专利名称：用于视觉障碍人士的手持导航设施和导航方法
技术领域：
本申请涉及一种用于视觉障碍人士的手持导航设施。更具体地说，本申请涉及帮助视觉障碍人士独立地行走和进行日常事务计划的手持导航设施和方法。
背景技术：
对于诸如视觉障碍人士或盲人或老人或局部盲或法定盲人士之类的身体受限的人们来说最大的挑战是独立行走和独立进行其日常事务计划。特别是，视觉障碍人士如果没有其他人士帮助或不使用诸如白手杖、传感器或导盲犬之类的任何其他人工支撑辅助设备无法行走和进行其每天的基本活动。这种导航问题通过使用帮助视觉障碍人士四处行走的白手杖、传感器和导盲犬而在一些程度上得以解决。视觉障碍人士使用的白手杖能够检测到在1至1. 5米左右的物体，并且通常直接依赖于白手杖的长度并间接地依赖于视觉障碍人士的身高。另外，视觉障碍人士可以利用放置在帽子或腰带或鞋子或白手杖上的诸如超声或红外线传感器之类的传感器来检测附近的物体或障碍物。尽管十分有用，但缺点是必须与白手杖一起携带和操纵多个装置，诸如放置在诸如帽子或腰带或鞋子之类的物体上的传感
ο另外，视觉障碍人士使用的另一导航装置是导盲犬。该装置限于受过训练的人士以便以这种抽象导航模式解读信息。另外，虽然可以在遥远及未知地域行走，但是导航困难大大增加。尽管可以采用用于远程通信的许多装置包括移动电话，但是这些装置很少在导航方面用于视觉障碍人士。 尽管通过使用GPS嵌入式通信系统而一定程度上解决了该问题，但视觉障碍人士不得不利用布莱叶接口设备进行口头通信或书面通信。另外，另一困难是需要携带具有传感器、白手杖、布莱叶接口设备和GPS系统的笨重系统来行走。除了行走之外，视觉障碍人士的另一困难是进行日常事务活动(例如确定门的位置、确定家、办公室和饭店附近的物体的位置)以及基本活动(例如向茶杯中灌水或饮料， 而实际上不触碰物体或饮料)。因此，急需给这种人士提供一种用于独立行走和进行日常事务计划的装置。当前现有技术限制了用于视觉障碍人士的导航装置的普遍应用。因此，对于用于残疾人士的通用导航装置具有急迫要求，由此使这样的残疾人士将能够像其他人那样行走和进行日常活动，而无需携带笨重的系统。在本申请中，我们提出了一种具有附加功能(例如将诸如传感器之类的硬件集成在现有的通信辅助设备中以克服上述对视觉障碍人士的所有上述限制)的新颖解决方案， 并且提供仅携带通信装置而不是笨重的系统的可行实用性。很明显，需要有一种对具有身体限制(例如视觉缺陷)人士来说可定制的解决方案以独立地导航和进行日常事务活动。为了解决对这种解决方案的长期需求感，本申请提出了一种手持导航设施和方法，其帮助视觉障碍人士独立地行走和进行日常事务活动。
发明内容
在描述本发明的系统和方法之前，应理解，本申请并不限于所描述的特定系统和方法，这是由于可能有在本公开中没有明确示出的多个可能的实施方式。还应理解，说明书中使用的术语仅为描述特定形式或实施方式之用，并不是为了限制本申请的范围。本申请的主要目的是提供一种用于视觉障碍人士的手持导航设施和方法。本申请的另一目的是使得视觉障碍人士能够实时地得到导航辅助。本申请的又一目的是提供一种用于所有环境下的导航辅助的统一解决方案，所述环境诸如是但不限于(a)公共室外；(b)具有GPS的室内；(c)没有GPS的室内。本申请的另一目的是为其他日常活动提供帮助，所述日常活动诸如是但不限于室内的诸如填充一杯咖啡，在办公桌上工作，在饭店或在家时检测各种事务。本申请的另一目的是提供统一解决方案以在视觉障碍人士通过公共运输工具行走时提供帮助。本申请的另一目的是在视觉障碍人士的个人手持通信辅助设备上一起分析信号 (GPS和传感器)，并在各种日常活动中向视觉障碍人士提供帮助。我们既利用GPS数据又利用传感器数据来一起分析以解决不同的环境。基于GPS 的导航系统给出用于GPS映射的物体和路径的全球信息，该全球信息提供帮助以到达最终目的地。而基于传感器的系统提供关于由嵌入在手持设备上的传感器检测到的关于最邻近的篱笆和物体的局部信息。本申请的另一目的是，通过将经常使用的路径(诸如从家到办公室、办公室到家、 家到市场、市场到家、家到药店、药店到家)的地图以个性化方式存储在启用GPS的手持通信辅助设备上以向视觉障碍人士提供导航帮助，来向视觉障碍人士提供完全帮助以独立地行走至经常去的地方。