WO1999027883A1 - Procede et systeme permettant aux personnes non ou mal voyantes de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu - Google Patents

Procede et systeme permettant aux personnes non ou mal voyantes de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu Download PDF

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WO1999027883A1
WO1999027883A1 PCT/FR1998/002518 FR9802518W WO9927883A1 WO 1999027883 A1 WO1999027883 A1 WO 1999027883A1 FR 9802518 W FR9802518 W FR 9802518W WO 9927883 A1 WO9927883 A1 WO 9927883A1
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Fabien Beckers
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Fabien Beckers
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/06—Walking aids for blind persons
    • A61H3/068—Sticks for blind persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61H3/061—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means
    • A61H2003/063—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means with tactile perception

Definitions

  • the present invention relates to methods and systems for the blind or partially sighted people s steer without using a third party, in an environment that is totally foreign to them, especially in a building or a street.
  • GPS techniques Global Positioning System
  • Such techniques have been envisaged to allow a blind or partially sighted person to know their position in an unknown place and to determine their route in relation to obstacles placed on their route. This solution is not satisfactory for places (in particular corridors of buildings or metro) the GPS satellite links do not pass.
  • the method according to the invention allows blind or partially sighted people to orient themselves and to navigate in an unknown environment, avoiding obstacles. Said method consists in tele-informing the blind or visually impaired person of the path which they must follow, to go from one point to another, by means of a portable sensor, in particular tactile or audio receiving information from local transmitters.
  • said method comprises the steps:
  • the blind or visually impaired person has a portable object at their disposal. Said portable object makes it possible to implement the following steps of the method according to the invention:
  • said method consists in making available to the blind or partially sighted person a portable object, interacting with the ground and / or with proximity obstacles, allowing:
  • the invention also relates to a system enabling blind or partially sighted people to orient themselves and to navigate in an unknown environment, avoiding obstacles.
  • Said system comprises means for tele-informing the blind or visually impaired person of the path which they must follow to go from one point to another, by means of a portable sensor, in particular tactile or audio, receiving information from '' local transmitters.
  • said system comprises a plurality of micro-transmitters, in particular in the form of pellets marking out the route to be taken by people who are blind or visually impaired.
  • Said pads include: a memory containing orientation information relating to the location where they are arranged and to the path to be followed, and
  • the system also includes a portable object made available to the blind or visually impaired.
  • Said portable object comprises:
  • micro-transmitters are autonomous and programmed according to the place where they are placed.
  • the micro-transmitters are non-powered.
  • the portable object includes means for creating and radiating an electromagnetic field. Micro-transmitters receive their electrical energy from the electromagnetic field created by the portable object.
  • said system comprises a portable object made available to the blind or visually impaired person.
  • Said portable object comprises means of calculation:
  • Said portable object further comprises:
  • comparison means for comparing the distance of the obstacle to the reference distance and for detecting hollow obstacles and / or obstacles in relief
  • the invention also relates to a portable object intended to set up implements the system described above.
  • the invention also relates to a micro-transmitter intended to implement the system described above.
  • FIG. 4 presenting a schematic view of the reception hall and of a subway corridor and in which progresses the blind person provided with a tactile box
  • FIG. 1 shows a top view of the touch screen.
  • the tactile box 1 of semi-cylindrical shape is preferably mounted on the cane of the blind person and placed within reach of his hand.
  • the tactile unit 1 includes a tactile cursor 2 (which the blind or partially sighted person can feel when touched).
  • This cursor pivots around an axis 3 of plus 90 ° or minus 90 ° respectively to the right or to the left, relative to the median axis 4 of the touchscreen unit 1.
  • the cursor 2 is oriented according to the median axis 4 of the touch box 1, the blind or partially sighted person knows which is progressing in the right direction.
  • FIG. 2 represents, in the form of a block diagram, the functional diagram of the guidance system for the blind person.
  • the cursor 2 is actuated by a motor 5, the rotation is controlled by a microprocessor 6.
  • This microprocessor receives the orientation data coming from the pads 20 (see FIG. 3) via an antenna 7 and a receiver 8.
  • the microprocessor 6 controls the emission of the electromagnetic field generated by the transmitter 9 and the antenna 7.
  • the guidance system also includes an electronic compass 10.
  • a power supply (not shown), in particular a battery or a rechargeable battery, supplies the energy necessary for the functioning of the guidance system and for the creation of the electromagnetic field emitted by the antenna 7.
  • the microprocessor 6, the antenna 7, the receiver 8, the transmitter 9, the electronic compass 10 and the power supply are mounted in a box 11 that the blind person wears on the hip or on the back (FIGS. 4 and 5).
  • the electronic compass 10 permanently supplies the microprocessor 6 with the data enabling it to calculate the angle made by the median plane of the blind person with the Magnetic North (NM) 12.
  • the touch box 1 mounted on the cane of the non-sighted person LED is interconnected with the box 11 by flexible connections (cables or electromagnetic connections).
  • the data calculated by the microprocessor 6 can be transmitted to the motor 5 actuating the cursor 2 when the blind person progresses by scanning the area in front of them with their cane.
  • the cursor 2 is located on the median axis 4 of the tactile unit 1. Even if the blind person turns his hand and his cane to the right without rotating his body, the cursor 2 remains on the median axis 4 of the touchscreen box 1.
  • the blind person can move his hand holding the cane so that the median axis 4 of the touchscreen unit 1 is perpendicular to the direction of its shoulders and parallel to the direction of progression.
