用于耳聋的人的管理和辅助系统的制作方法

专利名称：用于耳聋的人的管理和辅助系统的制作方法
用于耳聋的人的管理和辅助系统5技术领域0001本发明涉及一种用于耳聋人群的计算机辅助的辅助系统和生命管理系统。
技术背景0002没有听觉的人们生活不方便且很危险。他们听不到类似汽笛 io的警告声音。他们听不到像门铃或微波炉发出的嘀嘀声的类似信息。 最糟糕的是，他们听不到其它人讲话。这使得与其它人的交流很困难， 令人沮丧。发明内容0003以上的这些问题和其它问题都能由计算机辅助通信和辅 15助系统解决，该系统使用与扩音器系统进行无线通信的计算机或其它 处理器来帮助耳聋的人。 一种仪表化的通信模块从一个或多个扩音器 接收信息，并可选地向耳聋的人提供文本和刺激信息。在一个实施例 中，在珠宝或衣服中提供扩音器。在一个实施例中，提供无线(或有 线)耳机以提供扩音器和振动刺激器。 200004在一个实施例中，所述通信和辅助系统与位于房间内或房间周围的扩音器进行通信。在一个实施例中，所述通信和辅助系统 与位于门口的扩音器迸行通信。在一个实施例中，所述通信和辅助系 统从扩音器将信息转送到计算机监控系统。在一个实施例中，所述辅 助系统提供嗓音识别(如，人类讲话的识别)处理。在一个实施例中， 25 所述辅助系统提供语言翻译处理。在一个实施例中，所述辅助系统提 供语音-识别处理。0005在一个实施例中，所述通信和辅助系统包括提供给第一 无线通信收发器的计算机系统和提供给第二无线通信收发器的通信模 块。所述通信模块具有识别码，并被配置成与所述计算机系统使用双
向握手通信进行通信，以使所述计算机系统能向所述通信模块发送指 令，并从所述通信模块接收指令应答。所述通信模块可向所述计算机 系统发送数据，并根据所述识别码从所述计算机系统接收应答。所述 计算机系统被配置成向所述通信模块发送指令，并从所述通信模块接 5收关于配戴或携带所述通信模块的用户的一个或多个动作的数据。在 一个实施例中，所述计算机系统被配置成跟踪至少一部分用户动作， 以使所述系统能以更加准确的方式工作(如，所述系统记住嗓音且当 用户辨认来到系统的个人时，所述系统然后能将这个人的嗓音和其名 字相关联)。100006在一个实施例中，所述通信模块包括声学输入装置，振动器装置，红外接收器，红外发送器，扩音器，显示装置等等中的至 少一个。0007在一个实施例中，所述通信模块包括声学输入装置。在一个实施例中，所述通信模块包括声学输出装置。在一个实施例中，15所述通信模块包括振动器装置。在一个实施例中，所述通信模块包括键盘输入装置。在一个实施例中，所述通信模块包括红外接收器。在 一个实施例中，所述通信模块包括红外发送器。0008在一个实施例中，所述系统包括一个或多个中继器。0009在一个实施例中，所述通信装置包括移动电话。在一个 20 实施例中，所述通信装置包括GPS接收器。在一个实施例中，所述通 信装置被配置成当扩音器读取器在从一个或多个定位扩音器读取信息 的范围内时，从一个或多个所述定位扩音器获得嗓音或其它声音信息， 并被配置成当可以从GPS接收器得到定位信息时，从所述GPS接收器 获得定位。0010在一个实施例中，所述系统可由提供给车辆的声学传感器(如，车辆外部，或固定到车辆的窗口)和/或车辆中的驾驶舱显示 器来扩增。在一个实施例中，所述驾驶舱显示器包括报警灯。在一个 实施例中，所述驾驶舱显示器包括文本显示器，其向驾驶员提供文本 或图片信息。在一个实施例中，所述驾驶舱显示器指示声音类型(如，30 汽笛，急煞车声，喇叭，冲击或碰撞声音，备份嘟嘟声，警报声，警 告呼喊，等等)。在一个实施例中，所述驾驶舱显示器指示声音的方向。
在一个实施例中，所述驾驶舱显示器指示声源的方向。在一个实施例 中，所述驾驶舱显示器指示与所述声音的估计距离。在一个实施例中， 所述驾驶舱显示器指示声音的音量。在一个实施例中，所述驾驶舱显 示器指示声音的持续时间。附图描述0011

图1示出了配戴和携带用于耳聋的人的管理和辅助系统的部件的用户。0012图2是用于耳聋的人的管理和辅助系统的各个部件的方io 块图。0013图3是显示对外部声音进行声音处理的流程图。0014图4是显示对用户发出的语言进行声音处理的流程图。0015图5显示了与家用自动化系统有关的用于耳聋的人的管理和辅助系统的部件。 0016图6A是由用户使用或由与用于耳聋的人的辅助系统有关的第三方使用的手持装置的图。0017图6B是图6A中所示的手持装置的方块图。0018图7A显示了使用前向和后向传感器和驾驶舱显示器以帮助耳聋驾驶员的车辆传感器和警报系统。 200019图7B示出了使用四个象限传感器和驾驶舱显示器以帮助耳聋驾驶员的车辆传感器和警报系统。0020图8是显示图7A和7B的车辆系统的方块图。传感器703-708被提供给处理器710。具体实施方式