视觉障碍人士的运动历史例如在固定时间通过采取某些固定路线去办公室被观察到并存储在启用GPS的通信装置上。本申请的又一目的是，在视觉障碍人士使用具有额外硬件和软件功能的手持导航设施行走时向视觉障碍人士提供完全帮助以确定在所有方向上最近的阻碍物或障碍物。本申请的另一目的是，通过寻找并通知残疾人附近的所选的最近的人以提供由于某些紧急任务而被残疾人需要的帮助，而向视觉障碍人士提供完全帮助。所述帮助通过分析从所选的人和视觉障碍人士的GPS接收器接收的信号来提供。本申请的另一目的是，对于一般来说并不会被任何视觉障碍人士采用的路径来说，将地图存储在中央服务器(全球信息库)。中央服务器上的所有地图和个人移动电话上的经常使用的个性化路径的地图都可存在混合数据存储器上。服务器和移动电话中的混合地图数据存储器提供关于任何人士选择的达到所述目的地的路径的成本节约并且时间关
键忠告ο本申请的另一目的是帮助视觉障碍人士确定公共运输车辆的门的位置，而无需用手或白手杖或任何其他物体实际接触车辆。
本申请的另一目的是帮助视觉障碍人士在列车的两个车厢和公共运输车辆中的任何车厢的门之间辨别，而无需通过手或白手杖或任何其他物体接触车辆。本申请的另一目的是在街道上行走的同时发现期望位置，所述期望位置包括但不限于重要建筑物、商场、医院。本申请的另一目的发现期望位置，所述期望位置诸如医院中的病房号、商场中的特定商店、建筑物中的办公室、大学中的实验室或教室等。本申请的另一目的是提供一种便携式导航设施，该导航设施还能够用于通信。本申请的另一目的是将超声传感器或光学传感器或二者的阵列嵌入在通信辅助设备上以获得在指向方向上距最近物体的距离。本申请的另一目的是在道路上行走时检测突然出现的坑洞、台阶或不平坦表面。本申请的另一目的是盲人的个人移动电话上一起分析信号(GPS和传感器)，并在各种活动中向盲人提供帮助，以便例如在街道上行走时获得关于交通信号的信息。本申请的另一目的是，在连续变化的振动强度的帮助下，提供由嵌入在通信装置上的超声传感器或光学传感器收集的物体/阻碍物的距离的信息，所述振动强度取决于在由移动电话进行的扫描的轨迹上的阻碍物的距离。本申请的再一目的是，基于动态交通状态、基于特殊盲人的一般行走速度的个人历史的统计数据以及公共汽车和盲人的当前位置，在盲人从家出发前向盲人提供关于公共汽车的当前位置以及将花费多少时间到达公共汽车站的信息。用户向远程通信装置提供输入。提供给通信装置的输入经由服务供应商的服务器被进一步传输到中央服务器以帮助视觉障碍人士导航。中央服务器利用通信装置中的GPS确定所述用户的位置。呈语音输出形式的导航引导通过远程通信装置传送至用户。一种用于帮助视觉障碍人士导航的方法，所述方法包括如下步骤借助于输入装置向远程通信装置提供语音格式的导航辅助请求；利用数据格式转换装置将以语音格式提供的请求转换成文字格式；借助于服务供应商的服务器将呈文字格式形式的导航辅助请求传送至中央服务器；由中央服务器接收远程通信装置的全球定位系统接收器的信号；利用接收到的信号确定用户当前位置并通过中央服务器向用户提供导航辅助数据；以文字格式向用户的远程通信装置传送导航辅助数据；利用数据格式转换装置将步骤f)中接收到的文字转换成语音输出；以及传送转换成的语音输出以向视觉障碍用户提供导航辅助。以上所述方法和系统优选是手持导航设施和用于视觉障碍人士的方法，但也可以用于许多其他应用。
当结合附图进行阅读时将更好地理解上述发明内容以及如下对优选实施方式的详细描述。在附图中示出了示例性实施方式，然而，本申请并不限于附图中公开的特定系统和方法。本申请的图1图示了具有各种功能部件的集成通信环境，该功能部件与由残疾人士使用的导航设施通信联接以实时行走。图2图示了位于接收器端的输出生成架构和相关的输入数据流，该输入数据流经过各种转换部件以合成从发送器端接收到的传输信号。图3图示了使用本申请的手持导航设施的视觉障碍人士的导航模式。图4图示了提供给残疾人帮助以在诸如公共汽车之类的公共运输车辆上行走。图5图示了在具有超声传感器阵列和文字语音应用软件的手持导航设施的帮助下视觉障碍人士 A觉察到任何公共运输车辆3的门4。图6(a)图示了当用户第一次遇到空旷区域或公共运输工具的门时的射线方向。图6(b)图示了当用户遇到空旷区域或公共运输工具的门时的射线方向。