  • the touch box occupies this position the cursor 2 is oriented in the direction of progression. In the following description, it will be assumed that the touch box occupies this position.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a transmitting pad.
  • the electronic pads 20 operate without energy input and are inexpensive to manufacture.
  • the blind or visually impaired person are arranged along the path which the blind or visually impaired person must take. They can be stuck, for example, on the walls of subway corridors. They receive their energy from the electromagnetic field emitted by the antenna 7 of the box 11 via an induction coil 21.
  • the alternating current coming from the coil 21 is rectified by a rectifier 22 so as to produce the current continuous necessary for the functioning of the electronic circuit contained in the tablet.
  • the clock circuit 23 extracts from the signal picked up by the coil 21 a clock signal which controls a sequencer 24.
  • the sequencer 24 supplies the address signals from the memory 25 (containing the orientation data to be transmitted) as well as the signals necessary for coding by the encoder 26 of the data emitted by the pad 20.
  • the encoder 26 controls the operation of the modulator 27. This generates the electric current which modulates the electromagnetic field emitted by the coil 21 as a function of the data guidance to be transmitted. Thanks to this combination of means, the pads 20 emit a code composed of two parts: - the first part (a letter) corresponds to the route chosen by the blind person, - the second part (a number) corresponds to the direction to follow .
  • the number varies from 0 to 12 according to the following correspondence table with the angle (calculated in the trigonometric direction) formed by the direction to follow 17 with the direction of Magnetic North (NM) 12: Number Angle Number Angle 0 + 180 ° 8 - 30 °
  • FIG. 4 shows a schematic view of the reception hall and a subway corridor.
  • Blind person 40 arrives in hall 41 of the departure station.
  • a short range radio transmitter 42 which scrolls in a message indicating the different destinations where it can go.
  • Each journey is associated with a letter.
  • the box 11 has a keyboard 16 on which are arranged buttons bearing letters, in analogy to those mentioned in the message, corresponding to the different possible destinations. After listening to the message, once the destination has been chosen, the blind person selects, using the buttons on the keyboard 16, the letter associated with the chosen route. If, for example, he wants to go to the platform from the train leading to the direction of Boulogne, he will press the button bearing the letter B.
  • the guidance phase begins once the destination has been selected as described above.
  • the electromagnetic field created by the transmitter 9 and the antenna 7 excites the pad 43a located in the hall.
  • the microprocessor 6 receives, analyzes and stores in its memory area the two-part code transmitted by the pad 43a.
  • the first part, the letter (here the B) corresponds to the registered destination.
  • the angle formed by the direction to follow 44 and the Magnetic North 12 is
  • the pad 43a will therefore emit the number 8 (see correspondence table above).
  • the blind person 40 progresses in the direction 45a and the angle formed by the direction of progression 45a and the direction of the Magnetic North 12 is - 60 °.
  • the tactile cursor 2 is located along the center axis of the housing, that is to say along the direction of progression.
  • the microprocessor recalculates the angle which the cursor must rotate 2.
  • the angle formed by the direction of progression with Magnetic North will be - 30 °.
  • the cursor remains in the middle position. Note that the microprocessor 6 continuously calculates the angle between the direction of progression and the direction to follow (stored in the memory area of the microprocessor as just described above).
  • any deviation will result in a rotation of cursor 2 of which the blind person will be immediately informed. If, following a course incident (a stampede), the blind person deviates from his trajectory by pivoting on himself, he will therefore be brought back in the right direction, according to the same process as that described in stage (a ). The blind person continues to progress and enters lane 46. When they arrive near the pad 43b, stage (b), the microprocessor 6 receives new directions.
  • the code emitted by the pad 43b is always the number 8, which means that the direction to follow 44, has not changed with respect to the direction of Magnetic North and forms an angle with it. from - 30 °.
  • the blind person has not changed direction and moves in a direction 45b always forming the same angle of - 30 ° with the direction of Magnetic North.
  • the microprocessor calculates, as described above, the angle between the direction of progression and the direction to follow. As this is zero, the cursor remains in the middle position. The blind person then knows that he must continue his progress without changing direction.
  • the microprocessor 6 sends to the motor 5 the instruction according to which it must rotate the cursor 2 (to the left) by an opposite angle, equal to + 60 °, so that it is again aligned with the direction to to follow.
  • the blind person feels the cursor rotate under his fingers and swivels to his left.
  • FIG. 4 represents the blind person pivoting at the same time as he advances. It is in an intermediate position, the tactile cursor 2 is still to the left of the central axis 4 of the housing which is also parallel to the direction of progression 45c.
  • the blind person knows that he must continue his progression forward, continuing to pivot. She can use her cane to locate the stop 50 of the corridor that she must go around.
  • the angle formed by the direction of progression with the direction to follow is between - 90 ° and + 90 °.
  • this angle is equal to or greater than 90 °, or equal to or less than - 90 °
  • the microprocessor will actuate the motor so that the cursor 2 is respectively moved to the right end or to the left end of the housing.
  • the blind person will then know that they must pivot at least 90 ° to their right or left. We are therefore brought back to the case illustrated by FIG. 4 where the angle formed by the direction of progression with the direction to follow is between - 90 ° and + 90 °.
  • the cursor does not rotate when the blind person progresses in a straight line in the right direction. Then all along the way, for bifurcations or turns, the same process is applied. In front of each fork, turning or change of direction, are glued emitting dots.
  • the receiver 8 receives the codes. Once the trip code has been recognized (always the letter B), the computer determines, from the number transmitted, the angle by which the cursor actuated by the engine must pivot.