0021图1示出了配戴用于耳聋的人的管理和辅助系统的部件的用户101。在图1中，显示了用户101配戴了通信模块102和听筒 160。手持模块112可由用户101使用，或交给第三方以有助于与用户 101通信。在一个实施例中，所述手持模块112是用于代替所述通信模 块102的，并提供通信模块102的功能。在一个实施例中，所述手持 30模块是所述通信模块102的补充，并与通信模块102结合使用。为了简化说明，本公开下文所指的通信模块102，应理解为通信模块102 可以被构造成如图1所示的可配戴装置，或构造成可被携带的装置(如， 手持，携带于口袋中等等)。0022在一个实施例中，手持模块112可以由耳聋的人或听力 5损伤的父母使用以监控他们的孩子(一个或多个)。手持模块112从孩 子或孩子周围接收声音，并给通信模块102提供信息。手持模块112 可以被放置在靠近孩子的区域。尽管在此被称为手持装置，但在一个 实施例中，手持模块112可以被配置成作为可配戴装置由孩子配戴。 在一个实施例中，手持模块112被配置成识别对应有困难的孩子的声io音(如，哭，喊，打碎玻璃杯等等)并警告父母。在一个实施例中， 手持模块112包括位置传感器，并被配置成识别孩子的位置并在孩子 移动时警告父母。在一个实施例中，手持模块112被配置成当孩子移 动到一个危险的区域(如，禁止入内的房间，水池，靠近火炉等等) 时，警告父母。在一个实施例中，手持模块112可以被通信模块10215査询，以使父母能通过读取由通信模块102提供的语言至文本来"监 听"孩子。0023本领域技术人员将会认识到尽管前面的段落提到监控孩 子，但手持模块112也能由耳聋的人或听力损伤的人使用，以监控需 要照顾或关注的生命，诸如配偶，宠物，年老的父母，残疾人等等。 200024听筒160内的一个或多个扩音器向通信模块102提供声学信息。通信模块102使用来自扩音器的信息以确定环境中的声学声音、由用户101发出的声音的特征，以及可k的各种声音方向。在一个实施例中，通信模块102使用听筒160以向用户101提供振动器和/ 或光学警报。用户101可使用听筒160内的扩音器以向通信模块10225或112发送语音命令。用户101还可使用通信模块102或112上的键 盘上的按钮来控制系统操作以及将命令输入到系统中。0025图2示出了听筒160和通信模块161的方块图。通信模 块161代表示于图1的模块102和112。在听筒160中，第一扩音器 202，振动器203，第二扩音器204，和通信系统205被提供给处理器30201。通信系统205可以使用射频(RF)通信，光学(如，红外通信)， 直接连接，等等。在一个实施例中，第一扩音器202被配置成收集环
境中的声音(如，其它人讲话声，警报声，喇叭，门铃等等)。在一个实施例中，第二扩音器204被配置成收集用户101的讲话。在一个实 施例中，第一和第二扩音器202， 204被配置成提供方向信息，以能够 确定声音源的方向。0026在通信模块161中，扩音器251，第一通信系统256，键盘253，显示器254，振动器255，和第二通信系统252被提供给处理 器250。0027在一个实施例中，处理器250提供对由扩音器202， 204， 和/或251接收到的声音的处理。在一个实施例中，可使用声学信号处io 理算法以区别危险声音(如，警报声)和其它声音(如，风声)。在一 个实施例中，可使用声学信号处理算法以区别危险声音(如，警报声) 和指示器声音(如，门铃声)。在一个实施例中，可在语音识别中使用 声音信号处理算法以将接收到的声音转换成显示器254上的文本。在 一个实施例中，扬声器257被提供给模块161。在一个实施例中，用户15101可以使用键盘253输入文本，并指示处理器250将该文本转换成语音0028图3显示对来自环境的声音(如，不是由用户101发出 的声音)进行处理的一个实施例的流程图。在块301中，系统接收外 部声音。在块302中，进行声音的初步分析。将初步分析传递到判定20 块303。判定块303确定外部声音是否对应于语音声音(如，谈话，喊 叫等等)。如果该声音是语音声音，则控制传递到语音分析块304;否 则控制传递到判定块307。语音分析块304将该声音转换成文本。在辨 认讲话人的语音之处，块304还识别讲话者。如果已经请求了语言翻 译，则块304还将文本翻译成所需的语言。0029块304的结果被提供给判定块305。判定块305确定该语言是否对应于警告(如，"当心"，"停止"等等)。如果该声音是警告 声音，则控制传递到分类块308;否则，控制传递到显示块306。显示 块306在显示器254上显示语音的文本。在一个实施例中，显示块306 使用振动器以提醒用户101有文本出现。300030判定块307确定外部声音是否对应于警告声音(如，喇叭，警报等等)。如果声音是警告声音，则控制被传递到分类块308; 否则，控制传递到判定块310。分类块308对警告指示的危险的紧急性 和潜在等级进行分类。来自分类块308的数据被提供给警告块309。警 告块309使用振动器203， 255和显示器254以提醒和警告用户101。 在一个实施例中，警告块309还使用该显示器以给用户指示警告声音 5的方向。在一个实施例中，由振动器203.， 255产生的振动的强度对应 于所感知的危险的相对等级。0031判定块310确定外部声音是否对应于期望的声音(如， 门铃，微波炉的嘀嘀声，电话铃声等等)。如果该声音是期望的声音， 则控制传递到消息块311;否则该声音被忽略，控制返回块301。