KR101400828B1

KR101400828B1 - 시각 장애인용 지팡이

Info

Publication number: KR101400828B1
Application number: KR1020120078695A
Authority: KR
Inventors: 황기현; 송성아
Original assignee: 동서대학교산학협력단
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-05-29
Also published as: KR20140012283A

Abstract

본 발명은 시각 장애인의 필수품인 지팡이에 센서부를 설치함으로써 센서부로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 스마트 단말기로 전송하여 음성을 통해 사용자에게 알려주기 때문에 주위상황에 대한 자세한 인식이 가능하여 시각 장애인의 보행시 안전사고를 방지하고, 간단하게 구성함으로써 지팡이의 사용이 간편하기 때문에 보행에 따른 편의를 제공하기 위한 시각 장애인용 지팡이를 제공한다. 또한, 맥박센서를 통해 전원을 관리하여 사용시간을 연장할 수 있고, 이와 동시에 사용자의 맥박을 확인하여 알려줌으로써 사용자의 몸 상태를 확인할 수 있도록 하는 시각 장애인용 지팡이를 제공한다. 본 발명에 따른 시각 장애인용 지팡이는 봉 형상으로 이루어지는 몸체(22)를 갖고, 상기 몸체(22)의 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있도록 형성되는 손잡이(24)를 갖는 지팡이(20)와; 상기 지팡이(20)에 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 센서부(30)와; 상기 지팡이(20)에 설치되어 상기 센서부(30)에 전원을 공급하기 위한 전원부(40)와; 상기 센서부(30)로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 전달받아 사용자에게 음성으로 전달하기 위한 스마트 단말기(50)를 포함하여 이루어진다.

Description

시각 장애인용 지팡이{Walking stick for blind person}

본 발명은 시각 장애인용 지팡이에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 시각 장애인의 필수품인 지팡이에 센서부를 설치함으로써 센서부로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 스마트 단말기로 전송하여 음성을 통해 사용자에게 알려주기 때문에 주위상황에 대한 자세한 인식이 가능하여 시각 장애인의 보행시 안전사고를 방지하고, 간단하게 구성함으로써 지팡이의 사용이 간편하기 때문에 보행에 따른 편의를 제공하기 위한 시각 장애인용 지팡이에 관한 것이다.

또한, 맥박센서를 통해 전원을 관리하여 사용시간을 연장할 수 있고, 이와 동시에 사용자의 맥박을 확인하여 알려줌으로써 사용자의 몸 상태를 확인할 수 있도록 하는 시각 장애인용 지팡이에 관한 것이다.

일반적으로, 시각장애인들은 지팡이를 사용하여 원하는 장소로 찾아가는 경우가 많으며, 이때 지팡이를 두들겨 보고 상황들을 예측하여 길을 걷거나 맹도견을 따라 갈 수밖에 없었다. 지팡이를 사용하는 경우에는 정확한 상황판단이 어려워 많은 위험에 노출되어 있으며, 맹도견의 경우에도 마찬가지로 보행에는 큰 문제가 없겠지만 주위상황들을 자세하게 인식하기가 어렵고 맹도견을 관리하거나 보살피는데 많은 노력과 경비가 소요되는 문제가 있었다.

한편, 시각장애인용 지팡이에 스프링을 넣어 자동으로 이완되는 시각장애인용 버튼식 자동이완 보행지팡이가 개발되었으나, 이 또한 시각장애인의 감각에 의존해야 하며, 신호의 유형도 기존의 직진과 정지만으로 되어있어 지팡이의 조작에는 다소 도움이 되지만 실생활에는 도움을 주지 못하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점으로 인해 시각 장애인에게 편의를 제공하고, 주변상황을 상세히 인식할 수 있도록 한 지팡이가 제안되었는 바, 특허문헌 1의 국내등록특허공보 등록번호 제10-0615670호 "시각장애인용 안내장치"에 의하면, 사용자가 취부하는 손잡이(113)에서 하측으로 연장되는 지팡이몸체(112)의 하측으로 광센서(117)를 구비하여 지면의 굴곡을 감지하고, 제 1 초음파센서(116)를 구비하여 지면으로부터 돌출되는 장애물을 감지하여 지면의 굴곡 및 장애물이 있음을 출력하는 시각장애인용 지팡이(100)를 제안하고 있다.

