RU170326U1 - Устройство для ориентирования пользователя - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к ориентированию людей в пространстве с применением спутниковой системы навигации и является аксессуаром, расширяющим возможности применения мобильных навигационных устройств. Полезная модель предназначена для использования людьми с ограниченными возможностями по зрению. Полезная модель также применима и для людей с нормальным зрением в ситуациях, когда невозможно или нежелательно отвлекаться от слежения за дорогой, переключая внимание на слежение по карте на дисплее или на голосовые команды, человеку за рулем машины, мотоцикла, велосипеда и другого транспортного средства, а также в ряде аналогичных ситуаций для пеших пользователей.Вибротактильные излучатели 2 встроены в браслет 1 таким образом, что вибрирующая поверхность расположена на внутренней стороне браслета, которая может быть снабжена специальными метками. Конструкция браслета обеспечивает плотный охват запястья, а соответственно хороший контакт излучающей поверхности излучателей с кожным покровом запястья. Само расположение излучателей по окружности браслета несет в себе код направления движения пользователя (вперед, назад, вправо, влево). При возникновении необходимости изменения направления следования в соответствии с проложенной карой маршрута, или при отклонении пользователя от заданного маршрута и возникновении необходимости корректировки направления перемещения пользователя, навигационное программное обеспечение посылает соответствующую информацию на блок 4 управления вибротактильными излучателями. В соответствии с полученной информацией блок 4 управления вибротактильными излучателями активирует тот вибротактильный излучатель, который отвечает за корректировку или подтверждение того направления, которое необходимо соблюдать для достижения заданной пользователем точки маршрута по мере его передвижения в пути на данном участке маршрута. Ощутив вибрацию излучателя, пользователь получает информацию о необходимости скорректировать направление своего движения относительно проложенного маршрута в направлении, соответствующем коду излучателя.Таким образом, заявленное устройство, работа которого основана на применении вибротактильного эффекта, обеспечивает навигацию без звуковых оповещений и без визуального отслеживания по карте на дисплее правильности следования пользователя по выбранному маршруту.

Description

Полезная модель относится к ориентированию людей в пространстве с применением спутниковой системы навигации и является аксессуаром, расширяющим возможности применения мобильных навигационных устройств. Полезная модель предназначена для использования людьми с ограниченными возможностями по зрению. Полезная модель также применима и для людей с нормальным зрением в ситуациях, когда невозможно или нежелательно отвлекаться от слежения за дорогой, переключая внимание на слежение по карте на дисплее или на голосовые команды, человеку за рулем машины, мотоцикла, велосипеда и другого транспортного средства, а также в ряде аналогичных ситуаций для пеших пользователей.

GPS (глобальная система определения координат) и другие системы спутниковой навигации являются широко распространенными в качестве инструментов определения маршрута к заданному месту назначения. Используя спутниковые сигналы, система определяет координаты, в которых в настоящий момент находится транспортное средство. Эту информацию затем отображают на карте местности и используют для построения маршрута к выбранному пункту назначения.

Некоторые транспортные средства имеют встроенные устройства спутниковой навигации и для отображения карты маршрута и/или направления движения используют экран приборной панели, а также звуковые оповещения.

В настоящее время GPS-модулями также оснащаются персональные мобильные устройства - как дорогие функциональные аппараты, так и популярные недорогие смартфоны. Ориентирование осуществляется по электронным картам установленного в смартфон программного обеспечения, а управление, выбор маршрута, контроль местоположения осуществляются с помощью сенсорного дисплея мобильного устройства. Ориентирование по картам с помощью системы GPS и смартфона доступно большинству пользователей.

Однако, совершенно очевидно, что для людей с ограниченными возможностями по зрению устройства ориентирования с применением визуального контроля продвижения по маршруту являются затруднительными или неприемлемыми.

Известно устройство Touch & Go - GPS-навигатор для слепых [https://geektimes.ru/post/66162/], носимое на запястье, плече или поясе и использующее спутниковую систему навигации. На специальном «экране» прибора местность отображается выпуклостями и впадинками. Стрелка указывает направление, в котором должен двигаться пользователь, ориентирование сопровождается голосовыми сообщениями, передаваемыми через наушники. Недостатком устройства является дополнительная опасность для незрячих, вызванная необходимостью получать звуковые сообщения через наушники, поскольку тем самым незрячий человек лишается возможности слышать звуки вокруг себя, в том числе звуки, предвещающие возникновение опасности (звук приближающегося автомобиля, звуковая команда светофора, запрещающая переход и т.д). Таким образом, замена визуального контроля на аудиоконтроль не решает проблему, поскольку для людей с ослабленным зрением только тактильные ощущения являются наиболее эффективными при ориентировании.

