KR100609977B1 - 시각 장애인을 위한 보행 안내 장치 및 그 방법, 시각장애인을 위한 보행 안내 기능을 갖는 휴대폰 및개인휴대정보단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라가 착탈되는 단말기에서 시각 장애인을 위한 보행 안내 기술에 관한 것으로, 본 발명에 따른 보행 안내 장치는, 렌즈계를 통해 촬상된 피사체의 영상 데이터를 출력하는 카메라부와, 상기 카메라부로부터 입력되는 영상 데이터에 기초하여 도로에 정지블록 또는 진행블록이 있는지를 검출하는 유도블록 검출부와, 상기 유도블록 검출처리부로부터 입력되는 검출값에 따라 각종 출력부를 제어하는 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 양상에 따르면, 보행 안내 장치는 카메라를 통해 인도에 설치된 유도블록을 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 유도블록이 정지블록인지 진행블록인지를 검출하고, 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줌으로써, 시각 장애인은 편리하고 안전하게 보행을 할 수 있는 것이다.

보행 안내 장치, 카메라, 시각 장애인, 유도블록, 횡단보도

Description

시각 장애인을 위한 보행 안내 장치 및 그 방법, 시각 장애인을 위한 보행 안내 기능을 갖는 휴대폰 및 개인휴대정보단말기{Apparatus for guiding a blind person and Method thereof, Mobile communication terminal and Personal Digital Assistant to guide a blind person}

도 1 은 종래 시각장애인용 유도 블록을 도시한 것으로서,

도 1a는 교차로 또는 보행 주의를 알리는 정지 블록.

도 1b는 직진을 알리는 진행 블록.

도 2 는 본 발명에 따른 보행 안내 장치의 구성을 개략적으로 도시한 일예.

도 3a, 3b, 3c는 본 발명에 따른 보행 안내 장치의 동작 흐름도 일예.

<도면부호의 간단한 설명>

10:정지블록 11:원형돌기

20:진행블록 21:막대돌기

30:보행 안내 장치

31:카메라부 33:조작부

35:경고음 출력부 37:진동부

39:제어부

본 발명은 카메라가 착탈되는 단말기에 관한 것으로서, 특히 카메라가 착탈되는 단말기에서 시각 장애인을 위한 보행 안내 기술에 관한 것이다.

종래에는 시각장애인이 안전하고 편리하게 보행을 할 수 있도록 보행 방향과 건널목이나 계단이 시작되는 위치등을 알려주는 시각장애인용 유도블록이 인도나 지하철역과 같은 공공장소에 설치되어 있다.

도 1 은 종래 시각장애인용 유도 블록을 도시한 것으로서, 도 1a는 교차로 또는 보행 주의를 알리는 정지 블록이고, 도 1b는 직진을 알리는 진행 블록이다. 도시된 바와 같이, 정지 블록(10)은 다수의 원형돌기(11)가 형성된 블록이며, 진행 블록(20)은 긴 막대돌기(21)가 형성된 블록으로 구현된다. 이에 따라 시각 장애인은 이러한 유도 블록을 이용하여 원하는 목적지를 향해 보행을 할 수 있게 되었다.

그러나, 한편으로 시각장애인은 지팡이로 유도 블록의 위치와 유도 블록의 돌기 모양을 일일이 확인하면서 보행해야 하므로 불편한 문제점이 있었다. 또한, 저시력 장애인이 지팡이 없이 블록을 따라 보행하는 경우, 일일이 유도 블록을 발로 확인하면서 걷다보니 짧은 거리를 이동하는데도 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