消息 io块311对声音的类型进行分类，并发出适当的消息(如，"门铃"响声 等等)。0032图4是显示处理由用户IOI产生的语音或声音的方块图。 在块401中，接收来自听筒160上的扩音器的用户语音声音。该声音 传递到语音分析块402。块402提供语音到文本处理。在一个实施例中，15块402还将语音的音量和环境声音进行比较。块402的结果被提供给 显示块403。显示块403将语音显示为文本，以使用户101能验证他/ 她的语音是可理解的，并能正确形成。在一个实施例中，显示块403 还指示相对于环境等级的用户的语音等级，以使用户知道他/她是否讲 话太大声或太小声。200033在一个实施例中，语音分析块402和显示块403提供显示，以帮助用户101恰当地形成语音声音。例如，大多数人类语言是 由相对很小量的声音构成的(如，字母表中的字母和说出这些字母的 各种方式)。在一个实施例中，用户可以将系统160置于这样一种模式， 这种模式将为用户显示这种共振峰，以便用户能练习形成语音声音，25 从而改善他/她的语音。0034在一个实施例中，用户101可以携带另外的通信模块102， 并向第三人提供另外的模块160以进行交谈。第三人可以对着第二通 信模块102讲话，并在显示器上看到他/她的被转换成文本的言语。在 第三人的显示器上的文本由第二通信模块102转送给用户101手持或30 配戴的第一通信模块112。这样，交谈的双方都能验证语音到文本和文 本到语音的操作根据需要翻译语音和文本。
0035用于帮助耳聋的人101的通信和辅助系统100的各个部 件可以集成到如图5所示的家庭或建筑自动化系统500中。图5所示 的部件与图1所示的部件一起工作以提供额外的功能性和能力。出于 解释目的，并不是为了进行限制，系统500在本说明书中被描述为由 5耳聋的人使用的系统。本领域技术人员将会认识到系统500的各个方 面也可以用于不完全聋的人，或听力有损伤的人。系统500包括计算 机系统503和/或通信模块502以控制系统500并采集数据，并为看管 者和/或用户101提供数据。所述系统典型地包括无线通信模块112和 无线基站台504。通信模块112与用户101进行通信。100036放置在房子或结构550周围的扩音器提供识别码以识别位置，物体，环境等等。通信模块504读取扩音器，并将该信息从扩 音器转送到计算机503和/或用户101。0037系统500还可以包括一个或多个以下可选器件 一个或 多个视频摄像机监控器505， 一个或多个扬声器507， 一个或多个运动15传感器506等等。系统500可以进一步包括一个或多个以下可选器件 远程控制/显示器112，以使用户101与系统503进行交互，环境状况 传感器(如，烟，气，火等等)。在一个实施例中，环境状况传感器是 无线传感器，其与计算机系统503和/或通信模块112进行无线通信。0038在一个实施例中，系统500可以被用作计算机化的系统，20以通知用户101房子周围的声音或情况。文本指令或信息可以通过160 提供。0039在一个实施例中，提供调制解调器530以与电话系统进 行连接，从而允许系统500与看管者和/或用户IOI通过移动电话，文 本消息，呼机等等进行通信。提供网络连接508 (如，因特网连接，局 25 域网连接，广域网连接等等)以允许看管者和/或用户101与系统500 通信，并允许系统500接收更新的软件，更新状态信息等等。因此， 例如，在一个实施例中，用户101可以联系系统503，以获得地图信息， 呼叫帮助等等。0040在一个实施例中，系统500在用户101处在安全的环境 30时提供指示(如，绿灯，文本消息，等等)，和/或在用户处在不安全的 环境(如，门口不认识的人，运动传感器激活，烟警报激活，家用安
全系统激活，外界运动传感器激活，等等)时提供警告指示(如，红 灯，警告消息，振动等等)。在一个实施例中，用户101可以选择触发 声音对振动的条件。因此，例如，有经验的用户可以为某种类型的声 音选择使用来自通信模块112的振动和并为其它类型的声音选择文本 5 消息。0041在一个实施例中，系统500使用传感器529以检测火或 烟。在一个实施例中，系统500从家用警报系统接收警报数据。在一 个实施例中，无线扩音器509用来检测火警。当系统500检测到有火 或烟警报时，系统500可指示用户离开并通知家庭成员或看管者。可io 以使用扬声器507，或电话，呼机，和/或使用调制解调器530与电话 系统连接的文本消息，和/或通过使用网络连接508 (如，电子邮件即 时消息，等等)来通知看管者。调制解调器530被配置成打电话，并 然后与使用数据(如，在文本消息的情况下)和/或合成语音与用户通 信。调制解调器530也可以由看管者和/或用户101使用，以使用语音15识别指令和/或来自移动电话的数据或键盘输入联系计算机系统503， 和/或控制系统500。在一个实施例中，通信装置160被配置成具有移 动电话接口，以便用户101可以通过通信装置160上的显示器或键盘 与系统503进行通信。0042用户对于指令的响应由系统500通过使用来自通信模块20 1 02的数据和/或通过来自一个或多个视频摄像机506的视频处理进行 监控。