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TW201603791A - 導盲行動裝置定位系統及其運作方法 - Google Patents

導盲行動裝置定位系統及其運作方法 Download PDF

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TW201603791A
TW201603791A TW103126307A TW103126307A TW201603791A TW 201603791 A TW201603791 A TW 201603791A TW 103126307 A TW103126307 A TW 103126307A TW 103126307 A TW103126307 A TW 103126307A TW 201603791 A TW201603791 A TW 201603791A
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TW
Taiwan
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portable electronic
module
positioning system
item
electronic component
Prior art date
Application number
TW103126307A
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English (en)
Inventor
qi-xin Liang
yi-xiang Chen
Original Assignee
Richplay Information Co Ltd
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Publication date
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Priority to US14/802,090 priority patent/US20160030275A1/en
Priority to JP2015149577A priority patent/JP2016034490A/ja
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Abstract

本發明係關於一種導盲行動裝置定位系統及其運作方法，其可幫助盲人使用者在穿戴電子眼鏡或者是伴隨著居家照護機器人時，使用攝像模組取得當地的影像，並且透過定位模組確認使用者的所在位置以進行位置追蹤，再經由傳輸模組而讓位於遠端的家屬、照護單位或是警消單位可即時掌握使用者的安全狀況。同時使用者也可藉由音效模組的聲音而得知其所在之處，讓其不倚仗他人扶助引導的能力得以提高，也讓其活動的安全性獲得保障。

Description

導盲行動裝置定位系統及其運作方法 【0001】
本發明係關於一定位系統及其運作方法，尤指提供盲人穿戴或是裝設於居家照顧機器人上，使無法自行用視覺判斷環境之使用者可以透過語音方式了解自己的所在位置，同時也讓位於遠端的家屬、照護者或是警消人員可以及時掌握使用者安全性之一種導盲行動裝置定位系統及其運作方法。



 【0002】
對盲人來說，訓練有素的導盲犬是個絕佳的好夥伴。但是即便是經過訓練，導盲犬還是只能幫助盲人朋友在熟悉的區域活動，或者只能保護他們的行路安全，卻無法將他們帶往陌生的目的地。
【0003】
若要於陌生的目的地活動，使用諸如全球定位系統(GPS)則是現今一種普遍的方式，此種公用之標準化的定位技術已被廣泛地應用於整合至各式之可攜式電子裝置，例如智慧型手機，讓使用者可透過智慧型手機所顯示的電子地圖來查看其目前所在的地理位置。然而，這種導航方式顯然並不是為盲人所打造，其僅適用於視力正常的使用者。
【0004】
因此，如何將導航系統進行變革與改善，讓盲人也能享受到其便利的優點，即有其開發的動機和市場需求存在。
【0005】
中華民國專利公開號200806273曾揭露了一種電子導盲裝置，其係應用於對盲人使用者提供一導盲功能；且其特點在於採用語音方式來播報出使用者目前所在的地圖位置，並讓使用者可透過自然語音來輸入其所欲前往之目的地，即可令此電子導盲裝置以語音方式導引其行進方向；並可於使用者行進途中，持續對路上的障礙物發出警示訊息，並記錄其周圍環境之影像，若不慎造成意外事故的發生，可用以檢視並協助釐清意外發生之過程。然而，此種設計對於盲人活動時的安全性仍有疏漏存在。如果透過照護者或是導盲犬的輔助，其對活動環境中的危險因素能夠有較好的反應進行處置以避開危險；而若完全將導航交由導航系統輔助時，有鑑於一般導航系統受限於精度限制、天候影響或是系統本身的不穩定性，盲人很可能會被引導至錯誤的區域或是接近對盲人不友善的路段(例如缺乏人行道)，此時若沒有辦法緊急介入，則意外事故發生的可能性就會大幅升高，事後釐清意外發生之過程實係為時已晚，因此此技術仍有改進的空間存在。



