TWI570713B - Sound guidance system, method and guide device - Google Patents

Description

聲音導向系統、方法及導向裝置

本發明係一種導向系統、方法及導向裝置，尤指一種以聲音引導的聲音導向系統、方法及導向裝置。

現有技術的聲音導向系統中有一種是以語音系統說話告知使用者目前狀況，並指示使用者前進方向，達到導向之目的。這種系統有兩個缺陷，其一如果使用者無法理解語音系統講出的語言，舉例來說，若語音系統是以中文提示使用者，但一個無法聽懂中文的外國人便無法了解語音系統的提示，也就無法知道前進方向。因此，以語音系統說話提示使用者的方式，僅供能聽懂特定語言的使用者使用。其二，聽到語音指令的人面對的方向是隨機的，所以平常使用的「前、後、左、右」的方向性指令，無法有效使用。

另有一種聲音導向系統是以每一固定間隔發出一單頻聲音訊號，並藉由改變該些單頻聲音訊號之間的時間間隔，即改變該些單頻聲音訊號的疏密程度，達到提醒使用者之目的。舉例來說，此種聲音導向系統常用於交通號誌中，以提醒視障者現時的交通號誌狀態，讓視障者能判斷目前是紅燈還是綠燈，該停止還是可以前進。但此種聲音導向系統僅能作為簡單訊息的傳遞，並不具有指引方向的能力。

當處於如火災現場等緊急狀況下，火災現場煙霧瀰漫能見度極低，致使一般人無法仰賴視覺進行逃生，因此必須仰賴其他感官判斷方向以及是否能夠繼續前進，但於緊急狀況下，一般人生命受到威脅，身心都感受到極大的壓力，無法正常判斷語音系統講出的語言提示，極有可能因為判斷錯誤而導致生命財產更大的損失，因此現有技術的聲音導向系統無法於緊急狀況下達到導向的功能。

有鑑於現有技術的聲音導向系統於緊急狀況下，如火災，無法達到導向之目的，本發明提供一種聲音導向系統及方法，以直觀的方式提示使用者，減少判斷錯誤的機會。

為達到上述目的，本發明的聲音導向系統包含有： 多個導向裝置，分別設置於複數個出入口上，且各導向裝置包含有： 一處理單元，產生一控制訊號； 一訊號產生單元，電連接該處理單元，以接收該控制訊號，並根據該控制訊號產生一接近訊號或一遠離訊號； 一揚聲單元，電連接至該訊號產生單元，當接收到該接近訊號時，發出一接近音效，當接收到該遠離訊號時，發出一遠離音效；其中該接近音效是一頻率逐漸提升的音效，而該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效； 一中央處理裝置，電連接至該些導向裝置的處理單元，且根據一逃生路徑控制該些導向裝置發出該接近音效或該遠離音效。

此外，本發明的聲音導向方法包含有以下步驟： 於複數個出入口上分別設置一導向裝置； 根據一逃生路徑判斷各導向裝置應輸出一接近音效或一遠離音效； 控制各導向裝置輸出該接近音效或該遠離音效；其中該接近音效是一頻率逐漸提升的音效，該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效。

該導向裝置包含有： 一處理單元，產生一控制訊號； 一訊號產生單元，電連接該處理單元，以接收該控制訊號，並根據該控制訊號以及產生一接近訊號或一遠離訊號；及 一揚聲單元，電連接至該訊號產生單元，當接收到該接近訊號時，發出一接近音效，當接收到該遠離訊號時，發出一遠離音效；其中該接近音效是一頻率逐漸提升的音效，而該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效。

當緊急狀況發生時，該中央處理裝置根據一逃生路徑控制該些導向裝置的處理單元產生該接近訊號或該遠離訊號，並進一步產生該接近音效或該遠離音效，協助逃生人員逃生。舉例來說，當該出入口後方有火源或濃煙時，代表該出入口不可逃生，因此，該中央處理裝置控制設置於該出入口的導向裝置產生該接近音效，直觀地讓逃生人員以聽覺感受似乎有東西正在接近，進而令逃生人員遠離該出入口。反之，當該出入口後方沒有火源或濃煙時，代表該出入口可供逃生，因此，該中央處理裝置控制設置於該出入口的導向裝置產生該遠離音效，直觀地讓逃生人員以聽覺感受似乎有東西正在遠離，進而令逃生人員跟隨，通過該出入口。

根據都普勒效應原理，當該逃生人員聽到該該接近訊號或該遠離訊號時，會感覺有東西在接近或遠離，進而讓逃生人員能直觀地遠離或跟隨，達到導向之目的。故本發明能在緊急狀況，如火災時，提供逃生人員直觀的聲音導向功能，以減少逃生人員判斷錯誤的機會。

