KR20220120817A - Apparatus for recognizing space - Google Patents

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KR20220120817A
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남건우
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Abstract

A space recognizing device is disclosed. The space recognizing device comprises: a mounting part mounted on the body of a user; a distance measurement part mounted on the mounting part and measuring distance information to an object by transmitting an electromagnetic wave or an ultrasonic wave and receiving a reflection wave reflected to the object; a vibration part that vibrates when an electrical signal is inputted; and a control part for vibrating the vibration part based on the distance information.

Description

공간 인지 장치 {APPARATUS FOR RECOGNIZING SPACE}Spatial Awareness Device {APPARATUS FOR RECOGNIZING SPACE}

본 발명은 공간 인지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기파 또는 초음파 센서 등을 사용하여, 시각 장애인 등의 사용자가 물체를 인지할 수 있는 공간 인지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a space recognition apparatus, and more particularly, to a space recognition apparatus capable of recognizing an object by a user, such as a visually impaired, by using an electromagnetic wave or an ultrasonic sensor.

일반적으로, 시각이 제공하는 정보의 종류에는 빛의 유무, 형태 구분, 움직임 인식, 양안시를 통한 거리 인식, 편광 인식, 색깔 시각 등이 있으며, 인간은 이러한 시각 기능을 통하여 주변 환경에 대한 정보를 획득한다. In general, the types of information provided by vision include the presence of light, shape classification, motion recognition, distance recognition through binocular vision, polarization recognition, color vision, etc., and humans receive information about the surrounding environment through these visual functions. acquire

인체는 시각우위의 생명체이며 인간의 시각을 통한 움직임 인식 능력이 매우 발달해 있기 때문에, 시각을 상실하는 경우 다른 감각을 상실하는 경우보다 활동이 매우 제한적이게 된다.Since the human body is a visual superiority creature and the ability to recognize movement through human vision is very developed, the loss of vision results in a very limited activity compared to the loss of other senses.

시각 장애인들은 이러한 움직임 제한을 극복하기 위하여, 통상적으로 보행 시 안내봉을 이용하여 물체의 위치를 파악한다. 종래의 안내봉은 사용자가 일정 길이의 안내봉을 지면이나 사물에 접촉시켜 물체의 유무를 파악하기 때문에, 안내봉이 접촉하는 근접한 제한된 영역 내에 존재하는 물체만 인지가 가능하다. 또한, 동시에 여러 지점의 거리를 인지할 수 없어 사용자가 주변 공간을 인지하는데 시간이 오래 걸린다.In order to overcome this limitation of movement, visually impaired people usually use a guide rod to identify the position of an object while walking. In the conventional guide rod, a user contacts the ground or an object with a guide rod of a certain length to determine the presence or absence of an object, so that only an object existing within a limited area adjacent to the guide rod can be recognized. In addition, it takes a long time for the user to recognize the surrounding space because the distance of several points cannot be recognized at the same time.

근래에는, 안내봉의 짧은 인지 거리를 늘이기 위해 전자식 안내봉이 고안되었다. 전자식 안내봉은 사용자가 초음파 등을 통해 벽 바닥 또는 물체와의 거리를 인지하고 사용자에게 간단한 신호음 또는 진동을 통해 상기 물체에 대한 거리 결과를 전달하기 때문에 안내봉 보다 넓은 공간을 인지하게 한다.Recently, an electronic guide rod has been devised to increase the short recognition distance of the guide rod. The electronic guide rod allows the user to recognize a wider space than the guide rod because the user recognizes the distance to the wall floor or an object through ultrasonic waves or the like, and transmits the distance result to the object through a simple beep or vibration to the user.

그러나, 이러한 종래의 전자식 안내봉 또한 인지 장치를 손에 쥐도록 고안되었기 때문에 사용자가 양손을 자유롭게 쓸 수 없고, 손이 지향하는 한 방향 만을 인지할 수 있는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다. However, since the conventional electronic guide rod is also designed to hold the recognition device in the hand, the user cannot use both hands freely, and there is a problem in that only one direction the hand is directed can be recognized. Therefore, there is a need to improve it.

본 발명의 배경 기술은, 대한민국 등록특허공보 제10-1782059호(2017.09.20 등록, 발명의 명칭: 전자점자를 이용한 시각장애인용 지팡이)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1782059 (registered on September 20, 2017, title of invention: a stick for the visually impaired using electronic braille).

본 발명은 주변 물체까지 측정한 거리 정보를 사용자의 신체, 특히 눈과 가까이에 위치한 부위에 전달함으로써, 사용자가 직관적으로 물체의 존재 여부, 물체까지의 거리 등을 인지할 수 있는 공간 인지 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a spatial recognition device in which the user can intuitively recognize the existence of an object, the distance to the object, etc. by transmitting the distance information measured to the surrounding object to the user's body, in particular, a part located close to the eye. It is intended to

본 발명에 따른 공간 인지 장치는, 사용자의 신체에 장착되는 장착부; 상기 장착부에 장착되며, 전자기파 또는 초음파를 송신하고 물체에 반사되는 반사파를 수신하여 물체까지의 거리 정보를 측정하는 거리측정부; 전기 신호가 입력되면 진동하는 진동부; 및 상기 거리 정보에 기초하여 상기 진동부를 진동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A space recognition device according to the present invention includes a mounting unit mounted on a user's body; a distance measuring unit mounted on the mounting unit, transmitting electromagnetic waves or ultrasonic waves, and receiving reflected waves reflected from the object to measure distance information to the object; a vibrating unit that vibrates when an electrical signal is input; and a controller configured to vibrate the vibrating unit based on the distance information.

