Sistema de descripción del entorno para usuarios con discapacidades visuales.

1. Sistema de análisis e información del entorno caracterizado porque dispone de:

- Sensores óptico-eléctricos para una captación de imágenes.

- Sensores de distancia al objeto más cercano.

- Sensores de ángulo y movimiento.

- Elementos de información acústicos y/o electromecánicos.

2. Sistema de proceso y codificación del entorno, de datos obtenidos según reivindicación 1.

3. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los sensores óptico-eléctricos son, al menos, una cámara electrónica, junto con las lentes, espejos, prismas y/o lo que necesitase para la correcta captación de imágenes.

4. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los sensores de distancia al objeto más cercano son, al menos un dispositivo de reflexión de ultrasonido independiente.

5. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los sensores de ángulo y movimiento son, al menos un dispositivo giroscópico y/o de percepción de movimiento en los tres ángulos.

6. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los elementos de información acústicos sean unos altavoces y/o auriculares.

7. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los elementos de información electromecánicos son, al menos un vibrador eléctrico y/o elemento de inducción ósea.

8. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que el sistema de proceso y codificación puede estar contenido en cualquier soporte de computación.

Sistema de descripción del entorno para usuarios con discapacidades visuales.

Resumen 5

Conjunto de sensores (ópticos-eléctricos, ultrasónicos, posición espacial y movimiento) que conectados a una unidad de procesamiento (ordenador) crean una descripción de los elementos físicos existentes frente al usuario y se lo comunican mediante distintas respuestas físicas (vibración y/o sonido) . 10

El sistema presentado, mejora a los existentes al aunar varios tipos de análisis del entorno (ópticos-eléctricos, ultrasónicos y posicionamiento espacial) e informar de ellos al usuario mediante métodos que le son ya conocidos como son el efecto doopler y el posicionamiento espacial del origen de un sonido. 15

Campo de invención

La presente invención se refiere a la comunicación de datos sobre su entorno a personas invidentes o con discapacidades visuales. 20

Antecedentes de la invención

Los métodos para guiar a personas con discapacidades visuales, han ido avanzando en su complejidad según la técnica, principalmente la electrónica, iba avanzando. 25

Los sistemas que actualmente existen intentan, mediante el uso de un sistema de detección sensorial (imagen, sonido u otras ondas) , suplir estas minusvalías.

El problema es que ninguno de estos métodos cumple las necesidades ni es exacto por si 30 mismo.

- El sistema de imagen adolece de fallos debidos a la cantidad o cambio de la luz reflejada por un objeto (un espejo será mal situado espacialmente según la cantidad de luz reflejada) , la transparencia del mismo (un cristal trasparente será ignorado por un sistema óptico) , o 35 siendo incapaz de detectar objetos de pequeño tamaño (un cable que este situado delante del usuario, que por su grosor escapa al rango de detección de los sensores ópticos) .

- El sistema de ultrasonido o de radar tan solo suele informar de la distancia del primer objeto que refleje la onda que ha emitido, siendo por tanto poco informativo a efectos de 40 descripción del medio.

Descripción de la invención:

Conjunto de sensores (ópticos-eléctricos, ultrasónicos, posición espacial y movimiento) que 45 conectados a una unidad de procesamiento (ordenador) crean una descripción de los elementos físicos existentes frente al usuario y se lo comunican mediante distintas respuestas físicas (vibración y/o sonido) .

Los sensores electro-ópticos tomaran imágenes de lo existente frente al usuario. El o los 50 sensores de ultrasonidos estimaran la distancia al objeto más cercano mediante la emisión de ultrasonidos, supliendo así las deficiencias de los sensores ópticos.

Los sensores de posición y movimiento, permitirán calcular la disposición espacial de los sensores con respecto al medio.

Todos los datos obtenidos serán analizados mediante técnicas de estéreo visión y reconstrucción espacial para crear un esquema tridimensional de la escena frente al usuario. 5

Esta escena será luego corregida mediante sistemas de detección de límites, formas y bordes, etc. para eliminar aquellos objetos que estén fuera del rango de interés por estar detrás de otros objetos, o por ser ilusiones ópticas o reflejos.

El resultado será codificado para ofrecer una información sonora o mediante vibración al usuario de manera que podamos transmitirle las distancias a los objetos más cercanos o que consideremos importantes.

Esta codificación se realizara mediante la aplicación de técnicas basadas en la percepción 15 natural de la distancia a los objetos que emiten sonidos y el efecto doopler, aplicándolo aquí, no al movimiento, sino a la posición.

Breve enunciado de las figuras:

Figura 1. - Muestra el esquema de la disposición de los sensores en uno de los posibles soportes, en este caso una montura similar a unas gafas, mediante una vista frontal de las mismas.

- Elementos A1 y A2: sensores electro-ópticos. 25

- Elementos B1, B2 y B3: sensores de ultrasonido.

- Elemento C1: sensor de posición, movimiento y disposición espacial.

- Elemento X: montura.

- Elemento Y: superficie plana.

Figura 2. - Muestra el esquema de la disposición de los elementos de salida de información en uno de los posibles soportes, en este caso una montura, mediante una vista lateral de las mismas, el lado opuesto de las mismas sigue el mismo modelo

- Elemento X: montura. 35

- Elemento Y: cristales.

