专利名称：一种侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方法
技术领域：
本发明系关于一种侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方法，特别是指一 种具有侦测障碍物的功能的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方法。
背景技术：
现代社会科技进步，手机、计算机、以及PDA等相关的手持通讯电子装置陆续问世，为 人们带来前所未有的便利性，以及享受影音视听的娱乐。然而，虽然科技进步，却忽略了少 数社会的弱势团体。特别是一些残障人士，并没有因为科技进步，完全享受到科技所带来的 便利生活。
残障人士中，又以视障的盲人，因为眼睛看不清或看不见，除了造成生活上诸多不便之 外，有时候更会遭受到危及生命的意外，例如过马路或"^答火车等。
虽然现在的社会环境，有很多辅助盲人生活的设备，例如点字，可帮助盲人阅读文字； 导盲砖，可指引盲人行走；红绿灯语音装置，可帮助盲人辨别路口的标志。但是，上述这些 设施，并没有为盲人大大地改善他们的生活。盲人仍然需要带着导盲杖或导盲犬作引导，才 能外出。而上述所提的辅助盲人生活的设备，其中特别是导盲砖，还需要搭配导盲仗才能使 用。
导盲仗只是一般的拐杖，盲胞外出时，会左右摆动导盲仗，使其与障碍物碰触，藉此使 盲人可以了解前方的环境。但是，若是前方有人的话，导盲仗会打到前方的人，而造成不便 及尴抢。
此外， 一般盲人使用导盲仗都是将仗放下，在地上来回左右摆动。这样虽然有侦测障碍 物的功能，但是无法侦测到上方的障碍物，这会造成盲人的不便或受伤。举例来说，假设有 一盲人，要从一门口进入时，假如该门口高度太矮，导盲仗无法侦测到，其结果会造成盲人 头部撞到该门口上方的门框或是墙壁而受伤。
导盲犬是受过训练的狗，当盲人带着导盲犬出门时，导盲犬会导引盲人外出，避免撞到 障碍物或是遭受危险。相较于导盲仗而言，导盲犬的侦测范围远比导盲仗大，而且，当盲人 穿越马路时，导盲犬会警告以避免盲人遭受车辆撞伤。虽然导盲犬相较于导盲仗，其功能远
优于导盲仗，但是仍有需要改进的空间。
一只狗要成为一只优秀的导盲犬，除了需要花费时间训练之外，当导盲犬分配到盲人家 中时，也需要时间来调适与盲人相处的生活，才能完全帮助盲人。上述所提的训练与调适， 都需要1年以上的时间，因此一只优秀的导盲犬是要花费很多时间来训练及调适。
其次，导盲犬毕竟也是一种动物，具有动物的本能，会受到其它动物或是旁人的干扰， 无法正常地执行引导盲人的工作。举例来说，有些人会觉得一些导盲犬很可爱，就会主动拿 食物喂食，却不知已严重影响到盲人的生活，除了干扰盲人行动之外，甚至会发生危及生命 的意外。在国外就因为导盲犬为了吃马路上别人喂食的食物，结果发生盲人被车撞伤的意外。
针对上述的问题，本发明提供一种具有侦测障碍物功能的手持通讯电子装置，除了帮助 盲人避免撞到障碍物之外，也保护盲人免受其危险伤害。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方 法，帮助盲人行动时，避免撞到障碍物以及免受其危险伤害。
本发明的又一个目的在于提供一种侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方 法，改善先前技术中，因为导盲仗会打到人，而造成不便和尴尬。
本发明的再一个目的在于提供一种侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方 法，改善先前技术中，因为导盲仗无法侦测到上方的障碍物，而造成盲人的不便或受伤。
本发明的进一步目的在于提供一种手侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的 方法，改善先前技术中，因为导盲犬需要花费很多时间来训练及调适。
本发明的最后一个目的在于提供一种侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的 方法，改善先前技术中，因为导盲犬会受到其它动物或是旁人的干扰，无法正常地执行引导 工作，进而造成妨碍盲人行动，甚至会发生危及生命的意外。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一种手持通讯电子装置，包含 一通讯本体，系执行电子通讯功能；
一侦测装置，系与该通讯本体相连接，其可发射一第一侦测讯号至一障碍物，并接收该 障碍物所反射的一第二侦测讯号；以及