한편, 횡단보도 부근에는 시각 장애인을 위한 신호발생기가 설치되어 있으나, 대부분의 기기가 고장 또는 불량으로 인해 제대로 작동되지 않는 곳이 많다. 이로 인해 시각 장애인은 횡단보도의 위치를 찾지 못하는 경우가 발생하는 문제점 이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라가 장착된 단말기에서 시각 장애인을 위한 보행 안내 기술을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 보행 안내 장치는, 카메라로부터 입력되는 영상 데이터에 기초한 분석 결과에 따라, 시각 장애인을 위한 보행 안내 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 본 발명의 바람직한 일 양상에 따른 보행 안내 장치는, 렌즈계를 통해 촬상된 피사체의 영상 데이터를 출력하는 카메라부와, 상기 카메라부로부터 입력되는 영상 데이터에 기초하여 도로에 정지블록 또는 진행블록이 있는지를 검출하는 유도블록 검출부와, 상기 유도블록 검출처리부로부터 입력되는 검출값에 따라 각종 출력부를 제어하는 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 양상에 따르면, 보행 안내 장치는 카메라를 통해 인도에 설치된 유도블록을 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 유도블록이 정지블록인지 진행블록인지를 검출하고, 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줌으로써, 시각 장애인은 편리하고 안전하게 보행을 할 수 있는 것이다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 보행 안내 장치는, 렌즈계를 통해 촬상된 피사체의 영상 데이터를 출력하는 카메라부와, 상기 카메라부로부터 입력되는 영상 데이터에 기초하여 도로에 횡단보도가 있는지를 검출하는 횡단보도 검출부와, 상기 횡단보도 검출부로부터 입력되는 검출값에 따라 각종 출력부를 제어하는 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 양상에 따르면, 보행 안내 장치는 카메라를 통해 차도에 설치된 횡단보도를 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 횡단보도인지를 검출하고, 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줌으로써, 시각 장애인은 편리하고 안전하게 보행을 할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 보행 안내 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 보행 안내 장치(30)는 롬과 램과 주변장치가 집적된 마이크로프로세서(microprocessor) 기반장치로서, 카메라로부터 입력되는 영상 데이터에 기초한 분석 결과에 따라, 시각 장애인을 위한 보행 안내 신호를 출력하도록 구현된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 보행 안내 장치(30)를 탑재 가능한 수단으로는 현재 널리 공지된 카메라가 장착된 휴대폰이나 개인휴대정보단말기(PDA) 등이 될 수 있다.

도시된 바와 같이 일 실시예에 있어서, 보행 안내 장치(30)는 카메라부(31)와, 조작부(33)와, 경고음 출력부(35)와, 진동부(37)와, 유도블록 검출부(391)와, 횡단보도 검출부(393)와, 출력 제어부(395)를 포함한다.

카메라부(31)는 렌즈계를 통해 촬상된 피사체의 영상 데이터를 출력한다. 일 실시예에 있어서, 카메라부(31)는 소형의 하나 혹은 복수의 렌즈로 구성되며, 빛을 집광하는 렌즈계와, 렌즈계로부터의 광신호를 아날로그 전기신호로 변환하는 촬상부와, 촬상부로부터 출력되는 신호를 처리하고 디지탈로 변환한 후 신호처리부의 입력에 적합한 포맷으로 변환하는 변환부와, 전체 모듈의 동작을 제어하는 카메라 제어부를 포함할 수 있다. 촬상부는 통상 CMOS 촬상소자 또는 CCD 촬상소자로 구성되며, 각 픽셀별로 빛을 전기적인 신호로 변환하여 클럭에 동기시켜 순차적으로 출력하는 공지의 소자이다. 변환부는 촬상부에서 출력되는 영상 밝기에 비례한 전류 또는 전압을 약간의 처리를 거쳐 디지탈 데이터로 변환하고, 이 데이터값을 일 실시예에 있어서, RGB 형식으로 변환하여 출력한다.

조작부(33)는 사용자의 조작 명령을 입력할 수 있는 수단으로 구현되며, 숫자키와 기능키 등으로 이루어지는 키 패드, 사이드 키, 터치패널, 필기체 입력부, 음성 인식부등이 될 수 있다.

경고음 출력부(35)는 음원 재생부와 음원 메모리와 D/A변환기를 포함할 수 있다. 음원 재생부는 출력 제어부(395)로부터 입력되는 제어 신호에 대응되는 경고음원을 음원 메모리로부터 추출한다. D/A변환기는 음원 재생부로부터 재생되어 출력되는 경고음을 가청음으로 변환하여 앰프(도시하지 않음.)와 스피커(SPK)를 통해 출력한다. 일 실시예에 있어서, 상기 경고음은 벨 소리, 알람 또는 음성 등이 될 수 있다.

진동부(37)는 진동모터와 상기 진동모터를 구동하기 위한 진동모터 구동부를 를 포함할 수 있다. 일실시예에 있어서, 상기 진동모터 구동부는 출력 제어부(395)로부터 입력되는 제어 신호에 대응되는 진동 패턴이 연출되도록 진동모터를 구동한다.

제어부(39)는 중앙처리장치(CPU: central processing unit)와 메모리와 주변장치들이 집적된 칩모듈로 구현될 수 있으며, 상기 중앙처리장치에서 상기 메모리에 저장된 제어 프로그램 및 데이터를 실행함으로써, 각종 처리를 수행한다.

