TWI699198B - 視障者智能輔助系統 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種視障者智能輔助系統，包括：穿戴式裝置、拍攝裝置、語音播報裝置、距離感測裝置、及行動裝置。行動裝置儲存有預設提醒距離及預設偵測距離，該預設提醒距離大於該預設偵測距離，且該行動裝置能透過該距離感測裝置的回饋以獲取與目標物體之間的距離，當該行動裝置判斷該距離感測裝置回饋的距離小於等於該預設提醒距離時，使該語音播報裝置開啟以播報距離提醒；當該行動裝置判斷該距離感測裝置回饋的距離小於等於該預設偵測距離時，使該拍攝裝置啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像時，針對二維碼影像進行解碼以獲得編碼資訊，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置進行播放。

Description

視障者智能輔助系統

本發明涉及一種輔助系統，特別是一種視障者智能輔助系統。

根據世界健康組織統計，全世界有四千萬視障者。視障者損失了正常的視覺，對物體顏色、形狀、距離的理解都很困難，因此如何輔助視障者的生活起居、出行等方面非常有其需求。

傳統的視障者輔助工具，比如盲人手杖，需要反復移動手杖，才能獲知面前的情況，既費時也費力。再者，盲人手杖的探測距離有限，只能檢測腳邊的障礙物，也無法反映遠處和空中的狀況。導盲犬可以為盲人提供幫助，但是導盲犬的訓練和養護費用是高昂的，普通家庭難以承擔。有些場合，導盲犬不能陪同盲人進入，比如公車和火車站，因此導盲犬的輔助是有局限性的。仿生眼可以讓盲人恢復部分視覺，但仿生眼的植入需要進行手術，費用高昂。再者，仿生眼只適用於視網膜色素變性或老年性黃斑變性導致失明的盲人。並且，視覺神經損壞的盲人無法通過植入仿生眼恢復部分視覺。目前電子式的視障輔助工具主要是基於機器雙目視覺技術，但其耗電量大，設備笨重，昂貴複雜，且容易受到環境干擾。並且，基於機器雙目視覺技術的輔助依賴於環境中特徵點和紋理的豐富程度，對於一些紋理單一的場景失效，如室內的白牆，光滑地面等，機器雙目視覺技術會受鏡面反射等特殊情形的欺騙，從而造成漏判或誤判。另外，基於雷射散斑編碼技術的輔助會在室外失效，因為主動投射的結構光被陽光淹沒，從而無法識別編碼的散 斑。另外，基於雷射散斑編碼技術由於受到功率限制，存在最遠距離，超過最遠距離的物體無法對其測距。另外，基於熱成像技術的輔助解析度低，標定過程複雜，且只能檢測人和動物等發熱物體。另外，基於GPS的輔助技術精度低，會有信號損失，不能在室內使用，而且無法獲取局部動態的障礙物資訊。

有鑑於此，本發明人本於多年從事相關產品之開發與設計，有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本發明。

本發明之目的即針對現有技術的不足，提供一種視障者智能輔助系統。

本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種視障者智能輔助系統，包括：穿戴式裝置、拍攝裝置、語音播報裝置、距離感測裝置、及行動裝置；該行動裝置耦接於該穿戴式裝置、該拍攝裝置、該語音播報裝置、及該距離感測裝置；其中，該行動裝置儲存有一預設提醒距離及一預設偵測距離，該預設提醒距離大於該預設偵測距離，且該行動裝置能透過該距離感測裝置的回饋以獲取與目標物體之間的距離，當該行動裝置判斷該距離感測裝置回饋的距離小於等於該預設提醒距離時，使該語音播報裝置開啟以播報距離提醒；當該行動裝置判斷該距離感測裝置回饋的距離小於等於該預設偵測距離時，使該拍攝裝置啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像時，針對二維碼影像進行解碼以獲得編碼資訊，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置進行播放。