一控制装置，系与该侦测装置电性连接，用以控制该侦测装置的运作；
其特点是，该侦测装置系才艮据该第一侦测讯号与该第二侦测讯号，计算该障碍物与该手
持通讯电子装置之间的距离。
该控制装置系设定一预定范围，并判断该障碍物是否在该预定范围内。当该障碍物在该 预定范围内时，该控制装置发出讯号，通知使用者有该障碍物。该讯号系包含语音或震动。 该第一侦测讯号与该第二侦测讯号皆为超声波。该侦测装置还包含一发射器、以及一接收器, 该发射器发射该第一侦测讯号，该接收器接收该第二侦测讯号。该发射器与该接收器之间的 距离系为一固定长度，并配合该发射器及该接收器，以计算超声波的声速。该手持通讯电子 装置系为手机。
一种手持通讯电子装置侦测障碍物的方法，其特点是，其步骤包含
A. 发出一第一侦测讯号，其经一障碍物反射后变成一第二侦测讯号；
B. 接收该第二侦测讯号，并根据该第一侦测讯号与该第二侦测讯号，计算该障碍物的距
离；
C. 设定一预定范围，才艮据该障碍物的距离，判断该障碍物是否在该预定范围内；及
D. 若为是，发出一讯号，通知有该障碍物；若为否，则回到上述步骤A。 该手持通讯电子装置包舍一侦测装置，用以发出该第一侦测讯号以及接收该第二侦测讯
号。该手持通讯电子装置另包含一控制装置，用以设定该预定范围，并与该侦测装置电性连 接。该控制装置系发出该讯号，通知有该障碍物。该讯号系为语音。该第一侦测讯号及该第 二侦测讯号皆为超声波。
本发明的有益效果是本发明的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方法，确实具有帮 助盲人行动，避免撞到障碍物以及免受危险伤害；同时取代导盲仗，避免因为使用导盲仗而 打到人，而造成不便及馗尬，也改善导盲仗无法侦测到上方障碍物的缺憾；其次，改善导盲 犬会受到其它动物或是旁人的干扰，而无法正常地执行引导工作。
藉由以下详细的描述结合所附图示，将可轻易地了解上述内容及本发明的诸多优点，其
中
图1是本发明的工作原理示意图。 图2是本发明的第二实施例。 图3是本发明的装置示意图。 图4是本发明的预定范围示意图。 图5是本发明的步骤图。
具体实施例方式
针对上述先前技术的缺点，本发明提供一种手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方法， 其工作原理系利用超声波测距技术，来侦测障碍物，因此本发明在工作时，不会像导盲犬， 会受到其它动物或是旁人的千扰而无法正常地执行引导工作。藉此改善先前技术中，导盲犬 会受到其它动物或是旁人的干扰而无法正常地执行引导工作。
目前常用的测距技术，除了超声波测距之外，另外还有雷射测距以及微波测距这两种。 雷射测距虽然精准，但是雷射光不易扩散，只能做点对点的测距，难以能用来做区域性侦测
障碍物之用；而微波测距，虽可以做区域性侦测障碍物，但是易受地面地形的干扰，造成侦 测困难。而超声波测距，因为其所需要的组件具有价格低廉以及体积小的优点，因此本发明 采用超声波测距技术方式，以侦测障碍物。
本发明的侦测障碍物的方法，系发射超声波后，接收其反射的讯号，然后计算出障碍物 的距离，达到侦测障碍物的功效，其工作原理，请参阅图1。本发明的手持通讯电子装置1 会发射一第一侦测讯号101。当第一侦测讯号101碰到一障碍物10时，会反射成为一第二侦 侧讯号102,此时手持通讯电子装置1会接收该第二侦测讯号102,并记录从发出第一侦测讯 号到接收第二侦测讯号的经历时间T。上述的第一侦测讯号101及第二侦测讯号102都是属 于超声波，而超声波是声波的一种，所以第一侦测讯号101及第二侦测讯号102会以声速V 的速率传递。
由上述的说明，可以得知手持通讯电子装置1与障碍物IO之间的距离D,满足下列公式 (1):
D = E__________________________ m
2
由上述的公式(1 )可以看出，只要得知声速V与经历时间T,即可算出手持通讯电子装 置l与障碍物IO之间的距离D。经历时间T可以由手持通讯电子装置1纪录得知，而声速V 则需要一些计算或方法，才能求得。
由于声速会受到温度及湿度的影响，因此要得知声速V的数值，需要温度及湿度。温度 t与声速V的关系如下面的公式(2):
V-331+0.6t......................(2)
其中t是温度，其单位是4聂氏(。C ),而声速V的单位是公尺/秒数(m/sec )。而湿度与声 速的关系，则可以利用已知的实验数据，再配合数学方法计算得知。
