vedere superioară a unei posibile implementări a invenției descrise, compusă dintr-un senzor tridimensional 1, un sistem de procesare, comandă și control electronic 2, un sistem de stimulare senzoriala 3 și un obstacol 5 în câmpul vizual 4 al senzorului 1.

Fig. 3: Vedere superioară a unei posibile implementări a invenției descrise, compusă dintr-un senzor tridimensional 1, un sistem de procesare, comandă și control electronic 2, un sistem de stimulare senzorială 3 și două obstacole (5.1, 5.2), dintre care unul 5.1 fiind mai scund decât celălalt 5.2, în câmpul vizual 4 al senzorului 1. Vedere din punctul de vedere al senzorului 7.

Sistemul de asistare a persoanelor cu deficiență sau lipsă de vedere se compune, conform invenției, dintr-un senzor tridimensional optic cu tehnologie time-of-flight plasat în zona fetei 1, un sistem de comandă si control electronic 2 si un sistem de informare tactil prin intermediul de actuatoare liniare plasate pe zona frunții 3.

Senzorul tridimensional 1 captează informațiile spațiale aflate în câmpul său vizual 4 și le transmite sistemului de comandă si control electronic 2. Sistemul de comandă si control preia informațiile dimensionale și le transformă în intensități respective fiecărui actuator senzorial, membru component al sistemului de stimulare senzoriala 3, astfel încât fiecare actuator reprezintă o intensitate proporțională cu distanța dintre utilizator și obstacolul din câmpul vizual alocat actuatorului respectiv.

Spre exemplu, prezența unui singur obstacol 5 în centrul câmpului vizual 4 al senzorului tridimensional 1 rezultă ca sistemul de comandă și control 2 să comande intensități respective fiecărui actuator conform diagramei 6, astfel încât actuatoarele centrale să stimuleze subiectul uman cu intensități mari, proporționale cu distanța obiectului 5 către senzor 1 dar si cu forma sferica a obiectului.

Prezența a două obstacole (5.1, 5.2) în varii poziții în câmpul vizual 4 al senzorului tridimensional 1 rezultă ca sistemul de comandă si control 2 să comande intensități respective fiecărui actuator, conform diagramei 6 din Fig. 3, astfel încât actuatoarele laterale stânga să fie conduse de intensități mari, proporționale cu distanța obiectului 5.1

O U - - 0 0 4 4 21 S -06- 2014 către senzor 1, dar mai mici decât intensitățile ce conduc actuatoarele laterale dreapta, conduse de o intensitate proporțională cu distanța mai mică spre obiectul 5.2.

Claims (2)

REVENDICĂRI

1. Metoda de asistare a persoanelor cu deficiență parțiala, sau totală de vedere caracterizată prin aceea că apreciază informațiile spațiale din mediul înconjurător utilizatorului, cum ar fi poziția obiectelor orizontală cât si verticală în câmpul vizual, distanța către acestea, dimensiunea, forma și orientarea lor, prin intermediul unui senzor tridimensional de distanță, montat in zona capului, le translatează Jnțr-un format matricial bidimensional comparabil intuitiv cu cămpuTvlzual uman și le oferă utilizatorului prin stimuli senzoriali, prin modulare de vibrații, de apasare, de temperatura, sau de șocuri electrice controlate, în mod individual, sau in combinații de stimuli aplicați la nivelul pielii.

2. Sistem de asistare a persoanelor cu deficiență sau lipsă de vedere care pune în aplicare metoda din revendicarea 1, caracterizat prin aceea că are în componență un senzor tridimensional de distanță 1, capabil să capteze informațiile spațiale din mediul înconjurător 5, montat în zona capului unui subiect uman, un sistem de procesare, comandă și control electronic 2, ce preia informațiile de la senzorul 1 și le transformă în comenzi cu intensități proporționale 6 cu informațiile spațiale din mediul înconjurător și un sistem de stimulare senzoriala matricial 3, ce transpune informațiile spațiale prin intermediul vibrațiilor, presiunii, temperaturii sau curentului electric pe piele.