KR101471642B1 - 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 위치 인식 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 위치 인식 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각장애인이 사용하는 지팡이에 GPS 수신 장치 및 RFID 수신 장치를 설치하여 시각장애인이 지팡이로부터 현재 위치 정보를 전달받을 수 있을 뿐만 아니라 GPS 정보를 통하여 자동으로 실내와 실외를 구분하여 배터리 소모까지 줄일 수 있는 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 위치 인식 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지팡이에 설치되어 GPS 정보를 수신받는 GPS 수신 장치; 상기 지팡이에 설치되어 RFID 태그로부터 RFID 신호를 수신받는 RFID 수신 장치; 및 상기 GPS 수신 장치가 수신받은 GPS 정보를 수신받아, 상기 GPS 정보의 북위 및 동경 숫자 정보가 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하여 GPS 수신 장치에만 전력에 공급되고, 일정 숫자와 일치하지 않는 경우 실내로 판단하여 RFID 수신 장치에만 전력을 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 위치 인식 방법{Stick for the blind and the location recognition method using it}

본 발명은 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 위치 인식 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각장애인이 사용하는 지팡이에 GPS 수신 장치 및 RFID 수신 장치를 설치하여 시각장애인이 지팡이로부터 현재 위치 정보 등을 전달받을 수 있을 뿐만 아니라 GPS 정보를 통하여 자동으로 실내와 실외를 구분하여 배터리 소모까지 줄일 수 있는 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 위치 인식 방법에 관한 것이다.

일반적인 시각장애인용 지팡이는 외부 환경(OUT DOOR)에서 시각장애인이 전방 또는 양 측부에 장애물이 있는지 여부를 두드려보며 다닐 수 있도록 설계되었다.

그러나, 이는 시각장애인의 촉각에만 의존하므로 정확하지 않고 시각장애인이 땅을 두드리는 과정에서 많은 시간이 소모되어 이동이 신속하지 않다는 문제점이 있었다.

이와 같은, 문제점을 해결하기 위해 맹견이나 자원봉사자를 통해 길 안내를 받을 수도 있지만 이는 많은 비용이 소모되고 대부분의 시각장애인이 경제사정이 여유롭지 않아 이용하지 못한다는 문제점이 있었다.

또한, 시각장애인용 지팡이에 RFID 태그를 설치하여 RFID 수신 수단이 설치된 지역을 지나갈 경우 RFID 수신 수단으로부터 장소를 알려주는 기술도 있지만 이는 다수의 장소에 RFID 수신 수단을 설치해야 하는 관계로 많은 비용이 사용된다는 문제점이 있어 현실화되지 못하고 있다. 또한, RFID 수신 수단이 없는 지역에서는 시각장애인이 현재 위치를 알 수 없다는 문제점도 있었다.

한편 RFID 태그의 문제점을 해결하고자, GPS 신호를 수신받는 GPS 수신 수단을 사용하는 방법이 시도되었으나, 내부 환경(INDOOR)에서는 GPS 신호가 닿지 않아 사용할 수 없는 문제점이 있었고, 수치화(위도, 경도 정보) 되어 있거나 현재 위치만을 정확히 알려주는 GPS 특징으로 인하여 시각장애인이 노인이거나 지적 능력이 떨어지는 경우에는 더욱 현재 위치를 파악하기 어려운 문제점도 있었다.

상술한 문제점을 해결하고자 본 발명은 내부 환경 또는 외부 환경에서 GPS 신호를 파악하여 즉시 GPS와 RFID 장치를 상호 변환시켜, 필요없는 배터리 소모를 최대한 방지하고, 편리한 길안내 정보를 제공할 수 있는 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 위치 인식 방법을 제공한다.

본 발명은 지팡이에 설치되어 GPS 정보를 수신받는 GPS 수신 장치; 상기 지팡이에 설치되어 RFID 태그로부터 RFID 신호를 수신받는 RFID 수신 장치; 및 상기 GPS 수신 장치가 수신받은 GPS 정보를 수신받아, 상기 GPS 정보의 북위 및 동경 숫자 정보가 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하여 GPS 수신 장치에만 전력에 공급되고, 일정 숫자와 일치하지 않는 경우 실내로 판단하여 RFID 수신 장치에만 전력을 공급하도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 GPS 수신 장치에 연결되어 GPS 정보를 전달받아 저장하는 GPS 모듈; 상기 RFID 수신 장치에 연결되어 RFID 신호를 전달받아 저장하는 RFID 모듈; 및 상기 GPS 수신 장치 또는 RFID 수신 장치 중 하나만을 선택하여 전력을 공급하는 배터리 제어 모듈;을 포함하여 구성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 배터리 제어 모듈은 상기 GPS 정보에 포함되는 북위 및 동경의 첫번째 숫자가 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하여 상기 RFID 수신 장치에서 상기 GPS 수신 장치로 전력 공급을 전환한다.

