система ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций

Формула изобретения

1. Система ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций, содержащая, по меньшей мере, по одному источнику и приемнику сигналов, подключенных через коммутатор к устройству обработки информации, соединенному через модулятор с соответствующим устройством воздействия на человека, отличающаяся тем, что через коммутатор к устройству обработки информации дополнительно подключены магнетометр и шагомер, а система GPS подключена к коммутатору через антенну.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что источник сигнала представляет собой волновой излучатель, например, лазерный или ультразвуковой.

3. Система по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство воздействия на человека выполнено в виде звукового излучателя.

4. Система по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство воздействия на человека выполнено в виде вибратора.

5. Система по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что устройство воздействия на человека выполнено в виде поверхности, вызывающей тактильные ощущения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к приспособлениям для облегчения жизнедеятельности инвалидов по зрению.

Известно устройство для ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций по патенту РФ №2184518, опубл. 27.08.02 г. Это устройство представляет собой складную трость. Трость выполнена с возможностью изменения длины из-за изменения условий эксплуатации в пути для определения расстояния до удаленного объекта. Возможности этой трости тоже ограниченные, даже по сравнению с обычной стандартной тростью без регулировки, например нет возможности определять расстояние до объекта и наличие в помещении биологических объектов.

Известно устройство для ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций, описанное в сайте «Интернет» htt://www.membrana.ru. Эта высокотехнологичная трость содержит источник ультразвукового сигнала, приемник сигнала и 4 устройства воздействия на человека. Устройство для воздействия на человека выполнено в виде вибратора, встроенного в рукоятку трости. В приведенном выше примере не описано, каким образом определяется расстояние до предмета. Нет данных по точности, но очевидно, что точность измерения линейных размеров очень невелика.

Известно устройство для ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций по заявке РФ на изобретение №20002129122 А, опубл. 27.04.2004 г., (прототип), содержащее один или более одного источника и приемника сигнала, подключенные через коммутатор к устройству обработки информации, соединенному через модулятор с устройством воздействия на человека.

Недостаток - низкая точность ориентации и невозможность обнаружения биологических объектов.

Задача создания изобретения: повышение точности ориентации людей с нарушением зрительных функций и выявление присутствия биологических объектов.

Решение указанных задач достигнуто тем, что в системе ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций, содержащей, по меньшей мере, по одному источнику и приемнику сигналов, подключенных через коммутатор к устройству обработки информации, соединенному через модулятор с соответствующим устройством воздействия на человека, через коммутатор к устройству обработки информации дополнительно подключены магнетометр и шагомер, а система GPS подключена к коммутатору через антенну. Источник сигнала представляет собой волновой излучатель, например, лазерный или ультразвуковой. Устройство воздействия на человека выполнено в виде звукового излучателя, или в виде вибратора, или в виде поверхности, вызывающей тактильные ощущения.

Проведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения.

Сущность изобретения поясняется на чертеже.

Система содержит источник сигнала 1, приемник сигнала 2, приемник ИФИ (инфракрасного излучения) 3, микрофон 4, магнетометр 5 и шагомер 6, подключенные к коммутатору 7. К коммутатору 7 подключена система GPS (система глобального позиционирования) 8, с антенной 9, имеющей возможность по радиоканалу 10 сообщаться со спутником 11.

К выходу из коммутатора 7 подключено устройство обработки информации 12, которое может содержать несколько, например N, АЦП 13 (аналого-цифровых преобразователей), выходы которых подключены к процессору 14. К процессору 14 подключена память 15, модулятор 16, к выходу модулятора 16 подключено устройство воздействия на человека 17.

К выходу из процессора 14 также подключен синтезатор речи 18, к которому подключен динамик 19.

Система предназначена для определения расстояния до объекта 20 или биологического объекта 21 и определения координат местонахождения потребителя.

Магнитометр 5 содержит феррозондовый датчик, позволяющий определить азимут угла установки продольной оси устройства для ориентации. Например, можно применить магнитометр LEMI-004, описанный на сайте Интернет http://www.isr.lviv.ua.

При работе (см. чертеж) переключают коммутатор 7, и электроэнергия подается к источникам сигнала 1 и приемникам сигналов 2 и всем другим электронным компонентам устройства. Волновой сигнал, излучаемый источником сигнала 1, подается на препятствие 20, отражается от него и поступает на вход приемника сигнала 2, далее через коммутатор 7 в устройство обработки информации 12, модулятор 16 и на устройство воздействия на человека 17. Модулятор 16 меняет интенсивность или частоту звука по мере уменьшения расстояния до препятствия 20. Имея определенный навык, пользователь узнает о расстоянии до препятствия с точностью до 10 см, а также может определить габариты предмета и установить, перемещается ли этот предмет в пространстве. При длительной тренировке пользователь может получать большой объем информации со всех сторон и, анализируя ее, практически ориентироваться в пространстве почти как зрячий человек.

Наличие приемника ИФИ 3 позволяет обнаружить биологические объекты по излучаемому им теплу.

Неодушевленные предметы имеют температуру, равную температуре окружающей среды, т.е. в зимнее время отрицательную, а в летнее время от 0 до 30°С. Условия чрезвычайной жары или условия пребывания в пустыне можно не рассматривать даже теоретически, т.к. пребывание в такой атмосфере инвалидам нежелательно. Биологические объекты имеют температуру от 36 до 42°С. Если приемник ИФИ измеряет температуру объекта с точностью 1...2°С, то появляется реальная возможность определить наличие биологического объекта или другого источника опасности, например горячей печи и т.д. При определенной тренировке и навыке информация, полученная с датчика ИФИ, может оказаться полезной для обеспечения безопасности инвалида по зрению.

Применение микрофона 4 позволит слепому человеку найти устройство в помещении. Магнетометр 5 определяет угловой азимут ориентации продольной оси устройства, а шагомер 6 - количество пройденных шагов. Информация об этом сообщается через устройство воздействия на человека 17 или динамик 19 пользователю. При использовании схемы возможно занесение в оперативную память центрального процессора нескольких основных маршрутов пользователя.

Система глобального позиционирования GPS (американская система) содержит спутники системы GPS и приемники системы GPS. Система позволяет определить координаты пользователя с точностью до 2 м при любом маршруте следования. Координаты могут сообщаться пользователю в форме речевого сигнала. Вместо системы GPS может использоваться любая другая система аналогичного назначения. В России аналогичная система будет задействована с 2007 г.

Принцип работы системы основан на приеме информации одновременно не менее чем с трех спутников приемником GPS, который находится на любом объекте, и вычислении собственных координат объекта в пространстве по разнице времени прохождения сигналов с этих спутников.

Применение изобретения позволило:

1. Повысить точность ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций.

2. Обеспечить идентификацию биологических объектов.

3. Находить устройство в помещении слепому человеку.

4. Безопасно переходить проезжую часть.

5. Определять координаты пользователя в любой точке земного шара.