본 발명에서 상기 장착부는, 상기 사용자의 두부에 장착되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the mounting portion is characterized in that it is mounted on the head of the user.

본 발명에서 상기 장착부는, 상기 두부를 둘러싸는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the mounting portion is characterized in that it is formed in a shape surrounding the head.

본 발명에서 상기 장착부는 상기 두부의 전두부와 후두부를 덮는 형상으로 형성되는 제1장착부; 및 상기 제1장착부에 연결되어 상기 두부의 상부를 덮는 형상으로 형성되는 제2장착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the mounting portion includes a first mounting portion formed in a shape to cover the front and back of the head; and a second mounting part connected to the first mounting part and formed in a shape to cover the upper part of the head.

본 발명에서 상기 거리측정부는 복수 개가 구비되어 상기 장착부에 배열되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, a plurality of distance measuring units are provided and are arranged in the mounting unit.

본 발명에서 상기 거리측정부는, 상기 장착부의 길이 방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the distance measuring unit is characterized in that it is arranged along the longitudinal direction of the mounting unit.

본 발명에서 상기 진동부는 복수 개가 구비되어, 복수 개의 상기 거리측정부에 대응되게 위치하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, a plurality of vibrating units are provided and are positioned to correspond to the plurality of distance measuring units.

본 발명에서 상기 제어부는, 복수 개의 상기 거리측정부 중에서 물체를 인지한 상기 거리측정부에 대응되는 위치의 상기 진동부만 진동시키는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the controller vibrates only the vibrating unit at a position corresponding to the distance measuring unit that has recognized an object among the plurality of distance measuring units.

본 발명에서 상기 제어부는, 물체까지의 거리에 따라 상기 진동부의 진동수를 다르게 하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit is characterized in that the frequency of the vibrating unit varies according to the distance to the object.

본 발명에서 상기 제어부는, 물체까지의 거리가 가까워질수록 상기 진동부의 진동수를 크게 하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the controller increases the frequency of the vibrating unit as the distance to the object increases.

본 발명은 머리를 돌리면서 눈과 가까운 위치로부터 물체의 존재 여부를 인지하고 그 거리 정보를 획득한 후, 상기 위치에 바로 진동을 통해 물체에 대한 거리 정보를 전달함으로써, 시각을 통해 물체를 확인하는 것과 유사하게 주변을 인지할 수 있다.The present invention recognizes the existence of an object from a position close to the eye while turning the head, obtains the distance information, and then directly transmits the distance information about the object through vibration to the position, thereby confirming the object through sight. Similarly, they can perceive their surroundings.

또한, 본 발명은 거리 측정부, 진동부 및 제어부의 세트가 두부를 둘러 복수개 구비함으로써, 사용자를 둘러싼 주변 물체에 대한 정보를 2차원적으로 획득할 수 있고, 더불어 사용자가 고개를 위 아래로 움직이는 경우에는 주변 물체에 대한 정보를 3차원적으로도 획득할 수 있으며, 또한 움직이는 물체도 인지할 수 있다. In addition, the present invention is provided with a plurality of sets of the distance measuring unit, the vibrating unit and the control unit around the head, so that information about the surrounding objects surrounding the user can be obtained in two dimensions, and the user can move the head up and down In this case, information on surrounding objects can be obtained three-dimensionally, and moving objects can also be recognized.

또한, 본 발명은 주변 공간에 대한 물체의 거리 정보가 인지와 동시에 물체가 위치한 방향에서 바로 사용자에게 진동으로 전달되는 바, 사용자는 본인의 주변에 위치한 물체와의 거리를 직관적으로 느낄 수 있다.In addition, according to the present invention, as the distance information of an object with respect to the surrounding space is recognized and immediately transmitted to the user as a vibration in the direction in which the object is located, the user can intuitively feel the distance from the object located in the vicinity of the user.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실싱예에 따른 공간 인지 장치에서 장착부와 거리측정부 및 진동부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치에서 제2장착부가 포함된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치의 작동을 나타내는 개념도이다. 1 is a diagram schematically illustrating a space recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a space recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating the configuration of a mounting unit, a distance measuring unit, and a vibrating unit in a space recognition device according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a state in which a second mounting unit is included in the apparatus for recognizing a space according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating an operation of a space recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공간 인지 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, an embodiment of a space recognition apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 1 is a diagram schematically illustrating a space recognition apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a space recognition apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 공간 인지 장치(1)는, 장착부(100), 거리측정부(200), 진동부(300) 및 제어부(400)를 포함한다. 1 and 2 , the space recognition device 1 according to the present embodiment includes a mounting unit 100 , a distance measuring unit 200 , a vibrating unit 300 , and a control unit 400 .