유도블록 검출부(391)는 상기 카메라부(31)로부터 입력되는 영상 데이터에 기초하여 도로에 정지블록 또는 진행블록이 있는지를 검출한다. 일 실시예에 있어서, 상기 유도블록 검출부(391)는 물체의 영상 데이터로부터 물체의 외곽선 데이터를 추출하는 외곽선 추출부와, 상기 추출된 외곽선 데이터로부터 물체가 원형의 형태를 띄고 있는지, 막대형의 형태를 띄고 있는지를 검출하는 형태 검출부와, 원형의 형태가 소정 개수 이상인지를 확인하여 정지블록 여부를 판단하는 정지블록 검출부와, 막대형의 형태가 소정 개수 이상인지를 확인하여 진행블록 여부를 판단하는 진행블록 검출부를 포함할 수 있다.

횡단보도 검출부(393)는 상기 카메라부(31)로부터 입력되는 영상 데이터에 기초하여 도로에 횡단보도가 있는지를 검출한다. 일 실시예에 있어서, 상기 횡단보도 검출부(393)는 물체의 영상 데이터에 흰색 픽셀값을 갖는 영역이 있는지를 검출하고, 상기 검출된 영역의 패턴을 추출하는 영역검출부와, 상기 추출된 영역 패턴을 미리 저장된 횡단보도 패턴과 비교하여 횡단보도 여부를 판단하는 패턴비교부를 포함할 수 있다.

출력 제어부(395)는 상기 유도블록 검출부(391) 또는 횡단보도 검출부(393)로부터 입력되는 검출값에 따라 각종 출력부를 제어한다. 일 실시예에 있어서, 상기 출력 제어부(395)는 유도블록 검출처리부(391)로부터 입력되는 검출값에 대응되는 경고음 신호가 출력되도록 경고음 출력부(35)를 제어하는 경고음 출력 제어부와, 상기 유도블록 검출처리부(391)로부터 입력되는 검출값에 대응되는 진동 패턴이 연출되도록 진동부(37)를 제어하는 진동 제어부를 포함할 수 있다.

도 3a, 도3b, 도3c는 본 발명에 따른 보행 안내 장치의 동작 흐름도 일예이다. 일 실시예에 있어서, 보행 안내 장치는 카메라를 통해 인도에 설치된 유도블록을 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 유도블록이 정지블록인지 진행블록인지를 검출하고, 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줄 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 보행 안내 장치는 카메라를 통해 차도에 설치된 횡단보도를 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 횡단보도를 검출하고, 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줄 수 있다.

먼저, 도 3a를 참조하여 설명하면, 전원이 인가되면 단말기는 카메라를 구동하고, 상기 카메라 렌즈계에서 촬상된 피사체의 영상 데이터를 입력받는다(S301). 이후 제어부(39)는 상기 입력되는 영상 데이터의 프레임별 픽셀값을 리드하고, 상기 리드한 픽셀값에 기초하여 흰색 픽셀값을 갖는 영역이 존재하는지를 확인한다(S302, S303).

이후 제어부(39)는 상기 확인결과 흰색 픽셀값을 갖는 영역이 존재하지 않으면, 상기 리드한 픽셀값에 기초하여 영상의 외곽선 형태를 추출하고, 상기 추출된 외곽선 형태가 원형인지를 확인한다(S304, S305).

이후 제어부(39)는 상기 확인결과 외곽선 형태가 원형인 경우, 원형의 형태가 소정 개수 이상인지를 확인한다(S306). 확인결과 소정 개수 이상이면 정지블록으로 판단하고 그에 따른 검출값에 대응되는 경고음 제어신호를 출력한다(S307). 도면에는 도시되지 않았지만, 바람직한 실시예에 있어서, 제어부(39)는 진동 제어신호를 출력할 수 있다.

이후 제어부(39)는 시스템 종료신호가 입력되었는지를 확인하여(S308), 종료신호가 입력되지 않았다면, 입력되는 영상 데이터의 프레임별 픽셀값을 리드하는 단계를 반복 수행하고, 그렇지 않으면 시스템을 종료한다.

이하, 도3b을 참조하여 설명하면, 제어부(39)는 303 단계결과 흰색 픽셀값을 갖는 영역이 존재하면, 상기 영역의 패턴을 추출하고, 상기 추출된 영역 패턴을 미리 설정된 횡단보도 패턴과 비교한다(S309, S310). 제어부(39)는 비교결과 추출된 영역 패턴이 횡단보도 패턴과 일치하면, 횡단보도로 판단하고 그에 따른 검출값에 대응되는 경고음 또는 진동 제어신호를 출력하는 307단계를 수행한다.

이하, 도3c을 참조하여 설명하면, 제어부(39)는 305 단계결과 외곽선 형태가 원형이 아니면, 외곽선 형태가 막대형인지를 확인한다(S311).