以下配合圖式及本發明較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段。

請參閱圖1所示，本發明是一聲音導向系統1及一聲音導向方法，該聲音導向系統1包含有多個導向裝置10及一中央處理裝置20。該多個導向裝置10包含有一處理單元101、一訊號產生單元102及一揚聲單元103。該些導向裝置10分別設置於複數個出入口上。

該訊號產生單元102電連接該處理單元101，以接收該處理單元101產生之一控制訊號，且該訊號產生單元102於接收到該控制訊號後，根據該控制訊號產生一接近訊號或一遠離訊號。

該揚聲單元103電連接至該訊號產生單元102，當接收到該接進訊號時，發出一接近音效，當接收到該遠離訊號時，發出一遠離音效。在本較佳實施例中，該接近音效是一頻率逐漸提升的音效，而該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效。

該中央處理裝置20電連接至該些導向裝置10的處理單元101，且根據一逃生路徑，並控制設置於該逃生路徑上的出入口的導向裝置10發出該接近音效或該遠離音效，以引導一逃生人員逃生。在本較佳實施例中，該中央處理裝置20是根據一監控系統的監控結果計算出該逃生路徑。

請參閱圖2所示，根據都普勒效應原理，當一個發出固定頻率音效的物體與一聆聽該固定頻率音效的使用者之間具有相對移動時，該使用者所聽到的聲音並非為一固定頻率的音效，而是會隨著相對移動改變頻率。舉例來說，一第一人員301站在定點聽到一救護車300發出的固定頻率的警鈴聲時，且該救護車是朝向該第一人員301疾駛而來，根據都普勒效應原理，該第一人員301聽到的警鈴聲的頻率會逐漸提高，直到該救護車300最接近該人員為止。一第二人員302站在定點聽到該救護車300發出的警鈴聲時，且該救護車300是遠離該第二人員302而去，該第二人員302聽到的警鈴聲的頻率會逐漸降低，直到聽不見為止。因此，當使用者聽見一個頻率逐漸提高的音效時，直覺地感覺到有東西正在接近，反之，當使用者聽見一個頻率逐漸降低的音效時，會直覺地感覺到有東西正在遠離。

當緊急狀況發生時，該中央處理裝置20先根據該監控系統或消防系統的監控結果計算出該逃生路徑。而設置於該逃生路徑上的導向裝置10的處理單元101根據該中央處理裝置20的控制，產生該接近訊號或該遠離訊號，協助逃生人員逃生。舉例來說，當該出入口後方有火源或濃煙時，代表該出入口不可逃生，因此，該中央處理裝置20控制設置於該出入口上的導向裝置10發出該接近音效，直觀地讓逃生人員感受似乎有東西正在接近，進而令逃生人員遠離該出入口。反之，當該出入口後方沒有火源或濃煙時，代表該出入口可供逃生，因此，該中央處理裝置20控制設置於該出入口上的導向裝置10發出該遠離音效，直觀地讓逃生人員感受似乎有東西正在遠離，進而令逃生人員跟隨，通過該出入口。

總上所述，本發明先由該中央處理裝置20計算出逃生路徑，再控制該逃生路徑上的導向裝置10發出該接近音效或該遠離音效，以引導逃生人員逃生，該接近音效或該遠離音效能令逃生人員直觀地感覺有東西接近或有東西遠離，進而遠離或跟隨發出音效的位置，減少逃生人員判斷錯誤的機會。且該逃生人員基於「羊群心理」，能近乎直覺地判斷出要遠離或接近發出音效的位置，進而協助逃生人員逃生至正確的逃生路徑上，增加生存機會。在本較佳實施例中，該中央處理裝置20是根據一些開源或不開源的計算方法。這些可用計算方法包括戴克斯特拉演算法(Dijkstra’s Algorithm)，或通用的道路導航算法，或是電路板自動佈線方法等計算出該逃生路徑。

此外，該導向裝置10進一步包含有一功率放大單元104，該功率放大單元104具有一輸入端及一輸出端，該輸入端電連接至該訊號產生單元102，該輸出端電連接至該揚聲單元103。藉由該功率放大單元104的設置將該訊號產生單元102產生的該接近訊號或該遠離訊號之功率放大後，輸出至該揚聲單元103，以進一步提高該接近音效或該遠離音效之音量。