장착부(100)는 사용자의 신체, 특히 사용자의 두부(頭部)에 장착된다. 본 실시예에서 장착부(100)는 두부에 접하고 거리측정부(200) 및 진동부(300)가 장착되어 거리측정부(200) 및 진동부(300)가 두부의 소정 위치에 고정되도록 한다. The mounting unit 100 is mounted on the user's body, in particular, the user's head. In this embodiment, the mounting unit 100 is in contact with the head and the distance measuring unit 200 and the vibrating unit 300 are mounted so that the distance measuring unit 200 and the vibrating unit 300 are fixed to a predetermined position of the head.

장착부(100)는 거리측정부(200) 및 진동부(300)를 소정의 위치에 고정할 수 있는 기술적 사상 안에서 다양한 실시예를 가질 수 있다. The mounting unit 100 may have various embodiments within the technical concept capable of fixing the distance measuring unit 200 and the vibrating unit 300 to a predetermined position.

본 실시예에서 장착부(100)는, 두부의 둘레 방향으로 두부를 덮는 형상으로 형성될 수 있다. 특히, 장착부(100)는 전두부와 후두부를 둘러싸는 형상으로 형성되고, 후술할 거리측정부(200) 및 진동부(300)가 장착부(100)의 길이 방향으로 배열될 수 있다. In this embodiment, the mounting part 100 may be formed in a shape that covers the head in the circumferential direction of the head. In particular, the mounting part 100 may be formed in a shape surrounding the front and back parts, and the distance measuring part 200 and the vibrating part 300 to be described later may be arranged in the longitudinal direction of the mounting part 100 .

장착부(100)가 두부의 둘레 방향을 따라 형성되는 경우, 복수 개의 거리측정부(200)가 각각 장착된 위치에서 일 방향에 위치한 물체까지의 거리를 측정하고, 대응되는 위치에 진동부(300)가 진동을 하여 물체의 유무, 물체까지의 거리를 사용자가 직관적으로 인지할 수 있다. When the mounting unit 100 is formed along the circumferential direction of the head, the plurality of distance measuring units 200 measure the distance from the mounted position to the object located in one direction, and the vibrating unit 300 at the corresponding position. vibrates so that the user can intuitively recognize the presence or absence of an object and the distance to the object.

도 3은 본 발명의 일 실싱예에 따른 공간 인지 장치에서 장착부와 거리측정부 및 진동부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에서 장착부(100)는 장착바디부(101) 및 장착결합부(103)를 포함한다. 3 is a diagram illustrating the configuration of a mounting unit, a distance measuring unit, and a vibrating unit in a space recognition device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , in this embodiment, the mounting unit 100 includes a mounting body unit 101 and a mounting coupling unit 103 .

장착바디부(101)는 두부를 덮는 형상으로 형성되며, 두부에 밀착될 수 있도록 탄성이 있는 벨트 또는 거리 조절이 가능한 벨트 등으로 예시될 수 있다.The mounting body part 101 is formed in a shape to cover the head, and may be exemplified as a belt with elasticity or a belt with adjustable distance so as to be in close contact with the head.

장착결합부(103)는 장착바디부(101)에 연결되며, 거리측정부(200) 및 진동부(300)가 장착될 수 있도록 한다. 본 실시예에서 장착결합부(103)는 거리측정부(200) 및 진동부(300) 중 일부 또는 전부가 탈착 가능하게 결합될 수 있도록 구비된다. The mounting coupling unit 103 is connected to the mounting body unit 101 and allows the distance measuring unit 200 and the vibrating unit 300 to be mounted thereon. In this embodiment, the mounting coupling unit 103 is provided so that some or all of the distance measuring unit 200 and the vibrating unit 300 can be detachably coupled.

특히, 장착결합부(103)는 거리측정부(200) 및 진동부(300) 중 일부 또는 전부가 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있는 슬롯 형상으로 형성되며, 거리측정부(200) 또는 진동부(300)에 전원을 공급하거나 전기적 신호를 전달할 수 있도록 전극(a)이 구비될 수 있다. 이러한 전극은 전원부 또는 제어부(400)에 연결된다. In particular, the mounting coupling unit 103 is formed in a slot shape in which some or all of the distance measuring unit 200 and the vibrating unit 300 can be coupled in a sliding manner, and the distance measuring unit 200 or the vibrating unit 300 . ) may be provided with an electrode (a) to supply power or transmit an electrical signal. These electrodes are connected to the power supply unit or the control unit 400 .

본 실시예에서 장착결합부(103)는 복수 개가 구비되고 장착바디부(101)의 길이 방향을 따라 배열되어 복수의 거리측정부(200) 또는 진동부(300)를 원하는 위치에 선택적으로 장착할 수 있게 한다. In this embodiment, a plurality of mounting coupling units 103 are provided and arranged along the longitudinal direction of the mounting body unit 101 to selectively mount a plurality of distance measuring units 200 or vibrating units 300 at desired positions. make it possible

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치에서 제2장착부가 포함된 상태를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에서 장착부(100)는 제1장착부(110)와 제2장착부(130)를 포함한다. 제1장착부(110)는 두부의 전두부와 후두부를 덮는 방향으로 두부를 둘러싸도록 형성되어, 제1장착부(110)에 배열된 거리측정부(200)에서 두부의 둘레방향 물체를 감지할 수 있게 한다. 4 is a diagram illustrating a state in which a second mounting unit is included in the apparatus for recognizing a space according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , in the present embodiment, the mounting unit 100 includes a first mounting unit 110 and a second mounting unit 130 . The first mounting unit 110 is formed to surround the head in a direction that covers the front and back of the head, so that the distance measuring unit 200 arranged in the first mounting unit 110 detects an object in the circumferential direction of the head .

