KR101469430B1 - 삼차원 촉각 표시 장치 - Google Patents

삼차원 촉각 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101469430B1
KR101469430B1 KR20130075102A KR20130075102A KR101469430B1 KR 101469430 B1 KR101469430 B1 KR 101469430B1 KR 20130075102 A KR20130075102 A KR 20130075102A KR 20130075102 A KR20130075102 A KR 20130075102A KR 101469430 B1 KR101469430 B1 KR 101469430B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tactile
distance
column
ascending
digital image
Prior art date
Application number
KR20130075102A
Other languages
English (en)
Inventor
정광욱
박형기
오도봉
김상훈
이민호
서갑호
윤성조
박용식
박성호
전정수
전광우
Original Assignee
(주)맨엔텔
한국로봇융합연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)맨엔텔, 한국로봇융합연구원 filed Critical (주)맨엔텔
Priority to KR20130075102A priority Critical patent/KR101469430B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101469430B1 publication Critical patent/KR101469430B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/002—Specific input/output arrangements not covered by G06F3/01 - G06F3/16
    • G06F3/005—Input arrangements through a video camera
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B21/00—Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
    • G09B21/001—Teaching or communicating with blind persons
    • G09B21/003—Teaching or communicating with blind persons using tactile presentation of the information, e.g. Braille displays

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

시각 장애인에게 촉각을 통해 사물의 위치나 거리 또는 형상에 대한 정보를 인지 가능하게 할 수 있는 삼차원 촉각 표시 장치가 개시된다.
상기 삼차원 촉각 표시 장치는, 사물의 방향 및 거리를 포함하는 공간정보를 검출하는 공간정보 검출 수단; 구동 제어 신호에 따라 인체에 접촉하는 접촉면 상부로 돌출되는 복수의 촉각 기둥을 포함하는 촉각 디스플레이 모듈; 및 상기 공간정보에 따라, 상기 사물의 방향에 대응되도록 상승되는 상기 복수의 촉각 기둥의 적어도 일부를 결정하고, 상기 사물의 거리에 대응되도록 상승되는 상기 복수의 촉각 기둥의 적어도 일부의 상승 높이를 결정하는 상기 구동 제어 신호를 생성하는 정보 처리 수단을 포함한다.

Description

삼차원 촉각 표시 장치{3-DIMENSIONAL HAPTIC DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 삼차원 촉각 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시각 장애인에게 촉각을 통해 사물의 위치나 거리 또는 형상에 대한 정보를 인지 가능하게 할 수 있는 삼차원 촉각 표시 장치에 관한 것이다.
2013년 현재 보건 복지부에서 지정한 13 개 장애 유형 중 시각 장애인이 차지하는 비중은 전체 2순위로써 매년 시각 장애인의 비중이나 숫자가 증가하고 있는 추세이다.
시각 장애인은 장애물에서 벗어나 안전하고 입체감 있는 보행을 통해 외부환경을 느낄 수 있는 시각장애 지원기기를 요구하고 있으며 그 수요가 점점 증가하고 있는 추세이나, 이에 관련된 산업 여건이 취약하여 상당 수 수입에 의존하고 있는 실정이다. 이에, 시각 장애인들이 장애물의 굴레이서 벗어나 자유로운 활동을 영위할 수 있도록 도움을 줄 수 있는 삼차원 촉각 디스플레이 장치는 시각 장애인들의 삶의 질 향상과 안전한 생활을 영위하기 위해 반드시 필요한 수단이 되고 있다.
삼차원 촉각 디스플레이 장치에 관한 선행기술문헌으로서 한국공개특허 제10-2010-0125629호는 시각 장애인 보행 보조 시스템 및 그 방법에 대해 기술하고 있다. 상기 선행기술문헌에는 촉각돌기를 이용하여 공간정보를 제공하는 기술이 개시되고 있다. 그러나 상기 선행기술문헌에 개시된 시각 장에인 보행 보조 시스템 및 그 방법은 단순히 촉각 돌기가 상승상태/하강상태로만 동작하므로 정확한 거리 정보를 제공하는 것이 불가능하며, 촉각형 공간표시부 상에 촉각 돌기를 다수의 면에 구비하여야 하므로 촉각 돌기의 구동을 위한 하드웨어 구현이 곤란하며 많은 비용이 소요되는 문제점을 갖는다.