- Elemento Z1: altavoces.

- Elemento Z2: sistema de conducción ósea del sonido y/o vibración.

Figura 3. - Muestra el conjunto de elementos que formarían la invención, en este caso parte 40 de ellos están en una montura y parte en una caja o contenedor, mediante la vista cenital.

- Elemento X: montura.

- Elemento L: teclado.

- Elemento K: dispositivo de proceso, funciones auxiliares y baterías. 45

- Elemento J: cables de paso de datos y alimentación de dispositivos.

Descripción de un ejemplo de realización de la invención:

Basándose en las figuras anteriormente presentadas, pasamos a describir la invención. 50

La invención se basa en tres elementos fundamentales:

- Sensores de entrada.

- Periféricos de salida.

- Dispositivo de proceso y funciones auxiliares.

La disposición de todos estos elementos puede efectuarse en distintos soportes, en la realización actual se han seleccionado una montura y un contenedor en forma de prisma de base rectangular, siendo sin embargo la distribución de los mismos un tema accesorio. 5

Los sensores de entrada realizaran una captación de datos, no estando sincronizada por necesidad, la entrada de datos de los distintos elementos.

Los sensores electro-ópticos (Figura 1, elementos A1 y A2) tomaran una muestra de las escenas frente a ellas, pudiendo estar sincronizado en su funcionamiento o cada una de 10 ellas disponer de un sistema de reflexión y difracción para entregar dos vistas de la misma escena desde dos ángulos distintos, o solo una de ellas funcionar de este modo.

Los sensores de ultrasonido (Figura 1, elementos B1, B2 y B3) emitirán de forma independiente o conjunta, uno o varios de ellos, un pulso de ultrasonido y pasaran a modo 15 de espera, hasta recibir el rebote, si lo hubiera de el o los elementos más cercanos.

El sensor de posición, movimiento y disposición espacial (Figura 1, elemento C1) estará en todo momento tomando muestras.

El teclado ( Figura 3, elemento L ) podrá ser usado para cambiar el modo de funcionamiento 20 del dispositivo de proceso ( Figura 3, elemento K ) , de los anteriormente citados sensores de entrada o de los periféricos de salida (Figura 2, elementos Z1 y Z2) así como cualquiera otra acción que el usuario necesite del dispositivo.

El dispositivo de proceso y funciones auxiliares (Figura 3, elemento K) , que se compondrá 25 de distintos elementos de memoria, proceso y almacenamiento de datos, además de baterías y conectores, analizara los distintos datos de los sensores.

El análisis empezara situando en un espacio tridimensional la posición de los sensores basándose en los datos, el sensor de posición, movimiento y disposición espacial (Figura 30 1, elemento C1) . Este primer análisis se podrá ver modificados por valores de configuración introducidos a través del teclado (Figura 3, elemento L) .

Sobre este escenario situaremos los datos de los sensores electro-ópticos (Figura 1, elementos A1 y A2) que tras ser analizados mediante algoritmos de estéreo-visión que 35 permitirán situar los distintos elementos del entorno. Esta estimación será corregida por los datos de los sensores, o sensor, de ultrasonido (Figura 1, elementos B1, B2 y B3) .

Sobre esta representación tridimensional del medio, pasaremos a eliminar aquellos elementos que aunque hayan sido detectados no tengan interés inmediato para el invidente, 40 objetos ocluidos por otros, suelos, ventanas en paredes lateralmente dispuestas, etc.

Se pasara entonces usando el esquema del efecto doopler (elementos más cercanos en tonos agudos y más lejanos en tonos graves) a crear una representación bidimensional, lineal y sonora del entorno ajustada a los canales izquierdo y derecho para representar sus 45 respectivas zonas y ambos a la vez para la zona central.

Estos datos serán enviados a los periféricos de salida (Figura 2, elementos Z1 y Z2) que podrán coexistir en la invención o ser excluyentes según las necesidades y preferencias del usuario. 50

Los elementos de entrada y salida podrán ser situados en diversos soportes, diademas o tocados, pines de corbata, medallones, etc... siendo su orientación...

1. Sistema de análisis e información del entorno caracterizado por que dispone de:

- Sensores óptico-eléctricos para una captación de imágenes.

- Sensores de distancia al objeto más cercano. 5

- Sensores de ángulo y movimiento.

- Elementos de información acústicos y/o electromecánicos.

2. Sistema de proceso y codificación del entorno, de datos obtenidos según reivindicación 1.

3. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los sensores óptico-eléctricos son, al menos, una cámara electrónica, junto con las lentes, espejos, prismas y/o lo que necesitase para la correcta captación de imágenes.

4. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los 15 sensores de distancia al objeto más cercano son, al menos un dispositivo de reflexión de ultrasonido independiente.

5. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los sensores de ángulo y movimiento son, al menos un dispositivo giroscópico y/o de 20 percepción de movimiento en los tres ángulos.

6. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los elementos de información acústicos sean unos altavoces y/o auriculares.

7. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que los elementos de información electromecánicos son, al menos un vibrador eléctrico y/o elemento de inducción ósea.

8. Sistema de análisis e información del entorno según reivindicaciones 1 y 2, en el que el 30 sistema de proceso y codificación puede estar contenido en cualquier soporte de computación.