제2장착부(130)는 제1장착부(110)와 다른 방향으로 형성되어 제1장착부(110)와 함께 입체적인 방향으로 두부 주변의 물체를 감지할 수 있게 한다. 본 실시예에서 제2장착부(130)는 양 단부가 제1장착부(110)에 연결되며 두부의 상단부를 덮는 형상으로 형성된다. The second mounting unit 130 is formed in a different direction from the first mounting unit 110 to detect an object around the head in a three-dimensional direction together with the first mounting unit 110 . In this embodiment, both ends of the second mounting part 130 are connected to the first mounting part 110 and are formed in a shape to cover the upper end of the head.

본 실시예에서 장착부(100)는 커버부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 커버부는 장착부(100)를 덮는 형상으로 형성되어 장착부(100), 거리측정부(200) 및 진동부(300) 등이 파손되는 것을 방지하고, 사용자의 두부를 덮어서 보호하거나 장착부(100)를 포함한 장치 전체를 안정적으로 지지할 수 있다. In this embodiment, the mounting part 100 may further include a cover part (not shown). The cover part is formed in a shape to cover the mounting part 100 to prevent the mounting part 100, the distance measuring part 200 and the vibrating part 300 from being damaged, and to protect the user's head by covering or including the mounting part 100. The entire device can be stably supported.

커버부는, 장착부(100)와의 결합을 위하여 벨크로, 후크 등의 커버결합부가 형성될 수 있으며, 커버결합부의 위치와 대응되도록, 장착부(100)에 형성되는 벨크로, 후크홀 등의 결합부재(b)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. The cover part may be formed with a cover coupling part such as Velcro or a hook for coupling with the mounting part 100, and a coupling member such as Velcro and a hook hole formed in the mounting part 100 to correspond to the position of the cover coupling part (b) may be detachably coupled to the

이러한 커버부는 두부 상단을 덮는 모자 형상 또는 밴드 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 장착부(100)의 장착바디부(101)와 일체로서 형성될 수 도 있다. Such a cover part may be formed in various shapes, such as a hat shape or a band shape covering the top of the head, and may be formed integrally with the mounting body part 101 of the mounting part 100 .

또한, 커버부는 거리측정부(200)에 대응되는 위치에 홀, 메시 등이 형성되어 거리측정부(200)에서 송수신하는 송신파가 커버부에 의하여 차단되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the cover part can prevent a hole, a mesh, etc. being formed at a position corresponding to the distance measuring part 200 from blocking the transmission wave transmitted and received by the distance measuring part 200 by the cover part.

거리측정부(200)는 장착부(100)에 장착되며, 전자기파 또는 초음파를 송신하고 물체에 반사되는 반사파를 수신하여 거리 정보를 측정한다. 본 실시예에서 거리측정부(200)는 송신부(210), 수신부(230) 및 거리연산부(250)를 포함한다. The distance measurement unit 200 is mounted on the mounting unit 100 , transmits electromagnetic waves or ultrasonic waves, and receives reflected waves reflected by an object to measure distance information. In this embodiment, the distance measuring unit 200 includes a transmitting unit 210 , a receiving unit 230 , and a distance calculating unit 250 .

송신부(210)는 사용자의 두부에서 일 방향으로 송신파를 송신한다. 송신부(210)에서 송신하는 전자기파는 레이저 빔 등을 포함할 수 있다. 즉, 전자기파 또는 초음파인 송신파는 송신부(210)에서 송신한 후, 물체에서 반사된 반사파를 수신부(230)에서 수신하여 물체까지의 거리를 측정할 수 있는 기술적 사상 안에서 그 파장 값 등은 제한되지 않는다. The transmitter 210 transmits a transmission wave in one direction from the user's head. The electromagnetic wave transmitted by the transmitter 210 may include a laser beam or the like. That is, the wavelength value, etc. is not limited within the technical concept of measuring the distance to the object by receiving the reflected wave reflected from the object at the receiving unit 230 after the transmitting wave, which is an electromagnetic wave or ultrasonic wave, is transmitted by the transmitting unit 210 . .

예를 들어, 해당 전자기파는 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 알파선, 감마선 등을 포함하는 파장 대역의 다양한 전자기파 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. For example, the corresponding electromagnetic wave may include any one or more of various electromagnetic waves of a wavelength band including infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, alpha rays, gamma rays, and the like.

본 실시예에서 송신부(210)에서 전자기파 또는 초음파를 송신하는 방향은, 송신부(210)가 위치한 두부 표면의 대략 법선 방향으로 설정되어 사용자가 해당 방향에 물체의 유무 등을 직관적으로 파악할 수 있게 한다. In the present embodiment, the direction in which the transmitter 210 transmits electromagnetic waves or ultrasonic waves is set in a direction approximately normal to the surface of the head where the transmitter 210 is located, so that the user can intuitively grasp the presence or absence of an object in the corresponding direction.

수신부(230)는 송신부(210)에서 송신한 송신파가, 물체에서 반사되어 돌아오는 반사파를 수신한다. 본 실시예에서 수신부(230)는 반사파를 수신할 수 있는 센서 등으로 예시될 수 있다.The receiving unit 230 receives the reflected wave transmitted by the transmitting unit 210, which is reflected from the object and returned. In this embodiment, the receiver 230 may be exemplified as a sensor capable of receiving a reflected wave.