한국공개특허 제10-2010-0125629호
본 발명은, 시각 장애인에게 촉각을 통해 사물의 위치나 거리 또는 형상에 대한 정보를 인지 가능하게 할 수 있도록 시각 장애인의 피부에 직접 접촉하는 촉각 기둥의 상승 높이를 조정하여 시각 장애인의 피부가 느끼는 압력을 조정할 수 있는 삼차원 촉각 표시 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
사물의 방향 및 거리를 포함하는 공간정보를 검출하는 공간정보 검출 수단;
구동 제어 신호에 따라 인체에 접촉하는 접촉면 상부로 돌출되는 복수의 촉각 기둥을 포함하는 촉각 디스플레이 모듈; 및
상기 공간정보에 따라, 상기 사물의 방향에 대응되도록 상승되는 상기 복수의 촉각 기둥의 적어도 일부를 결정하고, 상기 사물의 거리에 대응되도록 상승되는 상기 복수의 촉각 기둥의 적어도 일부의 상승 높이를 결정하는 상기 구동 제어 신호를 생성하는 정보 처리 수단
을 포함하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 공간정보 검출 수단은, 거리 센서 또는 디지털 카메라를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 촉각 디스플레이 모듈은, 상기 촉각 기둥을 상승/하강 시키는 선형 모터; 및 상기 구동 제어 신호에 따라 상기 선형 모터를 구동시키는 모터 구동 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 정보 처리 수단은, 통신용 개인 휴대 단말을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 정보 처리 수단은, 상기 공간정보 검출 수단에서 검출된 공간정보에서 상기 사물의 거리에 해당하는 정보를 포함하는 신호를 처리하여 상기 사물의 거리를 산출하는 거리 산출부; 상기 공간정보 검출 수단에서 검출된 공간정보에서 상기 사물의 방향에 해당하는 정보를 포함하는 신호를 처리하여 상기 사물의 방향을 산출하는 위치 산출부; 상기 위치 산출부에서 산출된 상기 사물의 방향에 따라 상기 복수의 촉각 기둥 중 상승하는 촉각 기둥을 결정하는 상승 촉각 기둥 결정부; 및 상기 거리 산출부에서 산출된 사물의 거리에 따라 상기 상승 촉각 기둥 결정부에서 결정된 상승 촉각 기둥의 상승 높이를 결정하는 상승 높이 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 거리 산출부는, 상기 공간정보 검출 수단에 포함된 디지털 카메라에서 촬상된 디지털 영상의 오토 포커스 값에 따라 상기 사물의 거리를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 위치 산출부는, 상기 공간정보 검출 수단에 포함된 디지털 카메라에서 촬상된 디지털 화상에서 상기 사물이 촬상된 위치를 이용하여 상기 사물의 방향을 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 위치 산출부는, 상기 공간정보 검출 수단에 포함된 디지털 카메라에서 촬상된 디지털 화상에서 상기 사물의 위치를 판단하기 위해, 판단하고자 하는 사물의 형상이나 패턴을 사전에 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 위치 산출부는, 상기 공간정보 검출 수단에 포함된 디지털 카메라에서 촬상된 디지털 화상에서 사람의 얼굴을 인식하는 얼굴 인식 알고리즘을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시각 장애인이 인지하여야 하는 사물의 방향에 대응되도록 시각 장애인이 촉각으로 느낄 수 있도록 상승되는 촉각 기둥을 결정함으로써 시각 장애인이 편리하게 사물의 방향을 인지할 수 있게 하는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 시각 장애인이 사물과의 거리에 대한 정보를 인지할 수 있도록 촉각 기둥의 상승 높이를 제어하여 시각 장애인의 피부가 느끼는 압력의 세기를 조정함으로써, 사물의 방향 뿐만 아니라 사물의 거리에 대한 인지가 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치에 포함된 촉각 디스플레이 모듈의 일례를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치에 포함된 촉각 디스플레이 모듈의 케이스 내부를 간략하게 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치에 포함된 정보 처리 수단을 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치의 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치(10)는 공간정보 검출 수단(11)과, 촉각 디스플레이 모듈(12)과, 정보 처리 수단(13)을 포함하여 구성될 수 있다.