본 발명은 GPS 수신 장치를 통하여 GPS 정보를 수신받는 단계; RFID 수신 장치를 통하여 RFID 태그로부터 RFID 신호를 수신받는 단계; 제어부를 통하여 상기 GPS 정보를 분석하여 상기 GPS 정보의 북위 및 동경 숫자 정보가 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하여 신호 수신받는 장치를 상기 RFID 수신 장치에서 상기 GPS 수신 장치로 변환하는 단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면 GPS 정보를 통하여 자동으로 실내와 실외를 구분하여 각 장치의 배터리 전력을 배분함으로 인해 배터리 소모를 줄여 한번 충전으로 이동 반경이 넓어질 수 있다.

본 발명에 따르면 수치화(위도, 경도 정보) 되어 있거나 현재 위치만을 정확히 알려주는 기존의 GPS 장치에 특정 건물을 중심으로 안내하는 기능을 추가하여 시각장애인이 노인이거나 지적 능력이 떨어지는 경우라도 현재 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.

본 발명에 따르면 목적지를 블록 단위로 안내하는 기능을 추가하여 시각장애인이 노인이거나 지적 능력이 떨어지는 경우라도 목적지를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 전체적인 개념을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 시각장애인용 지팡이의 내의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 시각장애인용 지팡이를 이용한 위치 인식 방법을 도시화한 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 시각장애인용 지팡이를 이용한 위치 인식 방법 중 수치지도를 활용하는 방법에 대해 도시화한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 시각장애인용 지팡이를 이용한 위치 인식 방법을 보여주는 플로챠트이다.
도 8은 본 발명에 따른 시각장애인용 지팡이의 제어부 등에 저장되어 있는 소스를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 RFID 태그 또는 RFID 구분 태그를 읽어들여 그 태그의 정보를 알려주는 소스를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실제적인 테스트를 위해 사용된 디스플레이 모듈을 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명은 위치를 파악하기 위한 신호 수신 부분과 현재 위치를 전달하기 위한 신호 발생 부분과 제어 부분으로 크게 나뉘는 데, 세부적으로 GPS 수신 장치(1), RFID 수신 장치(2) 및 제어부(10)를 포함하여 구성된다.

GPS 수신 장치(1)는 지팡이에 설치되어 GPS 정보를 수신받는 장치로서, 상기 GPS 정보는 북위와 동경 정보가 일련의 숫자를 포함하는 숫자 정보로 형성되어 상기 제어부(10)에 전송된다.

RFID 수신 장치(2)는 상기 지팡이에 설치되어 RFID 태그로부터 RFID 신호를 수신받는 장치로서, 상기 RFID 태그는 건물 내부 블록이나 통행로 등에 삽입 설치되고, 다수의 장소에 RFID 태그를 설치해야 필요 없이, 건물 내부와 실외를 구분하기 위한 RFID 구분 태그(200)는 통행문의 바로 아래에 설치되는 것이 바람직하다.

여기에서 상기 RFID 구분 태그(200)는 보통 태그의 크기가 8.5cm × 5.5cm 임을 감안해서 각각 2배의 길이 즉 17cm × 11cm 라 가정을 할 경우에 태그 1장으로 기존 태그 4장을 쓰는 면적을 커버할 수 있기 때문에 더 효율적이다.

즉 기존의 RFID 태그(칩) 의 크기로 지팡이가 인식하기엔 너무 작다. 따라서 대량 생산을 함에 있어서 크기를 키워야 한다.

전자유도 방식에 의해 코일과 IC칩에 전류가 흘러 이로 인한 비 접촉식 정보 교환이 이루어 지기 때문에 코일의 크기를 키워줌으로서 단순하게 태그의 크기를 키울 수 있는 장점이 있다.

제어부(10)는 상기 GPS 수신 장치(1)가 수신받은 GPS 정보를 수신받아 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하도록 제어하는 장치이다.

