从专利视角看盲人助行产品的发展趋势
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摘要：据统计，我国现有视力障碍者1 000多万，他们出行时一般需要陪同人员或导盲犬的帮助，助行产品的出现使得盲人能够独立出行。目前，盲人助行产品功能已经有了显著提高，具有良好的人机交互能力和较高的准确度，在很大程度上方便了盲人的出行。以盲人助行产品的专利申请为分析对象，分析全球范围以及中国范围内关于盲人助行产品的技术路线发展状况。
关键词：专利视角;盲人;视力障碍;助行产品
中图分类号：TB472
文献标识码：A
DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.024
1 概述
我国的残疾人口逐年增加，其中视力障碍者占有较大的比例。患有视力障碍者往往无法独立出行，较为原始的解决方式是由专人陪同引导，随后出现了用于引导盲人行走的犬类——导盲犬，除此之外还存在一种通过助行产品进行导盲的导盲方式。通过手持式、头戴式导盲产品来辅助盲人出行，使盲人既不用受出行时间的束缚，也不用耗费大量的经济成本即可较为安全地出行。盲人助行产品的设计与研究具有重大的意义，通过对助行产品的设计与开发能够切实发现盲人行走过程中的问题，通过交流和改进能够切实解决盲人出行过程中存在的问题，使盲人能够更加灵活、便捷地出行。
2 国内外盲人助行产品的技术发展路线
本文选择中国专利文献检索系统CPRSABS和德温特世界专利索引数据库DWPI进行了数据统计，在检索过程中采用关键词结合分类号的方式进行，通过对检索所获得的该领域的专利申请进行统计和分析研究，检索文献涵盖了申请日在2017-01之前的全球发明和实用新型专利申请。
2.1 早期盲人助行产品
最原始的盲人助行产品为手杖/盲杖，早期的手杖仅具备基本的机械式探测功能。后来为了方便盲人携带手杖，使盲人在非步行状态下能够方便携带手杖，逐渐出现了折叠式或伸缩式的手杖，如1974年提交、申请号为US19740499239的美国专利申请中公开了一种通过可调节长度的手杖，通过钩、环、绳索等机械结构的配合来调节手杖整体的长度;1992年提交、申请号为CN92200908的中国专利申请同样公开了一种可调节长度的手杖，手杖长度的调整方式可为两段折叠式或可伸缩式。1972年提交、申请号为GB677172的英国专利申请通过在手杖末端设置滚轮能够减少原始盲杖在试探的过程中所遗漏的小型障碍物;1988年提交、申请号为CN88201963的中国专利申请也提出了类似的技术方案，其通过设置在盲杖末端的滚轮对路面的平坦程度进行预估，方便盲人出行。1984年提交的、申请号为EP84108905的欧洲专利申请通过扬声器和灯泡发出声音和光亮，保证盲人在夜晚等低照明度环境下的安全;在中国，1988年也提交了类似的专利申请，申请号为CN88207230，其通过在盲杖杆体部位涂覆反光材料，使盲人在夜间出行时容易被发现，保证夜间行走安全。
与此同时，还出现了导盲鞋等其他形式的导盲产品，如1977年提交的申请号为FR7707395的法国专利申请中公开了一种鞋式导盲器，通过设置在道路上的金属引导条与绑缚在盲人脚踝上的探测器、扬声器相配合，辅助盲人行走。
2.2 发展中的盲人助行产品
随着科技的发展，其他领域中的一些技术也逐渐应用至导盲产品中，例如红外、声波、激光测距技术等。1987年，申请号为US19870018740的美国专利申请中公开了一种通过发射、接收红外线来测量障碍物距离的手杖，使得盲人能够较早地预知前方障碍物的分布情况，提高了导盲的有效性。在中国，类似的专利申请提交于1992年，申请号为CN92215900，通过红外测距所得的信号控制振动报警装置发出振动形式的报警。
1993年，申请号为US19930087342的美国专利申请中公开了一种利用激光测距的导盲产品，通过接收从障碍物反射回的激光信号来测量距离，在角度、距离上具有良好的精确度。1995年，申请号为DE19505402的德国专利申请，通过在导盲杖上设置超声波发射、接收器来测量障碍物与使用者之间的距离，而后通过扬声器提醒使用者。2005年，申请号为CN200520033201的中国专利申请中公开了一种盲人运动员的导盲产品，通过粘搭在运动员的衣帽上的软袋和运动场地上的激光导向器等来为盲人运动员导盲，同样利用了激光测距原理。
2.3 较为成熟的盲人助行产品
2002年，申请号为CN02143161的中国专利申请中公开了通过两台CCD摄像机的摄像信号测量盲人到障碍物的距离，然后通过触觉或声音提示盲人的导盲产品，提高了盲人对导盲信号的感知度。2005年，申请号为DE202005017620的德国专利申请中公开了一种新的导盲方式，其在盲人手臂上设置刺激区，将红外、超声波等传感器检测到的信息通过刺激区刺激盲人来导盲。
2005年，申请号为US20050179261的美国专利申请中同样公开了一种通过相机实现的导盲方式，其具体通过深度摄像机组或者深度传感器来检测盲人与周围环境中物体的距离，而后将深度信息转换为电刺激或机械振动刺激，通过控制刺激的强弱来提醒用户离障碍物的远近。
与此同时，通过激光测距、声波测距、红外测距等多种测距方式中的两种或多种相互协同工作，共同完成辅助盲人行走，提高导盲准确性的方式也在逐步出現。
2.4 日趋完善的盲人助行产品
随着互联网技术的不断发展，盲人助行产品中也逐渐出现网络交互功能。1997年，申请号为US19970936640的美国专利申请中公开了结合全球定位系统GPS为盲人进行精确定位的导盲产品。2003年，申请号为JP2003152818的日本专利申请中公开了通过射频电子标签RFID进行导盲，通过在RFID电子标签中预先存储相关信息，而后读取RFID电子标签内的信息进行导盲，大大提高了导盲过程中的准确度。2007年，申请号为CN200710039629的中国专利申请中，公开了一种展馆盲人引导系统，通过设置远端服务器，将从盲人处接受信号，将信号发送给盲人来实现远程导盲，提高了工作效率。
在2010年以后至今，大量专利申请均为结合激光和/或GPS和/或超声波和/或RFID电子标签和/或红外和/或GPRS/3G通讯等技术的方式来实施导盲，通过各种技术相互配合来提高导盲的准确性、有效性。与此同时，也出现了电子眼或舌头导盲仪等导盲方式，通过将相机采集到的信号转换为电子脉冲，刺激视网膜、再造画面，从而模拟自然眼的功能，但就目前技术而言分辨率较低且一般为黑白图像。
3 总结
盲人助行产品中较为重要的一点还是如何实现无障碍，不仅在助行产品上要实现无障碍，在公共场所的无障碍设施上也要实现无障碍，从而在技术上和人文上才能实现对盲人的关怀。相信在不久的将来，盲人助行产品的研究和应用会更加广泛和丰富。
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