공간정보 검출 수단(11)은 시각 장애인에 의해 그 위치가 확인되어야 하는 대상이 되는 사물의 방향 및 거리를 포함하는 공간정보를 검출하여 그에 대응되는 신호를 생성하는 수단이다. 예를 들어, 시각 장애인이 보행 중에 있는 경우, 시각 장애인의 보행에 방해가 되는 장해물의 방향 및 거리가 공간정보가 될 수 있다. 다른 예로, 시각 장애인이 대화를 하고 있는 경우, 대화 상대의 얼굴 위치와 거리가 공간정보가 될 수 있다.
공간정보 검출 수단(11)은 사물과의 거리를 검출하여 그 거리의 크기에 대응하는 전기적 신호를 생성하는 거리 센서(예를 들어, 적외선 거리센서, 자연광 거리 센서, 초음파 거리센서)를 포함할 수 있다. 또한, 공간정보 검출 수단(11)은 사물에 대한 화상을 촬상하여 그에 대응되는 디지털 화상 신호를 생성하는 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 특히 디지털 카메라의 경우 디지털 화상 신호의 분석을 통해 사물의 방향을 쉽게 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 그 자체에 내장된 자동 포커스 기능을 활용하여 사물의 거리를 파악할 수도 있다.
촉각 디스플레이 모듈(12)은 시각 장애인의 인체에 접촉하는 접촉면과 이 접촉면의 상부로 돌출되어 피부에 압력을 제공하는 복수의 촉각 기둥을 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치에 포함된 촉각 디스플레이 모듈의 일례를 도시한 사시도이다.
도 2에 도시한 것과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 적용되는 촉각 디스플레이 모듈(13)은 인체에 접촉하는 접촉면(131)과 이 접촉면 상부로 돌출되는 복수의 촉각 기둥(132)을 포함할 수 있다. 촉각 기둥(132)는 후술하는 정보 처리 수단(12)에서 제공되는 구동 제어 신호에 따라 접촉면(131)의 상부로 돌출될 수 있다. 촉각 디스플레이 모듈(13)은 접촉면(131)에 사전 설정된 배치구조로 형성된 복수의 홀을 포함하여, 이 복수의 홀 마다 하나의 촉각 기둥(132)이 배치되어 홀 외부로 돌출될 수 있다. 복수의 촉각 기둥(132) 중 돌출되는 촉각 기둥은 후술하는 공간정보를 분석하는 정보 처리 수단(12)에 의해 결정될 수 있다. 또한, 돌출되는 촉각 기둥의 돌출 높이도 정보 처리 수단(12)에 의해 결정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치에 포함된 촉각 디스플레이 모듈의 케이스 내부를 간략하게 도시한 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 촉각 디스플레이 모듈(13)의 케이스 내부에는 접촉면(131)의 외부로 돌출되지 않은 촉각 기둥(132)을 수납하고, 촉각 기둥(132)의 상승/하강을 위한 물리력을 제공하도록 촉각 기둥(132) 마다 촉각 기둥(132)의 하부에 배치된 선형 모터(133) 및 선형 모터(133)를 구동하기 위한 모터 구동 회로(134)가 수납되는 공간이 마련될 수 있다. 모터 구동 회로(134)는 정보 처리 수단(12)에서 제공되는 구동 제어 신호에 따라 선형 모터(133)를 구동하기 위한 전력을 선형 모터(133)로 제공할 수 있다. 또한, 모터 구동 회로(134)는 모터 구동에 의한 선형 모터의 실제 이동 거리를 검출하여 정보 처리 수단(12)으로 피드백할 수 있다.
정보 처리 수단(12)은 공간정보 검출 수단(11)에서 검출된 공간정보를 제공받아 이를 분석하여 공간정보에 포함된 사물의 방향에 따라 촉각 디스플레이 수단(13)의 복수의 촉각 기둥(132) 중 상승되어야 하는 촉각 기둥을 결정할 수 있다. 또한, 정보 처리 수단(12)은 공간정보 검출 수단(11)에서 검출된 공간정보를 제공받아 이를 분석하여 공간정보에 포함된 사물의 거리에 따라 상승되어야 하는 촉각 기둥의 상승 높이를 결정할 수 있다. 또한, 정보 처리 수단(12)은 촉각 디스플레이 모듈(13)의 모터 구동 회로(134)에서 제공되는 선형 모터의 이동거리에 대한 피드백을 수신하여 최초에 설정된 촉각 기둥의 상승 높이에 대응되도록 선형 모터가 이동하였는지 판단하고 최초 설정된 촉각 기둥의 상승 높이에 대응되도록 선형 모터의 이동을 위한 구동제어신호를 모터 구동 회로(134)로 제공할 수 있다.