거리연산부(250)는, 송신부(210)에서 송신한 전자기파 또는 초음파의 송신 시각과, 수신부에서 반사파를 수신한 시각을 비교하여 물체까지의 거리 정보를 계산하는 방식 등으로 거리 정보를 계산할 수 있다. 거리연산부(250)에서 계산한 거리 정보는 제어부(400)에 전달된다. The distance calculator 250 may calculate distance information by comparing the transmission time of the electromagnetic wave or ultrasonic wave transmitted from the transmitter 210 with the time at which the reflected wave is received by the receiver to calculate distance information to the object. The distance information calculated by the distance calculator 250 is transmitted to the controller 400 .

본 실시예에서 거리측정부(200)는 복수 개가 구비되고 장착부(100)에 배열되어, 복수 개의 거리측정부(200)가 두부를 기준으로 여러 방향의 물체 까지의 거리를 동시에 측정할 수 있다. In this embodiment, a plurality of distance measuring units 200 are provided and arranged in the mounting unit 100, so that the plurality of distance measuring units 200 can simultaneously measure distances to objects in various directions based on the head.

본 실시예에서 거리측정부(200)는 전두부, 특히 눈과 가깝게 위치하여 사용자가 눈으로 물체를 인식하는 것과 유사하게, 물체의 방향과 물체까지의 거리를 인지할 수 있게 한다. In the present embodiment, the distance measuring unit 200 is located close to the frontal part, particularly the eyes, so that the user can recognize the direction of the object and the distance to the object, similar to how the user recognizes the object with his or her eyes.

특히, 본 실시예에서 거리측정부(200)는 장착부(100)의 길이 방향을 따라 배열되어 두부 둘레의 복수 방향으로 물체까지의 거리를 측정하여, 사용자가 두부의 둘레에 있는 공간을 다차원적으로 인식할 수 있게 한다. In particular, in this embodiment, the distance measuring unit 200 is arranged along the longitudinal direction of the mounting unit 100 to measure the distance to the object in multiple directions around the head, allowing the user to measure the space around the head in a multidimensional manner. make it recognizable

진동부(300)는 제어부(400)로부터 신호가 입력되면 진동하여 사용자가 진동을 통하여 물체의 방향, 물체까지의 거리를 인지할 수 있게 한다. 본 실시예에서 진동부(300)는 압전소자 등으로 예시되고 복수 개가 구비되어, 복수 개의 거리측정부(200)에 대응되게 위치한다. The vibrator 300 vibrates when a signal is input from the control unit 400 so that the user can recognize the direction of the object and the distance to the object through the vibration. In the present embodiment, the vibrating unit 300 is exemplified by a piezoelectric element and the like and is provided in plurality, and is positioned to correspond to the plurality of distance measuring units 200 .

또한, 본 실시예에서 진동부(300)는 거리측정부(200)와 하나의 모듈로 이루어져 장착부(100)에 일체로 장착될 수 있다. 즉, 거리측정부(200)와 진동부(300)가 모듈로서 형성되는 경우 사용자의 선택에 따라 장착부(100)의 특정 위치에 장착되어 대응되는 거리측정부(200)에서 측정한 거리 정보에 대응하여 진동할 수 있다. In addition, in the present embodiment, the vibrating unit 300 may be integrally mounted to the mounting unit 100 as the distance measuring unit 200 and one module. That is, when the distance measuring unit 200 and the vibrating unit 300 are formed as modules, they are mounted at a specific location of the mounting unit 100 according to the user's selection and correspond to the distance information measured by the corresponding distance measuring unit 200 . so it can vibrate.

진동부(300)가, 진동부(300)와 대응되는 위치의 거리측정부(200)의 거리 정보에 기초하여 진동하므로, 사용자는 물체의 방향, 물체까지의 거리 등을 직관적으로 파악할 수 있게 된다. Since the vibrating unit 300 vibrates based on distance information of the distance measuring unit 200 at a position corresponding to the vibrating unit 300, the user can intuitively grasp the direction of the object, the distance to the object, and the like. .

제어부(400)는 거리측정부(200)에서 측정한 거리 정보에 기초하여 진동부(300)를 진동시킨다. 본 실시예에서 제어부(400)는 복수 개의 거리측정부(200) 중에서, 물체를 인지한 거리측정부(200)에 대응되는 위치의 진동부(300)만 진동시켜, 사용자가 진동되는 진동부(300) 방향에 물체의 위치 여부, 물체까지의 거리를 직관적으로 인식할 수 있게 한다. The control unit 400 vibrates the vibrating unit 300 based on the distance information measured by the distance measuring unit 200 . In this embodiment, the control unit 400 vibrates only the vibrating unit 300 at a position corresponding to the distance measuring unit 200 that recognizes the object among the plurality of distance measuring units 200, and the user vibrates the vibrating unit ( 300) enables intuitive recognition of the position of an object in the direction and the distance to the object.