因此，例如，如果用户101不对火或烟警报作出响应(如，因 为用户没有配戴振动器，睡着，没有看到闪光灯)，则系统500可以通 知邻居，家庭成员或其它看管者。另外，用户对于指令的响应可以由 看管者和/或用户101实时地确定。在一个实施例中，看管者或教导者25与用户101和系统500 —起工作，使用户适应此系统。0043通信模块102被配置成携带和/或配戴在手腕，皮带，胸 部等。在通信模块102中，包括一个或多个声音感测装置(如，扩音 器)，振动装置，和通信装置(如，第一RF收发器)。声音感测装置被 配置成感测声波(音速和/或超音速)诸如，如扩音器，转换器等等。30为了方便，并不是限制，声音感测装置在本说明书指扩音器，可理解 为也可以使用其它的声学转换器。为了方便，并不是限制，声音产生
装置在本说明书指扬声器，可理解为声音产生装置被配置成产生声波 (音速和/或超音速)，诸如，如扬声器，转换器，蜂鸣器等等。通信模 块102还可以包括一个或多个灯(未示出)以向用户提供可视指示。0044扩音器用来收集声波，诸如，如由用户IOI产生的声音， 5由其它人产生的声音，和/或由声学定位装置产生的声波(音速或超音 速)，等等。在一个实施例中，扩音器202被配置成收集外部声音(如， 不是由用户发生的声音)，扩音器204被配置成收集由用户发生的声音。 在一个实施例中，系统100包括声音识别处理以帮助用户101知道谁 在房间，谁在门口，等，以及这个人在说什么。处理器201处理由扩io音器收集的声音，并且如果需要，将处理的数据发送到计算机系统503 和/或通信模块102以进一步处理。0045振动器可以以与移动电话上的振动器类似的方式使用， 以提醒用户101，而不用打扰该区域内的其它人。振动器还可以用来提 醒用户101有异常或潜在的危险情况或通信装置160上出现文本消息。15与具有良好听力的人相比，耳聋的人倾向于更多地依赖他们的触觉。 因此，在一个实施例中，振动器可以被配置成提供不同类型的振动(如， 不同频率，不同强度，不同模式，等等)以向用户IOI发送信息。0046第一 RF收发器205与通信单元160通信。通信单元160 可以直接或通过中继器与系统500通信。在一个实施例中，RF收发器20 2 05提供双向通信，以使通信模块102能向计算机系统503和/或通信 模块102发送信息，并接收来自计算机系统503和/或通信模块102的 指令。在一个实施例中，计算机系统503和/或通信模块102和第一 RF 收发器302使用握手协议进行通信，以验证数据被接收。0047用户101可以使用系统100以"监听"房子周围的各个25扩音器509，从而获得关于用户的环境的信息。例如，在一个实施例中， 扩音器被提供在靠近窗口，门，孩子们玩的地方等等。在一个实施例 中，通信模块102包括一个或多个位置跟踪系统，诸如，如IR系统， GPS定位系统，惯性运动单元(IMU)和/或射频系统。跟踪系统可被 单独使用或结合使用以确定用户101的位置，并帮助用户101听到结30 构550周围区域的声音。因此，例如，在不同房间中孩子的哭声可以 由系统500发送到用户101。而在用户IOI所在的房间的孩子的哭声不需要转送，原因是哭声会被听筒160收集。0048在一个实施例中，扩音器204被用于允许用户向系统500 发出声音命令。0049通信模块102向计算机系统503和/或通信模块102发出 5电池电量不足警告，以提醒看管者和/或用户101通信模块102需要新 电池。0050全球定位系统(GPS)很准确，但在室内表现却不够好， 有时没有足够的垂直精确性以区分建筑物的楼层。GPS接收器还要求 有一定量的信号处理，这种处理会消耗功率。在有限功率的器件中，io 诸如通信模块102，由GPS系统消耗的功率可以降低电池寿命。然而， GPS的优势是能够在广阔的区域工作，因此，当对已经离开限定地区， 或在其它定位系统的范围之外的用户定位时，GPS特别有用。0051GPS在室外工作良好，而在建筑物内则相对较差。因此， 在一个实施例中，系统100在室外情况下使用GPS，在此不用扩音器，15而在GPS不可用或不可靠的室内使用扩音器。因此，使用系统100， 可确定用户101在建筑物中的位置。0052在一个实施例中，GPS系统302工作在备用模式，以规 则的间隔激活或被指令激活。GPS系统可以由计算机503和/或用户101 或通信模块给指令以激活。当激活时，GPS系统在用户101上获得定20 位(position fix)(如果GPS卫星信号是可用的)，并更新IMU。在一 个实施例中，GPS系统也被提供给计算机系统503和/或通信模块102。 计算机系统使用来自其GPS系统的数据，向通信模块102内的GPS系 统发送定位和/或定时数据，以允许GPS系统302热启动更快，获得定 位更快，因此使用较少的功率。0053在一个实施例中，定位系统单元被放置在房子或建筑物550的周围，以对用户101的运动和位置进行定位。在一个实施例中， 定位系统单元向通信模块102上的一个或多个传感器发送红外光，声 波，和/或电磁波，以节约通信模块102内的功率。在一个实施例中， 通信模块102向定位系统单元发送红外光，声波，和/或电磁波，以节30 约单元中的功率。