또한 상기 제어부(10)는 상기 GPS 수신 장치(1)에 연결되어 GPS 정보를 전달받아 저장하는 GPS 모듈과, 상기 RFID 수신 장치(2)에 연결되어 RFID 신호를 전달받아 저장하는 RFID 모듈이 추가로 연결될 수 있고, 상기 GPS 수신 장치(1) 또는 RFID 수신 장치(2)를 상호간 선택하여 스위칭하는 배터리 제어 모듈(14)을 포함한다.

구체적으로 비교 기술을 설명하여 보면, 종래의 제어부는 내부 환경(INDOOR)에서 GPS 신호가 약해 감지할 수 없는 경우 또는 외부 환경(OUTDOOR)에서 GPS 신호가 강할 경우 즉시 GPS 수신 장치(1)와 RFID 수신 장치(2)를 상호 변환시켜 위치를 전달할 수 있도록 미리 GPS 신호의 강도를 판단할 수 있는 GPS 강도수치가 저장되었었다. 그러나 주변 환경 또는 위성의 상태에 따라 실내에서도 강한 GPS 신호가 감지될 지는 의문이었다.

따라서 본 발명은 이에 대한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따라 상기 배터리 제어 모듈(14)은 상기 GPS 정보에 포함되는 북위 및 동경의 첫번째 숫자 정보가 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하여 상기 RFID 수신 장치(2)에서 상기 GPS 수신 장치(1)로 전력 공급을 전환한다.

추가적으로 본 발명에 따른 시각장애인용 지팡이는 수치화(위도, 경도 정보) 되어 있거나 현재 위치만을 정확히 알려주는 GPS 특징으로 인하여 시각장애인이 노인이거나 지적 능력이 떨어지는 경우에는 더욱 현재 위치를 파악하기 어려운 문제점을 해결하기 위하여 특정건물 안내 모듈(16)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따라 상기 특정건물 안내 모듈(16)은 지팡이 내부의 지도 정보를 포함하는 삽입형 메모리(미도시)를 통해 지도 정보를 전달받은 후, 가로와 세로가 일정치인 블록으로 전체를 균등하게 나눈 후, 상기 GPS 정보와 비교하여 현재 블럭 위치를 지도 상에서 추출하고, 추출된 현재 블럭 위치 내에서 가장 유명한 건물 등을 추천하는 방법으로 진행된다.

즉 일정한 블럭 내에서 파악되는 건물 정보 중에서, 그 특정 건물의 주소 또는 명칭을 상기 스피커 장치(미도시) 등을 통해 사용자에게 전송할 수도 있다.

한편 본 발명의 일실시예에 따라 원래 구축되어있는 네비게이션 지도에 바둑판 모양의 격자를 2km 간격으로 둘 수 있다.

그렇게 되면 지도에 2km 간격의 점 4개로 인해 한변이 2km인 사각형 모양으로 연속적으로 나뉘어 질수 있다.

그리고 그 사각형 안에 있는 대표 시설/건물/거리 이름이 그 사각형의 대표 이름값이 되는 것이다.

만약 대표 이름이 없다면 단순히 평지/산/바다 식으로 표현한다. 또한 그 상태에서 내가 원하는 목적지 까지 동,서,남,북 으로 알려준다.

예를 들어 북쪽으로 3칸, 서쪽으로 2칸으로 목적지를 알려주는 것이다. 이렇게 함으로서 칸(사각형)이 바뀔 때 마다 음성으로 알려준다면 시각 장애에게 매우 도움이 되는 위치정보를 줄 수 있다.

다만 도 5에서 보는 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의하여, 시각장애인이 노인이거나 지적 능력이 떨어지는 경우에 목적지 위치를 정확히 파악할 수 없는 문제가 발생할 수 있으므로, 지도의 일정 부분을 균등하게 나눈 블럭의 가로/세로와 지도의 핵심 정보인 도로 등의 정보를 이미지 상으로 일치시켜 블록 단위의 목적지 안내를 편리하게 할 수 있도록 한다.

예를 들어 도 6에서 보는 바와 같이 음성 인식 등의 방법을 통하여 입력한 출발지(F)에서 목적지(G)로 가는 경우 "앞으로 한 블럭, 좌측으로 한 블럭"으로 안내하여 보다 정확한 위치 찾기가 가능하도록 한다.