또한, 특허문헌 2의 국내등록특허공보 등록번호 제10-1027240호 "시각장애인용 지팡이"에서는 시각장애인이 휴대할 수 있도록 구성된 장형의 몸체부(210)와; 상기 몸체부(210)의 하부에 결합하여 바닥으로 파장을 송수신함으로써 바닥의 굴곡을 감지하는 바닥센서부(220)와;상기 몸체부(210)에 결합하며, 상기 바닥센서부(220)가 굴곡을 감지할 경우 진동되는 바닥진동자(230)와; 상기 몸체부(210)에 결합하며, 전방으로 파장을 송수신함으로써 장애물을 감지하는 측부센서부(240)와; 상기 몸체부(210)에 결합하며, 상기 측부센서부(240)가 장애물을 감지할 경우 진동되는 측부진동자(250)와; 상기 바닥센서부(220)에서 감지된 신호에 따라 굴곡이 있을 경우 상기 바닥진동자(230)의 진동수를 조절하며, 상기 측부센서부(240)에서 감지된 신호로 장애물의 원근에 따라 상기 측부진동자(250)의 진동수를 조절하는 제어부와; 상기 제어부가 소정의 거리까지만 감지할 수 있도록, 감지거리를 선택할 수 있는 거리조절스위치을 포함하는 것을 제안하고 있다.

상기와 같은 종래기술은 보행시 편의를 제공할 수 있지만, 단순히 진동으로 사용자에게 주변환경을 알려주기 때문에 사용자가 진동횟수를 확인하지 못하면 사고의 위험이 있었다.

특허문헌 1 : 국내등록특허공보 등록번호 제10-0615670호 "시각장애인용 안내장치" 특허문헌 2 : 국내등록특허공보 등록번호 제10-1027240호 "시각장애인용 지팡이"

