TWM460541U - 超音波導盲背心 - Google Patents

Description

超音波導盲背心

本創作係有關一種背心，尤指一種應用超音波以協助盲人感測前方有效感測區域內之障礙物並以警示，有助於防止碰撞跌倒之超音波導盲背心。

目前，本國視障人口約為五萬人，並且每年以超過百人的速度增加。然而，公共區域中對於視障者的引導裝置卻少之又少，又或者引導裝置並不完善，常有中斷或障礙物遮蔽的狀況發生。例如：人行道的導盲磚，常見有雜物或機車遮擋，或是剝落卻未見修補；又例如：出入口或電梯間，也常見以點字貼紙標示，但貼紙破損卻未更換等。這些一般非視障者覺得無傷大雅的小事，卻致使視障者在公共環境中無法自在活動，十分不便。

現有電子導盲輔助器問世，其具有偵測環境並提示障礙物之功能，甚或具有全球定位系統及重力感測系統等，藉以全方位幫助視障者於環境中能更自在、更安全的活動。然而，由於必須囊括多種技術於導盲輔助器，而使得高功能的電子導輔助器杖價格昂貴，並且體積龐大，電力消耗大，並不符合視障者的需求。為了能服務日漸增加的視障人口，提高視障者的生活便利性及安全性，並且減少視障者的經濟負擔，實有必要開發一套經濟實惠、容易執行且輕便易攜帶的導盲系統，務使視障者能在最低負擔的情況之下擁有最便利 且安全的生活條件。

有鑑於上述習知之問題，本創作之目的就是在提供一種超音波導盲背心，以解決視障者生活上的不便利，並提升視障者行進時的安全性。

有鑑於此，本創作即在提供一種超音波導盲背心，尤指一種應用超音波以協助盲人感測前方有效感測區域內之障礙物並以警示，為其主要目的者。

為達上揭目的，本創作之超音波導盲背心，其至少於一背心設有一超音波發射器、至少三超音波接收器、一控制器及至少一揚聲器；其中，該超音波發射器設置於背心上部，而超音波接收器係分別設置於背心上，而該三超音波接收器分別設於該背心且位於超音波發射器之左側、右側及上方，以構成等腰三角形之相對位置，主要該超音波發射器發射波頻，而由超音波接收器偵測到超音波發射器所發射波頻的回波，並藉用控制器運算回波時間以計算障礙物距離與方位者，進而揚聲器係發出聲音並以音強或音弱，得知警示障礙物距離的遠近，俾達偵測前方障礙物體，有助於防止碰撞受傷，以保障視障者行走時的安全。

依據上述主要技術特徵，所述該控制器連結至少一揚聲器。

依據上述主要技術特徵，所述該控制器係連結一電源件。

依據上述主要技術特徵，所述該控制器係連結有一開 關，而該開關可控制超音波發射器運作時機。

依據上述主要技術特徵，所述該開關可控制手動或自動週期性控制發射波頻。

依據上述主要技術特徵，所述該控制器係為兩段式音調與音調的時間長度計算警示障礙物方位與距離。

依據上述主要技術特徵，所述該控制器係為兩段式振動與振動的時間長度計算警示障礙物方位與距離。

依據上述主要技術特徵，所述該背心設有口袋。

依據上述主要技術特徵，所述該背心設有線體。

為能使 貴審查委員清楚本創作之組成架構，以及整體運作方式，茲配合圖式說明如下：請參閱第一圖係為本創作結構方塊圖所示，本創作超音波導盲背心其至少包含有：一背心10、一超音波發射器20、至少三超音波接收器30、一控制器40；其中，該背心10；該超音波發射器20係設於背心10前部，而該超音波發射器20係發射波頻；該超音波接收器30係分設於背心10前部，而該超音波接收器30係以偵測超音波發射器20的回波；該控制器40係連結該超音波接收器30，而該控制器40係運算回波時間並以警示障礙物50距離與方位者。

本創作係應用超音波訊號傳輸以偵測障礙物50，據以實際實施如第二圖所示，該背心設有線體11以便於穿著固定， 背心10前部設置一超音波發射器20以發射波頻，且背心10對應超音波發射器20左側、右側及上方分別設置有超音波接收器30A、超音波接收器30B、超音波接收器30C，而構成等腰三角形之相對位置，以偵測接收回波，而控制器40係分別連結至少一揚聲器41及一電源件42，且控制器40設有開關43，該操作開關43係以控制超音波發射器20運作時機，而使控制器40運算回波時間以計算障礙物50距離與方位者，進而揚聲器41係發出聲音並得藉由音強或音弱，且揚聲器41可為喇叭或耳機，以使視障者藉由聲音分辨得知警示障礙物50距離的遠近，俾達偵測前方是否接近障礙物體，有助於防止碰撞受傷，以保障視障者行走時的安全。