Известна конструкция смарт-часов Apple Watch, работа которых основана на технологии тактильного отклика Taptic Engine [http://lapplebi.com/aksessuary/2175-taptic-engine-s-tehnologiey-taktilnogo-otklika-glavnaya-fishka-apple-watch.html]. Устройство, носимое на запястье, внешне напоминает часы на браслете и снабжено сенсорным экраном. Технология Taptic Engine задействована во всех стандартных приложениях. Когда пользователь получает уведомление, поворачивает колесо Digital Crown или нажимает на дисплей, он ощущает тактильный контакт - разный для каждого типа действия. Механизм Taptic Engine сигнализирует, таким образом, о каких-либо событиях. Характер тактильных прикосновений может отличаться настолько, что пользователь способен распознавать разные типы сигнала. Навигационное GPS приложение «Карты» может отправлять владельцу часов уведомления о том, куда надо повернуть в тот или иной момент. При этом сигналы для поворота влево-вправо будут разными. Тактильное касание запястья осуществляется с помощью привода линейного перемещения. Основным недостатком смарт-часов Apple Watch является сложность аппаратно-программного исполнения, поскольку технология реализована на основе специально разработанного устройства. Кроме того, использование одного вибротактильного излучателя предполагает наличие целого набора кодированных тактильных воздействий для разных ситуаций, в которых достаточно сложно ориентироваться, а, следовательно, при применении приложения "карты", легко допустить ошибку при распознании сигнала, и, соответственно, можно направиться не в ту сторону. Такая технология предполагает наличие визуального контроля по дисплею.

В качестве прототипа выбрано Устройство ориентирования для людей с ограниченными возможностями по зрению, описанное в патенте на полезную модель РФ №120567, опубл. 27.09.2012. Устройство содержит сенсор, определяющий расстояния до окружающих предметов в заданном направлении и передающий информацию на блок-преобразователь, преобразующий сигналы о расстояниях, полученных с сенсора в совокупность электрических импульсов, которые поступают на вибротактильную матрицу, содержащую набор вибротактильных элементов, частота работы которых пропорциональна расстоянию от сенсора до препятствия. Основание с матрицами закрепляется на теле человека с помощью опоясывающих крепежных ремней. Основным недостатком устройства является возможность с помощью тактильных ощущений ориентироваться в пространстве только в отношении предметов, находящихся на близком расстоянии, доступном для слежения сенсором на основе web-камер. Устройство не позволяет ориентироваться по картам - по проложенному маршруту от начальной точки - до конечной.

Таким образом, с одной стороны, известны устройства ориентирования, которые позволяют с помощью спутниковых систем навигации прокладывать маршрут по навигационным картам от начальной точки до конечной, но они неприемлемы для людей с ограничением по зрению, с другой стороны, известны специально разработанные для указанных лиц устройства, но они имеют ограниченную зону действия - в пределах характеристик web-камер, и их задача исчерпывается обеспечением возможности обхода препятствий.

В основу полезной модели поставлена задача расширения арсенала средств и создание нового устройства, позволяющего следовать по маршруту, проложенному по электронной навигационной карте. Достигаемый технический результат - обеспечение возможности пространственного ориентирования при передвижении пользователя по маршруту, проложенному на электронной карте, без визуального контроля на дисплее самого передвижения.

Заявленное устройство не является в полной мере навигационным устройством, но предназначено для функционирования совместно с мобильным навигационным устройством системы спутниковой навигации, снабженным операционной системой с установленным навигационным программным обеспечением и оснащенным модулем приема и обработки сигналов от спутников систем навигации.

Заявляемое устройство ориентирования пользователя характеризуется тем, что выполнено в виде плотно охватывающего запястье браслета, в котором размещено средство, обеспечивающее связь с мобильным навигационным устройством системы спутниковой навигации (специальный разъем, и/или модуль). В браслете также размещены вибротактильные излучатели, распределенные по окружности браслета задающие код направления движения, и блок управления вибротактильными излучателями на основе обработки информации, поступающей от мобильного навигационного устройства. При этом конструкция обеспечивает возможность установки на браслете самого мобильного навигационного устройства. В качестве мобильного навигационного устройства может применяться уже выпускающийся промышленностью навигатор, размеры которого позволяют его установить на браслете, например, так называемые смарт-часы, снабдив их необходимым программным обеспечением, или иное многофункциональное мобильное устройство - миниатюрный аналог смартфона. Возможно применение специально разработанного для этих целей навигатора.

В конструкции браслета может быть выполнено специальное гнездо (выемка, площадка с бортиками и т.д.) для установки, подсоединения и закрепления упомянутого мобильного навигационного устройства. Закрепление мобильного навигационного устройства может быть осуществлено любым приемлемым для этих целей способом, например, защелкиванием.