정보 처리 수단(12)은 프로그램이 가능한 다양한 형태의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있다. 특히 정보 처리 수단(12)은 공간정보 검출 수단(11)으로부터 전달되는 공간정보를 제공받아 처리할 수 있는 어플리케이션이 설치된 스마트 폰 또는 스마트 패드 등과 같은 개인이 소지한 소형의 통신용 단말기로 구현될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 표시 장치에 포함된 정보 처리 수단을 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 4에 도시한 것과 같이 정보 처리 수단(12)은 거리 산출부(121), 위치 산출부(122), 상승 촉각 기둥 결정부(123) 및 상승 높이 결정부(124)를 포함할 수 있따.
거리 산출부(121)는 공간정보 검출 수단(11)에서 전달되는 공간정보에서 사물의 거리에 대응되는 신호를 이용하여 사물의 거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 공간정보 검출 수단(11)에 포함된 거리 센서(적외선 거리 센서, 자연광 거리 센서, 초음파 거리 센서)에서 제공되는 신호의 크기에 대응되는 사물까지의 거리값을 산출할 수 있다. 통상, 거리 센서는 검출된 사물까지의 거리에 따라 변동되는 크기를 갖는 신호(예를 들어, 전압신호)를 출력할 수 있으며, 이를 제공받은 거리 산출부(121)는 신호 크기에 대응되는 거리를 산출할 수 있다.
다른 예로, 거리 산출부(121)는 공간정보 검출 수단(11)에 포함된 디지털 카메라에서 제공되는 오토 포커스값을 이용하여 검출된 사물까지의 거리를 산출할 수 있다. 통상, 디지털 카메라는 촬상의 대상이 되는 사물의 선명도가 최대가 될 수 있도록 자동으로 포커스를 조정하는 오토 포커스를 수행한다. 이러한 오토 포커스 과정에서 촬상의 대상이 되는 사물에 대한 포커스가 이루어지면 그에 대응되는 오토 포커스값을 생성한다. 따라서, 카메라의 오토 포커스값은 포커스가 이루어진 사물의 거리에 대한 정보를 포함하게 된다. 본 발명의 일 실시형태에서, 거리 산출부(121)는 공간정보로서 디지털 카메라의 오토 포커스값을 제공받고 이 오토 포커스값으로부터 그에 대응되는 사물의 거리를 산출할 수 있다.
위치 산출부(122)는 공간정보 검출 수단(11)으로부터 제공되는 방향 정보를 이용하여 사물의 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 거리 산출부(121)는 공간정보 검출 수단(11)에 포함된 디지털 카메라에서 제공되는 디지털 화상을 분석하고, 촬상된 디지털 화상에서 사물이 촬상된 위치를 이용하여 사물의 방향을 판단할 수 있다. 즉, 디지털 화상에서 사물이 화상의 중심부를 기준으로 좌우로 치우친 정도를 판단하여 사물의 방향을 판단할 수 있다.
위치 산출부(122)는 제공받은 디지털 화상 내에서 사물의 위치를 판단하기 위해 판단하고자 하는 사물의 형상이나 패턴을 사전에 저장할 수 있다. 예를 들어, 보행시 이동방향을 확인하기 위해 인지하여야 하는 시각 장애인용 점자 블록의 패턴이 위치 산출부(122)에 미리 저장될 수 있다. 또한, 위치 산출부(122)는 타인과의 대화시 아이 컨택(eye-contact)을 위해 사람의 얼굴을 인식하는 얼굴 인식 알고리즘을 구비할 수도 있다.
상승 촉각 기둥 결정부(123)는 위치 산출부(122)에서 산출된 사물의 방향에 대응되도록 촉각 디스플레이 모듈(13)에 포함된 복수의 촉각 기둥 중 상승시켜야 하는 촉각 기둥이 어떤 것인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 위치 산출부(122)에서 산출된 사물의 위치가 왼쪽 방향인 경우, 촉각 디스플레이 모듈(13)에 포함된 복수의 촉각 기둥 중 왼쪽에 배치된 촉각 기둥을 상승하여야 하는 촉각 기둥으로 결정할 수 있다.