在一優選實施例中，該穿戴式裝置為一穿戴式眼鏡，具有相 連接的鏡框及兩鏡腳；該距離感測裝置設置在該鏡框；該語音播報裝置設置在該兩鏡腳；該拍攝裝置的數量為三個，其中一個該拍攝裝置設置在該鏡框，其中另兩個該拍攝裝置設置在該兩鏡腳。

在一優選實施例中，該目標物體至少為一站牌，該二維碼影像設置在該站牌上，該編碼資訊包含站牌名稱資訊、站牌位置資訊、站牌內容資訊。

在一優選實施例中，該目標物體至少為一商店，該二維碼影像設置在該商店門口，該編碼資訊包含商店名稱資訊、商店位置資訊。

在一優選實施例中，該目標物體至少為一商品，該二維碼影像設置在該商品上，該編碼資訊包含商品名稱資訊、商品價格資訊、商品內容資訊。

在一優選實施例中，該目標物體至少為一餐廳，該二維碼影像設置在該餐廳門口，該編碼資訊包含餐廳名稱資訊、餐廳位置資訊。

在一優選實施例中，該目標物體至少為一餐點樣品，該二維碼影像設置在該餐點樣品上，該編碼資訊包含餐點名稱資訊、餐點價格資訊、餐點內容資訊。

在一優選實施例中，所述的視障者智能輔助系統，更包括一生理監測裝置，耦接於該行動裝置，用以監測視障者的生理特徵以產生一生理信號。

本發明有益效果至少在於，本發明所提供的視障者智能輔助系統，透過行動裝置儲存有預設提醒距離及預設偵測距離，且能透過距離感測裝置的回饋以獲取與目標物體之間的距離，當行動裝置判斷距離感測裝置回饋的距離小於等於預設提醒距離時，使語音播報裝置開啟以播報距離提醒，以避免直接與目標物體碰撞，使視障者能慢慢靠近目標物體，且 當行動裝置判斷距離感測裝置回饋的距離小於等於預設偵測距離時，才使拍攝裝置啟動拍攝，並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像時，針對二維碼影像進行解碼以獲得編碼資訊，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置進行播放，使得視障者可以很清楚知道前方目標物體的名稱、所在位置、及相關資訊，完全不需透過昂貴複雜的機器雙目視覺技術來辨識前方物體是何物，且可補足在Google map上完全無法搜尋到的小地方，讓視障者出門在外有更完善的指引。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

1:穿戴式裝置

1a:穿戴式眼鏡

11:鏡框

12:鏡腳

2:拍攝裝置

3:語音播報裝置

4:距離感測裝置

5:行動裝置

6:生理監測裝置

Q:二維碼影像

900:目標物體

900a:站牌

900b:路燈

900c:園藝造景

900d:建築物

900e:商店

900f:餐廳

900g:商品

900h:餐點樣品

700:網路

800:監控服務器

圖1為本發明的視障者智能輔助系統的功能方塊圖。

圖2為本發明的視障者智能輔助系統的示意圖。

圖3為本發明的視障者智能輔助系統的使用參考圖。

圖4為本發明的視障者智能輔助系統的另一使用參考圖。

圖5為本發明的視障者智能輔助系統的又一使用參考圖。

圖6為本發明的視障者智能輔助系統的另一功能方塊圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。本發明全文所述之「耦接」，包括直接連接以及間接連接，也可以指二 裝置之間藉由有線實體、無線媒介或其組合等方式，使該二裝置可以相互傳遞資料，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。並且，本文中之裝置之組合非此領域中之一般周知、常規或習知之組合，不能以裝置本身是否為習知，來判定其組合關係是否容易被技術領域中之通常知識者輕易完成。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

請參考圖1至圖4所示，本發明實施例提供一種視障者智能輔助系統，可包括有穿戴式裝置1、拍攝裝置2、語音播報裝置3、距離感測裝置4、以及行動裝置5。

穿戴式裝置1用於穿戴於視障者身上。在本實施例中，穿戴式裝置1為穿戴式眼鏡1a(如圖2)，便於視障者的配戴。其中，穿戴式眼鏡1a可包括有相連接的鏡框11及鏡腳12，而鏡框11及鏡腳12的型式及構造並不限制，可因應需要而加以變化。並且，穿戴式眼鏡1a可具有藍牙通訊功能。

