УСТРОЙСТВО НАВИГАЦИИ ДЛЯ СЛАБОВИДЯЩИХ И СЛЕПЫХ

УСТРОЙСТВО НАВИГАЦИИ СЛАБОВИДЯЩИХ ИЛИ СЛЕПЫХ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области медицинских технических систем помощи слабовидящим и слепым - тифлотехническим устройствам.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Тифлотехнические средства реабилитации инвалидов по зрению предназначены для облегчения жизни людей с нарушенным зрением.
Современная электронная техника для незрячих позволяет им опосредованно получать информацию о явлениях окружающей среды, предметах и их свойствах. С помощью разнообразных технических средств незрячие могут ориентироваться в пространстве, читать плоскопечатную литературу, распознавать цвета и определять источник света.
Современная тифлотехническая промышленность выпускает разнообразные устройства, способные облегчить незрячим быт и процесс ориентирования в пространстве. К подобным устройствам относят:
- разнообразные звуковые брелки, предназначенные для поиска ключей, мобильных телефонов, сумок и других мелких вещей;
- зарядные устройства со встроенным речевым выходом;
- ультразвуковой фонарь, который предназначен для дополнения тактильной трости с целью обнаружения препятствий на пути пешехода, в том числе предметов, находящиеся на уровне груди или головы человека;
- электронная трость, маленькая ультразвуковая система, предназначенная для обнаружения препятствий при передвижении пешехода с тростью.
Известно устройство «Интеллектуальный проводник» (CN 202133405, опубликовано 01.02.2012). Устройство включает телевизионную камеру и GPS приемник для обеспечения локальной и глобальной навигации слабовидящих и слепых, взятое за аналог.
Известно «Устройство-проводник для слепых на базе стереоскопического зрения», выбранное за прототип (CN 201870808 (U), опубликовано 22.06.2011). Устройство включает стереотелевизионную камеру, устройство обработки видеоданных, модуль голосового синтезатора и головные телефоны. Стереотелевизионная камера подсоединена к центральному модулю обработки, полученные со стереотелевизионной камеры, данные передаются в центральный модуль обработки, на котором программное обеспечение обнаруживает препятствия, распознает сигналы светофора и края дороги, данная информация озвучивается пользователю, посредством голосовых сообщений на головные телефоны.
Недостатком прототипа является то, что оно не позволяет пользователю определять свое глобальное местоположение и прокладывать маршрут в городской среде с использованием данных от радионавигационных систем.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Данная полезная модель направлена на устранение недостатков, присущих существующим решениям.
В качестве реализации полезной модели может быть предложено устройство навигации слабовидящих и слепых, содержащее два устройства видеозаписи, один модуль определения координат; блок обработки и хранения данных; модуль голосового синтеза; причем два устройства видеозаписи, один модуль определения координат соединены с одним блоком обработки и хранения данных, выполненного с возможностью получения и обработки данных от вышеупомянутых устройств видеозаписи и модуля определения координат; причем выход блока обработки и хранения данных подключен к модулю голосового синтеза, выполненного с возможностью получать данные от блока обработки и хранения данных и передавать их в виде голосовых сообщений. Все перечисленные элементы находятся в едином конструктивном исполнении.
Модуль определения координат в устройстве может быть выполнен с возможностью приема сигналов GPS, Глонасс.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении эффективности ориентации в пространстве людей с нарушением зрения за счет использования данных о глобальных координатах местоположения и видеоданных. Указанный технический результат достигается за счет того, что модуль определения координат получает глобальные координаты местоположения пользователя, передает их в специальное программное обеспечение, также два устройства видеозаписи образуют систему 3д-камеры и формируют минимум два потока видеоданных, поступающих к центральному модулю обработки, на котором специальное программное обеспечение выполняет следующие операции: строит карту глубины, обнаруживает препятствия и определяет их габариты, распознаются сигналы светофора, обнаруживает края дороги, на основании вышеуказанных данных происходит последующее информирование пользователя о его местоположении.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В данном устройстве под системой подразумевается компьютерная система, ЭВМ (электронно-вычислительная машина), ЧПУ (числовое программное управление), ПЛК (программируемый логический контроллер), компьютеризированные системы управления и любые другие устройства, способные выполнять заданную, четко определенную последовательность операций (действий, инструкций).