상승 높이 결정부(124)는 거리 산출부(121)에서 산출된 사물과의 거리에 따라 촉각 디스플레이 모듈(13)에 포함된 촉각 기둥의 상승 높이를 결정할 수 있다. 특히 상승 높이 결정부(124)는 상승 촉각 기둥 결정부(123)에서 상승시키도록 결정한 촉각 기둥의 상승 높이를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상승 높이 결정부(124)는 사전에 순차적으로 사물과의 거리에 대한 다수의 임계값을 설정해두고, 사물과의 거리가 임계값들 사이에서 어디에 해당하는지 판단하여 그에 대응되는 상승 높이로 촉각 기둥의 상승 높이를 결정할 수 있다. 바람직하게, 상승 높이 결정부(124)는, 사물과의 거리가 가까울수록 촉각 기둥의 상승 높이가 더 높아지도록 설정하여 사물이 가까워질수록 촉각 기둥이 더 강한 압력으로 피부를 누를 수 있게 하여 사물과의 충돌을 회피하게 할 수 있다.
상승 촉각 기둥 결정부(123)에서 상승하는 것으로 결정된 촉각 기둥에 대한 정보와 상승하는 것으로 결정된 촉각 기둥의 상승 높이에 대한 정보는 구동 제어 신호에 포함되어 촉각 디스플레이 모듈(13)의 모터 구동 회로(134)로 제공될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 전술한 것과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 동작 및 작용 효과에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치의 동작을 설명하기 위한 예시 도면이다. 특히, 도 5는 시각 장애인이 다른 사람과 대화시 대화하는 사람과 아이 컨택을 유지하기 위해 대화 대상의 얼굴을 인식하여 그 위치를 파악하는 예를 도시한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 삼차원 촉각 디스플레이 장치(10)에 포함된 공간정보 검출 수단(11)으로 마련된 디지털 카메라는 대화 대상의 화상을 촬상하여 디지털 화상을 정보 처리 수단(12)으로 제공할 수 있다. 도 5의 (a) 내지 (c) 각각에서 최상부에 위치한 사진은 디지털 카메라에서 촬상된 디지털 화상의 예를 나타낸다.
이어, 정보 처리 수단(12)의 위치 산출부(122)는 그에 내장하고 있는 얼굴 인식 알고리즘을 활용하여 디지털 화상 내에서 대화 대상의 얼굴을 인식할 수 있으며, 인식된 얼굴이 화상 내에서 어느 방향에 있는지 확인할 수 있다. 도 5의 (a) 내지 (c) 각각에서 중간에 위치한 사진은 디지털 화상에서 인식된 얼굴 영역을 적색 사각형으로 표시하고 있다. 또한, 도 5의 (a) 내지 (c) 각각에서 중간에 위치한 사진에서 백색 눈금선은 인식된 얼굴 영역이 화상 내에 어느 위치에 존재하는지 판단하기 위한 기준이 되는 눈금선이다.
도 5에는 도시되지 않으나, 정보 처리 수단(12)의 거리 산출부(121)는 인식된 대화 대상과의 거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 공간정보 검출 수단(11)에 거리 센서가 마련된 경우 거리 산출부(121)는 거리 센서에서 전달된 신호의 크기에 따라 거리를 산출할 수 잇다. 또한, 거리 산출부(121)는 대화 대상의 얼굴에 포커스가 이루어진 디지털 화상의 오토 포커스값으로부터 대화 대상과의 거리를 산출할 수 있다.
상승 촉각 기둥 결정부(123)는 위치 산출부(122)에서 결정된 대화 대상의 얼굴 위치에 따라 상승하여야 하는 촉각 디스플레이 모듈(13) 내 촉각 기둥(132)이 어느 것인지 결정할 수 있다. 도 5의 (a)와 같이, 위치 산출부(122)에 의해 대화 대상의 얼굴이 디지털 화상의 왼쪽에 있는 것으로 판단된 경우, 촉각 디스플레이 모듈(13)에 포함된 복수의 촉각 기둥 중 왼쪽에 배치된 촉각 기둥을 상승하여야 하는 촉각 기둥으로 결정할 수 있다. 이와 유사하게, 도 5의 (b)와 같이, 위치 산출부(122)에 의해 대화 대상의 얼굴이 디지털 화상의 중심부에 있는 것으로 판단된 경우, 촉각 디스플레이 모듈(13)에 포함된 복수의 촉각 기둥 중 중심부에 배치된 촉각 기둥을 상승하여야 하는 촉각 기둥으로 결정할 수 있다. 또한, 도 5의 (c)와 같이, 위치 산출부(122)에 의해 대화 대상의 얼굴이 디지털 화상의 오른쪽에 있는 것으로 판단된 경우, 촉각 디스플레이 모듈(13)에 포함된 복수의 촉각 기둥 중 오른쪽에 배치된 촉각 기둥을 상승하여야 하는 촉각 기둥으로 결정할 수 있다. 도 5의 (a) 내지 (c) 각각에서 최하부에 위치한 사진은 위치 산출부(122)에 의해 상승하여야 하는 것으로 결정된 촉각 기둥을 표시한다.
