[实用新型]用于向盲人提供视觉信息的物体检测、分析及提示系统

说明书

本实用新型是利用国防部(DoD)的国防医疗研究和开发项目(DMRDP)的DM090217和DM130076下的政府资助完成的。政府对本实用新型有一定权利。

技术领域

本实用新型大体上涉及用于向有视力障碍的人或盲人提供视觉信息的方法及设备。更具体而言，本实用新型涉及被设计成向完全失明的人提供检测和识别地标以及在其周围环境内导航的能力的方法及设备。该设备包括采集、分析和反馈的便携式闭环系统，其使用包含不引人注目的相机和与无线网络和/或远程平台无线通信的控制计算机的头戴装置。头戴装置的相机部件在待分析的活动(如，步行或查看房间)期间采集图像，并且将数据(例如，视觉数据)发送至控制器。控制器将数据传送至包括对在数据中呈现的图像信息进行分析的软件的远程平台上的数据库，然后将反馈提供至头戴装置。控制器可以独立地处理数据。头戴装置以触觉手段(例如，经由附接的口内装置的用户的舌头的电触觉刺激)和/或听觉手段(例如，经由扬声器)的形式将反馈提供至用户。

背景技术

美国盲人基金会(AFB)估计美国目前有大约130万的认定的盲人。这一数字是估计有大约4千万的全世界的认定的盲人总人口的很小部分。全世界近一半的认定的盲人群体生活在中国。

失明患者传统上依靠手杖引导他们(例如，在街道或走廊上步行时，或在房间或商店中行动时)。然而，常规的行动手杖仅提供关于用户的周围环境(通常关于可由手杖物理触碰的物体)的很有限的信息。

已经开发出了其它装置来向盲人或有视力障碍的人提供关于超过常规手杖的物理达到范围的他或她的周围环境的信息。例如，发声手杖通过声音反馈(回波定位)来提供信息。当使用发声手杖时，其发出音频信号，该信号从用户的周围环境内的物体反射或发出回声。用户转译回波来辨认环境的布局。其它装置发出光信号，光信号从使用者周围的物体反射。反射然后被转换成听觉信号，例如，咔擦声或可变音调的嘟嘟声，以将关于周围物体的信息传递回用户。

美国专利申请序列第10/519,483号(公开号US 2006/0098089A1)公开了一种包括用于检测和识别物体的电光装置的设备。控制单元用于接收和处理来自设备的信息。声音表示单元然后用于接收来自控制单元的指令，以用于向用户在听觉上描述物体的目的。

美国专利申请序列第12/354,266号(公开号US 2010/0177179)公开了一种包括与美国专利申请序列第10/519,483号中的那些部件类似的部件，但还包括耦合到用户可以在其上查看其周围环境的设备上的监视器。

美国专利申请序列第11/925,393号(公开号US 2009/0312817)公开了一种视觉辅助和/或增强装置，其使用电触觉刺激来在用户的舌头上提供视觉想象。

然而，这样的装置具有显著的局限性，原因在于，它们几乎不向深度失明的用户提供关于用户的远侧环境的信息。例如，依靠监视器来向盲人提供关于周围环境的信息的装置并未向人提供可使用的信息。另外，单独使用音频信号来将关于周围环境的信息传送给用户不适于嘈杂环境，例如，交通繁忙的街道，或不适于不能听到音频信号的聋盲人。此外，对于深度失明的用户，这些和其它现有的装置不能为盲人识别超出可以由手杖扫过和利用手杖触碰的距离的个人环境中的地标(例如，标志或导航提示)。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种设备和方法来解决现有技术的方式中的问题，该设备和方法向盲人用户提供了扫描她或他的近处和远处的环境来检测和识别地标(例如，标志或其它导航指示)的能力，以及经由对用户的舌头的电触觉刺激来查看环境的能力。

因此，在一个实施例中，本实用新型大体上涉及用于向视力障碍的人或盲人提供视觉信息的设备和方法。更具体而言，本实用新型涉及被设计成向完全失明的人提供检测和识别地标且在其周围环境内导航的能力的设备和方法。该设备包括采集、分析和反馈的便携式闭环系统，其使用包含不引人注目的相机和与无线网络和/或远程平台无线通信的控制计算机的头戴装置。头戴装置的相机部件在待分析的活动(如，步行或查看房间)期间采集图像，且将数据(例如，视觉数据)发送至控制器。控制器将数据传送至包括对在数据中表示的图像信息进行分析(例如，即时分析)的软件的远程平台上的数据库，然后将反馈(例如，即时反馈)提供至头戴装置。头戴装置控制器可以独立地处理数据。头戴装置以触觉手段(例如，经由附接的口内装置对用户的舌头的电触觉刺激)和/或听觉手段(例如，经由扬声器)的形式将反馈提供至用户。