在一个实施例中，通信模块102向无线扩音器509 发送听不见的声音(如，超声波)，以对用户101进行定位。0054例如，放置在靠近门或过道中的定位系统单元可以用来 确定用户101何时从一个房间移动到另一个房间。即使不能对房间内 的用户进行准确定位(如，由于盲点)，被放置来感测用户通过门口的 运动的定位系统单元允许系统500通过观察用户101从一个房间到另 5—个房间，知道用户在哪个房间。0055在一个实施例中，每个位置发送器(不管是在通信模块 102内还是在定位系统单元内)发送编码的脉冲模式，以允许发送器被 识别。在一个实施例中，为了节约功率，每当接收的脉冲模式变化时， 位置接收器(不管是在通信模块102内，还是在定位系统单元118内)io 通知计算机系统503和/或通信模块102。因此，例如，当位置接收器 进入发送第一编码的第一位置发送器的范围时，位置发送器向计算机 系统503和/或通信模块102发送"位置传感器消息"。在一个实施例中， 只要位置接收器继续从相同的位置发送器接收脉冲图形，位置接收器 就不再发送位置传感器消息。在一个替代性的实施例中，只要位置接15收器继续从相同的发送器接收脉冲图形，位置接收器就在周期性地向 计算机系统103和/或通信模块102发送位置传感器消息。当脉冲图形 停止时，位置接收器发送"位置传感器丢失"消息。0056房间内和/或外的运动检测器一般是与家用安全系统一起 提供的。在一个实施例中，定位系统单元118被配置为运动检测器，20 通信模块102上的IR系统(如，发送器和/或接收器)与这种IR运动 检测器通信，以避免当运动检测器检测到用户运动时，可能会发出的 错误警报。在一个实施例中，通信模块发送运动检测器辨认为来自通 信模块102的IR信号，因此运动检测器知道它正在检测的运动是用户 引起的，而不是闯入者引起的。在一个实施例中，当通信模块102检25测到来自运动检测器的IR传送时，通信模块发送运动检测器能辨认的 响应IR信号。在一个实施例中，系统500使用的IR跟踪系统也用作 家用安全系统的一部分，以跟踪用户的运动和房间中不是用户引起的 运动。声学运动检测器和/或微波运动检测器可以类似于IR运动检测器 而与通信模块102 —起使用。300057在一个实施例中，音速或超音速位置系统包括和RF系统的测距功能类似的测距功能。在一个实施例中，测距功能使用两频率
相位比较系统，以测量从声音发送器到声音接收器的距离。0058在一个实施例中，IR系统可被用来向视频摄像机506发 送IR信号。0059在一个实施例中，系统500周期性地定位用户(如，与 5通信模块102通信)，并且如果找不到用户时(如，如果系统100不能 联系通信模块102)，就提醒看管者和/或用户101。0060在一个实施例中，系统500被用来与用户进行通信。系 统500接收关于用户的语音模式，行动的反馈，从而，能获知各个方 面的用户的行为和词汇。在一个实施例中，系统500被配置成适合用io户的语音以当他/她的语音变得不可理解，太大，或在小时，警告用户。 在一个实施例中，当用户误发出特定的语音声音时，系统100警告用 户。用户"语言识别"系统可使其区别以声学特征为基础，诸如，如 构形成分结构，音质，响度，谱分析，等等。当计算机识别由用户发 出的声音背后的消息时，系统130可以相应地响应。0061在一个实施例中，系统500响应语音命令，因此，例如，用户IOI可以就室外温度查询系统IOO，设置家用恒温，开灯或关灯， 等等。在一个实施例中，系统503被提供有通信接入(如，因特网接 入，移动电话接入，呼机接入，等等)以联系看管者。在一个替代性 例子中，如果用户发出的声音表明需要帮助，则系统503会联系看管20 者或紧急服务。0062在一个实施例中，系统500辨认用户101和家庭成员， 朋友等等的语音。因此，如果陌生人或不熟悉人进入该区域，并发出 声音，则系统500可以辨认陌生人或不熟悉的人在该区域中，并采取 适当的行动(如，通知看管者，紧急服务，安全服务，等等)。0063图6是用于系统100的手持控制器112的方块图。远程控制器112包括扩音器604，扬声器606，键盘(或小键盘)612，显 示器613，和第一RF收发器602，它们都被提供给处理器601。0064远程控制器112使用RF收发器602来与计算机系统503 和/或通信模块102通信，以接收状态信息，并向系统500发送指令。30用户101也可以使用远程控制器112，以向系统500发送指令。例如， 使用扩音器604，看管者可以对用户IOI讲话。