請一併參閱圖1、3所示，舉例來說，該聲音導向系統1具有二導向裝置10，分別為一第一導向裝置11及一第二導向裝置12，該第一導向裝置11設置於一大樓通道30的一第一出入口31，而該第二導向裝置12設置於該大樓通道30的一第二出入口32。當火災發生且一火源33位於該第一出入口31外時，該中央處理裝置20先藉由大樓的消防系統或監視系統判斷出火源的位置，並計算出一安全逃生路徑。在本較佳實施例中，對於身處在一房間34內的一逃生人員35來說，該安全逃生路徑是由該房間34出來後，向該第二出入口32前進。

但是火災發生時，該逃生人員35並不知該火源33之位置，且火災現場濃煙密佈，單以視覺已經無法清楚判斷方位，因此，便需藉由該聲音導向系統1來協助該逃生人員35逃生。該中央處理裝置20根據計算出的安全逃生路徑控制該第一導向裝置11發出該接近音效，並控制該第二導向裝置12發出該遠離音效。因此，該逃生人員35在逃出該房間34後，隨即聽到該第一導向裝置11發出的接近音效而直覺地避開該第一出入口31，隨後當第一導向裝置停止發聲後，同時聽到該第二導向裝置12發出的遠離音效而直覺地隨著該遠離音效發出的位置前進。如此一來，該逃生人員35及其他在該大樓通道30中的人員即可正確地沿該安全逃生路徑逃出該大樓通道30。

請一併參閱圖1、4所示，在另一較佳實施例中，該聲音導向系統1供設置於一大樓40中，且具有四導向裝置10，分別為一第一導向裝置11、一第二導向裝置12、一第三導向裝置13及一第四導向裝置14。該大樓40具有一第一通道41、一第二通道42、一第三通道43、一第四通道44。該第一通道41具有一第一出入口401通往該第二通道42。該第二通道42具有一第二出入口402通往該第三通道43。該第四通道44具有一第三出入口403通往該第三通導43，且具有一第四出入口404通往該第一通道41。該第一導向裝置11設置於該第一出入口401，該第二導向裝置12設置於該第二出入口402，該第三導向裝置13設置於該第三出入口403，該第四導向裝置設置於該第四出入口404。當火災發生且一火源50位於該第一通道41中時，該中央處理裝置20先藉由大樓的消防系統或監視系統判斷出該火源50的位置，並計算出一安全逃生路徑。在本較佳實施例中，對於身處在該第一通道41內的一逃生人員45來說，該安全逃生路徑是由該第一通道41的第一出入口401通往該第二通道42後，再於該第二通導42中向該第二出入口402前進，而通往該第三通道43。

在本較佳實施例中，該中央處理裝置20根據該安全逃生路徑控制該第一導向裝置11以及該第二導向裝置12產生該遠離音效讓該逃生人員45隨著該遠離音效前進，以通過該第一出入口401到達該第二通道42後，再通過該第二出入口402到達該第三通道43。

但當該逃生人員45隨著該第一導向裝置11的遠離音效前進，而通過該第一出入口401到達該第二通道42後，該逃生人員45會同時聽到該第一導向裝置41及該第二導向裝置42發出的遠離音效，而讓該逃生人員45混淆，無法判別方向，導致逃生失敗，甚至威脅生命安全。

因此，該導向裝置10的揚聲單元103是一具方向性的揚聲單元103，使該揚聲單元103發出的音效僅能朝特定方向傳遞。舉例來說，該第一導向裝置11的揚聲單元103僅能在該第一通道41中傳遞，該第二導向裝置12的揚聲單元103僅能在該第二通道42中傳遞，因此當該逃生人員45在通過該第一出入口401抵達該第二通道42後，僅能聽到該第二導向裝置12發出的遠離音效，使該逃生人員45能順利地沿該安全逃生路徑前進。

此外，亦可在任兩個相接的通道中，使用不同音色的音效，避免使用者混淆。舉例來說，在該第一通道41中的第一導向裝置11使用飛機引擎聲，在該第二通道42中的第二導向裝置12使用火車鳴笛聲，在該第四通道44中的該第三導向裝置13及該第四導向裝置14使用警鈴聲。因此，即便該導向裝置10的揚聲單元103不是一具方向性的揚聲單元103，也可藉由不同的音效作為判斷依據，避免該逃生人員45混淆。也就是說，當該逃生人員45在該第一通道41中隨著飛機引擎聲的遠離音效前進而通過該第一出入口401抵達該第二通道42後，該逃生人員在該第二通道42中隨著該火車鳴笛聲的遠離音效，順利地通過該第二出入口402抵達該第三通道43，使該逃生人員45能順利地沿該安全逃生路徑前進。又因為該第一至第四導向裝置11~14都受到該中央處理裝置20的控制，可以使該第一至第四導向裝置11~14依序在不同時段發聲，以進一步避免混淆.

