Brevet FR2793405A1 — publié le 20001117

L'invention concerne un dispositif à usage des non - voyants alertant des obstacles en hauteur situés sur le trajet. Plusieurs dispositifs à usage des non - voyants destinés à percevoir les objets devant soi afin de les éviter ou de les identifier ont été proposés. La plus grande partie des dispositifs à fait appel à la technique des ultrasons. Le manque de directivité à l'émission de cette technique rend par exemple la détection de l'ouverture d'une porte difficile. L'élimination des échos parasites est également peu fiable. D'autres dispositifs basés sur un faisceau de lumière visible ou infrarouge de principes et conceptions très variables ont été développés T.A. Benham, US 3,198,952 ; R. Farcy, EP 0743841 B 1 par exemple. II est nécessaire d'avoir ces dispositifs à la main et de faire un mouvement pour se protéger en balayant l'espace, ce qui implique une activité permanente de l'utilisateur. D'autres dispositifs insérés dans des lunettes ou sous forme de casque pour protéger la tête ont également été expérimentés. Ils ont l'inconvénient majeur d'être très inconfortables (poids des lunettes) ou inesthétiques (casques) et de demander des mouvements anormaux de la tête afin d'explorer l'espace. Le dispositif selon l'invention apporte une solution aux exigences suivantes - Fournir au non - voyant un moyen de vigilance pour être informé des obstacles exclusivement situés sur sa trajectoire, à hauteur comprise entre les genoux et la tête. - Signaler uniquement les obstacles frontaux et ne pas être activé par les obstacles latéraux, tel un mur qui est longé, trouver les ouvertures de portes lorsque le passage est suffisant. - Ne pas nécessiter d'exploration active par le biais de mouvements. - S'adapter au taux d'encombrement d'un lieu. - Etre discret et peu encombrant. - Etre compatible et complémentaire avec la canne blanche, le chien guide et les dispositifs d'exploration active optiques tel que celui décrit dans le brevet EP 0743 841 BI. - Etre très facile à exploiter et ne nécessiter qu'un apprentissage minime. Le dispositif est constitué de l'association d'émetteurs, de récepteurs infrarouges et d'un petit moteur à balourd faisant office de vibreur. Le tout est inséré dans un boîtier ayant la forme d'un badge et s'accrochant à hauteur de poitrine. L'émission est constituée de plusieurs faisceaux infrarouges étroits orientés dans un plan vertical. Ces faisceaux sont inclinés soit vers le bas, soit vers le haut, soit à l'horizontale afin de constituer un faisceau étroit horizontalement de droite à gauche couvrant juste la largeur des épaules et large verticalement de bas en haut afin de couvrir la hauteur allant des genoux à la tête. Les faisceaux infrarouges sont constitués de trains d'impulsions modulés émis par des diodes super - luminescentes collimatées. Le récepteur est constitué d'une série de photodétecteurs directifs, sensibles à la lumière infrarouge modulée, orientés dans un plan vertical de bas en haut afin de couvrir un champ de réception égal à celui de l'émission. Lorsque le flux de lumière renvoyé par l'obstacle atteint un certain seuil détecté par les photorécepteurs, le moteur vibrant s'active par saccades et le porteur du badge est alerté de la nécessité de soit s'arrêter, soit contourner l'obstacle. Afin que l'utilisateur puisse augmenter sa vitesse de marche dans un lieu dégagé, un commutateur à plusieurs positions permet d'augmenter la portée de la protection. Cette augmentation de portée est obtenue à la fois en accroissant la puissance d'émission des émetteurs, et en activant des séries supplémentaires d'émetteurs. Les séries supplémentaires d'émetteurs destinées aux longues portées ont des inclinaisons plus faibles vers le bas et vers le haut que la série d'émetteurs courte portée afin de ne pas toucher le sol, ni surprotéger en hauteur. Sous un soleil fort, les photorécepteurs tendent à saturer et la portée de la protection baisse, afin de maintenir un niveau de portée constant, un phototransistor mesure la luminosité ambiante et ajuste le niveau de l'émission. Dans certaines conditions, froid important et port de manteaux épais, le signal vibrant du badge peut mal se transmettre à l'utilisateur. Il est possible alors de basculer le système en mode sonore, où la vibration est remplacée par un bip sonore. La gestion électronique du système fait appel à un microcontrôleur ou à un autre système de logique programmable associé à des étages analogiques de gestion des émetteurs et récepteurs appartenant à l'état de l'art. La figure 1 représente la disposition des émetteurs et des récepteurs sur le boîtier. La figure 2 représente le schéma électronique de principe du système. En référence à ces dessins un mode de réalisation préféré du dispositif est le suivant. Le boîtier (1) contient six émetteurs (2), (3), (4), (5), (6), (7) et trois photorécepteurs directifs (8), (9), (10) ainsi qu'un phototransistor (l l) destiné à mesurer la