图中所示的射线方向(如上述(a)和(b)中所示)帮助视觉障碍人士独立分辨公共运输工具的门与两个公共运输工具之间的空旷空间以避免致命事故。图7示出了在需要采取的每个转弯、中间笔直行走的距离、路途中的障碍物方面由嵌入在导航设施中的GPS接收器提供给视觉障碍人士的帮助。该图还示出了利用启用的 GPS选择视觉障碍人士附近的人或志愿者的过程，由此帮助视觉障碍人士穿过马路同时朝向目的地行走。图8示出了用于提供给视觉障碍人士帮助以便在诸如公共汽车之类的公共运输工具中行走的流程图。图9示出了在提供咖啡杯的咖啡填充量的信息时嵌入有移动电话的超声传感器的应用。图10示出了在提供关于保持在桌面上的物体的信息时与移动电话嵌入在一起的超声传感器应用。图11示出了具有待嵌入到移动电话上或独立板上的不同数量传感器的传感器阵列组件，所述独立板能够通过有线或无线通道与移动电话接口。图12示出了能够在行走时与人的腰带附装在一起的可能的传感器组件。
具体实施例方式现在将详细讨论示出了其特征的一些实施方式。词语“包含”、“具有”、“含有”和 “包括”及其其他形式在意思上是同等的，并且是开放式的，其中任一这些词语后面的一个项目或多个项目并不是穷举这种项目和这些项目，或者仅仅限于这种项目或这些项目。还必须注意，如这里及所附权利要求中所使用的，单数形式“一”和“该(所述)”包括多个引用，除非上下文明确指出例外情况。尽管与这里描述的这些方法、系统类似的任何方法、系统都可以在实施方式的实践或测试中使用，但现在描述优选的方法和系统。所公开的实施方式仅仅是示例性的。在本申请的一个重要实施方式中，提供了手持导航设施以便帮助视觉障碍人士独立地行走和进行日常活动。本申请的用于视觉障碍人士的所述手持导航设施包括通信装置，该通信装置连接至服务供应商的服务器，从而便于与其他通信设备实时远程通信；通信装置，该通信装置还具有全球定位系统接收器；通信装置，该通信装置还具有可拆卸的传感器，用于检测障碍物、物体或阻挡物；输入装置，该输入装置用于向所述通信装置馈送一种或更多种类型的讯息输入；数据格式转换装置，该数据格式转换装置用于在通过所述通信装置发送和接收信息期间将一种数据格式转换成另一种数据格式；用户接口，该用户接口用于交互地接收所述讯息并用作用于帮助视觉障碍人士行走的输出装置。在本申请的优选实施方式中，所述手持导航设施可以从能够无线地连接至移动电话、个人数字助理(PDA)或任何便携式通信设备、掌上电脑、移动数字助理和数字腕表的任何通信装置中选择。在本申请的优选实施方式中，用于在通过所述通信装置发送和接收讯息期间将一种数字格式转换成另一种数字格式的数字格式转换装置包括用于将信息自文字格式转换成语音格式的文字朗读引擎(TTQ和用于将信息自语音格式转换成文字格式的自动语音识别引擎(ASR)。在本申请的优选实施方式中，所述通信装置集成有诸如但不限于GPS、超声或红外传感器之类的硬件的阵列。本申请提供了一种用于帮助视觉障碍人士独立地行走和进行其日常活动的方法。本申请的图1示出了具有各种功能部件的集成通信环境，所述功能部件与视觉障碍人士使用的导航设施通信联接以提供实时通信和导航辅助。根据本申请的一个实施方式，本申请的用户可以是视觉障碍人士、盲人或老人、局部盲或法定盲人士或正常人士。另外，用户也可以是电脑盲。视觉障碍用户提供语音形式的输入，而正常用户可以通过远程通信装置500提供语音格式或文字格式的输入。所述通信装置中的输入装置包括键盘100、麦克风300，其中该输入装置可以嵌入或附接或无线连接至通信装置500。根据本申请的一个实施方式，本申请的通信装置500还具有可拆卸的传感器，诸如但不限于超声或红外传感器15，用于检测附近物体或阻碍物，所述物体或阻碍物可能是路径中的静止或运动物体，诸如但不限于凹坑、个人、宠物。连接至通信装置500中的传感器的检测算法应用240检测附近运动或静止的物体或阻碍物。该检测算法可以用于检测在脸和头部高度处的物体。另外，根据本申请的一个实施方式，基于用户提供的输入设计不同的振动距离映射策略。振动算法250提供用于通信装置500的不同振动模式，这将又有助于视觉障碍人士在不同情况下行走。这些模式提供振动的强度、敏感度和频率的变化并且可以基于不同的应用情况而构造成响应按钮的喀哒声。本申请的图2示出了位于接收器端的输出生成架构以及相关的输入数据流，该输入数据流经过各种转换部件以便合成从发送器端接收的传输信号。