從專利視角看盲人助行產品的發展趨勢

李珊珊

摘要：據統計，我國現有視力障礙者1 000多萬，他們出行時一般需要陪同人員或導盲犬的幫助，助行產品的出現使得盲人能夠獨立出行。目前，盲人助行產品功能已經有了顯著提高，具有良好的人機交互能力和較高的準確度，在很大程度上方便了盲人的出行。以盲人助行產品的專利申請為分析對象，分析全球范圍以及中國范圍內關于盲人助行產品的技術路線發展狀況。

關鍵詞：專利視角;盲人;視力障礙;助行產品

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.08.024

1 概述

我國的殘疾人口逐年增加，其中視力障礙者占有較大的比例。患有視力障礙者往往無法獨立出行，較為原始的解決方式是由專人陪同引導，隨后出現了用于引導盲人行走的犬類——導盲犬，除此之外還存在一種通過助行產品進行導盲的導盲方式。通過手持式、頭戴式導盲產品來輔助盲人出行，使盲人既不用受出行時間的束縛，也不用耗費大量的經濟成本即可較為安全地出行。盲人助行產品的設計與研究具有重大的意義，通過對助行產品的設計與開發能夠切實發現盲人行走過程中的問題，通過交流和改進能夠切實解決盲人出行過程中存在的問題，使盲人能夠更加靈活、便捷地出行。

2 國內外盲人助行產品的技術發展路線

本文選擇中國專利文獻檢索系統CPRSABS和德溫特世界專利索引數據庫DWPI進行了數據統計，在檢索過程中采用關鍵詞結合分類號的方式進行，通過對檢索所獲得的該領域的專利申請進行統計和分析研究，檢索文獻涵蓋了申請日在2017-01之前的全球發明和實用新型專利申請。

2.1 早期盲人助行產品

最原始的盲人助行產品為手杖/盲杖，早期的手杖僅具備基本的機械式探測功能。后來為了方便盲人攜帶手杖，使盲人在非步行狀態下能夠方便攜帶手杖，逐漸出現了折疊式或伸縮式的手杖，如1974年提交、申請號為US19740499239的美國專利申請中公開了一種通過可調節長度的手杖，通過鉤、環、繩索等機械結構的配合來調節手杖整體的長度;1992年提交、申請號為CN92200908的中國專利申請同樣公開了一種可調節長度的手杖，手杖長度的調整方式可為兩段折疊式或可伸縮式。1972年提交、申請號為GB677172的英國專利申請通過在手杖末端設置滾輪能夠減少原始盲杖在試探的過程中所遺漏的小型障礙物;1988年提交、申請號為CN88201963的中國專利申請也提出了類似的技術方案，其通過設置在盲杖末端的滾輪對路面的平坦程度進行預估，方便盲人出行。1984年提交的、申請號為EP84108905的歐洲專利申請通過揚聲器和燈泡發出聲音和光亮，保證盲人在夜晚等低照明度環境下的安全;在中國，1988年也提交了類似的專利申請，申請號為CN88207230，其通過在盲杖桿體部位涂覆反光材料，使盲人在夜間出行時容易被發現，保證夜間行走安全。

與此同時，還出現了導盲鞋等其他形式的導盲產品，如1977年提交的申請號為FR7707395的法國專利申請中公開了一種鞋式導盲器，通過設置在道路上的金屬引導條與綁縛在盲人腳踝上的探測器、揚聲器相配合，輔助盲人行走。

2.2 發展中的盲人助行產品

隨著科技的發展，其他領域中的一些技術也逐漸應用至導盲產品中，例如紅外、聲波、激光測距技術等。1987年，申請號為US19870018740的美國專利申請中公開了一種通過發射、接收紅外線來測量障礙物距離的手杖，使得盲人能夠較早地預知前方障礙物的分布情況，提高了導盲的有效性。在中國，類似的專利申請提交于1992年，申請號為CN92215900，通過紅外測距所得的信號控制振動報警裝置發出振動形式的報警。

1993年，申請號為US19930087342的美國專利申請中公開了一種利用激光測距的導盲產品，通過接收從障礙物反射回的激光信號來測量距離，在角度、距離上具有良好的精確度。1995年，申請號為DE19505402的德國專利申請，通過在導盲杖上設置超聲波發射、接收器來測量障礙物與使用者之間的距離，而后通過揚聲器提醒使用者。2005年，申請號為CN200520033201的中國專利申請中公開了一種盲人運動員的導盲產品，通過粘搭在運動員的衣帽上的軟袋和運動場地上的激光導向器等來為盲人運動員導盲，同樣利用了激光測距原理。

2.3 較為成熟的盲人助行產品

2002年，申請號為CN02143161的中國專利申請中公開了通過兩臺CCD攝像機的攝像信號測量盲人到障礙物的距離，然后通過觸覺或聲音提示盲人的導盲產品，提高了盲人對導盲信號的感知度。2005年，申請號為DE202005017620的德國專利申請中公開了一種新的導盲方式，其在盲人手臂上設置刺激區，將紅外、超聲波等傳感器檢測到的信息通過刺激區刺激盲人來導盲。

2005年，申請號為US20050179261的美國專利申請中同樣公開了一種通過相機實現的導盲方式，其具體通過深度攝像機組或者深度傳感器來檢測盲人與周圍環境中物體的距離，而后將深度信息轉換為電刺激或機械振動刺激，通過控制刺激的強弱來提醒用戶離障礙物的遠近。

與此同時，通過激光測距、聲波測距、紅外測距等多種測距方式中的兩種或多種相互協同工作，共同完成輔助盲人行走，提高導盲準確性的方式也在逐步出現。

2.4 日趨完善的盲人助行產品

隨著互聯網技術的不斷發展，盲人助行產品中也逐漸出現網絡交互功能。1997年，申請號為US19970936640的美國專利申請中公開了結合全球定位系統GPS為盲人進行精確定位的導盲產品。2003年，申請號為JP2003152818的日本專利申請中公開了通過射頻電子標簽RFID進行導盲，通過在RFID電子標簽中預先存儲相關信息，而后讀取RFID電子標簽內的信息進行導盲，大大提高了導盲過程中的準確度。2007年，申請號為CN200710039629的中國專利申請中，公開了一種展館盲人引導系統，通過設置遠端服務器，將從盲人處接受信號，將信號發送給盲人來實現遠程導盲，提高了工作效率。

在2010年以后至今，大量專利申請均為結合激光和/或GPS和/或超聲波和/或RFID電子標簽和/或紅外和/或GPRS/3G通訊等技術的方式來實施導盲，通過各種技術相互配合來提高導盲的準確性、有效性。與此同時，也出現了電子眼或舌頭導盲儀等導盲方式，通過將相機采集到的信號轉換為電子脈沖，刺激視網膜、再造畫面，從而模擬自然眼的功能，但就目前技術而言分辨率較低且一般為黑白圖像。

3 總結

盲人助行產品中較為重要的一點還是如何實現無障礙，不僅在助行產品上要實現無障礙，在公共場所的無障礙設施上也要實現無障礙，從而在技術上和人文上才能實現對盲人的關懷。相信在不久的將來，盲人助行產品的研究和應用會更加廣泛和豐富。