이하 본 발명의 실시를 위한 시각장애인용 지팡이를 이용한 위치 인식 방법에 대하여 도면을 참고하여 자세히 설명한다.

도 7에서 보는 바와 같이, 실내인 경우, RFID 수신 장치를 통하여 RFID 태그로부터 RFID 신호를 수신받는다(S101, S102).

여기에서 실내 또는 실외를 알 수 없는 처음 시각장애인용 지팡이를 작동하는 순간에는 디폴트로 실내로 인식하게 해도 무방하다.

그리고 북위와 동경을 입력받아 일치하면 RFID 수신 장치에서 GPS 수신 장치로 전력 공급을 변환한다(S103, S104).

한편 실외인 경우, GPS 수신 장치를 통하여 GPS 신호를 수신받는다(S105).

북위와 동경을 입력받아 일치하면 GPS 수신 장치에서 RFID 수신 장치로 전력 공급을 변환한다(S106, S107).

좀 더 자세히 본 발명에 따른 장치를 소프트웨어적으로 살펴보면, 도 8에서 보는 바와 같이, 인공위성에서 $로 표시된 신호가 수신될 시(S201) 올바른 신호가 수신되었다고 판단하고, 그 정보중 위도/경도가 표시되는 GPGGA 를 검색하여 그 안에있는 정보를 읽는다(S202).

상기 S202 단계에 있는 if(GPS[2]==~~) 절이 GPGGA인 신호를 감별해 내기 위한 소스이다.

도 9는 RFID 태그 또는 RFID 구분 태그를 읽어들여 그 태그의 정보를 알려주는 소스이다.

예를들어 Ox1B의 정보를 지닌 RFID 태그를 읽었을 경우에 A_TEST 라는 정보를 읽어들여 아웃풋으로 전달한다(S203). 이때의 A_TEST는 위치 또는 건물이름이 될 수 있다.

도 10에서 보는 바와 같이, S204 단계는 !=3, !=1, 즉 3 또는 1이 아닐 때 실내라고 판단하는 기능을 갖는 소스 코드이다.

여기에서 디스플레이모듈(300)은 GPS 수신 장치(1)에 임의로 연결된 모듈로서, 본 발명의 실제적인 테스트를 위해 사용되었다.

이상에서 설명된 본 발명의 시각장애인용 지팡이의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.

그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : GPS 수신 장치
2 : RFID 수신 장치
10 : 제어부
14 : 배터리 제어 모듈
15 : 딜레이 모듈
16 : 표시 모듈
200 : RFID 구분 태그

Claims (4)

1. 지팡이에 설치되어 GPS 정보를 수신받는 GPS 수신 장치;
   상기 지팡이에 설치되어 RFID 태그로부터 RFID 신호를 수신받는 RFID 수신 장치; 및
   상기 GPS 수신 장치에 연결되어 GPS 정보를 전달받아 저장하는 GPS 모듈과, 상기 RFID 수신 장치에 연결되어 RFID 신호를 전달받아 저장하는 RFID 모듈과, 상기 GPS 정보에 포함되는 북위 및 동경의 첫 번째 숫자가 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하여, 상기 GPS 수신 장치 또는 RFID 수신 장치 중 상기 GPS 수신 장치로 전환하여 전력을 공급하고, 북위 및 동경의 첫 번째 숫자가 일정 숫자와 일치하지 않는 경우 실내로 판단하여, 상기 RFID 수신 장치로 전환하여 전력을 공급하는 배터리 제어 모듈을 구비한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 지팡이.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. GPS 수신 장치를 통하여 GPS 정보를 수신받는 단계;
   RFID 수신 장치를 통하여 RFID 태그로부터 RFID 신호를 수신받는 단계;
   제어부를 통하여 상기 GPS 정보를 분석하여 상기 GPS 정보의 북위 및 동경의 첫 번째 숫자가 일정 숫자와 일치하는 경우 실외로 판단하여, 상기 GPS 수신 장치 또는 RFID 수신 장치 중 상기 GPS 수신 장치로 전환하여 전력을 공급하는 단계;
   제어부를 통하여 상기 GPS 정보를 분석하여 상기 GPS 정보의 북위 및 동경의 첫 번째 숫자가 일정 숫자와 일치하지 않는 경우 실내로 판단하고, 상기 RFID 수신 장치로 전환하여 전력을 공급하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 지팡이를 이용한 위치 인식 방법.

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