拍攝裝置2的數量可為數個，較佳為三個，其中一個可設置在鏡框11，其他兩個可分別設置在鏡腳12，使得拍攝裝置2可拍攝前方場景畫面及左右方場景畫面。在其他實施例中，拍攝裝置2也可拍攝環景畫面。並且，拍攝裝置2為具有高畫素如2000萬畫素感光元件以及自動對焦鏡頭的拍攝裝置。

語音播報裝置3可以是耳機型式設置在穿戴式眼鏡1a，但也可以是喇叭型式穿戴在視障者身上，並不限制。並且，語音播報裝置3可用於播放提示音、警示音、及各種資訊。

距離感測裝置4的數量可為數個，可設置在穿戴式眼鏡1a的鏡框11及鏡腳12，但也可以穿戴在視障者身上，並不限制。並且，距離感測裝 置4用於測量與目標物體之間的距離。在本實施例中，距離感測裝置4是紅外距離感測裝置，能透過發射紅外信號和接收反射回來的紅外信號的時間差，計算出與目標物體之間的距離。在其他實施例中，距離感測裝置4可以是雷射距離感測裝置或超聲波測距離感測裝置，但也可以是其他型式的距離感測裝置，並不限制。

行動裝置5耦接於穿戴式裝置1、攝像裝置2、語音播報裝置3、距離感測裝置4，行動裝置5可以是具有通訊功能的智慧手機、平板或其他裝置，且具有客制化軟體，如APP(Application Software)。行動裝置5儲存有一預設提醒距離及一預設偵測距離，且行動裝置5能透過距離感測裝置的回饋以獲取與目標物體之間的距離，當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於預設提醒距離時，使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒；當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於預設偵測距離時，使拍攝裝置2啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像時，針對二維碼影像進行解碼以獲得編碼資訊，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置3進行播放。

舉例來說，二維碼影像Q是依據預定的編碼規則所產生的，並設置在目標物體900如站牌900a上，行動裝置5能透過距離感測裝置4的回饋以獲取與站牌900a之間的距離，當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於一預設提醒距離時，例如距離站牌五公尺時，使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒，以避免直接與站牌碰撞，且當視障者慢慢靠近站牌900a一預定偵測距離時，例如靠近站牌三公尺時，使拍攝裝置2啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像Q，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像Q時，針對二維碼影像Q進行解碼 以獲得編碼資訊，編碼資訊包含站牌名稱資訊、站牌位置資訊、站牌內容資訊(如路線資訊)，並可進一步連結雲端搜尋到更多資訊(如相關路線資訊)，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置3進行播放，使得視障者可以很清楚知道前方目標物體的名稱、所在位置、及相關資訊，完全不需透過昂貴複雜的機器雙目視覺技術來辨識前方物體是何物，且可補足在Google map上完全無法搜尋到的小地方。

舉例來說，二維碼影像Q可設置在目標物體900如路燈900b或園藝造景900c上，行動裝置5能透過距離感測裝置4的回饋以獲取與路燈900b或園藝造景900c之間的距離，當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於一預設提醒距離時，使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒，以避免直接與路燈或園藝造景碰撞，且當視障者慢慢靠近路燈900b或園藝造景900c一預定偵測距離時，使拍攝裝置2啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像Q，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像Q時，針對二維碼影像Q進行解碼以獲得編碼資訊，編碼資訊包含有路燈或園藝造景名稱資訊、路燈或園藝造景位置資訊，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置進行播放，使得視障者可以很清楚知道目前是走到路燈附近、或是園藝造景附近，且視障者可進一步選擇是否透過行動裝置5將路燈或園藝造景位置資訊進行儲存。