lumière du jour. Des piles (12) alimentent le microcontrôleur (13) gérant les émetteurs et récepteurs par l'intermédiaire de l'interface analogique (14). Un commutateur à trois positions (15) permet de choisir la portée. L'information de la présence d'obstacle dangereux sur la trajectoire est signalée au non - voyant, soit par le moteur vibrant (16), soit par le haut- parleur (17). Un aller retour rapide sur le commutateur (15) permet par programme du microcontrôleur de choisir entre le mode vibrant ou sonore. Les émetteurs sont des diodes super - luminescentes infrarouges à 950 nanomètres de longueur d'onde de 10 environ de demi - angle d'ouverture, émettant des trains d'impulsions à 40 kHz. Tous les émetteurs et photorécepteurs sont orientés dans le plan vertical (axe y). La première série d'émetteurs (2), (3), (4) est destinée à la courte portée, l'émetteur (2) est incliné de 40 vers le haut par rapport à l'horizontale (axe x), l'émetteur (3) est horizontal, l'émetteur (4) est incliné de 40 vers le bas par rapport à l'horizontale. La seconde série d'émetteurs (5), (6), est destinée à la moyenne portée, l'émetteur (5) est incliné de 20 vers le haut par rapport à l'horizontale (axe x), l'émetteur (6) est incliné de 20 vers le bas par rapport à l'horizontale. La seconde série émet avec une puissance supérieure à la première série. La troisième série d'émetteurs (7), est destinée à la longue portée, l'émetteur (7) est incliné de 10 vers le bas par rapport à l'horizontale (axe x). La troisième série émet avec une puissance supérieure à la seconde série. Le photorécepteur (8) est incliné de 30 vers le bas, le photorécepteur (9) est horizontal, le photorécepteur (10) est incliné de 30 vers le haut. Le moteur s'active lorsque l'un au moins des photorécepteurs récupère un flux de lumière modulée renvoyé par l'obstacle dépassant un certain seuil. Le phototransistor (11) mesure le niveau de lumière ambiante et augmente la puissance des émetteurs fonction de l'intensité du jour. Selon une variante du dispositif non illustrée, les séries d'émetteurs peuvent être plus nombreuses et contenir plus d'émetteurs afin de garantir une couverture de protection optimisée. On peut également transmettre une vibration ou sonorité spécifique lorsque le photorécepteur orienté vers le bas (respectivement vers le haut) est seul activé, ce qui signale un obstacle bas (respectivement haut). A titre d'exemple non limitatif le badge aura des dimensions de l'ordre de 5 cm x 8 cm x 1,5 cm. Le dispositif selon l'invention est destiné à être une aide pour permettre au non - voyant d'anticiper les obstacles en hauteur. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour alerter le non - voyant des obstacles en hauteur sur sa trajectoire caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (1) de la forme d'un badge contenant des émetteurs et récepteurs infrarouges associés à un petit moteur à balourd vibrant, l'émission étant est constituée de plusieurs faisceaux infrarouges étroits (2), (3), (4), (5), (6), (7) orientés dans un plan vertical, les faisceaux étant inclinés soit vers le bas, soit vers le haut, soit à l'horizontale afin de constituer un faisceau étroit horizontalement de droite à gauche couvrant juste la largeur des épaules et large verticalement de bas en haut afin de couvrir la hauteur allant des genoux à la tête, les faisceaux infrarouges étant constitués de trains d'impulsions modulés émis par des diodes super - luminescentes collimatées, le récepteur étant constitué d'une série de photodétecteurs directifs (8), (9), (10) sensibles à la lumière infrarouge modulée, orientés dans un plan vertical de bas en haut afin de couvrir un champ de réception égal à celui de l'émission ; lorsque le flux de lumière renvoyé par l'obstacle atteint un certain seuil détecté par les photorécepteurs, le moteur vibrant (16) s'active par saccades afin que le porteur du badge soit alerté de la présence de l'obstacle. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un commutateur (15) à plusieurs positions permet d'augmenter la portée de la protection, cette augmentation de portée étant obtenue à la fois en accroissant la puissance d'émission des émetteurs, et en activant des séries supplémentaires d'émetteurs, les séries supplémentaires d'émetteurs destinées aux longues portées ayant des inclinaisons plus faibles vers le bas et vers le haut que la série d'émetteurs courte portée afin de ne pas toucher le sol, ni surprotéger en hauteur. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que pour compenser la baisse de portée sous un soleil fort due à la saturation des photorécepteurs, un phototransistor (11) mesure la luminosité ambiante et réajuste le niveau de l'émission. 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce qu'il soit possible de basculer le système en mode sonore, où la vibration est remplacée par un bip sonore émis par un haut parleur (17), lorsqu'un manteau trop épais ne permet pas de sentir la vibration.