除了上述的计算方法可以求出声速V之外，亦可以利用测量方式，直接求得声速V的数 值。请参照图2,系为本发明的第二实施例，其中声速V的求得方法，与上述实施例的原理 相同，不再重复叙述；不同之处在于第二实施例是利用手持通讯电子装置1所具有的一固定 长度L、发射器201、以及接收器202，求得声速V。固定长度L系为发射器201与接收器 202之间的距离，而发射器201及接收器202分别发射及接收超音波讯号。当发射器201发 射一第三讯号103,并由接收器202接收该第三讯号103时，手持通讯电子装置1直接记录 第三讯号103发出到接收的时间，并利用上述公式(1 )计算求出声速V。从公式(1 )可以 看出，T由第三讯号发出到接收的时间代入，D则由固定长度L取代，之后经过简单的计算， 可算出声速V。
第二实施例的优点，在于可精确的得知声速V的数值，达到侦测准确的功效，且无需利 用计算方法算得声速V,所以第二实施例会比第一实施例更具有准确侦测障碍物的功效。
请参照图3，为本发明的装置示意图，其中包含 一通讯本体、 一侦测装置301、以及一 控制装置302。通讯本体可执行电子通讯功能例如手机通话、发送简讯、或因特网等功能， 与 一般手持通讯电子装置相同。
侦测装置301系与通讯本体相连接，并包含上述的发射器201与接收器202。发射器201 发射第一侦测讯号101至障碍物10 (请参阅图1 )，并由接收器202接收该障碍物10所反射 的第二侦测讯号102。其中，该侦测装置301可计算出障碍物10与手持通讯电子装置1之间 的距离D。侦测装置301之所以能计算距离D,在于其具有一处理单元303，能根据第一侦 测讯号101与第二侦测讯号102计算出距离D,当然也能由上述所提的第三侦测讯号103 (请 参阅图2),计算声速V,以准确侦测障碍物IO的距离D。
目前的超声波发射器包含压电型、磁致伸缩型及电动型。其中压电型超声波发射器， 是利用压电材料的压电特性产生超声波。压电型超声波发射器的原理，是将压电材料通电流 后，使其产生变形，进而发生振动而发出超过音频20kH的声音，也就是超声波。
此外，压电材料更因为其压电特性具有可逆性，也就是说，若有外加压力施予在压电材 料时，压电材料会有电流产生。因此可以把压电材料做成薄形结构，藉此可以因为超声波使 压电材料振动而产生电流，达到侦测超声波的功效。由于压电材料所产生的电流较小，所以 需要有放大电路将电-ui文大，使侦测装置301能够接收到第二侦测讯号102,并计算距离D。 因为压电材料具有体积小以及消耗功率低的优点，因此十分适合作为本发明的发射器201及 接收器202。
控制装置302与侦测装置301电性连接，除了具有启动及关闭侦测装置301的功能外，并电性接收侦测装置301的计算结果，藉此得知障碍物10与手持通讯电子装置1之间的距离 D。
控制装置302更可以设定一预定范围A,作为侦测障碍物之用。该预定范围A具有一预 定距离R,请参阅图4，系为预定范围A的示意图。当一使用者4使用本发明的手持通讯电 子装置1时，其内部的控制装置302会由侦测装置301得知与障碍物10的距离D。当距离D 小于预定距离R时，控制装置302便会发出一讯号，通知使用者4，附近有障碍物。上述的 讯号系为语音或震动，较佳为语音，更较佳可以搭配一般耳机或是蓝牙耳机播放，如此可以 帮助盲人不会撞到障碍物以及免受危险伤害，同时可取代导盲仗，避免会打到人，而造成不 便和尴尬。
由于预定范围A的形状系为球面形，所以本发明不只可以侦测地面的障碍物，也可以侦 测上方的障碍物，例如图4所示，亦可以侦测悬挂的灯具402。因此本发明改善先前技术中， 导盲仗无法侦测到上方障碍物的缺憾，帮助盲人的生活更便利，也保护盲人不会撞到障碍物 而受到伤害。
本发明的侦测障碍物的方法，请参阅图5，其步骤包含
a. 发出一第一侦测讯号101，其经一障碍物IO反射后变成一第二侦测讯号102 (S51)。 该第一讯号101系由侦测装置301内的发射器201所发出。
b. 接收该第二侦测讯号102，并根据该第一侦测讯号101及该第二侦测讯号102，计算 该障碍物10的距离D ( S52 )。该第二讯号102系由侦测装置301内的接收器202所接收，侦 测装置301内的处理单元303则计算该障碍物10的距离D。
c. 设定一预定范围A,根据该障碍物10的距离D,判断该障碍物IO是否在该预定范围 内(S53 )。该预定范围A是由控制装置302所设定，且该控制装置302判断该障碍物10是 否在预定范围A内。当侦测装置301计算该障碍物10的距离D之后，会电性传送讯息给控 制装置302,使其得知距离D，并判断障碍物IO有无在预定范围A内。由于预定范围A具 有一预定距离R (请参阅图4 ),控制装置302会比较R与D的大小。若是R大于D,则表 示障碍物IO在预定范围A内；反之，若R小于D，则表示障碍物IO在预定范围A外。