한편, 상승 높이 결정부(124)는 거리 산출부(121)에서 산출된 대화 대상과의 거리에 따라, 상승 촉각 기둥 결정부(123)에서 상승시키도록 결정된 촉각 기둥의 상승 높이를 결정할 수 있다.
이어, 상승 촉각 기둥 결정부(123)에서 상승하도록 결정된 촉각 기둥과 상승 높이 결정부(124)에서 촉각 기둥의 상승 높이에 대한 정보를 포함하는 구동 제어 신호가 촉각 디스플레이 모듈(13)의 모터 구동 회로(134)로 전달될 수 있다.
모터 구동 회로(134)는 모터 구동 회로(134)에 포함된 상승되는 촉각 기둥과 그 상승 높이에 따라 촉각 기둥(132) 마다 마련된 선형 모터(133)를 구동하여 실제 촉각 기둥을 상승시킴으로써 시각 장애인의 피부에 압력을 제공함으로써, 대화 대상의 위치와 대화 대상과의 거리에 대한 정보를 제공할 수 있다. 시각 장애인은 촉각 기둥에 의해 압력이 느껴지는 위치에 따라 적절하게 고개를 돌리거나 몸을 돌려 대화 대상을 마주볼 수 있게 방향을 조정할 수 있으며, 촉각 기둥에 의해 느껴지는 압력의 세기에 따라 대화 대상과의 거리를 파악하고 적절한 대화 거리를 유지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 시각 장애인이 인지하여야 하는 사물의 방향에 대응되도록 시각 장애인이 촉각으로 느낄 수 있도록 상승되는 촉각 기둥을 결정함으로써 시각 장애인이 편리하게 사물의 방향을 인지할 수 있게 한다. 특히, 본 발명의 일 실시형태는, 시각 장애인이 사물과의 거리에 대한 정보를 인지할 수 있도록 촉각 기둥의 상승 높이를 제어하여 시각 장애인의 피부가 느끼는 압력을 조정함으로써, 사물의 방향 뿐만 아니라 사물의 거리에 대한 인지가 가능하게 한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 삼차원 촉각 디스플레이 장치 11: 공간정보 검출 수단
12: 정보 처리 수단 121: 거리 산출부
122: 위치 산출부 123: 상승 촉각 기둥 결정부
124: 상승 높이 결정부 13: 촉각 디스플레이 모듈
131: 접촉면 132: 촉각 기둥
133: 선형 모터 134: 모터 구동 회로

Claims (9)

  1. 사물의 방향 및 거리를 포함하는 공간정보를 검출하기 위한 디지털 화상을 생성하는 디지털 카메라;
    구동 제어 신호에 따라 인체에 접촉하는 접촉면 상부로 돌출되는 복수의 촉각 기둥을 포함하는 촉각 디스플레이 모듈; 및
    상기 디지털 카메라에서 생성된 디지털 화상의 오토포커스 값에 따라 상기 사물의 거리를 산출하는 거리 산출부와, 상기 디지털 카메라에서 생성된 디지털 화상에서 상기 사물이 촬상된 위치를 이용하여 상기 사물의 방향을 산출하는 위치 산출부와, 상기 위치 산출부에서 산출된 상기 사물의 방향에 따라 상기 복수의 촉각 기둥 중 상승하는 촉각 기둥을 결정하는 상승 촉각 기둥 결정부와, 상기 거리 산출부에서 산출된 사물의 거리에 따라 상기 상승 촉각 기둥 결정부에서 결정된 상승 촉각 기둥의 상승 높이를 결정하여 상기 구동 제어 신호를 생성하는 상승 높이 결정부를 포함하는 정보 처리 수단
    을 포함하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 촉각 디스플레이 모듈은,
    상기 촉각 기둥을 상승/하강 시키는 선형 모터; 및
    상기 구동 제어 신호에 따라 상기 선형 모터를 구동시키는 모터 구동 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정보 처리 수단은,
    통신용 개인 휴대 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 위치 산출부는,
    상기 디지털 카메라에서 생성된 디지털 화상에서 상기 사물의 위치를 판단하기 위해, 판단하고자 하는 사물의 형상이나 패턴을 사전에 저장한 것을 특징으로 하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 위치 산출부는,
    상기 디지털 카메라에서 생성된 디지털 화상에서 사람의 얼굴을 인식하는 얼굴 인식 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼차원 촉각 디스플레이 장치.