为到达目的地的地图和路线形式的规则文字输入数据经由服务供应商600从中央服务器110接收在视觉障碍人士的通信装置500上。所接收到的文字输入数据利用文字朗读合成引擎(TTS)SOO而被进一步转换成语音。该语音输出经由扬声器130进一步传送至用户，该扬声器可能嵌入或单独地附接或无线连接至通信装置500。另外，经由服务供应商600从中央服务器110接收到的文字输入数据能够利用通信装置500的显示装置150以文字格式传送给正常人士。本申请的一个实施方式发送从中央服务器110接收到的呈规则文字格式的导航辅助数据，作为用于正常人士的文字输出。图3示出了利用本申请的手持导航设施的用于视觉障碍人士的导航模式。根据本申请的一个实施方式，本申请的远程通信装置500还具有全球定位系统接收器90，以确定寻求帮助的人士的精确经纬度坐标。与通信装置集成在一起的GPS系统便于用户利用语音输入关于感兴趣的目的地的路径并且基于中央服务器Iio中存储的地图提供帮助。GPS系统因而通过提供映射的静态物体和地点的位置而提供导航辅助。视觉障碍用户A通过麦克风300以语音输入形式提出请求。用户A提出的语音输入然后被传送至ASR 1000，以便将该语音输入转换成文字输出。合成的文字输出请求然后被进一步传送至中央服务器110以通过服务供应商600获得导航辅助。中央服务器110具有带存储地图和路线的数据库，该数据库给相关人士提供导航辅助。在通过服务供应商(TSP)600从用户A收到请求时，中央服务器以文字格式向用户A 提供用于导航的存储地图和路线。用于到达目的地的呈地图和路线形式接收到的规则文字输入通过服务供应商600 从中央服务器110接收到视觉障碍人士的通信装置500上。根据本申请的一个实施方式， 服务供应商可以是电信服务供应商或第三方服务供应商。从中央服务器110接收在远程通信装置500上的规则文字输入然后被传送至TTS 800以便将以文字格式接收的导航辅助数据转换成用于视觉障碍人士的语音输出。合成的语音输入然后通过作为输出装置的扬声器130传送至视觉障碍用户，该输出装置可以嵌入或单独附接或无线连接至具有可拆卸传感器的所述远程通信装置500。另外，根据本申请的一个实施方式，可拆卸的传感器通过检测静止和运动物体而提供帮助并警告用户物体和阻碍物，所述静止和运动物体没有存储在中央服务器110中的地图中。因而，从GPS和可拆卸的传感器接收到的信号给用户提供完全独立的导航辅助。在本申请的最佳模式/工作实例中说明图4至图10。图11示出了具有待嵌入到移动电话上或独立板上的不同数量传感器的传感器阵列组件，所述独立板能够通过有线或无线通道与移动电话接口。传感器的布置可以是其子集，或者传感器可以根据相应人士的应用或要求而定向。嵌入在移动电话或单独板(诸如但不限于如图11中所示的腰带)中的传感器的阵列示出了给定传感器所能感测和检测路径中的物体或阻碍物的方向。另外根据本发明的一个实施方式，物体或阻碍物的检测范围根据所使用的超声传感器的性能而变化。通常该范围在6-8米。图12示出了能够在行走过程中与视觉障碍人士的腰带附接的可能的传感器组件。根据本申请的一个实施方式，诸如超声传感器或红外传感器15之类的传感器可以嵌入到或单独附接至本申请的通信装置500。超声或红外传感器15可以通过无线或有线通信而进一步连接至通信装置。
超声传感器可以嵌入至但不限于腰带、手表、戒指、帽子和鞋子，并且可以单独附接至通信装置。视觉障碍人士启动应用软件并向通信装置中的应用软件提供输入并选择用于检测物体的距离。该应用软件接受呈语音格式的用户输入。基于由用户提供的指令，距离获得设置并向模块发送通信以启动超声传感器并捕获信号。对信号进行处理以发现物体距离超声传感器15的距离，在行走的同时用户能够在几步之后继续提供输入用于检测物体。来自GPS系统和传感器的信号在盲人的通信装置上一起分析，由此一旦其检测到在所述距离附近的任何目标则提醒用户。由通信装置的GPS系统接收到的输出然后以文字格式发送到通信装置。由远程通信装置500接收到的文字输入然后利用TTS转换成语音输出，该语音输出传送到用户以提供物体的方向和距离的细节。另外，根据本申请的一个实施方式，所述提醒也可以呈振动警报的形式。这提供了物体尺寸的感觉并帮助在大脑中产生物理尺寸的画面。