0065在一个实施例中，通信模块102提供双向通信，并被配 置成从基站台504接收数据和/或指令。因此，例如，基站台504可以 指示通信模块102执行另外的测量，以进入备用模，唤醒，报告电 池状态，改变唤醒间隔，运行自诊断并报告结果，等等。在一个实施 5例中，通信模块102定期地报告其一般的健康状态和状况(例如，自 诊断的结果，电池健康状态等等)。0066在一个实施例中，通信模块102对来自扩音器204的文 本数据进行采样、数字化及存储，此时这些数据超过音量阈值和/或其 它传感器指示文本数据应该被数字化并被存储。例如，当发送语音命io 令时，用户101可以按下小键盘253上的按钮以指示语音命令已经给 出。用户101也可以使用小键盘253向通信模块101输入命令。0067在一个实施例中，通信模块102提供两种唤醒模式，第 一唤醒模式用于获取传感器测量结果(如果认为必须，并报告这样的 测量结果)，第二唤醒模式用于监听来自中央计算机103的指令和/或发15送给用户101的指令。两种唤醒模式或其结合可以在不同的间隔发生。0068在一个实施例中，通信模块102使用扩展频谱技术与中 继器单元513通信。在一个实施例中，通信模块102使用码分多址 (CDMA)技术。在一个实施例中，通信模块102使用跳频扩展频谱。 在一个实施例中，通信模块102具有地址或识别(ID)码，其区别通20 信模块102和系统100的其它RF单元。通信模块102将其ID附加在 输出通信数据包中，以使来自通信模块102的传送可以被中继器113 识别。中继器113将通信模块102的ID附加到发送到通信模块102的 数据和/或指令中。在一个实施例中，通信模块102忽略地址指向其它 RF单元的数据和/或指令。0069在一个实施例中，通信模块102包括复位功能。在一个实施例中，复位功能是由通信模块102上的复位开关激活的。在一个 实施例中，当功率施加到通信模块102时，复位功能被激活。在一个 实施例中，当通过有线连接将通信模块102连接到计算机系统503和/ 或通信模块102用于编程时，复位功能被激活。在一个实施例中，复30 位功能被激活一预定的时间间隔。在复位间隔中，收发器处在接收模 式，并能从计算机503和/或用户101处接收识别码。在一个实施例中，计算机503和/或用户101无线地发送期望的识别码。在一个实施例中， 通过将通信模块102用电子连接器连接到计算机，对识别码编程，电 子连接器诸如，如USB连接，火线连接，等等。在一个实施例中，与 通信模块102的电连接是通过发送调制的控制信号(电力线载波信号) 5通过连接器而提供的，其中所述连接器被用于连接电源303。在一个实 施例中，外部编程器提供功率和控制信号。0070在一个实施例中，通信模块102与中继器513在900MHz 的频带上进行通信。此频带能很好地发送通过通常在建筑物结构中和 其周围发现的墙壁和其它障碍物。在一个实施例中，通信模块102与io中继器513在大于和/或小于卯OMHz的频带上进行通信。在一个实施 例中，在射频信道上发送之前或开始发送之前，通信模块102、中继器 513，和/或基站台504监听该射频信道。如果该信道正被使用，(如， 由另一个装置诸如另一个中继器，无绳电话，等等)，则传感器，中继 器和/或基站台改变到不同的信道。在一个实施例中，通信模块102，15中继器，和/或基站台通过监听射频信道的干扰并使用算法选择下一个 发送信道以避免干扰，从而协调跳频。因此，例如，在一个实施例中， 如果通信模块102感测到危险情况(如，烟警报)并进入连续发送模 式，则通信模块102在传送之前测试(如，监听)该信道，以避免被 阻塞、使用、或堵塞的信道。在一个实施例中，通信模块102继续发20送数据，直到其接收到来自基站台504的指示消息已经收到的应答。 在一个实施例中，通信模块102发送具有标准优选权(如，状态信息) 的数据，并且不寻找应答，并且通信模块发送具有提高的优选权的数 据，直到收到应答。0071中继器单元513被配置成传递通信模块102和基站台50425之间的通信业务量。中继器单元513典型地工作在具有几个其它中继 器单元的环境中。在一个实施例中，中继器513具有内部电源(如， 电池，太阳能电池，燃料电池，等等)。在一个实施例中，中继器513 被提供给家庭电功率(household electric power)。在一个实施例中，当 中继器单元513不发送或等待发送时，其进入低功率模式。在一个实30 施例中，中继器513使用扩展频谱技术以与基站台504通信，并与通 信模块102通信。在一个实施例中，中继器113使用跳频扩展频谱与
基站台104和通信模块102进行通信。在一个实施例中，中继器单元 513具有地址码或识别(ID)码，且中继器单元113将其地址附加到起 源于中继器的输出通信数据包(它是，不被转发的包)。0072在一个实施例中，基站台504通过传送地址指向通信模 5 块102的通信包与通信模块102进行通信。中继器513接收地址指向 通信模块102的通信包。中继器513将地址指向通信模块102的通信 包发送给通信模块102。在一个实施例中，通信模块单元102，中继器 单元513，和基站台104使用跳频扩展频谱(FHSS)进行通信，跳频 扩展频谱也称作信道跳频。io0073跳频无线系统提供了避免其它干扰信号和避免冲突的优势。而且，系统还具有常规的优势，即其不会以一个频率连续发送。 信道跳频发送器在连续发送一个周期之后，或当遇到干扰时改变频率。 这些系统可以有较高的发送功率，而且对带内尖峰限制较少。0074在一个实施例中，计算机503维护健康状态、功率状态15 (如，电池充电)和系统500中各单元中的当前操作状态的数据库。 在一个实施例中，计算机503和/或用户101通过向每个单元发送运行 自诊断及报告结果的指令，来自动执行例行维护。