Под устройством обработки команд подразумевается электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (программы).
Устройство обработки команд считывает и выполняет машинные инструкции (программы) с одного или более устройства хранения данных. В роли устройства хранения данных могут выступать, но, не ограничиваясь, жесткие диски (HDD), флеш-память, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), твердотельные накопители (SSD), оптические приводы.
Программа - последовательность инструкций, предназначенных для исполнения устройством управления вычислительной машины или устройством обработки команд.
Ниже будут рассмотрены некоторые термины, которые в дальнейшем будут использоваться при описании полезной модели.
Infrared Data Association - IrDA, ИК-порт, Инфракрасный порт - группа стандартов, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованием инфракрасного диапазона световых волн в качестве среды передачи.
Location-based service - тип информационных и развлекательных услуг, основанных на определении текущего местоположения мобильного телефона (ME, англ. mobile equipment) пользователя. Визуализационные возможности современных мобильных телефонов (в частности, смартфонов) позволяют отображать на экране электронные карты достаточно высокого качества, что позволяет использовать LBS для решения различных бизнес-задач, навигации и развлечений.
A-GPS (англ. Assisted GPS) - технология, ускоряющая «холодный старт» GPS-приемника). Ускорение происходит за счет предоставления необходимой информации через альтернативные каналы связи (расчет сервером расстояния между сигналами(ом) GSM антенн(ы)). Часто используется в сотовых телефонах, содержащих и приемник GPS.
Задачей устройства навигации слабовидящих и слепых является расширение функционала прототипа устройства, посредством включения модуля определения координат в схему устройства, для получения информации от радионавигационных систем и передачи глобальных координат в специальное программное обеспечение, с дальнейшей целью информирования пользователя о глобальном местоположении.
Для решения задачи предложено устройство навигации слабовидящих и слепых, содержащее два устройства видеозаписи, один модуль определения координат; блок обработки и хранения данных; модуль голосового синтеза; причем два устройства видеозаписи, один модуль определения координат соединены с одним блоком обработки и хранения данных, выполненного с возможностью получения и обработки данных от вышеупомянутых устройств видеозаписи и модуля определения координат; причем выход блока обработки и хранения данных подключен к модулю голосового синтеза, выполненного с возможностью получать данные от блока обработки и хранения данных и передавать их в виде голосовых сообщений. Все перечисленные элементы находятся в едином конструктивном исполнении.
Два устройства видеозаписи образуют систему 3д-камеры и формируют минимум два потока видеоданных, поступающих к блоку обработки и хранения данных, на котором специальное программное обеспечение выполняет следующие операции:
- строит карту глубины, обнаруживает препятствия и определяет их габариты;
- распознаются сигналы светофора;
- обнаруживает края дороги;
Кроме того, к блоку обработки и хранения данных поступает информация от блока определения координат, специальное программное обеспечение совместно обрабатывает получаемую информацию. По результатам действия специального программного обеспечения модулем голосового синтеза, генерируется голосовое сообщение о местоположении пользователя (например: город, улица, дом) и локальной обстановке (например: наличие/отсутствие препятствия на пути следования) и путях свободного движения. При этом голосовые сообщения возможно прослушать через внешние динамики, наушники, подключенные к устройству и\или через беспроводную гарнитуру. Также при помощи навигационных систем может быть построен маршрут движения из текущей или заданной точки местоположения в пространстве в требуемую.
Координаты текущего местоположения могут быть получены при помощи мобильного устройства, при этом, связь с мобильным устройством может осуществляться по технологии Wi-Fi, Bluetooth, Infrared Data Association (инфакрасный порт).
Мобильное устройство (например, смартфон) или непосредственно модуль определения координат может использовать технологии LBS (Location-based service), A-GPS (Assisted GPS) для повышения скорости процесса получения текущих координат.
Для определения препятствий на пути следования и текущего местоположения могут быть использованы дополнительные датчики, встроенные в устройство.
Специалисту в данной области, очевидно, что конкретные варианты реализации устройства навигации слабовидящих и слепых были описаны здесь в целях иллюстрации, допустимы различные модификации, не выходящие за рамки и сущности объема полезной модели.