В контексте данной заявки термин "код направления движения пользователя" означает, например, для схемы с четырьмя излучателями: излучатель А - движение вперед, излучатель Б - движение вправо, излучатель В - движение назад, излучатель Г - движение влево.

Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности полезной модели, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан вариант браслета с четырьмя вибротактильными излучателями. Пример описан в реализации с применением системы навигации GPS. Однако возможна реализация с применением системы навигации Глонасс, или любых других технологий, применимых для этих целей.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на которой схематично представлено устройство ориентирования - браслет. Электронная схема реализации устройства ориентирования не является предметом настоящего полезной модели.

На чертеже обозначено:

1. браслет,

2. вибротактильные излучатели,

3. гнездо для установки мобильного навигационного устройства,

4. блок управления вибротактильными излучателями,

5. источник питания (аккумуляторная батарея).

Вибротактильные излучатели 2 встроены в браслет 1 таким образом, что вибрирующая поверхность расположена на внутренней стороне браслета, которая может быть снабжена специальными метками. Конструкция браслета обеспечивает плотный охват запястья, а соответственно хороший контакт излучающей поверхности излучателей с кожным покровом запястья. Само расположение излучателей по окружности браслета несет в себе код направления движения пользователя (вперед, назад, вправо, влево). В качестве вибротактильных излучателей возможно применение электромеханических устройств (эксцентрическая вращающаяся масса с двигателем), элекромагнитных, а также пьезоэлекрических вибраторов, электроактивных полимеров или сплавов с памятью формы.

Устройство ориентирования с предварительно установленным в гнездо 3 браслета мобильным навигационным устройством применяется следующим образом. При запуске программы мобильное навигационное устройство определяет местоположение пользователя, координаты которого принимаются за начальную точку маршрута. В случае, если местоположение пользователя не совпадает с начальной точкой маршрута, пользователь вручную, с помощью сенсорного экрана мобильного устройства для зрячего человека или, в случае применения мобильного устройства для незрячих, с помощью клавиатуры со шрифтом Брайля, либо голосом (при наличии возможности распознавания голосовых команд), вводит географические координаты исходной и конечной точек маршрута, либо соответствующие названия улицы/дома (адрес). Навигационное программное обеспечение мобильного устройства прокладывает маршрут в соответствии с введенной пользователем информацией и производит отслеживает местоположения пользователя относительно маршрута, получая координаты местоположения пользователя от модуля навигации, принимающего сигналы от спутников системы навигации GPS. При возникновении необходимости изменения направления следования (поворот вправо или влево, повернуть назад) в соответствии с проложенной карой маршрута, или при отклонении пользователя от заданного маршрута (вместо того чтобы идти прямо, пользователь повернул в сторону) и возникновении необходимости корректировки направления перемещения пользователя, навигационное программное обеспечение посылает соответствующую информацию на блок 4 управления вибротактильными излучателями. В соответствии с полученной информацией блок 4 управления вибротактильными излучателями активирует тот вибротактильный излучатель, который отвечает за корректировку или подтверждение того направления, которое необходимо соблюдать для достижения заданной пользователем точки маршрута по мере его передвижения в пути на данном участке маршрута. Ощутив вибрацию излучателя, пользователь получает информацию о необходимости скорректировать направление своего движения относительно проложенного маршрута в направлении, соответствующем коду излучателя, при этом вибрация излучателя, соответствующая коду "движение вперед", означает, что пользователь движется в соответствии с проложенным маршрутом. Блок управления 4 способен регулировать частоту вибрации или силу вибрации в зависимости от того, насколько велик угол расхождения между реальным направлением движения и направлением движения по заданному маршруту.

Система отслеживает перемещение пользователя, "сверяя" направление перемещения с заданным маршрутом вплоть до достижения пользователем конечной точки маршрута. Правильность направления движения и его изменение (контроль) осуществляется без визуального наблюдения за экраном смартфона. Для зарядки элементов браслета используется аккумулятор 5, снабженный соответствующим microUSB или miniUSB разъемом.

Таким образом, заявленное устройство, работа которого основана на применении вибротактильного эффекта, обеспечивает навигацию без звуковых оповещений и без визуального отслеживания по карте на дисплее правильности следования пользователя по выбранному маршруту.

Claims (2)

1. Устройство ориентирования пользователя, характеризующееся тем, что выполнено в виде браслета, в котором размещено средство, обеспечивающее связь с мобильным навигационным устройством системы спутниковой навигации, а также размещены вибротактильные излучатели, распределенные по окружности браслета, задающие код направления движения, и блок управления вибротактильными излучателями на основе обработки информации, поступающей от мобильного навигационного устройства, при этом конструкция обеспечивает возможность установки на браслете самого мобильного навигационного устройства.

2. Устройство ориентирования пользователя по п. 1, отличающееся тем, что в браслете выполнено гнездо для установки упомянутого мобильного навигационного устройства.

Images