본 실시예에서 제어부(400)는 물체까지의 거리에 따라 진동부(300)의 진동수를 다르게 할 수 있다. 특히, 제어부(400)는 물체까지의 거리가 가까울수록 진동부(300)의 진동수를 크게 할 수 있다. In this embodiment, the control unit 400 may vary the frequency of the vibrating unit 300 according to the distance to the object. In particular, the controller 400 may increase the frequency of the vibration unit 300 as the distance to the object is shorter.

진동부(300)의 진동수가 커지면, 진동의 떨림이 빨라지게 되며, 사용자는 두부에 전해지는 진동의 빠르기를 인지하여 직관적으로 물체가 얼마나 가까이 있는지를 인지할 수 있다. When the vibration frequency of the vibrating unit 300 increases, the vibration of the vibration becomes faster, and the user can recognize the speed of the vibration transmitted to the head and intuitively recognize how close the object is.

또한, 사용자로부터 물체까지의 거리가 멀수록 진동수는 작아져서 0에 수렴하므로, 일정 거리 밖의 물체에 대해서는 사용자가 진동부(300)의 진동을 느낄 수 없게 된다. 결국, 사용자는 특정 거리 이내에 존재하는 물체에 대한 진동만을 느낄 수 있게 된다. In addition, as the distance from the user to the object increases, the frequency decreases and converges to 0, so that the user cannot feel the vibration of the vibrator 300 for an object outside a certain distance. As a result, the user can feel only the vibration of an object existing within a specific distance.

거리측정부(200)에 의해 측정된 물체까지의 거리와, 진동부(300)에서 발생되는 진동의 진동수는 다양한 관계를 통해 서로 대응될 수 있다.The distance to the object measured by the distance measuring unit 200 and the frequency of vibration generated by the vibrating unit 300 may correspond to each other through various relationships.

일 실시예에 따르면, 진동부(300)의 진동수는 물체까지의 거리 값에 대한 지수 함수에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 물체까지의 거리(d) 및 진동수(f)는 f=K1-K2(d/c)n의 관계식을 만족할 수 있다. 이 때, K1, K2, c 및 n은 상수이며, K1, K2, c 및 n 값을 변경하여 특정 거리 정보에 대해 사용자에게 어떠한 빠르기의 진동을 가할 것인지 결정할 수 있다. According to an embodiment, the frequency of the vibrating unit 300 may be determined by an exponential function of the distance value to the object. Specifically, the distance d to the object and the frequency f may satisfy the relational expression f=K1-K2(d/c) n . In this case, K1, K2, c, and n are constants, and by changing the values of K1, K2, c, and n, it is possible to determine which speed vibration is applied to the user with respect to specific distance information.

이 때, n은 음수의 값을 갖게 함으로써 빈 공간에 대해서는 진동부(300)가 낮은 진동수로 진동하게 하거나 아예 진동을 하지 않게 할 수 있으며, 그 절대값이 커질수록 물체까지의 거리가 멀어짐에 따른 진동수의 크기 값의 변화가 커진다.At this time, by making n have a negative value, the vibrating unit 300 can vibrate at a low frequency or not vibrate at all in an empty space. The change in the magnitude value of the frequency becomes large.

일 예로, 진동부(300)가 진동하는 진동수가 f=10(d/40)-1의 식에 따라 변화하는 경우, 물체까지의 거리가 40m이면 진동부(300)는 10Hz로 진동하도록 제어하고, 물체까지의 거리가 1m이면 진동부(300)가 400Hz로 진동하도록 제어할 수 있다.As an example, when the frequency at which the vibrating unit 300 vibrates is changed according to the formula f=10(d/40) -1 , if the distance to the object is 40m, the vibrating unit 300 is controlled to vibrate at 10Hz, , when the distance to the object is 1 m, it is possible to control the vibrating unit 300 to vibrate at 400 Hz.

다른 실시예에 따르면, 특정 거리 값에 대해 제어부(400)가 생성하는 진동수는 물체까지의 거리 값에 대한 로그 함수에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 물체까지의 거리(d) 및 진동수(f)는 f=K1-K2(C1)(c2*d)의 관계식을 만족할 수 있다. According to another embodiment, the frequency generated by the controller 400 with respect to a specific distance value may be determined by a logarithmic function of the distance value to the object. Specifically, the distance d to the object and the frequency f may satisfy the relational expression f=K1-K2(C1) (c2*d) .

이 때, K1, K2, c1 및 c2는 상수이며, 상수 값을 변경하여 특정 거리 값에 대해 사용자에게 어떠한 빠르기의 진동을 가할 것인지 결정할 수 있다.In this case, K1, K2, c1, and c2 are constants, and by changing the constant value, it is possible to determine at what speed vibration is applied to the user with respect to a specific distance value.

일 예로, 진동부(300)가 진동하는 진동수가 f=10(2)-d의 식에 따라 변화하는 경우, 물체까지의 거리가 10m이면 진동부는 1Hz로 진동하도록 제어되고, 물체까지의 거리가 1m이면 진동부가 500Hz로 진동하도록 제어된다.For example, when the frequency at which the vibrating unit 300 vibrates is changed according to the equation f=10(2) -d , if the distance to the object is 10m, the vibrating unit is controlled to vibrate at 1Hz, and the distance to the object is If it is 1m, the vibrating part is controlled to vibrate at 500Hz.