 【0006】
本發明之主要目的，係提供一種導盲行動裝置定位系統，其可透過諸如電子眼鏡等可攜式電子配件上的攝像模組取得當地的影像，並且透過定位模組確認盲者的所在位置以進行位置追蹤，讓位於遠端的家屬、照護單位或是警消單位可即時掌握使用者的安全狀況。
【0007】
本發明之另一目的，係提供一種導盲行動裝置定位系統之運作方法，使用者可透過App的運行而完成方法之步驟，使攝像模組能夠取代使用者所缺乏的視力，讓使用者可以改由聽覺判斷安全性，而影像則由遠端方進行監視，以在必要時做出反應，確保盲者的安全。
【0008】
為了達到上述之目的，本發明揭示了一種導盲行動裝置定位系統及其運作方法，其在硬體設備上係包含了位於近端之一可攜式電子配件以及遠端之一監視裝置，該監視裝置接收該可攜式電子配件所傳輸之訊息，其特徵在於該可攜式電子配件係包含：一攝像模組，其具有一攝像鏡頭設置於該可攜式電子配件之一端，用以取得該可攜式電子配件於該端前方之一影像；一傳輸模組，設置於該可攜式電子配件之中，用以傳輸該影像至該監視裝置；以及一定位模組，設置於該可攜式電子配件之中，其取得該可攜式電子配件之一位置資訊，並將該位置資訊透過該傳輸模組傳輸至該監視裝置。
10‧‧‧可攜式電子配件
11‧‧‧攝像模組
11A‧‧‧攝像鏡頭
12‧‧‧傳輸模組
13‧‧‧定位模組
14‧‧‧語音模組
15‧‧‧警示模組
16‧‧‧演算模組
20‧‧‧監視裝置
21‧‧‧演算模組
30‧‧‧使用者
40‧‧‧觀察者
X‧‧‧近端
Y‧‧‧遠端
【0009】

第1圖：其係為本發明一較佳實施例之空間關係示意圖，用以表示近端之使用者以及遠端之觀察者；
第2圖：其係為本發明一較佳實施例之元件架構示意圖，用以表示一般使用時之機制；
第3圖：其係為本發明一較佳實施例之元件架構示意圖，用以表示有警示之狀況發生時之機制；
第4圖：其係為本發明一較佳實施例之元件架構示意圖，用以表示使用演算模組對影像進行自動化分析；以及
第5圖：其係為本發明一較佳實施例於運作時之步驟流程圖。