따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 시각 장애인의 필수품인 지팡이에 센서부를 설치함으로써 센서부로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 스마트 단말기로 전송하여 음성을 통해 사용자에게 알려주기 때문에 주위상황에 대한 자세한 인식이 가능하여 시각 장애인의 보행시 안전사고를 방지하고, 간단하게 구성함으로써 지팡이의 사용이 간편하기 때문에 보행에 따른 편의를 제공하기 위한 새로운 형태의 시각 장애인용 지팡이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 맥박센서를 통해 전원을 관리하여 사용시간을 연장할 수 있고, 이와 동시에 사용자의 맥박을 확인하여 알려줌으로써 사용자의 몸 상태를 확인할 수 있도록 하는 새로운 형태의 시각 장애인용 지팡이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 봉 형상으로 이루어지는 몸체(22)를 갖고, 상기 몸체(22)의 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있도록 형성되는 손잡이(24)를 갖는 지팡이(20)와; 상기 지팡이(20)에 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 센서부(30)와; 상기 지팡이(20)에 설치되어 상기 센서부(30)에 전원을 공급하기 위한 전원부(40)와; 상기 센서부(30)로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 전달받아 사용자에게 음성으로 전달하기 위한 스마트 단말기(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 시각 장애인용 지팡이에서 상기 센서부(30)는 사용자의 이동경로를 촬영하기 위한 카메라(32)와; 사용자의 현재 진행방향을 실시간으로 확인하기 위한 방향센서(34)와; 사용자의 이동방향에서 음파가 물체에 부딪혀 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 거리로 환산한 측정값을 표시하기 위한 초음파 거리센서(36)와; 상기 초음파 거리센서(36)가 물체를 감지할 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주기 위한 진동모터(38)와; 상기 카메라(32), 방향센서(34), 초음파 거리센서(36)를 통해 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 상기 스마트 단말기(50)로 전송하기 위한 통신모듈(39)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 시각 장애인용 지팡이에서 상기 진동모터(38)는 물체와의 거리에 따라 진동횟수가 변화되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 시각 장애인용 지팡이에서 상기 센서부(30)는 상기 지팡이(20)의 손잡이(24)에 설치되어 사용자의 맥박을 측정하기 위한 맥박센서(31)를 포함하되; 상기 맥박센서(31)를 통해 사용자의 맥박이 감지되면 전원이 공급되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 시각 장애인용 지팡이에서 상기 센서부(30)의 통신모듈(39)은 블루투스 통신을 통해 상기 스마트 단말기(50)와 통신하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 시각 장애인용 지팡이에서 상기 전원부(40)는 상기 지팡이(20)의 몸체(22)에 설치되는 충전지(42)와; 상기 충전지(42)와 접속되는 어댑터(44)를 포함하고, 상기 전원부(40)의 충전지(42)는 대용량 리튬이온 충전지인 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 시각 장애인용 지팡이에 의하면, 시각 장애인의 필수품인 지팡이에 센서부를 설치함으로써 센서부로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 스마트 단말기로 전송하여 음성을 통해 사용자에게 알려주기 때문에 주위상황에 대한 자세한 인식이 가능하여 시각 장애인의 보행시 안전사고를 방지하고, 간단하게 구성함으로써 지팡이의 사용이 간편하기 때문에 보행에 따른 편의를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 맥박센서를 통해 전원을 관리하여 사용시간을 연장할 수 있고, 이와 동시에 사용자의 맥박을 확인하여 알려줌으로써 사용자의 몸 상태를 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래기술을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각 장애인용 지팡이의 구성을 설명하기 위한 블럭도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각 장애인용 지팡이의 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각 장애인용 지팡이의 정면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 3 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명하며, 도 3 내지 도 5에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각 장애인용 지팡이(10)는 봉 형상으로 이루어지는 몸체(22)를 갖고, 몸체(22)의 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있도록 형성되는 손잡이(24)를 갖는 지팡이(20)와, 지팡이(20)에 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 센서부(30)와, 지팡이(20)에 설치되어 센서부(30)에 전원을 공급하기 위한 전원부(40)와, 센서부(30)로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 전달받아 사용자에게 음성으로 전달하기 위한 스마트 단말기(50)를 포함하여 이루어진다.

지팡이(20)는 사용자가 보행시 몸을 의지하기 위해 짚는 것으로, 통상적인 몸체(22)와 손잡이(24)로 구성된다. 이때, 손잡이(24)는 몸체(22)로부터 일측으로 라운드지도록 형성되거나, 몸체(22)로부터 일측으로 꺽이게 형성되어 사용자가 쉽게 잡을 수 있도록 형성된다.

센서부(30)는 지팡이(20)에 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 것으로, 카메라(32), 방향센서(34), 초음파 거리센서(36), 진동모터(38) 및 통신모듈(39)을 포함하여 이루어진다.

카메라(32)는 사용자의 이동경로를 촬영하고, 설정된 거리 이내로 물체가 감지되면 이를 영상으로 저장하여 영상처리 프로세서를 통해 물체의 형태를 파악할 수 있도록 한다. 그리고, 촬영된 영상은 설정된 시간에 한번씩 스마트 단말기(50)로 전송한다. 여기서, 설정된 시간은 바람직하게는 5초에 한번씩 촬영된 영상을 전송하도록 하여 보행시 사용자의 안전을 도모할 수 있도록 한다.

방향센서(34)는 현재의 진행방향을 실시간으로 확인하기 위한 것으로 바람직하게는 지자계 센서를 사용하여 현재 진행방향에 대한 정보를 검출하게 된다.