藉由上述架構，該背心設有口袋12以收納開關43而便於取用，且該開關43可為有線或無線連結該控制器40，盲人藉由開關可以自由決定超音波發射器20發射超音波的時機；亦可利用開關43，調整控制器40為自動週期性控制發射波頻。而且，該控制器40係為兩段式音調與音調的時間長度計算警示障礙物50方位與距離。或者，該控制器40係為兩段式振動與振動的時間長度計算警示障礙物50方位與距離。再者，該揚聲器41可為耳機，該控制器40透過耳機輸出端子將障礙物50的概略位置以聲音警示信號傳送至耳機；電源件42則供應全系統的電源。

此外，如第三圖所示，係為本創作中超音波導盲背心實施例之示意圖。圖中顯示出超音波導盲背心前方100公分處障礙物51及超音波導盲背心前方200公分處障礙物52，是用來說明控制器40計算超音波發射器20及三超音波接收器 30A、30B、30C對應各障礙物50如何產生對應的聲音訊號，讓盲人藉由特定的聲音訊號來辨識障礙物的概略位置。由超音波發射至三個超音波接收器所接收到的超音波飛行時間，運用簡單的數學運算，可以概略算出障礙物的位置(r,θ,φ)。

緣此，如第四圖所示，本創作使用發出警示聲音時間的長短來表示r的距離、用警示聲音的前段音調61來表示θ的方位、用警示聲音的後段音調62來表示φ的方位，間隔時間T₃ 63被用來分隔警示聲音的前段音調61及警示聲音的後段音調62，間隔時間T₄ 64被用來分隔前次警示聲音與下次警示聲音；本創作將超音波導盲背心前方100公分至200公分、75°≦θ≦105°、75。≦φ≦105°的區域設為有效量測範圍，並將此區域從r=100公分開始，每遞增20公分讓發出的警示聲音信號時間增長；另將此區域從θ=75°開始，每遞增6°讓發出的警示聲音音調上升；再將此區域從φ=75°開始，每遞增6°讓發出的警示聲音音調上升。使用如此的方式，可以將有效量測範圍分割成125個小區域。本創作當障礙物在各小區域時，所發出的警示間隔時間T₃ 皆等於250ms，而間隔時間T₄ 則大於2000ms。

綜上所述，本創作提供一較佳可行超音波導盲背心，爰依法提呈新型專利之申請；本創作之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本創作之揭示而作各種不背離本案創作精神之替換及修飾。因此，本創作之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本創作之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧背心

11‧‧‧線體

12‧‧‧口袋

20‧‧‧超音波發射器

30‧‧‧超音波接收器

30A‧‧‧超音波接收器

30B‧‧‧超音波接收器

30C‧‧‧超音波接收器

40‧‧‧控制器

41‧‧‧揚聲器

42‧‧‧電源件

43‧‧‧開關

50‧‧‧障礙物

51‧‧‧100公分處障礙物

52‧‧‧200公分處障礙物

61‧‧‧前段音調

62‧‧‧後段音調

63‧‧‧間隔時間T₃

64‧‧‧間隔時間T₄

第一圖係為本創作之結構方塊圖。

第二圖係為本創作較佳實施例之結構示意圖。

第三圖係為本創作較佳實施例之有效量測範圍示意圖。

第四圖係為本創作較佳實施例之警示音調示意圖

10‧‧‧背心

11‧‧‧線體

12‧‧‧口袋

20‧‧‧超音波發射器

30A‧‧‧超音波接收器

30B‧‧‧超音波接收器

30C‧‧‧超音波接收器

40‧‧‧控制器

41‧‧‧揚聲器

42‧‧‧電源件

43‧‧‧開關

50‧‧‧障礙物

Claims (11)

1. 一種超音波導盲背心，其至少包含有：一背心；一超音波發射器，其係設於背心前部，而該超音波發射器係發射波頻；至少三超音波接收器，其係分設於該背心前部，而該超音波接收器係以偵測超音波發射器的回波；一控制器，其係連結該超音波接收器，而該控制器係運算回波時間並以警示障礙物距離與方位。
2. 如請求項1所述之超音波導盲背心，其中，該三超音波接收器分別設於該背心前部且位於超音波發射器之左側、右側及上方，並構成等腰三角形之相對位置。
3. 如請求項2所述之超音波導盲背心，其中，進一步，該控制器連結至少一揚聲器。
4. 如請求項3所述之超音波導盲背心，其中，該控制器係連結一電源件。
5. 如請求項4所述之超音波導盲背心，其中，該控制器係連結有一開關，而該開關可控制超音波發射器運作時機。
6. 如請求項5所述之超音波導盲背心，其中，該開關可為有線或無線連結該控制器。
7. 如請求項5所述之超音波導盲背心，其中，該開關可調整控制器為自動週期性控制發射波頻。
8. 如請求項4所述之超音波導盲背心，其中，該控制器係為兩段式音調與音調的時間長度計算警示障礙物方位與距 離。
9. 如請求項4所述之超音波導盲背心，其中，該控制器係為兩段式振動與振動的時間長度計算警示障礙物方位與距離。
10. 如請求項4所述之超音波導盲背心，其中，該背心設有口袋。
11. 如請求項4所述之超音波導盲背心，其中，該背心設有線體。