计算机503和/或用 户101采集并记录这些诊断结果。在一个实施例中，计算机503和/或 用户101发送指令以告诉每个单元在"唤醒"间隔之间等待多长时间。20在一个实施例中，计算机503和/或用户101根据单元的健康状况、功 率状况、位置、使用等等为不同RF单元安排不同的唤醒间隔。在一个 实施例中，计算机503和/或用户101基于该单元采集的数据类型和数 据紧急情况为不同的通信模块单元安排不同的唤醒间隔。0075在一个实施例中，计算机503和/或用户101产生显示，25其告诉看管者和/或用户101哪个RF单元需要修理或维护。在一个实 施例中，计算机503和/或用户IOI根据每个通信模块的ID，维护显示 每个用户101的状况和/或位置的列表。在一个实施例中，每个通信模 块102具有唯一的识别码。0076在一个实施例中，通信模块102和/或中继器单元513测30量接收的无线信号的信号强度(如，通信模块102测量从中继器单元 513接收的信号的信号强度，中继器单元513测量从通信模块102禾口/
或基站台504接收的信号的信号强度)。通信模块102和/或中继器单元 513将这些信号强度测量结果报告给计算机503和/或用户101。计算机 503和/或用户101评估信号强度测量结果以确定系统500的RF单元的 健康状况或健壮性。在一个实施例中，计算机503和/或用户101使用 5 信号强度信息，以在系统500中重新路由无线通信业务量。因此，例 如，如果中继器单元513离线，或与通信模块单元160通信有困难时， 计算机503和/或用户101可以向不同的中继器单元发送指令。0077在一个实施例中，通信模块102包括射频，声学和红外 通信能力。在一个实施例中，系统IOO根据情形，使用射频，声学或io红外通信与通信模块102进行通信，例如，声学，红外或相对较高频 率的射频用于相对较短范围的通信，而相对较低频率的射频用于相对 较长范围的通信。0078在诸如汽车，卡车等的车辆中，以上结合图l-6所述的系 统可以通过提供给车辆外部的外部扩音器来扩增。图7A示出了用来帮15助耳聋的人的使用前向和后向传感器以及驾驶舱显示器的车辆传感器 和警报系统。在图7A中，车辆701被提供前向声学传感器系统703和 后向声学传感器系统704。声学传感器系统703-704向处理系统710提 供声学信息。处理系统向显示器702提供信息，显示器702将警告和 信息提供给驾驶员。在一个实施例中，显示器702包括警告灯。在一20个实施例中，显示器702包括闪光灯。在一个实施例中，显示器702 包括向驾驶员提供文本或图片信息的文本显示器。在一个实施例中， 显示器702指示声音类型(如，汽笛，急煞车声，喇叭，冲击或碰撞 声音，备份嘟嘟声，警报声，警告呼喊，等等)。在一个实施例中，显 示器702指示声音方向。在一个实施例中，显示器702指示声音源的25方向。在一个实施例中，显示器702指示估计的声音距离。在一个实 施例中，显示器702指示声音的音量。在一个实施例中，显示器702 指示声音的持续时间。0079图7B示出了替代性的实施例，其中四个象限传感器 705-708被提供给车辆的四个象限。300080在一个实施例中，传感器703-708是无线传感器，它们以无线方式向处理器710提供信息。在一个实施例中，传感器703-708
是有线传感器，它们与处理器710是有线连接的。在一个实施例中，传感器703-708是扩音器。在一个实施例中，传感器703-708中的一个 或多个被配置成传感器阵列，以提供定向信息。
0081在一个实施例中，传感器703-708中的一个或多个被配置 5成传感器的定相阵列，以提供定向信息。在一个实施例中，处理器710 使用自适应信号处理并结合定相的阵列传感器以提供改进的定向，光 束控制，和噪声抑制处理。在一个实施例中，处理器710从传感器 703-704接收信息，并且由处理器使用的信号处理包括数字光束形成， 从而允许处理器710在传感器703-704接收的声音图形中，计算多光束 io 和无光束。0082图7A-7B示出了安装在车辆的遮光罩，尾部行李箱或防 护板区域的传感器703-708。本领域技术人员将会认识到传感器 703-708也可以被安装在车辆的车顶，侧面，前面，和/或后面。在一个 实施例中，传感器703-708中的一个或多个被提供给车辆的照明系统以 15供安装。
0083图8是说明图7A和7B的车辆系统的方块图。传感器 703-708被提供给处理器710。处理器710对传感器703-708接收的声 学信息进行处理，并向驾驶舱显示器702提供命令。在一个实施例中， 还提供了可选的无线接口 810，以向听筒160和/或通信模块102发送20信息，从而允许听筒160和/或通信模块102与驾驶舱显示器702结合 使用，或代替驾驶舱显示器702。
0084尽管上述已经对各个实施进行了描述，但其它的实施例 也在本领域技术人员的理解范围内。因此，尽管是针对耳聋的用户进 行的描述，但这种描述只是出于方便目的，而不是要进行限制。本发25 明仅由其权利要求进行限定。
权利要求