  • the rangefinder rod allowing blind people to reach from one point to another avoiding the obstacles located in their path.
  • Blind people fear that they do not know where the holes and small obstacles that flourish on the sidewalks are located, or the dangers that could arise, which they would be unable to detect despite their very advanced ability to perceive the environments in which they evolve.
  • These obstacles can be the pins to prevent cars from parking, sign posts, sidewalk steps, or troughs as well as sometimes people moving towards them too quickly, whose inattention sometimes leads to collision.
  • the electronic meter 51 of the laser type, is fixed to a rod 52, slightly inclined relative to the horizontal.
  • the obstacles are classified In order of difficulty, it is possible to inform the blind person by actuating, according to the measurements made by the electronic meter 51, a tactile element such as the cursor 2a of the housing 1 (FIG. 8).
  • a tactile element such as the cursor 2a of the housing 1 (FIG. 8).
  • the front of the cursor 2a means that the obstacle is hollow
  • a rearward movement of the cursor 2a means that the obstacle is in relief
  • the means for determining the direction of an orientation mark is a compass.
  • a gyroscope can be envisaged. It is also possible to use satellites or radio beacons located on the ground.
  • the position and direction of movement of the blind person can be determined in relation to a plan of the places where they are.
  • This plan can be made available to the blind or visually impaired person in the form of a CD ROM read by a portable reader. It can also be transmitted by transmitters arranged in such a way that their broadcasts can be received by the electronic equipment which the blind or partially sighted person carries with him.

Abstract

La présente invention concerne un procédé et un système permettant aux personnes non ou mal voyantes (40) de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu (41, 46). Le dit procédé consiste à téléinformer (43a, 43b, 43c, 43d) au moyen d'un senseur portable (1, 11) notamment tactile (2) ou audio, la personne non ou mal voyante (40) du trajet (44, 47) qu'elle doit suivre pour se rendre d'un point à un autre, en évitant les obstacles. Grâce à ce procédé la personne non ou mal voyante, ne disposant d'aucun point de repère matériel dont elle pourrait se souvenir et qu'elle pourrait reconnaître en tâtonnant avec sa canne, peut se diriger notamment dans les rues d'une ville, les couloirs d'un métro ou d'un immeuble.

Description

Procédé et système permettant aux personnes non ou mal voyantes de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu
La présente invention concerne les procédés et les systèmes permettant aux personnes non ou mal voyantes de s'orienter, sans l'aide d'un tiers, dans un environnement qui leur est totalement étranger, notamment dans un bâtiment ou dans une rue.
Comment donner à une personne non ou mal voyante la même autonomie qu'un voyant "découvrant" pour la première fois un lieu où il n'a jamais été ? Tel est le problème posé par la présente invention. Ce problème est particulièrement délicat à résoudre car la personne non ou mal voyante ne dispose d'aucun point de repère matériel dont il pourrait se souvenir et qu'il pourrait reconnaître en tâtonnant. Qu'une personne non voyante puisse jouir des mêmes degrés de liberté qu'un voyant dans un lieu inconnu, surprend. La présente invention, en plaçant les personnes qui voient et les personnes non ou mal voyantes sur un pied d'égalité, surmonte un tabou.
H est connu des procédés et des systèmes utilisant les techniques GPS (Global Positionning System) pour déterminer la position d'une personne. De telles techniques ont été envisagées pour permettre à une personne non ou mal voyante de connaître sa position dans un lieu inconnu et pour déterminer son itinéraire par rapport à des obstacles placés sur sa route. Cette solution n'est pas satisfaisante pour des lieux ( notamment des couloirs de bâtiments ou de métro) les liaisons GPS par satellite ne passent pas. Le procédé selon l'invention permet aux personnes non ou mal voyantes de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu, en évitant les obstacles. Le dit procédé consiste à téléinformer la personne non ou mal voyante du trajet qu'elle doit suivre, pour se rendre d'un point à un autre, au moyen d'un senseur portable, notamment tactile ou audio recevant des informations en provenance d'émetteurs locaux.
Dans une première forme de réalisation, le dit procédé comprend les étapes :
- de disposer tout au long du parcours que la personne non ou mal voyante empreinte une pluralité de micro-émetteurs locaux se présentant sous la forme de pastilles émettrices,
- d'émettre, au moyen des pastilles émettrices, des informations d'orientation relatives au trajet à suivre pour atteindre la destination sélectionnée par la personne non ou mal voyante. La personne non ou mal voyante a à sa disposition un objet portable. Le dit objet portable permet de mettre en oeuvre les étapes suivantes du procédé selon l'invention :
- l'étape de déterminer la direction de déplacement de la personne non ou mal voyante par rapport à la direction d'un repère d'orientation, notamment le nord magnétique,
- l'étape de sélectionner une destination,
- l'étape de recevoir les informations d'orientation émises par les pastilles émettrices relatives au trajet à suivre pour atteindre la destination sélectionnée, - l'étape de calculer la direction à suivre en fonction de la direction du repère d'orientation, de la destination sélectionnée et des informations d'orientation reçues relatives au trajet à suivre,
- l'étape de transmettre à la personne non ou au mal voyante la direction à suivre, notamment par des signaux audio ou des informations tactiles. Dans une deuxième forme de réalisation, ledit procédé consiste à mettre à la disposition de la personne non ou mal voyante un objet portable, interagissant avec le sol et/ou avec des obstacles de proximité, permettant :
- de déterminer la distance de référence à laquelle se trouve l'objet portable par rapport au sol,
- de calculer la distance à laquelle se trouve, par rapport à l'objet portable, un obstacle situé sur le chemin de la personne non ou mal voyante,
- de comparer la distance de l'obstacle à la distance de référence et de détecter les obstacles en creux et/ou les obstacles en relief,
- de transmettre à la personne non ou au mal voyante les caractéristiques topographiques de l'obstacle situé sur son chemin, notamment par des informations tactiles.