請參閱圖5所示，本發明聲音導向方法包含有以下步驟： 於複數個出入口上分別設置一導向裝置(S11)； 根據一逃生路徑判斷各導向裝置應輸出一接近音效或一遠離音效(S12)； 控制各導向裝置輸出該接近音效或該遠離音效(S13)；其中該接近音效是一頻率逐漸提升的音效，該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效。

以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

1‧‧‧聲音導向系統
10‧‧‧導向裝置
101‧‧‧處理單元
102‧‧‧訊號產生單元
103‧‧‧揚聲單元
104‧‧‧功率放大單元
11‧‧‧第一導向裝置
12‧‧‧第二導向裝置
13‧‧‧第三導向裝置
14‧‧‧第四導向裝置
20‧‧‧中央處理裝置
300‧‧‧救護車
301‧‧‧第一人員
302‧‧‧第二人員
30‧‧‧大樓通道
31‧‧‧第一出入口
32‧‧‧第二出入口
33‧‧‧火源
34‧‧‧房間
35‧‧‧逃生人員
40‧‧‧大樓
41‧‧‧第一通道
42‧‧‧第二通道
43‧‧‧第三通道
44‧‧‧第四通道
45‧‧‧逃生人員
401‧‧‧第一出入口
402‧‧‧第二出入口
403‧‧‧第三出入口
404‧‧‧第四出入口
50‧‧‧火源

圖1係本發明較佳實施例之系統方塊示意圖。 圖2係都普勒效應原理示意圖。 圖3係本發明較佳實施例適用於一建築物內部通道之平面示意圖。 圖4係本發明較佳實施例適用於另一建築物內部通道之平面示意圖。 圖5係本發明較佳實施例之方法流程圖。

1‧‧‧聲音導向系統

10‧‧‧導向裝置

101‧‧‧處理單元

102‧‧‧訊號產生單元

103‧‧‧揚聲單元

104‧‧‧功率放大單元

20‧‧‧中央處理裝置

Claims (8)

1. 一種聲音導向系統，係包含有： 多個導向裝置，分別設置於複數個出入口上，且各導向裝置包含有： 一處理單元，產生一控制訊號； 一訊號產生單元，電連接該處理單元，以接收該控制訊號，並根據該控制訊號以及產生一接近訊號或一遠離訊號； 一揚聲單元，電連接至該訊號產生單元，當接收到該接近訊號時，發出一接近音效，當接收到該遠離訊號時，發出一遠離音效；其中該接近音效是一頻率逐漸提升的音效，而該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效； 一中央處理裝置，電連接至該些導向裝置的處理單元，且根據一逃生路徑控制該些導向裝置發出該接近音效或該遠離音效。
2. 如請求項1所述之聲音導向系統，其中各該導向裝置進一步包含有： 一功率放大單元，具有一輸入端及一輸出端，該輸入端電連接至該訊號產生單元，該輸出端電連接至該揚聲單元。
3. 如請求項1或2所述之聲音導向系統，其中該中央處理裝置是根據一監控系統的監控結果計算出該逃生路徑。
4. 如請求項1或2所述之聲音導向系統，其中該中央處理裝置採用戴克斯特拉演算法(Dijkstra’s Algorithm)、通用的道路導航算法或電路板自動佈線方法計算出該逃生路徑。
5. 如請求項1或2所述之聲音導向系統，其中： 該些導向裝置包含一第一導向裝置及一第二導向裝置，該第一導向裝置設置於一第一通道的出入口上，該第二導向裝置設置於一第二通道的出入口上； 該第一通道與該第二通道相接； 該第一導向裝置與該第二導向裝置發出不同音色的音效。
6. 一種導向裝置，係包含有： 一處理單元，產生一控制訊號； 一訊號產生單元，電連接該處理單元，以接收該控制訊號，並根據該控制訊號以及產生一接近訊號或一遠離訊號；及 一揚聲單元，電連接至該訊號產生單元，當接收到該接近訊號時，發出一接近音效，當接收到該遠離訊號時，發出一遠離音效；其中該接近音效是一頻率逐漸提升的音效，而該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效。
7. 一種聲音導向方法，係包含有以下步驟： 於複數個出入口上分別設置一導向裝置； 根據一逃生路徑判斷各導向裝置應輸出一接近音效或一遠離音效； 控制各導向裝置輸出該接近音效或該遠離音效；其中該接近音效是一頻率逐漸提高的音效，該遠離音效是一頻率逐漸降低的音效。
8. 如請求項7所述之聲音導向方法，其中該逃生路徑採用戴克斯特拉演算法(Dijkstra’s Algorithm)、通用的道路導航算法或電路板自動佈線方法計算出。