1. 一种辅助系统，其包括 听筒模块；和5 通信模块，其被配置成使用无线双向握手通信与所述听筒模块通信，所述通信模块被配置成使用来自所述听筒模块内的多个扩音器的 数据来提供声音分类，提供警告，并提供语音至文本的显示。
2. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括声学输 10 入装置。
3. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括声学输 出装置。
4.根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括振动器装置。
5. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括键盘输 入装置。20
6. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括红外接 收器。
7. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括红外发25 送器。
8. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括GPS 接收器。
9.根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括惯性运动单元。
10. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括2-轴 惯性运动单元。
11. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括3-轴5惯性运动单元。
12. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括加速计。
13.根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括RF定位系统。
14. 根据权利要求1所述的系统，所述通信模块进一步包括第二 扩音器，其被配置成收集用户的语音。
15. 根据权利要求1所述的系统，所述管理系统进一步包括扩音器，其被配置成收集环境声音优先于收集用户语音。
16. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括视频摄像机。
17. 根据权利要求16所述的系统，进一步包括面部识别系统。
18. 根据权利要求1所述的系统，所述管理系统进一步视频监控器。
19. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括一个或多个中继器。
20. 根据权利要求1所述的系统，进一步包括一个或多个布置在 一个区域周围的定位系统单元。
21. 根据权利要求20所述的系统，其中所述定位系统单元中的一 个或多个被配置成使用红外辐射来定位并跟踪所述通信模块。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述定位系统单元中的一 个或多个被配置成使用声波来定位并跟踪所述通信模块。5
23.根据权利要求20所述的系统，其中所述定位系统单元中的一个或多个被配置成使用电磁波来定位并跟踪所述通信模块。
24. 根据权利要求20所述的系统，其中所述定位系统单元中的一 个或多个进一步包括用于家用安全系统的运动检测器。10
25. 根据权利要求1所述的系统，其中所述通信装置包括移动电话。
26. 根据权利要求1所述的系统，其中所述通信装置包括GPS接 15收器，所述通信装置被配置成从一个或多个定位扩音器获得定位信息。
27. 根据权利要求1所述的系统，其中所述通信装置被配置成向房 间中其它部分的声音的所述用户提供警告信息。20
28.根据权利要求1所述的系统，其中所述通信装置被配置成向所述用户提供GPS路点信息。
29. 根据权利要求1所述的系统，其中所述通信装置被配置成区分 语音和警告声音。25
30. —种辅助系统，包括 提供给车辆的多个声学传感器，信号处理器，其被配置成接收由所述多个声学传感器中的一个或多个提供的数据；以及30 驾驶舱显示器，其被配置成可视地警告驾驶员在所述车辆外的警告声音，所述驾驶舱显示器被配置成指示所述警告声音的方向和所述 警告声音的标识。
31.根据权利要求30所述的系统，所述驾驶舱显示器进一步被配 置成指示与所述警告声音的估计距离。
全文摘要
一种计算机辅助的通信和辅助系统，其在与扩音器系统进行无线通信的处理器中使用信号处理和其它算法以帮助耳聋的人。仪表化的通信模块从一个或多个扩音器接收信息，并可选地向耳聋的人提供文本和刺激信息。在一个实施例中，在珠宝或衣服中配备了扩音器。在一个实施例中，提供了无线(或有线)耳机以提供扩音器和振动刺激器。
文档编号G09B21/00GK101124617SQ200580046972
公开日2008年2月13日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年1月21日
发明者L·凯茨 申请人:L·凯茨