本申请的最佳工作模式/实例在下面给出的实例中描述本申请，提供该实例仅仅是为了示出本申请，因此不应该理解成限制本申请的范围。图4示出了提供给残疾人以在诸如公共汽车之类的公共运输车辆上行走的帮助。根据本申请的一个实施方式，图4示出了视觉障碍用户A在公共汽车站3等待公共汽车以到达其目的地9的原理。根据本申请的一个实施方式，公共运输车辆诸如公共汽车4满足视觉障碍用户A 的需要。公共汽车4在公共汽车站3、9、10停靠，其中公共汽车站10是公共汽车的最终目的地。除了这些公共汽车站之外，在其路线上还有若干其他站。用户A到达公共汽车站3并且在本申请的导航设施提供的GPS帮助下熟悉该公共汽车站3。寻求帮助以登上用于目的地公共汽车站9的公共汽车的用户A通过利用GPS 90、 自动语音识别功能1000和文字语音转换功能TTS 800的帮助下向远程通信装置500提供语音输入来请求导航辅助。ASR将用户A的语音输入转换成文字格式，并且将文字格式的请求借助于TSP 600传输至中央服务器110，从而请求帮助借助于通信装置500行走至目的地公共汽车站9。在从用户A接收到请求时，中央服务器110根据从用户的远程通信装置500的GPS 接收器90接收到的信号确定用户A的位置。中央服务器110进一步访问启用所有GPS的通信设备以确定停止在公共汽车站9 的公共汽车4的当前位置。与乘坐在公共汽车7上的用户的通信装置相关的GPS 90向中央服务器110通知公共汽车的当前位置。中央服务器110估计公共汽车4将到达公共汽车站3的时间，并将该时间以文字格式传送至用户A的通信装置。用户A的通信装置500上的文字语音转换(TTQ应用程序 800将该信息转换成语音，该语音因而传送至视觉障碍用户A。另外，中央服务器110还通知乘坐在公共汽车4上的用户的通信装置向公共汽车的驾驶员B传送关于在公共汽车站3等待的残疾人的信息。该请求利用与乘坐在公共汽车7上的用户的通信装置相关的文字语音转换(TTS) 应用程序800来进行。因而，驾驶员在残疾人在公共汽车站3上车时采取额外措施。另外，在公共汽车的门的顶部上，设置了蜂鸣系统14，该蜂鸣系统由公共汽车的车载移动站自动地触发，以产生指示公共汽车的门的位置的离散蜂鸣声。这有助于视觉障碍用户A容易地确定门的位置，以容易地登上公共汽车。嵌入在移动电话上的超声或红外传感器15的阵列进一步帮助确定公共汽车门的精确位置。公共汽车门上的蜂鸣系统在视觉障碍用户A想要下车的公共汽车站9再次被启动。这有助于视觉障碍用户理解公共汽车当前位于公共汽车站9，并且还帮助用户确定门的位置以便下车。图5示出了在具有超声传感器的阵列和文字语音转换应用软件的手持导航设施的帮助下由视觉障碍人士检测任何公共运输车辆3的门4。视觉障碍用户A利用嵌入有超声传感器15和TTS的导航设施的通信装置500检测公共运输车辆的门的位置。根据本发明的一个实施方式，视觉障碍用户A可以使超声传感器朝着公共汽车的方向发射超声波射线2，并且以较小的时间样本缓慢地扫描公共汽车以利用移动电话上运行的TTS应用软件获得以合成语音形式宣告的距离。视觉障碍用户A距公共运输车辆诸如公共汽车的门的距离利用在导航设施的同一手持通信装置上运行的振动应用软件传送。一旦距离突然增加之后距离再次减少，则认为门已经被检测到。图6 :a)示出了当用户第一次遇到空区或车厢的门时的射线方向；C)示出了当用户遇到空区或车厢的门时的射线方向；d)图(如以上(a)和(b)中所示)中所示的射线方向帮助视觉障碍人士独立辨别车厢的门和两个车厢之间的空区以避免致命事故。图6(a)和6(b)示出了公共运输工具诸如火车车厢的空区和门的检测。根据本发明的一个实施方式，视觉障碍用户A能够使超声传感器15朝向火车的车厢方向发射超声射线2，并以较小的时间样本缓慢扫描火车以利用在移动电话上运行的TTS应用软件获得以合成语音形式宣布的距离。视觉障碍用户A距公共运输车辆诸如火车的门的距离利用在导航设施的同一手持通信装置上运行的振动应用软件传送。一旦距离突然增加之后距离再次减少，则认为门已经被检测到。当嵌入有传感器15的通信装置向下指向时则检测到了两节火车车厢之间的空区。空区显示出比门更长的距离。这是因为火车的地板与用户站立的站台近似位于相同水平高度，由此检测到火车车厢的门。图7示出了在需要进行的每个转弯、中间笔直行走的距离、路途中的障碍物方面由嵌入在导航设施中的GPS接收器提供给视觉障碍人士的帮助。该图还示出了利用启用的 GPS选择视觉障碍人士附近的人或志愿者的过程，由此帮助视觉障碍人士穿过马路同时朝向目的地行走。根据图7，基于GPS的引导系统引导视觉障碍人士关于需要进行的每个转弯、中间笔直行走的距离和路途上的障碍物。