L'invention concerne également un système permettant aux personnes non ou mal voyantes de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu, en évitant les obstacles. Ledit système comprend des moyens pour téléinformer la personne non ou mal voyante du trajet qu'elle doit suivre pour se rendre d'un point à un autre, au moyen d'un senseur portable, notamment tactile ou audio, recevant des informations en provenance d'émetteurs locaux.
Dans une première forme de réalisation, ledit système comprend une pluralité de micro-émetteurs, se présentant notamment sous la forme de pastilles jalonnant le parcours à emprunter par les personnes non ou mal voyantes. Lesdites pastilles comportent : - une mémoire contenant des informations d'orientation relatives à l'emplacement où elles sont disposées et au trajet à suivre, et
- des moyens d'émission pour transmettre lesdites informations d'orientation.
Le système comprend également un objet portable mis à la disposition des personnes non ou mal voyantes. Ledit objet portable comporte :
- des moyens de réception des informations émises par les micro-émetteurs,
- des moyens pour sélectionner une destination,
- des moyens de calcul pour calculer :
* la direction de déplacement des personnes non ou mal voyantes par rapport à la direction d'un repère d'orientation, notamment une boussole,
* la direction à suivre en fonction de la direction du repère d'orientation, de la destination sélectionnée et des informations émises par les micro-émetteurs,
- des moyens de transmission aux personnes non ou au mal voyantes de la direction à suivre, notamment des moyens tactiles ou des moyens audio. Les micro-émetteurs sont autonomes et programmés en fonction du lieu où ils sont disposés. De préférence les micro-émetteurs sont non-alimentés. Avantageusement, l'objet portable comporte des moyens pour créer et rayonner un champ électromagnétique. Les micro-émetteurs reçoivent leur énergie électrique du champ électromagnétique créé par l'objet portable.
Dans une deuxième forme de réalisation, ledit système comprend un objet portable mis à la disposition de la personne non ou mal voyante. Le dit objet portable comporte des moyens de calcul :
- pour calculer la distance de référence à laquelle il se trouve par rapport au sol,
- pour calculer la distance à laquelle se trouve, par rapport à l'objet portable, un obstacle situé sur le chemin de la personne non ou mal voyante.
Ledit objet portable comporte en outre :
- des moyens de comparaison pour comparer la distance de l'obstacle à la distance de référence et pour détecter les obstacles en creux et/ou les obstacles en relief,
- des moyens pour transmettre à la personne non ou au mal voyante les caractéristiques topographiques de l'obstacle situé sur son chemin, notamment par des informations tactiles.
L'invention concerne également un objet portable destiné à mettre en oeuvre le système ci-dessus décrit.
L'invention concerne aussi un micro-émetteur destiné à mettre en oeuvre le système ci-dessus décrit.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description de variantes de réalisation de l'invention, données à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et de :
- la figure 1 présentant une vue de dessus du boîtier tactile,
- la figure 2 présentant, sous la forme de bloc diagramme, le schéma fonctionnel du système de guidage de la personne non voyante, - la figure 3 présentant une vue schématique d'une pastille émettrice,
- la figure 4 présentant une vue schématique du hall d'accueil et d'un couloir de métro et dans lequel progresse la personne non voyante muni d'un boîtier tactile,
- les figures 5, 6, 7 et 8 présentant une vue schématique de la personne non voyante utilisant une canne télémétrique munie d'un senseur tactile pour repérer les obstacles en creux ou en relief situés sur son chemin.
On va maintenant décrire la figure 1 qui représente une vue de dessus du boîtier tactile. Le boîtier tactile 1 de forme semi-cylindrique est de préférence monté sur la canne de la personne non voyante et placé à portée de sa main. Le boîtier tactile 1 comprend un curseur 2 tactile (que la personne non ou mal voyante peut sentir au toucher). Ce curseur pivote autour d'un axe 3 de plus 90° ou de moins 90° respectivement vers la droite ou vers la gauche, par rapport à l'axe médian 4 du boîtier tactile 1. Par convention, lorsque le curseur 2 est orienté selon l'axe médian 4 du boîtier tactile 1, la personne non ou mal voyante sait quelle progresse dans la bonne direction.
On va maintenant décrire la figure 2 qui représente, sous la forme de bloc diagramme, le schéma fonctionnel du système de guidage de la personne non voyante. Le curseur 2 est actionné par un moteur 5, dont la rotation est contrôlée par un microprocesseur 6. Ce microprocesseur reçoit les données d'orientation provenant des pastilles 20 (voir figure 3) via une antenne 7 et un récepteur 8. Le microprocesseur 6 contrôle l'émission du champ électromagnétique généré par l'émetteur 9 et l'antenne 7. Le système de guidage comporte également une boussole électronique 10.