이와 같은 방향센서(34)는 사용자가 보행시 방향전환을 할 경우 지자계 센서를 통해 즉각적으로 방향을 표시하고, 그 방향에 대한 물체를 감지할 수 있도록 한다.

초음파 거리센서(36)는 사용자의 이동방향에서 음파가 물체에 부딪혀 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 거리로 환산한 측정값을 표시하는 것으로, 측정거리는 최소 30㎝에서 최대 4m까지의 거리를 측정할 수 있으며 지향각은 120°로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 초음파 거리센서(36)에서 물체와의 거리를 산출하는 방식은 초음파 센서 작동신호를 발생하고 이 신호를 받아 증폭시킨다. 이후 초음파 센서 신호를 외부 인터럽트로 보내고, 작동신호 이후 인터럽트 발생까지의 시간을 구하고, 음속을 곱하여 물체와의 거리를 산출한다.

진동모터(38)는 초음파 거리센서(36)가 물체를 감지할 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주기 위한 것으로, 사용자와 물체와의 거리에 따라 진동횟수가 변화되도록 한다. 즉, 물체와의 거리가 3m 이상일 경우 무진동, 2m 이상일 경우 초당 1회 진동, 1m 이상일 경우 초당 2회 진동, 1m 이내일 경우 초당 3회 진동하도록 한다.

한편, 사용자가 보행시 이동경로에 대해 돌발상황이 발생하였을 경우 초음파 거리센서(36)에서 이를 감지하여 진동모터(38)에서 진동을 발생시켜 사용자에게 알려주도록 하여 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

통신모듈(39)은 카메라(32), 방향센서(34), 초음파 거리센서(36)를 통해 수집된 이동경로에 대한 정보를 사용자의 스마트 단말기(50)로 전송하기 위한 것으로, 블루투스 통신을 이용하여 사용자의 스마트 단말기(50)로 전송한다.

한편, 센서부(30)는 지팡이(20)의 손잡이(24)에 설치되어 사용자의 맥박을 측정하기 위한 맥박센서(31)를 포함하여 이루어지는 것으로, 바람직하게는 적외선 광센서를 통해 사용자의 인체 전기를 측정하여 맥박수를 확인할 수 있을 것이다. 측정된 맥박수는 통신모듈(39)을 통해 사용자의 스마트 단말기(50)로 전송되어 사용자가 확인할 수 있도록 한다.

이와 같은 맥박센서(31)는 적외선 투과량 증폭회로로 구성되어 노이즈 제거를 실시한다. 그리고, 픽크 디텍터회로로 고점을 찾아 증폭하여 디지털 신호로 변환하고, 약 10초간의 펄스를 카운트하여 사용자의 맥박수를 측정한다.

이와 같이 센서부(30)에 맥박센서(31)를 구성함으로써 사용자의 맥박을 확인하여 사용자의 건강을 확인할 수 있는 효과가 있다.

전원부(40)는 지팡이(20)에 설치되어 센서부(30)에 전원을 공급하기 위한 것으로, 지팡이(20)의 몸체(22)에 설치되는 충전지(42)를 갖고, 충전지(42)와 접속되는 어댑터(44)를 갖는다. 이때, 충전지(42)는 대용량의 리튬이온 충전지로 구성되어 진다.

이와 같이 전원부(40)의 충전지(42)는 사용자가 집에서 휴식을 취할 때는 어댑터(44)를 사용하여 충전하고, 외출시 어댑터(44)를 분리하여 충전지(42)에 충전된 전력만으로 사용가능할 수 있도록 한 것이다.

한편, 전원부(40)는 센서부(30)의 맥박센서(31)에서 사용자의 맥박이 감지되면 센서부(30)로 전원을 공급하여 카메라(32), 방향센서(34), 초음파 거리센서(36) 및 통신모듈(38)을 작동시키도록 한다.