d. 若障碍物IO在预定范围A内，则发出一讯号，通知有该障碍物10 (S54)。若障碍物 IO在预定范围A外，则回到上述步骤A(S51 )。当障碍物IO在预定范围A内，控制装置302 会发出讯号通知。由于本发明主要是为了帮助盲人而设计的，所以讯号可以语音或震动方式 发出。其中，发出语音的方式包含多种实施方式，例如以喇叭、手机铃声、或是耳机等发出。 语音的形式可以是单一 r哔」声或是连续「哔哔」声，以警告盲人附近有障碍物，或者是详
细的说明，例如语音可为r前面地上有障碍物」或r前方右边一7>尺处有障碍物」等。
由以上说明可知，本发明的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方法，确实具有帮助盲
人行动，避免撞到障碍物以及免受危险伤害；同时取代导盲仗，避免因为使用导盲仗而打到 人，而造成不便及尴尬，也改善导盲仗无法侦测到上方障碍物的缺憾；其次，改善导盲犬会 受到其它动物或是旁人的干扰，而无法正常地执行引导工作，因此本发明确已有产业上的利 用性、新颖性及进步性。
本发明虽以较佳实施例阐明如上，然其并非用以限定本发明的精神及发明实体仅止于上 述实施例。对熟悉此项技术者，当可轻易了解并利用其它组件或方式来产生相同的功效。因 此，在不脱离本发明的精神及范围内所作的修改，均应包含在所述的申请专利范围内。
权利要求
1、一种手持通讯电子装置，包含一通讯本体，系执行电子通讯功能；一侦测装置，系与该通讯本体相连接，其可发射一第一侦测讯号至一障碍物，并接收该障碍物所反射的一第二侦测讯号；以及一控制装置，系与该侦测装置电性连接，用以控制该侦测装置的运作；其特征在于，该侦测装置系根据该第一侦测讯号与该第二侦测讯号，计算该障碍物与该手持通讯电子装置之间的距离。
2、 如权利要求1所述的手持通讯电子装置，其特征在于，该控制装置系设定一预定范围， 并判断该障碍物是否在该预定范围内。
3、 如权利要求2所述的手持通讯电子装置，其特征在于，当该障碍物在该预定范围内时， 该控制装置发出讯号，通知使用者有该障碍物。
4、 如权利要求3所述的手持通讯电子装置，其特征在于，该讯号系包含语音或震动。
5、 如权利要求1所述的手持通讯电子装置，其特征在于，该第一侦测讯号与该第二侦测 讯号皆为超声波。
6、 如权利要求1所述的手持通讯电子装置，其特征在于，该侦测装置还包含一发射器、 以及一接收器，该发射器发射该第一侦测讯号，该接收器接收该第二侦测讯号。
7、 如权利要求6所述的手持通讯电子装置，其特征在于，该发射器与该接收器之间的距 离系为一固定长度，并配合该发射器及该接收器，以计算超声波的声速。
8、 如权利要求1所述的手持通讯电子装置，其特征在于，该手持通讯电子装置系为手机。
9、 一种手持通讯电子装置侦测障碍物的方法，其特征在于，其步骤包含A. 发出一第一侦测讯号，其经一障碍物反射后变成一第二侦测讯号；B. 接收该第二侦测讯号，并根据该第一侦测讯号与该第二侦测讯号，计算该障碍物的距离；C. 设定一预定范围，根据该障碍物的距离，判断该障碍物是否在该预定范围内；及D. 若为是，发出一讯号，通知有该障碍物；若为否，则回到上述步骤A。
10、 如权利要求9所述的侦测障碍物的方法，其特征在于，该手持通讯电子装置包含一 侦测装置，用以发出该第一侦测讯号以及接收该第二侦测讯号。
11、 如权利要求IO所述的侦测障碍物的方法，其特征在于，该手持通讯电子装置另包含 一控制装置，用以设定该预定范围，并与该侦测装置电性连接。
12、 如权利要求11所述的侦测障碍物的方法，其特征在于，该控制装置系发出该讯号， 通知有该障碍物。
13、 如权利要求9所述的侦测障碍物的方法，其特征在于，该讯号系为语音。
14、 如权利要求9所述的侦测障碍物的方法，^特征在于，该第一侦测讯号及该第二侦 测讯号皆为超声波。
全文摘要
本发明系关于一种侦测障碍物的手持通讯电子装置及其侦测障碍物的方法，其中该手持通讯电子装置包含一通讯本体、一侦测装置、以及一控制装置。通讯本体系用以执行电子通讯功能。侦测装置系与该通讯本体相连接，并发射一第一侦测讯号至一障碍物，并接收该障碍物所反射的一第二侦测讯号。其中该侦测装置亦用以计算出障碍物与手持通讯电子装置之间的距离。控制装置系与该侦测装置电性连接。
文档编号H04Q7/32GK101098370SQ20061002849
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者韩晓飞 申请人:英华达(南京)科技有限公司