Une alimentation électrique (non représentée), notamment une pile ou une batterie rechargeable, fournit l'énergie nécessaire au fonctionnement du système de guidage et à la création du champ électromagnétique émis par l'antenne 7. De préférence le microprocesseur 6, l'antenne 7, le récepteur 8, l'émetteur 9, la boussole électronique 10 et l'alimentation électrique sont montés dans une boite 11 que la personne non voyante porte à la hanche ou dans le dos (figure 4 et 5). La boussole électronique 10 fournit en permanence au microprocesseur 6 les données lui permettant de calculer l'angle que fait le plan médian de la personne non voyante avec le Nord Magnétique (NM) 12. Le boîtier tactile 1 monté sur la canne de la personne non voyante est interconnecté avec la boite 11 par des liaisons souples (câbles ou liaisons électromagnétiques). .Ainsi les données calculées par le microprocesseur 6 peuvent être transmises au moteur 5 actionnant le curseur 2 lorsque la personne non voyante progresse en balayant la zone devant elle avec sa canne. Il est important de rappeler avant de poursuivre la description que, par convention, lorsque la personne non ou mal voyante progresse dans la bonne direction le curseur 2 est situé sur l'axe médian 4 du boîtier tactile 1. Même si la personne non voyante tourne sa main et sa canne vers la droite sans faire pivoter son corps, le curseur 2 reste sur l'axe médian 4 du boîtier tactile 1. Toutefois, pour plus de commodité la personne non voyante pourra déplacer sa main tenant la canne de telle sorte que l'axe médian 4 du boîtier tactile 1 soit perpendiculaire à la direction de ses épaules et parallèle à la direction de progression. En effet, lorsque le boîtier tactile occupe cette position, le curseur 2 est orienté dans la direction de progression. Dans la suite de la description, on supposera que la boîtier tactile occupe cette position.
On va maintenant décrire la figure 3 qui représente une vue schématique d'une pastille émettrice. Les pastilles électroniques 20 fonctionnent sans apport d'énergie et sont peu coûteuses à fabriquer.
Ainsi qu'on le verra en se référant à la figure 4, elles sont disposées le long du trajet que doit emprunter la personne non ou mal voyante. Elles peuvent être collées par exemple aux murs des couloirs du métro. Elles reçoivent leur énergie du champ électromagnétique émis par l'antenne 7 de la boite 11 par l'intermédiaire d'une bobine d'induction 21. Le courant alternatif provenant de la bobine 21 est redressé par un redresseur 22 de manière à produire le courant continu nécessaire au fonctionnement du circuit électronique contenu dans la pastille. Le circuit d'horloge 23 extrait du signal capté par la bobine 21 un signal d'horloge qui pilote un séquenceur 24. Le séquenceur 24 fournit les signaux d'adresse de la mémoire 25 (contenant les données d'orientation à transmettre) ainsi que les signaux nécessaires au codage par l'encodeur 26 des données émises par la pastille 20. L'encodeur 26 contrôle le fonctionnement du modulateur 27. Celui-ci génère le courant électrique qui module le champ électromagnétique émis par la bobine 21 en fonction des données d'orientation à transmettre. Grâce à cette combinaison de moyens, les pastilles 20 émettent un code composé de deux parties : - la première partie (une lettre) correspond au trajet choisi par la personne non voyante, - la seconde partie ( un nombre) correspond à la direction à suivre.
Le nombre varie de 0 à 12 selon la table de correspondance suivante avec l'angle (calculé dans le sens trigonométrique) foπné par la direction à suivre 17 avec la direction du Nord Magnétique (NM) 12 : Nombre Angle Nombre Angle 0 + 180° 8 - 30°
1 + 160° 9 - 60°
2 + 120° 10 - 90° 5 + 60° 11 - 120° 6 + 30° 12 - 160°
7 0°
On va maintenant décrire le fonctionnement du système selon l'invention. La situation choisie ici est celle du métro parisien, mais le système est fonctionnel et applicable à toute infrastructure. D peut être adapté à la rue, à un immeuble, etc. La figure 4 représente une vue schématique du hall d'accueil et d'un couloir de métro. La personne non voyante 40 arrive dans le hall 41 de la station de départ. Dans ce dernier est disposé un émetteur radio 42 à faible portée qui défile en boucle un message indiquant les différentes destinations où il peut se rendre. A chaque trajet est associé une lettre. Exemple de message :
"Nous êtes à la station Odéon devant les guichets principaux vous avez le choix d'aller sur le quai direction gare d' Austerlitz : lettre A le quai direction Boulogne : lettre B le quai direction porte de Clignancourt : lettre C ou sur le quai direction porte d'Orléans : lettre D"
La boite 11, portée à la hanche par la personne non voyante, comporte également un récepteur 8 et un haut parleur 15. Elle peut ainsi entendre le message émis par l'émetteur radio 42. La boite 11 comporte un clavier 16 sur lequel sont disposés des boutons portant des lettres, en analogie à celles citées lors du message, correspondant aux différentes destinations possibles. A la suite de l'écoute du message, une fois la destination choisie, la personne non voyante sélectionne, grâce aux boutons du clavier 16, la lettre associée au trajet choisi. Si par exemple, il veut se rendre sur le quai de la rame menant à la direction Boulogne, il va appuyer sur le bouton portant la lettre B.