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根据本发明的一个实施方式，超声传感器帮助视觉障碍人士检测和识别没有存储在基于GPS的导航数据库中的路途上的各种障碍物。然而，仍然存在特定关键拥堵路段任务，为此盲人可能需要附近人们的手动帮助。根据本发明的一个实施方式，对于任何视觉障碍人士来说都很难检测到其周围的哪个人愿意帮他们穿过马路。为了给盲人提供帮助，本申请的导航设施提供了一种帮助，以发现愿意帮助实现这种关键任务的人。根据本申请的一个实施方式，采取当前路径32的视觉障碍人士 31通过向通信装置提供语音输入而请求寻求导航辅助，通信装置借助于TSP 600将该请求进一步传输至中央服务器110。中央服务器利用GPS启用系统检测视觉障碍人士 31附近的愿意帮助视觉障碍人士 31的人或志愿者35。中央服务器110进一步提供到达目的地42的路径33并提供达到该目的地将要采用的转弯、十字路34和路径33。另外，其利用信号40向愿意提供帮助的人或志愿者35提供指示以帮助视觉障碍人士 31。另外，中央服务器110还向视觉障碍人士 31提供信号39，以指示人或志愿者35愿意帮助他穿过马路并将其带到目的地42。另外，通信装置利用行走车辆41的GPS接收器进一步指示视觉障碍人士 31在什么时候穿过马路，由此向视觉障碍人士 31提供帮助以独立地或在附近愿意帮助的人的帮助下行走。另外，该系统和方法可用于由视觉障碍人士进行其他关键拥堵路段活动。图8示出了用于提供给视觉障碍人士帮助以便在公共运输工具例如公共汽车上行走的流程图。根据本申请的一个实施方式，图10示出了视觉障碍人士接着采取的以到达给定目的地的步骤。步骤1001 视觉障碍人士到达公共汽车站1001。步骤1002 视觉障碍人士利用输入装置例如麦克风300寻求语音格式的导航辅助请求，诸如其想去的公共汽车号或目的地。由视觉障碍人士提供的语音输入然后利用ASR 1000转换成文字。文字格式的请求然后借助于服务供应商被传输至中央服务器。步骤1003 在中央服务器110经由TSP 600接收到该请求时，中央服务器系统从嵌入在通信装置500中的GPS接收器90收集视觉障碍人士的当前位置。步骤1004 在接收到该请求时，中央服务器触发存在于中央服务器处的应用软件，该应用软件然后处理该请求以识别可以满足视觉障碍人士的请求的那辆公共汽车。1005 中央服务器110然后向接近该公共汽车站的适当的公共汽车驾驶员发出警告。其还利用局部TTS应用软件800提醒视觉障碍人士可以以语音形式听到的公共汽车号。1006:关于在公共汽车站等待的视觉障碍人士的信息然后被显示在位于驾驶员前面的显示屏上或其利用TTS应用软件宣布。图9示出了在提供关于咖啡杯的咖啡填充量的信息时与移动电话一起嵌入的超声传感器的应用。根据本申请的一个实施方式，手持通信装置500还可以用于获知在向任何客人提供一杯咖啡时一杯咖啡的咖啡填充量。嵌入在通信装置或单独附接至通信装置的超声或红外传感器15根据程序通过语音输出检测并通知杯子将要填满或填充一半或填充到一定程度的时刻。还将通过点击按钮提示咖啡与通信装置的距离。图10示出了在提供关于保持在桌面上的物体的信息时与移动电话一起嵌入的超声传感器的应用。根据本申请的一个实施方式，手持通信装置500还可以用于获知关于保持在桌面上的物体的信息。嵌入或单独附接至通信装置的超声或红外传感器15通过语音输出检测和通知物体在桌面上的位置和物体与通信装置的距离。已经参照本申请各种的实施方式提供了上述描述。在本申请所属领域技术人员将意识到，在不有意地脱离该申请的原理、精神和范围的情况下可以对上述结构和操作方法进行各种改变和修改。本申请的优点本申请提供了一种用于视觉障碍人士的手持导航设施。给视觉障碍人士提供帮助以独立地行走。在所有类型的环境中，利用或不利用GPS设备的室外环境和利用或不利用GPS设备的室内环境，均提供独立的导航辅助。