 【0010】
為使本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
【0011】
首先請參考第1圖，在本發明之導盲行動裝置定位系統中，其硬體設備係包含了位於近端X之可攜式電子配件10以及遠端Y之監視裝置20，監視裝置20接收可攜式電子配件10所傳輸之訊息，讓位於遠端Y之觀察者40可以知曉近端X之使用者30的活動狀況。
【0012】
可攜式電子配件10在類型上可為廣泛，凡舉具有攝影及傳輸功能之電子配件皆可適用，但考量到攝影之角度、畫面穩定性，以及搭配軟體執行的相容性，電子眼鏡為較佳的選擇，例如由美國Google公司Google Glass。而除了電子眼鏡之外，可攜式電子配件10也可以安裝於居家照護機器人上進行運作，利用居家照護機器人在移動時的穩定性提供較適合觀看的畫面，同時也利用居家照護機器人伴隨於使用者30之功能，確保所取得的畫面是使用者周邊的影像。
【0013】
本發明所適用之使用者係以盲人為主，其本身無法透過視覺觀察而獲知所處位置的詳細地點以及安全性，因此需要周邊人士的幫忙，或者是使用導盲犬等傳統導盲媒介，或者是受惠於所處地點對盲人友善而提供語音廣播服務；然而，上述之輔助都不若本發明方便且確實。盲人只要隨身配戴本發明之導盲行動裝置定位系統中的可攜式電子配件10，或是讓隨侍一側的居家照護機器人安置有可攜式電子配件10，就可獲得導盲之服務。
【0014】
請輔以參考第2圖，可攜式電子配件10主要包含了一攝像模組11、一傳輸模組12以及一定位模組13；上述該些模組皆是設置於可攜式電子配件10之中，並搭配必要之處理單元及電源供應單元運作，此部分為具有通常知識者可依工業設計及產品規格而自行規畫與調整，故不另作揭示與限制。
【0015】
攝像模組11具有一攝像鏡頭11A設置於可攜式電子配件10之一端，用以取得可攜式電子配件10於該端前方之一影像。如前所述之較佳實施態樣，當可攜式電子配件10為Google眼鏡時，由於是穿戴於人體的頭部，此攝像模組11所取得之影像即為使用者前方之視野，能代表此使用者雙眼所觀察到的景像、畫面。
【0016】
待透過攝像模組11取得影像，其即提供影像於傳輸模組11將之傳輸出去，透過無線傳輸的方式將影像傳輸至位於遠端的監視裝置20，讓遠端的觀察者能夠瀏覽此影像。於此所指之觀察者係為使用者的家屬、照護單位或是警消單位，其通常為了安全需求而追蹤確認使用者是否身處於安全的環境當中，而本發明所利用之使用者視角的影像乃相當具有說服力的觀測標的。另外，考量到可攜式電子配件10的電力負擔，本發明在傳輸時，可設定固定之秒數間距而將影像擷取為複數個圖片進行傳輸，以在觀察品質和設備續航能力之間取得平衡。
【0017】
在攝像模組11取得影像的同時，定位模組13會取得可攜式電子配件10之一位置資訊，並會將位置資訊透過傳輸模組12傳輸至監視裝置20。定位模組13除了可為較普遍之全球定位系統(GPS)以外，也可為全球導航衛星系統(GLONASS)、北斗導航系統或伽利略定位系統(Galileo)而取得位置資訊。定位模組13係可提供近端之使用者以及遠端之觀察者關於使用者所在地點之資訊，例如透過語音播報的方式，讓視覺有障礙的使用者仍可知道自己身處何地、周邊的建物或是商家為何、距離目的地仍有多遠、或者是往哪個方向續行而抵達目的地；觀察者也可利用定位模組13所提供的位置資訊而確認使用者是否是在安全的環境中，或者是否仍位於預計的路徑上，以在有狀況發生時，能即時確認使用者的位置而做出相應之反應與處理。
【0018】
為了要讓身為盲人之使用者能夠獲知其所在位置以及方向，可攜式電子配件10可更包含一語音模組14，其也是設置於可攜式電子配件10之中，係用以將位置資訊以語音的方式播放。使用者透過收聽語音，可即時性得知自己的所在位置，而有鑑於使用者並不一定是位在室外空間當中，因此前述之定位模組13也可配合額外設定之環境參數資料，例如展覽館、活動中心、照護中心等特定建築物所提供之資料及區域型訊號發送器，讓定位模組13得知使用者目前在該些建築物內的何處，以透過傳輸模組12回報給遠端之監視裝置20，以及透過語音模組14告知近端之使用者。語音模組14在結構上係一併包含必要之喇叭等單元。
【0019】
可攜式電子配件10可更包含一警示模組15，其係用以發出一警告訊息。此警示模組15係參考定位模組13的位置資訊以進行分析和比對，以判斷使用者的位置或移動方向是否安全或是與預期的不符合，若有必要，則警示模組15會透過語音模組14而將警告訊息發出，提醒使用者他現在所處的地點並不安全，或者是正往與目的地不同的方向移動，讓使用者在無法自己發覺的狀況下了解有危險或是方向錯誤等情況存在。請參考第3圖，除了警告使用者本身，警告訊息也可以同時自動經由傳輸模組11而被傳輸至遠端的監視裝置20，讓位在遠端的家屬、照護單位或是警消單位能被提醒而做出適當的處理。另外，使用者也可以主動讓警告訊息產生，以在有緊急情況發生時，讓本發明之導盲行動裝置定位系統也兼具有求救的功能。而無論警告訊息是自動發送出還是由使用者自行發送，本發明之系統皆會一併將位置資訊以及影像傳輸至監視裝置20，讓遠端的人員能夠知道正確地點以及該處的狀況，以利於救援。
【0020】
前述之監視裝置20形式不拘，其可為智慧型手機、平板電腦、電腦或僅具有接收訊號而提供畫面之螢幕。若觀察者是使用具有處理單元之監視裝置20，則觀察者可搭載相對應之應用程式，例如在智慧型手機上運行App，自行選擇與可攜式電子配件10連線與否而開啟監視模式，另外也可於單一監視裝置20同時與多個可攜式電子配件10連線，以同時觀察複數個盲人的行動狀況及安全性。
【0021】
考量觀察者並不能時時刻刻關注使用者的活動狀況，因此請參考第4圖，觀察者可利用監視裝置20或可攜式電子配件10之演算模組16、21自動進行畫面之比對與分析。由於對視訊畫面進行比對需要較高的運算能力，其每秒需分析30~60張圖片，因此使用監視裝置20之演算模組係為較佳的選擇，也可避免可攜式電子配件10消耗過多的電力(圖式中虛線之路徑即為透過可攜式電子配件10之演算模組16進行分析比對)。此較佳實施例中，攝像模組11所取得之影像係直接經由傳輸模組12傳送至監視裝置20之演算模組21進行分析比對，若比對後發現有需要發出提示，可再利用監視裝置20本身的功能發出聲光作為提醒，或是進一步回傳提示訊息至可攜式電子配件10，使觀察者和使用者都可接收到自動化分析的結果，而獲得輔助性或是攸關安全性的警告訊息。
【0022】
同樣地，App也是以相同的方式搭載於可攜式電子配件10，使用者可在其他人(例如照護者)的輔助之下將App安裝於可攜式電子配件10的儲存空間當中，並設定攝像模組11、傳輸模組12、定位模組13、語音模組14以及警示模組15等構件之運作時程、參數，確保使用者在穿戴可攜式電子配件10或是將之安裝於居家照護機器人時能夠有效運作，並且與遠端之監視裝置能穩定連線而傳輸位置資訊及影像。
【0023】
基於上述之硬體架構，另請參考第5圖，本發明之導盲行動裝置定位系統之運作方法係包含步驟：