KR20130075102A 2013-06-28 2013-06-28 삼차원 촉각 표시 장치 KR101469430B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130075102A KR101469430B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 삼차원 촉각 표시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130075102A KR101469430B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 삼차원 촉각 표시 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101469430B1 true KR101469430B1 (ko) 2014-12-04

Family

ID=52677739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130075102A KR101469430B1 (ko) 2013-06-28 2013-06-28 삼차원 촉각 표시 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101469430B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102199339B1 (ko) * 2020-05-28 2021-01-06 곽정원 점자 출력 모듈 및 이 모듈을 갖는 점자 출력 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060057917A (ko) * 2004-11-24 2006-05-29 한국전자통신연구원 착용형 시각신호의 촉각신호 변환장치 및 그 안내시스템과이의 운영방법
KR20100125629A (ko) * 2009-05-21 2010-12-01 김호군 시각장애인 보행 보조 시스템 및 그 방법
KR20130062489A (ko) * 2011-12-05 2013-06-13 웅진보안시스템(주) 객체추적 시스템 및 그 운영방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060057917A (ko) * 2004-11-24 2006-05-29 한국전자통신연구원 착용형 시각신호의 촉각신호 변환장치 및 그 안내시스템과이의 운영방법
KR20100125629A (ko) * 2009-05-21 2010-12-01 김호군 시각장애인 보행 보조 시스템 및 그 방법
KR20130062489A (ko) * 2011-12-05 2013-06-13 웅진보안시스템(주) 객체추적 시스템 및 그 운영방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102199339B1 (ko) * 2020-05-28 2021-01-06 곽정원 점자 출력 모듈 및 이 모듈을 갖는 점자 출력 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190070064A1 (en) Object detection, analysis, and alert system for use in providing visual information to the blind
JP4689107B2 (ja) 自律行動ロボット
US8920174B2 (en) Electric tactile display
Kepski et al. Fall detection using ceiling-mounted 3d depth camera
US7840308B2 (en) Robot device control based on environment and position of a movable robot
US20180189567A1 (en) Method and device for visually impaired assistance
US20160037138A1 (en) Dynamic System and Method for Detecting Drowning
Liu et al. Electronic travel aids for the blind based on sensory substitution
US20140193036A1 (en) Display device and method for adjusting observation distances thereof
US20120264095A1 (en) Emotion abreaction device and using method of emotion abreaction device
WO2018232945A1 (zh) 基于体感交互的智能家居服务端、控制系统及控制方法
WO2016034999A1 (en) Process and wearable device equipped with stereoscopic vision for helping the user
JP7403783B2 (ja) 視覚障がい者用行動支援装置
KR20100010981A (ko) 영상정보의 촉각감지 가능한 신호 변환 장치 및 방법
KR101469430B1 (ko) 삼차원 촉각 표시 장치
WO2017156021A1 (en) Object detection, analysis, and alert system for use in providing visual information to the blind
Sareeka et al. pseudoEye—Mobility assistance for visually impaired using image recognition
KR102012719B1 (ko) 전방위 영상 기반 화상회의 발언자 인식 장치 및 방법
CN110489005B (zh) 具有触摸定位功能的二维点显器及其二维触点驱动方法
CN111832567B (zh) 一种盲人友好的书本文字阅读检测交互方法
KR101878263B1 (ko) 시각 장애인용 지팡이
TW201205449A (en) Video camera and a controlling method thereof
KR101703690B1 (ko) 홍채 인식 장치 및 그 동작 방법
KR102469694B1 (ko) 카메라를 구비하는 장치에서 사진 촬영 지원 기법
KR20110111563A (ko) 시각장애인용 사물인식장치

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181019

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190924

Year of fee payment: 6