La phase de guidage commence une fois la destination sélectionnée ainsi qu'il vient d'être décrit ci-dessus. Le champ électromagnétique créé par l'émetteur 9 et l'antenne 7 excite la pastille 43a située dans le hall. Le microprocesseur 6 reçoit, analyse et mémorise dans sa zone mémoire le code en deux parties émis par la pastille 43a. Dans l'exemple décrit, la première partie, la lettre (ici le B), correspond bien à la destination enregistrée. Au stade (a) de la progression, au départ dans l'exemple décrit, l'angle formé par la direction à suivre 44 et le Nord Magnétique 12 est de
- 30°. La pastille 43a émettra donc le nombre 8 (voir table de correspondance ci-dessus). La personne non voyante 40 progresse dans la direction 45a et l'angle formé par la direction de progression 45a et la direction du Nord Magnétique 12 est de - 60°. Le curseur tactile 2 est situé selon l'axe médian du boîtier, c'est-à-dire selon la direction de progression
45a. On a représenté sur la droite de la personne non voyante 40 une vue agrandie du boîtier tactile 1 au stade (a) de la progression. Il apparaît que la direction de progression de la personne non voyante n'est pas la bonne. Elle fait un angle avec la direction à suivre que l'on peut calculer selon l'équation algébrique : angle (direction à suivre, direction de progression) = angle (direction de progression, direction du Nord Magnétique) - angle (direction à suivre, direction du Nord Magnétique) Soit, dans le cas considéré, un angle de : - 60° - (- 30°) = - 30°. Le microprocesseur 6 calcule cet angle et envoie au moteur 5 l'instruction selon laquelle il doit faire tourner le curseur 2 (vers la gauche) d'un angle opposé, égal à + 30°, de telle sorte qu'il soit de nouveau aligné avec la direction à suivre. La personne non voyante sent le curseur tourner vers sa gauche et pivote elle-même dans le même sens. Au fur et à mesure que la personne non voyante pivote, le microprocesseur recalcule l'angle dont doit tourner le curseur 2. Lorsque la personne non voyante aura pivoté d'un angle de + 30°, l'angle formé par la direction de progression avec le Nord Magnétique sera de - 30°. Le microprocesseur vérifiera alors, en appliquant l'équation ci-dessus, que l'angle entre la direction de progression et la direction à suivre est nul : - 30° -(-30°) = 0°. Le curseur reste en position médiane. On notera que le microprocesseur 6 calcule en permanence l'angle entre la direction de progression et la direction à suivre (mémorisée dans la zone mémoire du microprocesseur ainsi qu'il vient d'être décrit ci-dessus). Tout écart entraînera une rotation du curseur 2 dont la personne non voyante sera immédiatement avertie. Si, suite à un incident de parcours (une bousculade), la personne non voyante s'écarte de sa trajectoire en pivotant sur elle-même, elle sera donc ramenée dans la bonne direction, selon le même processus que celui décrit au stade (a). La personne non voyante poursuit sa progression et s'engage dans le couloir 46. Lorsqu'elle parvient à proximité de la pastille 43b, stade (b), le microprocesseur 6 reçoit de nouvelles indications d'orientation. Dans l'exemple décrit, le code émis par la pastille 43b est toujours le nombre 8, ce qui signifie que la direction à suivre 44, n'a pas changé par rapport à la direction du Nord Magnétique et forme avec celle-ci un angle de - 30°. Par hypothèse, la personne non voyante n'a pas changé de direction et se déplace dans une direction 45b formant toujours le même angle de - 30° avec la direction du Nord Magnétique. Le microprocesseur calcule, ainsi que cela a été décrit précédemment, l'angle entre la direction de progression et la direction à suivre. Comme celui-ci est nul, le curseur reste en position médiane. La personne non voyante sait alors qu'elle doit poursuivre sa progression sans changer de direction.
Lorsque la personne non voyante arrive à proximité de la pastille 43c, le microprocesseur reçoit l'indication de code : nombre 6. Ce qui signifie que la direction à suivre 47 fait un angle de + 30° par rapport à la direction du Nord Magnétique 12. Comme auparavant elle progressait dans une direction 45b qui faisait un angle de - 30° par rapport à la direction du Nord Magnétique 12, le microprocesseur 6 en déduit, par application de l'équation : angle (direction à suivre, direction de progression) = angle (direction de progression, direction du Nord Magnétique) - angle (direction à suivre, direction du Nord Magnétique), l'angle de la direction à suivre 47 par rapport à la direction de progression 45b soit : - 30° - (-4- 30°) = - 60°. Le microprocesseur 6 envoie au moteur 5 l'instruction selon laquelle il doit faire tourner le curseur 2 (vers la gauche) d'un angle opposé, égal à + 60°, de telle sorte qu'il soit de nouveau aligné avec la direction à suivre. La personne non voyante sent le curseur tourner sous ses doigts et pivote vers sa gauche. La figure 4 représente la personne non voyante en train de pivoter en même temps qu'elle avance. Elle est dans une position intermédiaire, le curseur tactile 2 est encore à gauche de l'axe médian 4 du boîtier qui est également parallèle à la direction de progression 45c. La personne non voyante sait qu'elle doit poursuivre sa progression en avant, en continuant à pivoter. Elle peut s'aider de sa canne pour repérer l'arrête 50 du couloir qu'elle doit contourner.