스마트 단말기(50)는 센서부(30)에서 수집된 사용자의 이동경로를 블루투스 통신으로 전송받아 사용자에게 음성과 영상으로 전달하기 위한 것으로, 스피커를 통해 음성을 전달받거나 사람들이 많은 공공장소에서는 이어폰을 스마트 단말기(50)에 연결하여 이동경로에 대한 정보를 전송받을 수 있을 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각 장애인용 지팡이(10)의 작동 상태를 살펴보면, 충전지(42)에 전기를 공급하는 외부 공급장치(미도시)와 어댑터(44)를 분리시킨다. 이후 사용자가 지팡이(20)의 손잡이(24)를 잡으면 맥박센서(31)에서 사용자의 맥박을 감지하여 센서부(30)의 카메라(32), 방향센서(34), 초음파 거리센서(36) 및 통신모듈(38)을 동작시킨다. 그리고, 사용자의 이동경로에 대해 카메라(32)가 주변을 촬영하고, 방향센서(34)에 의해 현재 진행방향을 확인하게 된다. 방향센서(34)로부터 진행방향을 전달받으면서 초음파 거리센서(36)가 물체와의 거리를 산출하게 된다. 이때, 사용자는 스마트 단말기(50)로부터 카메라(32)에서 촬영된 물체의 형태를 전달받고, 초음파 거리센서(36)로부터 측정된 물체와의 거리를 진동모터(38)를 통해 전달받으면 이동한다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각 장애인용 지팡이를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10 : 시각 장애인용 지팡이
20 : 지팡이 22 : 몸체
24 : 손잡이 30 : 센서부
31 : 맥박센서 32 : 카메라
34 : 방향센서 36 : 초음파 거리센서
38 : 진동모터 39 : 통신모듈
40 : 전원부 42 : 충전지
44 : 어댑터 50 : 스마트 단말기

Claims

봉 형상으로 이루어지는 몸체(22)를 갖고, 상기 몸체(22)의 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있도록 형성되는 손잡이(24)를 갖는 지팡이(20)와;
상기 지팡이(20)에 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 센서부(30)와;
상기 지팡이(20)에 설치되어 상기 센서부(30)에 전원을 공급하기 위한 전원부(40)와;
상기 센서부(30)로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 전달받아 사용자에게 음성으로 전달하기 위한 스마트 단말기(50)를 포함하되;
상기 센서부(30)는 사용자의 이동경로를 촬영하기 위한 카메라(32)와;
사용자의 현재 진행방향을 실시간으로 확인하기 위한 방향센서(34)와;
사용자의 이동방향에서 음파가 물체에 부딪혀 되돌아 오는 시간을 측정하여 이를 거리로 환산한 측정값을 표시하기 위한 초음파 거리센서(36)와;
상기 초음파 거리센서(36)가 물체를 감지할 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주기 위한 진동모터(38)와;
상기 카메라(32), 방향센서(34), 초음파 거리센서(36)를 통해 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 상기 스마트 단말기(50)로 전송하기 위한 통신모듈(39)과;
상기 지팡이(20)의 손잡이(24)에 설치되어 사용자의 맥박을 측정하기 위한 맥박센서(31)를 포함하되;
상기 맥박센서(31)를 통해 사용자의 맥박이 감지되면 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 지팡이.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 진동모터(38)는 물체와의 거리에 따라 진동횟수가 변화되는 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 지팡이.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 센서부(30)의 통신모듈(39)은 블루투스 통신을 통해 상기 스마트 단말기(50)와 통신하는 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 지팡이.
제 1 항에 있어서,
상기 전원부(40)는 상기 지팡이(20)의 몸체(22)에 설치되는 충전지(42)와;
상기 충전지(42)와 접속되는 어댑터(44)를 포함하고,
상기 전원부(40)의 충전지(42)는 대용량 리튬이온 충전지인 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 지팡이.