прибор для ориентации в пространстве людей, лишенных зрения

Формула изобретения

Прибор для ориентации в пространстве людей, лишенных зрения, содержащий, по меньшей мере, один бесконтактный дальномер в виде лазерного или ультразвукового локатора, подключенный через блок управления к индикаторному устройству, выполненному в виде устройства для тактильного считывания, отличающийся тем, что устройство для тактильного считывания включает матрицу со штифтами, выполненными с возможностью выдвижения, верхняя поверхность которой разделена ощутимой на ощупь сеткой координат, выполненной в масштабе к местности, при этом перед сеткой координат выполнена рельефная точка для определения положения человека на местности, а блок управления выполнен программным.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к техническим средствам, позволяющим ориентироваться в пространстве людям, лишенным зрения.

Известно устройство для ориентации слепых в пространстве, в котором изображение окружающих объектов преобразуется в тактильные ощущения на кожу лба человека (патент РФ №2097011).

Известное устройство имеет недостатки.

В частности, электрические раздражители не в состоянии создать пригодную для ориентации человека, лишенного зрения, картину окружающей действительности, поскольку реальная объемная картина преобразуется в плоскую тактильную поверхность, не несущую информацию о расстояниях между объектами, при этом, если эти объекты будут иметь сходную яркость, то на поверхности для тактильного считывания они будут сливаться в единый объект. Кроме того, данное устройство не в состоянии с достаточной достоверностью определять расстояние до отдельных объектов, что также является недостатком для прибора, призванного помочь ориентироваться слепым людям.

Известен оптический локатор для людей с ослабленным зрением (патент РФ №2185801), содержащий генератор импульсов, инфракрасный излучатель, приемник излучения, индикаторный блок, содержащий головной телефон.

Известен ультразвуковой локатор для слепых (авторское свидетельство №1053829, МКИ A61F 9/08, 1982), содержащий последовательно соединенные электроакустический преобразователь, приемник, мультивибратор, передатчик и индикаторное устройство, выполненное в виде звукового сигнализатора и тактильных датчиков.

Известно устройство для ориентации в пространстве людей с нарушением зрительных функций (RU 2002129122 А, 27.04.2004), выбранное за прототип, содержащее, по меньшей мере, один бесконтактный дальномер в виде лазерного или ультразвукового локатора, подключенный через блок управления к индикаторному устройству, выполненному в виде устройства для тактильного считывания.

У приведенных выше устройств имеется следующий недостаток: они сигнализируют лишь о наличии отдельных препятствий и не в состоянии передать человеку, лишенному зрения, информацию о размерах препятствий на пути следования, плане расположения этих препятствий и динамике изменения этого плана.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего людям с ограниченными физическими возможностями по зрению, включая людей, лишенных зрения, ориентироваться в пространстве, а именно определять в пределах прямой видимости (прямой видимости для лиц с нормальным зрением) наличие вокруг себя материальных объектов, а также:

- ориентировочные размеры этих объектов,

- расстояние до этих объектов,

- направления, в которых эти объекты перемещаются,

- ориентировочную скорость перемещений данных объектов.

Причем данную информацию устройство позволит получать человеку не по частям, сканируя пространство перед собой, а почти моментально, путем почти моментального создания на поверхности устройства в определенном масштабе плана расположения всех препятствий, находящихся перед устройством.

В этом состоит технический результат.

Технический результат изобретения достигается тем, что в приборе для ориентации в пространстве людей, лишенных зрения, содержащем, по меньшей мере, один бесконтактный дальномер в виде лазерного или ультразвукового локатора, подключенный через блок управления к индикаторному устройству, выполненному в виде устройства для тактильного считывания, согласно изобретению устройство для тактильного считывания включает матрицу со штифтами, выполненными с возможностью выдвижения, верхняя поверхность которой разделена ощутимой на ощупь сеткой координат, выполненной в масштабе к местности, при этом перед сеткой координат выполнена рельефная точка для определения положения человека на местности, а блок управления выполнен программным.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен прибор для ориентации в пространстве людей, лишенных зрения, - вид сверху. На фиг.2 изображен участок местности (вид сверху). На фиг.3 изображен прибор (вид сверху) в рабочем состоянии, отображающем предметы, расположенные на участке местности, изображенном на фиг.2. На фиг.4 приведена блок-схема.