Lorsqu'elle arrive à proximité de la pastille 43d, elle reçoit le code nombre 6 ce qui signifie que la direction à suivre 47 fait toujours un angle de + 30° par rapport à la direction du Nord Magnétique 12. Comme elle a continué à pivoter, sa nouvelle direction de progression 45d fait désormais un angle de + 30° par rapport à la direction du Nord Magnétique 12. Le microprocesseur 6 en déduit que l'angle de la direction à suivre 47 par rapport à la direction de progression 45d est de : + 30° - (+ 30°) = 0°. Le microprocesseur 6 n'envoie aucune instruction au moteur 5. Le curseur 2 est dirigé selon l'axe médian 4 du boîtier 1. La personne non voyante sait qu'elle doit poursuivre sa progression en avant sans dévier de sa direction. Dans l'exemple illustré par la figure 4, l'angle formé par la direction de progression avec la direction à suivre est compris entre - 90° et + 90°. Dans le cas où cet angle est égal ou supérieur à 90°, ou égal ou inférieur à - 90°, par convention le microprocesseur actionnera le moteur de telle sorte que le curseur 2 soit respectivement déplacé jusqu'à l'extrémité droite ou à l'extrémité gauche du boîtier. La personne non voyante saura alors qu'elle doit pivoter d'au moins 90° sur sa droite ou sur sa gauche. On est donc ramené au cas illustré par la figure 4 où l'angle formé par la direction de progression avec la direction à suivre est compris entre - 90° et + 90°.
Le curseur ne pivote pas lorsque la personne non voyante progresse en ligne droite dans la bonne direction. Ensuite tout le long du trajet, pour les bifurcations ou les tournants, le même procédé est appliqué. Devant chaque fourche, tournant ou changement de direction, sont collées des pastilles émettrices. Le récepteur 8 reçoit les codes. Une fois reconnu le code du trajet (toujours la lettre B), le calculateur détermine, à partir du nombre émis, l'angle dont doit pivoter le curseur actionné par le moteur.
Il est important de noter que cette information est d'autant plus simple à obtenir que le boîtier tactile est disposé au niveau de la poignée de la canne, sous ses doigts. C'est donc par un simple mouvement de ce dernier que la personne non voyante est constamment informée des déplacements qu'elle doit effectuer pour atteindre son but, sans aucune nuisance sonore. A l'arrivée, un autre émetteur radio du même type que l'émetteur radio 42 ci-dessus décrit informe l'usager de l'endroit où il se trouve, car dans le cas du métro comme dans beaucoup de lieux, les extrémités des trajets sont à la fois des départs et des arrivées, selon le chemin qui y conduit.
On va maintenant décrire, en se référant aux figures 5, 6, et 7, la canne télémétrique permettant aux personnes non voyantes de se rendre d'un point à un autre en évitant les obstacles situés sur leur chemin. Les personnes non voyantes craignent de ne pas savoir où se situent les trous et les petits obstacles qui fleurissent sur les trottoirs, ou les dangers qui pourraient survenir, qu'elles seraient incapables de détecter malgré leur faculté très poussée de perception des environnements dans lesquels elles évoluent. Ces obstacles peuvent être les quilles pour empêcher les voitures de se garer, les poteaux de signalisation, les marches des trottoirs, ou les creux ainsi que parfois certaines personnes se déplaçant vers eux trop vite, dont l'inattention mène parfois à la collision. Le mètre électronique 51, du type laser, est fixé sur une canne 52, légèrement inclinée par rapport à l'horizontale. Il permet au non voyant de balayer une certaine zone devant lui et de calculer la distance de référence entre le mètre électronique 51 et le sol 53. Si, ainsi que cela est représenté sur la figure 6, un trou 54 a été creusé dans le sol 53, la distance entre le mètre électronique 51 sera forcement supérieure à la distance de référence. Si, figure 7, à la place du trou, il existe un poteau ou une quille 55, la distance entre le mètre électronique et l'obstacle sera inférieure à la distance de référence. La comparaison de la distance mesurée à la distance de référence permet donc de déterminer s'il s'agit d'un obstacle de type "cavité" ou d'un obstacle de type "en relief. Selon les différences mesurées, les obstacles sont classés par ordre de difficulté. Il est possible d'informer la personne non voyante en actionnant, en fonction des mesures effectuées par le mètre électronique 51, un élément tactile tel que le curseur 2a du boîtier 1 (figure 8). Par convention un déplacement vers l'avant du curseur 2a signifie que l'obstacle est en creux, un déplacement vers l'arrière du curseur 2a signifie que l'obstacle est en relief. Plus le déplacement est important plus l'amplitude de l'obstacle est grande.
Dans l'exemple qui a été décrit, le moyen pour déterminer la direction d'un repère d'orientation est une boussole. D'autres moyens sont envisageables notamment un gyroscope. Il est également possible d'utiliser des satellites ou des balises émettrices situées au sol.
La position et la direction de déplacement de la personne non voyante peuvent être déterminées par rapport à un plan des lieux où elle se trouve.
Ce plan peut être mis à la disposition de la personne non ou mal voyante sous la forme d'un CD ROM lu par un lecteur portable. Il peut également être télétransmis par des émetteurs disposés de telle sorte que leurs émissions peuvent être reçues par l'équipement électronique que la personne non ou mal voyante transporte avec elle.

Claims

Revendications
1. Procédé permettant aux personnes non ou mal voyantes (40) de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu (41, 46), en évitant les obstacles (54, 55) ; le dit procédé consistant à téléinformer (20, 51) la personne non ou malvoyante (40) du trajet (44, 47) qu'elle doit suivre, pour se rendre d'un point à un autre, au moyen d'un senseur portable (1), notamment tactile (2) ou audio (15), recevant des informations en provenance d'émetteurs locaux.