또 다른 실시예에 따르면, 특정 거리 값에 대해 제어부(400)가 생성하는 진동 정보에 포함된 진동수는 일정 물체까지의 거리 값에 특정 값을 갖도록 결정될 수 있다. According to another embodiment, the frequency included in the vibration information generated by the controller 400 with respect to a specific distance value may be determined to have a specific value in the distance value to a specific object.

일 예로, 물체까지의 거리 값을 여러 구간으로 나눈 후, 각 구간에 특정 값의 진동수를 설정할 수 있다. 이 경우, 인지된 물체까지의 거리 값이 특정 구간에 속하는 경우, 진동부(300)는 해당 구간에 대응되는 진동수에 따라 진동하도록 제어될 수 있다.For example, after dividing the distance value to the object into several sections, a frequency of a specific value may be set in each section. In this case, when the value of the distance to the recognized object belongs to a specific section, the vibrator 300 may be controlled to vibrate according to a frequency corresponding to the section.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치(1)의 작동원리 및 그 효과를 설명한다. Hereinafter, the operating principle and effects of the space recognition device 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

공간 인지 장치(1)를 착용한 상태에서, 거리측정부(200)는 전자기파 또는 초음파를 일 방향으로 조사한 후, 물체에서 반사되는 반사파를 송신하여, 물체까지의 거리를 측정한다. In a state in which the spatial recognition device 1 is worn, the distance measuring unit 200 irradiates electromagnetic waves or ultrasonic waves in one direction, and then transmits a reflected wave reflected from the object to measure the distance to the object.

거리측정부(200)에서 측정한 거리 정보에 기초하여, 제어부(400)는 기 설정된 값, 식 등에 따라 진동부(300)를 진동시켜, 사용자가 진동을 통해 물체의 방향 및 위치를 인식할 수 있게 한다. Based on the distance information measured by the distance measuring unit 200, the control unit 400 vibrates the vibrating unit 300 according to a preset value, an equation, etc., so that the user can recognize the direction and position of the object through the vibration. let there be

특히, 본 실시예에서 공간 인지 장치(1)는 두부의 둘레를 따라 복수의 거리측정부(200)를 구비하여, 사용자는 2차원적으로 물체를 인지하고 각 물체 위치의 방향 및 거리에 대한 정보를 획득할 수 있다. 아울러, 사용자가 고개를 끄덕임으로써 3차원적으로 물체의 위치를 인지하는 것도 가능하다.In particular, in the present embodiment, the spatial recognition device 1 includes a plurality of distance measurement units 200 along the circumference of the head, so that the user recognizes an object in two dimensions and provides information on the direction and distance of each object position. can be obtained. In addition, it is possible to recognize the position of the object three-dimensionally by the user nodded.

즉, 여러 방향으로 송신파를 발사하여 각 방향에 대해 물체를 인지한 후, 인지된 물체가 위치하는 방향으로 송신파를 발사한 거리측정부(200)와 대응되게 설치되는 진동부(300)만을 가진하여, 사용자의 두부 중 상기 물체가 위치하는 방향에만 진동을 가한다.That is, after recognizing an object in each direction by emitting transmission waves in several directions, only the vibrating unit 300 installed to correspond to the distance measuring unit 200 that emits transmission waves in the direction in which the recognized object is located By excitation, vibration is applied only to the direction in which the object is located among the user's head.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 인지 장치의 작동을 나타내는 개념도이다. 도 5를 참조하면, 사용자의 주변으로 물체가 2차원적으로 존재하는 경우, 가장 가까운 물체를 향하는 거리측정부(200)에 대응되는 진동부(300)는 고주파(f1)로 진동하고, 중간 거리의 물체를 향하는 거리측정부(200)에 대응되는 진동부(300)는 중간 크기의 진동수(f2)로 진동하며, 가장 먼 물체를 향하는 거리측정부(200)에 대응되는 진동부(300)는 저주파(f3)로 진동할 수 있다.5 is a conceptual diagram illustrating an operation of a space recognition apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , when an object exists two-dimensionally around the user, the vibrating unit 300 corresponding to the distance measuring unit 200 facing the nearest object vibrates at a high frequency f1, and the intermediate distance The vibrating unit 300 corresponding to the distance measuring unit 200 facing the object of It can vibrate at a low frequency (f3).

이 경우 사용자는 각 인지 장치가 위치한 방향에 얼마만큼의 거리를 갖고 물체가 존재하는지를 동시 다발적으로 인지할 수 있으며, 사용자가 고개를 위 아래로 움직인다면 3차원적으로 존재하는 물체의 위치 및 물체까지의 거리를 효과적으로 인지할 수 있다.In this case, the user can simultaneously recognize how many distances each recognition device is located in the direction where the object is located, and simultaneously recognize the presence of the object. distance can be effectively recognized.

이로써, 본 실시예에 따른 공간 인지 장치(1)는 두부를 돌리면서 눈과 가까운 위치로부터 물체의 존재 여부를 인지하고 그 거리 정보를 획득한 후, 위치에 바로 진동을 통해 물체에 대한 거리 정보를 전달함으로써, 시각을 통해 물체를 확인하는 것과 유사하게 주변을 인지할 수 있다.Accordingly, the spatial recognition device 1 according to the present embodiment recognizes the presence of an object from a position close to the eye while turning the head, obtains the distance information, and then directly vibrates the position to provide distance information about the object. By transmitting, we can perceive our surroundings, similar to identifying objects through our eyes.