상기 확인결과 외곽선 형태가 막대형이고, 막대형의 형태가 소정 개수 이상이면 진행블록으로 판단하고 그에 따른 검출값에 대응되는 경고음 또는 진동 제어신호를 출력하는 307단계를 수행한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 보행 안내 장치는 카메라를 통해 인도에 설치된 유도블록을 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 유도블록이 정지블록인지 진행블록인지를 검출하여 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줌으로써, 시각 장애인이 인도에서 편리하고 안전하게 보행을 할 수 있도록 하는 유용한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 보행 안내 장치는 카메라를 통해 차도에 설치된 횡단보도를 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 횡단보도인지를 검출하여 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줌으로써, 시각 장애인이 인도 뿐만 아니라 차도에서도 편리하고 안전하게 보행을 할 수 있도록 하는 유용한 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.

Claims (11)

1. 렌즈계를 통해 촬상된 피사체의 영상 데이터를 출력하는 카메라부와;

   상기 카메라부로부터 입력되는 영상 데이터로부터 물체의 외곽선 데이터를 추출하는 외곽선 추출부와, 상기 추출된 외곽선 데이터로부터 물체가 원형의 형태를 띄고 있는지, 막대형의 형태를 띄고 있는지를 검출하는 형태 검출부와, 원형의 형태가 소정 개수 이상인지를 확인하여 정지블록 여부를 판단하는 정지블록 검출부와, 막대형의 형태가 소정 개수 이상인지를 확인하여 진행블록 여부를 판단하는 진행블록 검출부를 포함하는 유도블록 검출부와;

   상기 유도블록 검출처리부로부터 입력되는 검출값에 따라 각종 출력부를 제어하는 출력 제어부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 안내 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보행 안내 장치가 :

   상기 카메라부로부터 입력되는 영상 데이터에 기초하여 도로에 횡단보도가 있는지를 검출하는 횡단보도 검출부;

   를 더 포함하고,

   상기 출력 제어부가 :

   상기 횡단보도 검출부 또는 유도블록 검출부로부터 입력되는 검출값에 따라 각종 출력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 보행 안내 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 출력 제어부가 :

   상기 유도블록 검출처리부 또는 횡단보도 검출부로부터 입력되는 검출값에 대응되는 경고음 신호가 출력되도록 경고음 출력부를 제어하는 경고음 출력 제어 부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 안내 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 출력 제어부가 :

   상기 유도블록 검출처리부 또는 횡단보도 검출부로부터 입력되는 검출값에 대응되는 진동 패턴이 연출되도록 진동부를 제어하는 진동 제어부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 안내 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 보행 안내 장치를 탑재한 휴대폰.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 보행 안내 장치를 탑재한 개인휴대정보단말기(PDA).
7. 삭제
8. 카메라가 착탈되는 단말기에서의 시각 장애인을 위한 보행 안내 방법에 있어서, 상기 방법이 :

   카메라 렌즈계에서 촬상된 피사체의 영상 데이터를 입력받는 데이터 입력단계와;

   상기 입력되는 영상 데이터의 프레임별 픽셀값을 리드하는 단계와;

   상기 리드한 픽셀값에 기초하여 영상의 외곽선 형태를 추출하는 단계와;

   상기 추출된 외곽선 형태가 원형인지를 확인하는 단계와;

   상기 확인결과 외곽선 형태가 원형이고, 원형의 형태가 소정 개수 이상이면 정지블록임을 알리는 검출값을 출력하는 단계와;

   상기 확인결과 외곽선 형태가 원형이 아니면, 외곽선 형태가 막대형인지를 확인하는 단계와;

   상기 확인결과 외곽선 형태가 막대형이고, 막대형의 형태가 소정 개수 이상이면 진행블록임을 알리는 검출값을 출력하는 단계와;

   상기 검출값에 대응되는 제어신호를 출력하는 출력단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 안내 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 보행 안내 방법이 :

   상기 입력되는 영상 데이터에 기초하여 도로에 횡단보도가 있는지를 검출하는 횡단보도 검출단계;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 안내 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 횡단보도 검출단계가 :

    상기 입력되는 영상 데이터의 프레임별 픽셀값을 리드하는 단계와;

    상기 리드한 픽셀값에 기초하여 흰색 픽셀값을 갖는 영역이 존재하는지를 확인하는 단계와;

    상기 확인결과 흰색 픽셀값을 갖는 영역이 존재하면, 상기 영역의 패턴을 추출하는 단계와;

    상기 추출된 영역 패턴을 미리 설정된 횡단보도 패턴과 비교하는 단계와;

    상기 비교결과 추출된 영역 패턴이 횡단보도 패턴과 일치하면, 횡단보도임을 알리는 검출값을 출력하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 안내 방법.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 검출값에 대응되는 제어신호를 출력하는 단계가 :

    경고음 또는 진동 패턴 제어신호를 출력하는 단계인 것을 특징으로 하는 보행 안내 장치.

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