舉例來說，二維碼影像Q可設置在目標物體900如建築物900d上，且建築物900d可以是辦公大樓或一般住家，行動裝置5能透過距離感測裝置4的回饋以獲取與建築物900d之間的距離，當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於一預設提醒距離時，使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒，以避免直接與建築物碰撞，且當視障者慢慢靠近建築物900d一預定偵測距離時，使拍攝裝置2啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據 偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像Q，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像Q時，針對二維碼影像Q進行解碼以獲得編碼資訊，編碼資訊包含有建築物名稱資訊、建築物位置資訊、建築物內容資訊(如門牌號碼)，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置進行播放，使得視障者可以很清楚知道目前是走到辦公大樓或走到一般住家附近。

並且，目標物體900如建築物也可以是商店900e或餐廳900f，行動裝置5能透過距離感測裝置4的回饋以獲取與商店900e或餐廳900f之間的距離，當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於一預設提醒距離時，使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒，以避免直接與商店或餐廳碰撞，且當視障者慢慢靠近商店900e或餐廳900f一預定偵測距離時，使拍攝裝置2啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像Q，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像Q時，針對二維碼影像Q進行解碼以獲得編碼資訊，編碼資訊包含有商店或餐廳名稱資訊、商店或餐廳位置資訊，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置3進行播放，使得視障者可以很清楚知道目前的建築物是否是要去的商店或餐廳。

再者，當視障者進入商店900e內部時，如圖4所示，行動裝置5根據距離感測裝置4回饋的距離使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒，以避免直接與目標物體碰撞，且當視障者慢慢靠近目標物體如商品900g一預定偵測距離時，或拿取商品至預定偵測距離時，使拍攝裝置2啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像Q，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像Q時，針對二維碼影像Q進行解碼以獲得編碼資訊，編碼資訊包含有商品名稱資訊、商品價格資訊，商品內容資訊(如製造日期)，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置3進行播放，使得視障者可以很清楚知道所拿取商品的相關資訊。藉此，視障者可以 很輕鬆選購到想要的商品，如酒、果汁或汽水。

又，當視障者進入餐廳900f內部時，如圖5所示，行動裝置5根據距離感測裝置4回饋的距離使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒，以避免直接與目標物體碰撞，且當視障者慢慢靠近目標物體如展示櫥窗中的餐點樣品900h一預定偵測距離時，使拍攝裝置2啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像Q，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像Q時，針對二維碼影像Q進行解碼以獲得編碼資訊，編碼資訊包含有餐點名稱資訊、餐點價格資訊，餐點內容資訊(如主菜、配菜)，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置3進行播放，使得視障者可以很清楚知道餐點的相關資訊。藉此，視障者可以很輕鬆的點到想要的餐點。

另外，作為一種優選的方案，請參考圖5，本系統還可包括有一生理監測裝置6，耦接於行動裝置5。生理監測裝置6用以監測視障者的生理特徵以產生一生理信號。其中，生理信號可以為心跳率、腦波、體溫、呼吸等信號，來記錄視障者目前生理狀況，且可根據生理信號來分析是否有健康上的問題，從而給予視障者協助。

舉例來說，當生理監測裝置6監測到視障者的心跳率低於一預設值或預設範圍時，行動裝置5即根據該心跳率判斷出視障者的生理特徵異常，並輸出一警示信號。再者，行動裝置5還可根據內建的重力感測器及陀螺儀感測器回饋的感測信號，判斷視障者是否是因走路時不小心跌倒或撞擊到障礙物，並輸出一警報信號。並且，行動裝置5還可將警示信號、警報信號、生理信號、或目前的衛星定位(GPS)信號透過網路700傳送至遠端的監控服務器800，以供監控服務器800分析使用者的生理特徵的狀態，進而判斷是否需派遣救護人員，以讓視障者能於黃金救援時間獲得救助。