또한, 본 실시예에 따른 공간 인지 장치는 거리측정부(200) 및 진동부(300)가 두부를 둘러 복수 개 구비함으로써, 사용자를 둘러싼 주변 물체에 대한 정보를 2차원적으로 획득할 수 있고, 더불어 사용자가 고개를 위 아래로 움직이는 경우에는 주변 물체에 대한 정보를 3차원적으로도 획득할 수 있으며, 또한 움직이는 물체도 인지할 수 있다. In addition, the space recognition device according to this embodiment is provided with a plurality of distance measuring unit 200 and vibrating unit 300 around the head, so that information about surrounding objects surrounding the user can be obtained two-dimensionally, In addition, when the user moves his/her head up and down, information on surrounding objects can be obtained in three dimensions, and moving objects can also be recognized.

또한, 본 실시예에 따른 공간 인지 장치(1)는 주변 공간에 대한 물체의 거리 정보가 인지와 동시에 물체가 위치한 방향에서 바로 사용자에게 진동으로 전달되는 바, 사용자는 본인의 주변에 위치한 물체와의 거리를 직관적으로 느낄 수 있다.In addition, in the space recognition device 1 according to the present embodiment, the distance information of the object with respect to the surrounding space is recognized and immediately transmitted to the user as vibration in the direction in which the object is located, so that the user can communicate with the object located in the vicinity of the user. You can feel the distance intuitively.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is only an example, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

1: 공간 인지 장치 100: 장착부
101: 장착바디부 103: 장착결합부
110: 제1장착부 130: 제2장착부
200: 거리측정부 210: 송신부
230: 수신부 250: 거리연산부
300: 진동부 400: 제어부1: space perception device 100: mounting part
101: mounting body part 103: mounting coupling part
110: first mounting unit 130: second mounting unit
200: distance measuring unit 210: transmitting unit
230: receiving unit 250: distance calculating unit
300: vibration unit 400: control unit

Claims (10)

사용자의 신체에 장착되는 장착부;
상기 장착부에 장착되며, 전자기파 또는 초음파를 송신하고 물체에 반사되는 반사파를 수신하여 물체까지의 거리 정보를 측정하는 거리측정부;
전기 신호가 입력되면 진동하는 진동부; 및
상기 거리 정보에 기초하여 상기 진동부를 진동시키는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
a mounting unit mounted on the user's body;
a distance measuring unit mounted on the mounting unit, transmitting electromagnetic waves or ultrasonic waves, and receiving reflected waves reflected by the object to measure distance information to the object;
a vibrating unit that vibrates when an electrical signal is input; and
a control unit that vibrates the vibrating unit based on the distance information;
Spatial recognition device comprising a.
 제 1항에 있어서, 상기 장착부는,
상기 사용자의 두부에 장착되는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
According to claim 1, wherein the mounting portion,
A space recognition device, characterized in that mounted on the user's head.
 제 2항에 있어서, 상기 장착부는,
상기 두부를 둘러싸는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
According to claim 2, wherein the mounting portion,
Space recognition device, characterized in that formed in a shape surrounding the head.
 제 3항에 있어서, 상기 장착부는,
상기 두부의 전두부와 후두부를 덮는 형상으로 형성되는 제1장착부; 및
상기 제1장착부에 연결되어 상기 두부의 상부를 덮는 형상으로 형성되는 제2장착부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
According to claim 3, The mounting portion,
a first mounting portion formed in a shape to cover the front and back of the head; and
a second mounting part connected to the first mounting part and formed in a shape to cover the upper part of the head;
Spatial recognition device comprising a.
 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 거리측정부는 복수 개가 구비되어 상기 장착부에 배열되는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A space recognition device, characterized in that a plurality of the distance measuring unit is provided and arranged in the mounting unit.
 제 5항에 있어서,
상기 거리측정부는 상기 장착부의 길이 방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
6. The method of claim 5,
The distance measuring unit is a space recognition device, characterized in that arranged along the longitudinal direction of the mounting unit.
 제 5항에 있어서,
상기 진동부는 복수 개가 구비되어,
복수 개의 상기 거리측정부에 대응되게 위치하는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
6. The method of claim 5,
A plurality of vibrating units are provided,
A space recognition device, characterized in that it is positioned to correspond to the plurality of distance measurement units.
 제 7항에 있어서, 상기 제어부는,
복수 개의 상기 거리측정부 중에서 물체를 인지한 상기 거리측정부에 대응되는 위치의 상기 진동부만 진동시키는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
According to claim 7, wherein the control unit,
Space recognition apparatus, characterized in that only the vibrating unit at a position corresponding to the distance measuring unit that recognized the object among the plurality of distance measuring units vibrate.
 제 7항에 있어서, 상기 제어부는,
물체까지의 거리에 따라 상기 진동부의 진동수를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.
According to claim 7, wherein the control unit,
A space recognition device, characterized in that the vibration frequency of the vibrating unit is varied according to the distance to the object.
 제 7항에 있어서, 상기 제어부는,
물체까지의 거리가 가까워질수록 상기 진동부의 진동수를 크게 하는 것을 특징으로 하는 공간 인지 장치.According to claim 7, wherein the control unit,
Space recognition apparatus, characterized in that the frequency of the vibration unit increases as the distance to the object increases.
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