Прибор для ориентации в пространстве людей, лишенных зрения, включает один или несколько дальномеров 1, соединенных через блок управления с устройством для тактильного считывания 2.

Устройство для тактильного считывания содержит матрицу 3 (фиг.1) с множеством отверстий со штифтами 4, выдвигающимися от воздействия, например, электромагнитных импульсов, передаваемых через блок управления (фиг.4).

Верхняя поверхность матрицы 3 разделена ощутимыми на ощупь линиями 5 на квадраты 6, выполненные в известном по отношению к местности масштабе, например рельефная сетка координат размером 1 см × 1 см соответствует размеру на местности 1 м × 1 м. Перед квадратами имеется рельефная точка 7, обозначающая положение самого человека на местности.

В верхней части прибора расположены матрица 3 со штифтами 4, в нижней части - дальномеры (устройства для бесконтактного измерения расстояний) и блок управления с программным обеспечением, обеспечивающим выдвижение из матрицы тех штифтов, расстояние до которых от рельефной точки, обозначающей человека, соответствует с учетом выбранного масштаба расстоянию от человека с устройством до окружающих материальных объектов.

Каждый штифт 4 может находиться как минимум в одном из двух состояний: в состоянии, когда его верхний край находится ниже верхней плоскости матрицы 3, и в состоянии, когда его верхний край, под действием соответствующего электромагнитного импульса, поднимается из отверстия над поверхностью матрицы. Изначальным положением штифта 4 является его первое положение.

Прибор работает следующим образом.

С помощью блока управления показания дальномеров преобразуются в соответствующие электромагнитные импульсы, которые производят выдвижение соответствующих штифтов 4 из отверстий в матрице 3.

Рельеф, создаваемый выступающими из матрицы 3 штифтами 4, позволяет осуществлять тактильное считывание информации. Поднятые над плоскостью матрицы 3 штифты 4 отображают ту грань объекта, которая обращена к прибору, и создают план участка местности с расположенными на этом участке местности объектами.

Так как вся матрица разделена ощутимой на ощупь сеткой координат 6, каждый сантиметр матрицы 3 соответствует определенному расстоянию на местности (фиг.3). Если, например, в 1 см² матрицы расположены три ряда по три отверстия со штифтами 4, то расстояние между рядами отверстий, а соответственно и между выступающими из этих отверстий штифтами будет соответствовать 33,3 см на местности и тогда точность конкретного прибора по определению расстояния до предметов будет равна +-33,3 см. Соответственно точность устройства будет тем больше, чем больше штифтов 4 будет размещаться в одном квадрате, соответствующему по площади 1 м² местности.

На фиг.2 изображен участок местности (вид с верху) с находящимися на данном участке скамейкой 8 с сидящим на ней человеком, деревом 9, киоском 10, столом со стульями 11, пешеходом 12 и человеком с прибором 13. С помощью прибора (фиг.3) указывается расположение соответствующих предметов относительно друг друга и относительно прибора посредством расположения выдвинутых штифтов 4 из матрицы 3. Если в приборе установить несколько дальномеров, то информацию о расположении объектов перед прибором человеку можно будет получать не по частям, сканируя пространство перед собой, а почти моментально, путем почти моментального создания на поверхности матрицы в определенном масштабе плана расположения всех препятствий, находящихся перед прибором.

С помощью прибора люди с ограниченными физическими возможностями по зрению могут ориентироваться в пространстве: определять в пределах прямой видимости наличие вокруг себя материальных объектов, знать ориентировочные размеры этих объектов, расстояние до этих объектов, а также устанавливать направление перемещения этих объектов и ориентировочную скорость этих перемещений.

Для улучшения ориентации при использовании прибора возможно помимо создания указанной выше ощутимой на ощупь сетки координат:

- вставлять в разные ряды отверстий матрицы штифты, имеющие разный профиль сечения (прямоугольные, треугольные, круглые и т.д.), а также с разными по форме и степени обработки торцевыми поверхностями (плоскими, округлыми, заостренными, гладкими, рельефными и т.д.),

- сопровождать выдвижение штифтов в разных рядах разными звуками (разными по тону, тембру и т.д.). Возможно, например, чтобы каждый поперечный ряд штифтов соответствовал нотному ряду определенного музыкального инструмента.