2. Procédé permettant aux personnes non ou mal voyantes (40) de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu (41, 46), notamment dans les couloirs d'une station de métro, le dit procédé comprenant les étapes :
- de disposer, tout au long du parcours (41,46) que la personne non ou mal voyante emprunte, une pluralité de micro-émetteurs se présentant notamment sous la forme de pastilles émettrices (20),
- d'émettre, au moyen des pastilles émettrices (20), des informations d'orientation relatives au trajet à suivre pour atteindre la destination sélectionnée par la personne non ou mal voyante ; la personne non ou mal voyante ayant à sa disposition un objet portable (1,
11) pour mettre en oeuvre les étapes suivantes du procédé :
* l'étape de déterminer la direction de déplacement (45a, 45b, 45c, 45d) de la personne non ou mal voyante (40) par rapport à la direction d'un repère d'orientation (12), notamment le nord magnétique, * l'étape de sélectionner (16) une destination,
* l'étape de recevoir (7, 8) les informations d'orientation émises par les pastilles émettrices relatives au trajet à suivre pour atteindre la destination sélectionnée,
* l'étape de calculer (6) la direction à suivre (17, 44, 47) en fonction de la direction du repère d'orientation (12), de la destination sélectionnée et des informations d'orientation reçues relatives au trajet à suivre,
* l'étape de transmettre (2, 15) à la personne non ou au mal voyante (40) la direction à suivre, notamment par des signaux audio ou des informations tactiles.
3. Procédé permettant aux personnes non ou mal voyantes (40) de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu (41, 46), la personne non ou mal voyante (40) ayant à sa disposition un objet portable (1, 11, 51, 52) pour mettre en oeuvre les étapes suivantes du procédé :
* l'étape de déterminer la distance de référence à laquelle se trouve l'objet portable (1, 11, 51, 52) par rapport au sol (53),
* l'étape de calculer la distance à laquelle se trouve, par rapport à l'objet portable, un obstacle (54, 55) situé sur le chemin de la personne non ou mal voyante,
* l'étape de comparer la distance de l'obstacle à la distance de référence et de détecter les obstacles en creux (54) et les obstacles en relief (55). * l'étape de transmettre (2) à la personne non ou au mal voyante les caractéristiques topographiques de l'obstacle (54, 55) situé sur son chemin, notamment par des informations tactiles.
4. Système permettant aux personnes non ou mal voyantes (40) de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu (41, 46), en évitant les obstacles (54, 55), ledit système comprenant des moyens pour téléinformer (20, 51), la personne non ou mal-voyante du trajet (44, 47) qu'elle doit suivre pour se rendre d'un point à un autre, au moyen d'un senseur portable (1), notamment tactile (2) ou audio (15), recevant des informations en provenance d'émetteurs locaux.
5. Système permettant aux personnes non ou mal voyantes (40) de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu (41, 46) le dit système comprenant :
- d'une part, une pluralité de micro-émetteurs (20, 43a, 43b, 43c, 43 d) se présentant notamment sous la forme de pastilles, jalonnant le parcours (41, 46) à emprunter par les personnes non ou mal voyantes ; lesdites pastilles comportant
* une mémoire (25) contenant des informations d'orientation relatives à l'emplacement où elles sont disposées et au trajet à suivre, et * des moyens d'émission (26, 27) pour transmettre lesdites informations d'orientation,
- d'autre part, un objet portable (1, 11) mis à la disposition des personnes non ou mal voyantes comportant (40),
* des moyens de réception (7, 8) des informations émises par les micro-émetteurs (20),
* des moyens pour sélectionner (16) une destination,
* des moyens de calcul (6)
/ pour calculer la direction de déplacement (45 a, 45 b, 45c, 45d) des personnes non ou mal voyantes par rapport à la direction d'un repère d'orientation (12), notamment une boussole, et
/ pour calculer la direction à suivre (17, 44, 47) en fonction de la direction du repère d'orientation (12), de la destination sélectionnée et des informations émises par les micro-émetteurs (20),
* des moyens de transmission (2) aux personnes non ou mal voyantes (40) de la direction à suivre (17, 44, 47), notamment des moyens tactiles ou des moyens audio.
6. Système selon la revendication 5, tel que les micro-émetteurs (20) sont autonomes et programmés en fonction du lieu où ils sont disposés.
7. Système selon la revendication 6, tel que les micro-émetteurs (20) sont non-alimentés.
8. Système selon la revendication 7, tel que
- l'objet portable (1, 11) comporte des moyens pour créer (9) et rayonner (7) un champ électromagnétique, - les micro-émetteurs (20) reçoivent leur énergie électrique du champ électromagnétique créé par l'objet portable (1, 11).
9. Système permettant aux personnes non ou mal voyantes (40) de s'orienter et de se diriger dans un environnement inconnu (41, 46), le dit système comprenant : - un objet portable (1, 11, 51, 52), mis à la disposition de la personne non ou mal voyante (40), comportant :
* des moyens de calcul (51)
/ pour calculer la distance de référence à laquelle se trouve l'objet portable (1, 11, 51) par rapport au sol (53), / pour calculer la distance, par rapport à l'objet portable
(1, 11, 51) à laquelle se trouve un obstacle (54, 55) situé sur le chemin (53) de la personne non ou mal voyante,
* des moyens de comparaison (51) pour comparer la distance de l'obstacle à la distance de référence et pour détecter les obstacles en creux(54) et/ou les obstacles en relief (55).
* des moyens pour transmettre (2) à la personne non ou mal voyante (40) les caractéristiques topographiques de l'obstacle (54, 55) situé sur son chemin (53), notamment par des informations tactiles (2).
10. Objet portable destiné à mettre en oeuvre le système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9
11. Micro-émetteur, se présentant notamment sous la forme d'une pastille, destiné à mettre en oeuvre le système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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