给视觉障碍人士提供帮助以独立进行日常活动。给视觉障碍人士提供帮助以检测物体和阻碍物，而无需用手接触或通过任何其他装置接触。针对示例性实施方式描述的方法和技术可以利用机器或其他计算装置来执行，在所述机器或其他计算装置内一组指令在执行时可致使所述机器执行上述方法中的任何一种或更多种。在一些实施方式中，所述机器作为独立装置操作。在一些实施方式中，所述机器可以(例如利用网络)连接至其他机器。在网络布置中，所述机器在服务器客户用户网络环境中可以作为服务器或客户端用户机器操作或在点对点(或分布式)网络环境中作为对等机操作。所述机器可以包括服务器计算机、客户端用户计算机、个人计算机(PC)、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、控制系统、网络路由器、开关或桥接器或能够执行详细说明由该机器采取的动作的一组指令(顺序或以其他方式)的任何机器。另外，尽管示出单个机器，但术语“机器”应给认为包括单独地或联合地执行一组(或多组)指令以执行这里所述的方法中的任何一种或更多种的机器的任意组合。所述机器可以包括处理器(例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或二者)、主存储器和静态存储器，它们通过总线彼此通信。所述机器还可以包括视频显示单元 (例如液晶显示器(LCD)、平板显示器、固态显示器、或阴极射线管(CRT)显示器)。所述机器可以包括输入装置(例如键盘)、触摸屏、光标控制装置(例如鼠标)、硬盘驱动单元、信号发生装置(例如扬声器或远程控制器)和网络接口设备。硬盘驱动单元可以包括机器可读介质，在该机器可读介质上存储有实施这里描述的任何一种或更多种方法或功能(包括上述图示的那些方法)的一组或更多组指令(例如软件)。所述指令在通过所述机器执行时还可以完全或至少部分地存在于主存储器、静态存储器和/或处理器内。所述主存储器和所述处理器还可以构成机器可读介质。专用硬件实施工具包括但不限于专用集成电路、可编程逻辑阵列或其他硬件装置，该专用硬件实施工具同样能够构造成执行这里所述的方法。可以包括各种实施方式的设备和系统的应用软件广泛地包括各种电子和计算机系统。一些实施方式利用在所述模块之间或通过所述模块传送的相关控制和数据信号而在两个或更多个相互连接的特定硬件模块或装置中执行功能，或作为专用集成电路的一部分来执行功能。因而，示例系统适合于软件、固件和硬件实施工具。根据本公开的各种实施方式，这里所描述的方法旨在作为在计算机处理器上运行的软件程序来操作。而且，软件实施可以包括但不限于分布式处理或部件/物体分布处理、 并行处理、或虚拟机器处理，还可以被构造成执行这里所描述的方法。本公开设想机器可读介质包含指令，或设想该机器可读介质从传播信号接收并执行指令，使得连接至网络环境的装置能够发送或接受音频、视频或数据并且通过网络利用所述指令进行通信。所述指令可进一步经由网络接口设备通过网络网络传输或接收。尽管所述机器可读介质可以是单个介质，但术语“机器可读介质”应理解为包括存储一组或更多组指令的单个介质或多个介质(例如集中式或分布式数据库和/或相关的缓存和服务器)。术语“机器可读介质”还应理解为包括能够存储、编码或承载一组由所述机器执行的指令的任何介质并且任何介质致使所述机器执行本公开的任何一种或更多种方法。术语“机器可读介质”因而应理解为包括但不限于可触介质；诸如存储卡或其他容纳一个或更多个只读(非易失)存储器的程序包的固态存储器；随机存取存储器或其它可写(易失)存储器；诸如硬盘或磁带之类的磁光或光学介质；非短暂介质或其他独立信息档案或一组档案被认为是与可触存储介质等同的分布介质。因而，所述公开被认为包括任何一种或更多种机器可读介质或分布介质，该机器可读介质或分布介质如本文所列举的并且包括其中存储本文的软件执行的技术识别等价物(art-recognized equivalent)和继 7 介质(successor media)。这里描述的布置图示旨在提供对各种实施方式的结构的总体理解，它们并非旨在用作可能利用这里描述的结构的设备和系统的所有元件和特征的完全描述。在浏览上述描述后许多其他布置对本领域技术人员来说是显而易见的。可以利用其它布置并从这些布置中派生出其他布置，使得在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。附图也仅仅是代表性的并且不是按比例绘制的。某些比例可能被夸大，而其他的可能被最小化。因而，说明书和附图应被认为是示例而非限制性的。已经参照各种实施方式提供上述描述。本申请所属技术领域的人员将意识到，在不故意脱离原理、精神和范围的情况下可以对所描述的结构和操作方法进行各种改变和修改。