步驟S1：一可攜式電子配件利用其一定位模組而取得一位置資訊；
步驟S2：該可攜式電子配件利用其一攝像模組拍攝其前方之一影像；以及
步驟S3：該可攜式電子配件利用其一傳輸模組將該位置資訊以及該影像傳輸至遠端之一監視裝置。

上述之步驟係可透過App而自動執行，以及對所拍攝及傳輸之影像品質、是否先將影像擷取為圖片後進行傳輸、傳輸之對象為何進行設定。而在可攜式電子配件取得位置資訊之步驟後，則可更包含一步驟，係使可攜式電子配件利用其一語音模組而以語音播放該位置資訊，此機制之目的已於前所揭露，不再重複贅述。
【0024】
綜上所述，本發明詳細揭露了一種導盲行動裝置定位系統及其運作方法，其可幫助盲人使用者在穿戴電子眼鏡等可攜式電子配件，或者是伴隨著居家照護機器人時，使用攝像模組取得當地的影像，並且透過定位模組確認使用者的所在位置以進行位置追蹤，讓位於遠端的家屬、照護單位或是警消單位可即時掌握使用者的安全狀況。同時使用者也可藉由音效而得知其所在之處，使用者不倚仗他人扶助引導的能力因此得以提高，也讓其活動的安全性獲得保障。基於其便利性、可靠性以及功能的多樣性，本發明無疑是一種兼具經濟和實用價值之導盲行動裝置定位系統及其運作方法。
【0025】
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10‧‧‧可攜式電子配件
20‧‧‧監視裝置
30‧‧‧使用者
40‧‧‧觀察者
X‧‧‧近端
Y‧‧‧遠端

Claims (12)

  1. 【第1項】
    一種導盲行動裝置定位系統，其係包含近端之一可攜式電子配件以及遠端之一監視裝置，該監視裝置接收該可攜式電子配件所傳輸之訊息，其特徵在於該可攜式電子配件係包含：
    一攝像模組，其具有一攝像鏡頭設置於該可攜式電子配件之一端，用以取得該可攜式電子配件於該端前方之一影像；
    一傳輸模組，設置於該可攜式電子配件之中，用以傳輸該影像至該監視裝置；以及
    一定位模組，設置於該可攜式電子配件之中，其取得該可攜式電子配件之一位置資訊，並將該位置資訊透過該傳輸模組傳輸至該監視裝置。
  2. 【第2項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該可攜式電子配件更包含一語音模組，設置於該可攜式電子配件之中，用以將該位置資訊以語音播放。
  3. 【第3項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該可攜式電子配件係為電子眼鏡。
  4. 【第4項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該可攜式電子配件係安裝於一居家照護機器人。
  5. 【第5項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該可攜式電子配件可更包含一警示模組，用以發出一警告訊息。
  6. 【第6項】
    如申請專利範圍第5項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該警告訊息係同時透過一語音模組播放，以及透過該傳輸模組傳輸至該監視裝置。
  7. 【第7項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該監視裝置係為智慧型手機、平板電腦、電腦或螢幕。
  8. 【第8項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該定位模組係使用全球定位系統、全球導航衛星系統、北斗導航系統或伽利略定位系統而取得該位置資訊。
  9. 【第9項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該可攜式電子配件更包含一演算模組，其接收該攝像模組之該影像進行分析，並依據分析結果使該可攜式電子配件之一警示模組發出一警告訊息。
  10. 【第10項】
    如申請專利範圍第1項所述之導盲行動裝置定位系統，其中該監視裝置更包含一演算模組，其接收該攝像模組透過該傳輸模組所傳輸之該影像進行分析，並依據分析結果使該監視裝置發出一警告訊息。
  11. 【第11項】
    一種導盲行動裝置定位系統之運作方法，其係包含步驟：
    一可攜式電子配件利用其一定位模組而取得一位置資訊；
    該可攜式電子配件利用其一攝像模組拍攝其前方之一影像；以及
    該可攜式電子配件利用其一傳輸模組將該位置資訊以及該影像傳輸至遠端之一監視裝置。
  12. 【第12項】
    如申請專利範圍第8項所述之導盲行動裝置定位系統之運作方法，其中於該可攜式電子配件取得該位置資訊之步驟後，更包含一步驟：
    該可攜式電子配件利用其一語音模組而以語音播放該位置資訊。
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