〔實施例的功效〕

綜上所述，本發明實施例所提供的視障者智能輔助系統，透過行動裝置5儲存有預設提醒距離及預設偵測距離，且能透過距離感測裝置4的回饋以獲取與目標物體900之間的距離，當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於預設提醒距離時，使語音播報裝置3開啟以播報距離提醒，以避免直接與目標物體碰撞，使視障者能慢慢靠近目標物體，且當行動裝置5判斷距離感測裝置4回饋的距離小於等於預設偵測距離時，才使拍攝裝置2啟動拍攝，並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像Q，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像Q時，針對二維碼影像Q進行解碼以獲得編碼資訊，並將編碼資訊轉換為語音資訊透過語音播報裝置3進行播放，使得視障者可以很清楚知道前方目標物體的名稱、所在位置、及相關資訊，完全不需透過昂貴複雜的機器雙目視覺技術來辨識前方物體是何物，且可補足在Google map上完全無法搜尋到的小地方，讓視障者出門在外有更完善的指引。並且，由於穿戴式眼鏡1a不需設置昂貴複雜的機器雙目視覺技術的相關模組，使得穿戴式眼鏡1a的重量可以降到40克以下，配戴更為舒適，不產生怪異感，使視障者更樂意配戴出門。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。

1:穿戴式裝置

2:拍攝裝置

3:語音播報裝置

4:距離感測裝置

5:行動裝置

Claims (7)

1. 一種視障者智能輔助系統，包括：穿戴式裝置、拍攝裝置、語音播報裝置、距離感測裝置、及行動裝置；該行動裝置耦接於該穿戴式裝置、該拍攝裝置、該語音播報裝置、及該距離感測裝置；其中，該行動裝置儲存有用於提醒視障者注意目標物體的一預設提醒距離及用於在該視障者靠近該目標物體時啟動自動偵測的一預設偵測距離，該預設提醒距離大於該預設偵測距離，且該行動裝置能透過該距離感測裝置的回饋以獲取與該目標物體之間的距離，當該行動裝置判斷該距離感測裝置回饋的距離小於等於該預設提醒距離時，使該語音播報裝置開啟以播報距離提醒；當該行動裝置判斷該距離感測裝置回饋的距離小於等於該預設偵測距離時，使該拍攝裝置啟動拍攝並針對拍攝畫面進行偵測，以及根據偵測結果判斷拍攝畫面中是否包含有二維碼影像，並當拍攝畫面中包含有二維碼影像時，針對二維碼影像進行解碼以獲得編碼資訊，並將該編碼資訊轉換為語音資訊透過該語音播報裝置進行播放；其中，該穿戴式裝置為一穿戴式眼鏡，具有相連接的鏡框及兩鏡腳；該距離感測裝置設置在該鏡框；該語音播報裝置設置在該兩鏡腳；該拍攝裝置的數量為三個，其中一個該拍攝裝置設置在該鏡框，其中另兩個該拍攝裝置設置在該兩鏡腳，設置在該鏡框的該拍攝裝置用以拍攝前方場景畫面，設置在該兩鏡腳的另兩個該拍攝裝置用以拍攝左右方場景畫面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的視障者智能輔助系統，其中，該目標物體至少為一站牌，該二維碼影像設置在該站牌上，該編碼資訊包含站牌名稱資訊、站牌位置資訊及站牌內容資訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的視障者智能輔助系統，其中，該目標物體至少為一商店，該二維碼影像設置在該商店門口，該編碼資訊包含商店名稱資訊及商店位置資訊。
4. 如申請專利範圍第1項所述的視障者智能輔助系統，其中，該目標物體至少為一商品，該二維碼影像設置在該商品上，該編碼資訊包含商品名稱資訊、商品價格資訊及商品內容資訊。
5. 如申請專利範圍第1項所述的視障者智能輔助系統，其中，該目標物體至少為一餐廳，該二維碼影像設置在該餐廳門口，該編碼資訊包含餐廳名稱資訊及餐廳位置資訊。
6. 如申請專利範圍第1項所述的視障者智能輔助系統，其中，該目標物體至少為一餐點樣品，該二維碼影像設置在該餐點樣品上，該編碼資訊包含餐點名稱資訊、餐點價格資訊及餐點內容資訊。
7. 如申請專利範圍第1項所述的視障者智能輔助系統，更包括一生理監測裝置，耦接於該行動裝置，用以監測視障者的生理特徵以產生一生理信號。

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