权利要求
1.一种用于视觉障碍人士的手持导航设施，所述导航设施包括通信装置，该通信装置连接至服务供应商的服务器，从而便于与其他通信设备实时远程通信，该通信装置还具有全球定位系统接收器，该通信装置还具有用于检测障碍物、物体或阻碍物的可拆卸传感器；输入装置，该输入装置用于向所述通信装置馈送一种或更多种类型的讯息输入； 数据格式转换装置，该数据格式转换装置用于在通过所述通信装置发送和接收讯息期间将一种数据格式转换成另一种数据格式；和用户接口，该用户接口用于交互地接收所述讯息并用作用于辅助视觉障碍人士行走的输出装置。
2.根据权利要求1所述的手持导航设施，其中所述手持通信装置包括移动电话、个人数字助理、掌上电脑、移动数字助理和腕表。
3.根据权利要求1所述的手持导航设施，其中所述通信装置中的所述输入装置包括键盘、和麦克风，其中所述输入装置内置于或附接或无线连接至所述通信装置。
4.根据权利要求1所述的手持导航设施，其中，用于将一种数据格式转换成另一种数据格式的所述装置包括自动语音识别引擎和文字朗读引擎。
5.根据权利要求1所述的手持导航设施，其中，所述输出装置包括振动系统和扬声器， 其中所述输出装置内置于或附接或无线连接至所述通信装置。
6.根据权利要求1所述的手持导航设施，其中所述通信装置的可拆卸传感器包括光学和超声传感器，用于检测障碍物、物体或阻碍物，诸如但不限于坑洞、宠物、移动或静止的车辆。
7.一种用于帮助视觉障碍人士导航的方法，所述方法包括如下步骤 借助于输入装置向远程通信装置提供语音格式的导航辅助请求； 利用数据格式转换装置将以语音格式提供的请求转换成文字格式；借助于服务供应商的服务器将呈文字格式形式的导航辅助请求传送至中央服务器；由中央服务器接收远程通信装置的全球定位系统接收器的信号；利用接收到的信号确定用户当前位置并通过中央服务器向用户提供导航辅助数据；以文字格式向用户的远程通信装置传送导航辅助数据；利用数据格式转换装置将接收到的文字转换成语音输出；传送转换成的语音数据以向视觉障碍用户提供导航辅助。
8.根据权利要求7所述的用于帮助视觉障碍人士导航的方法，其中所述手持通信装置包括移动电话、个人数字助理、掌上电脑、移动数字助理和腕表。
9.根据权利要求7所述的用于帮助视觉障碍人士导航的方法，其中所述通信装置中的输入装置包括键盘和麦克风，其中所述输入装置内置于或附接或无线连接至所述通信装置。
10.根据权利要求7所述的用于帮助视觉障碍人士导航的方法，其中用于将一种数据格式转换成另一种数据格式的所述装置包括自动语音识别引擎和文字朗读引擎。
11.根据权利要求7所述的用于帮助视觉障碍人士导航的方法，其中所述输入装置包括振动系统和扬声器，其中所述输出装置内置于或附接或无线连接至所述通信装置。
12.根据权利要求7所述的用于帮助视觉障碍人士导航的方法，其中所述通信装置的可拆卸传感器包括光学和超声传感器，用于检测障碍物、物体或阻碍物，诸如但不限于坑洞、宠物、运动或静止的车辆。
13.根据权利要求7所述的用于帮助视觉障碍人士导航的方法，其中所述导航设施向视觉障碍用户附近的一个或更多个人提供帮助请求警报。
全文摘要
本发明涉及一种帮助视觉障碍人士独立地行走和进行日常活动的用于视觉障碍人士的手持导航设施和导航方法。该方法使得视觉障碍人士利用导航装置识别阻碍物。该方法通过所述手持导航设施帮助视觉障碍人士在所有类型的环境中行走，所述环境为具有或不具有GPS设备的室外和具有或不具有GPS设备的室内。
文档编号A61H3/06GK102274109SQ20111015759
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月10日 优先权日2010年6月11日
发明者B·贾吉亚斯, C·V·贾德弗 申请人:塔塔咨询服务有限公司