KR101488132B1 - 높낮이 측정이 가능한 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 안내방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높낮이측정이 가능한 시작장애인용 지팡이 및 이를 이용한 안내방법에 관한 것으로, 시각장애인이 계단이나 구덩이 등 급격한 높낮이변화가 이루어지는 지형에서 지팡이와 지면과의 높낮이 정보를 사용자에게 미리 전달하여 지형상태를 파악할 수 있고 안전사고를 예방할 수 있는 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 안내방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 막대형으로 이루어지고 일측에 손잡이부가 형성된 지팡이몸체와,상기 손잡이부에 작동버튼이 구비되고 전원을 공급할 수 있도록 한 전원공급부와,상기 지팡이몸체에 설치되는 거리감지부와, 상기 지팡이몸체에 설치되는 각도감지부와, 상기 거리감지부와 각도감지부를 통해 측정된 값으로 지팡이의 하단부에서 지면까지 높낮이를 연산하는 연산부와, 상기 연산부를 통해 얻어진 실시간 높낮이정보와 미리 설정된 위험기준값을 비교 판단하는 제어부와, 상기 제어부를 통해 판단된 전방의 위험정보를 사용자에게 알려주는 경보부로 이루어진 것을 특징으로 하는 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이.

Description

높낮이 측정이 가능한 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 안내방법{Cane for the blind}

본 발명은 높낮이측정이 가능한 시작장애인용 지팡이 및 이를 이용한 안내방법에 관한 것으로, 시각장애인이 계단이나 구덩이 등 급격한 높낮이변화가 이루어지는 지형에서 지팡이와 지면과의 높낮이 정보를 사용자에게 미리 전달하여 지형상태를 파악할 수 있고 안전사고를 예방할 수 있는 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 안내방법에 관한 것이다.

일반적으로 시각장애인들은 실외에서 보행시에 지팡이나 맹인안내견 및 안내인의 도움을 받아 목적지 까지 이동하게 된다.

그러나 맹인안내견의 경우 특수한 견종에만 해당 될 뿐만 아니라 장기간 훈련과정과 훈련여건에 따른 맹인안내견의 개체수 부족 및 비용문제와 안내견의 짧은 수명 등으로 인해 많은 시각장애인들이 이용하기에는 제약이 많다.

반면 시각장애인용 지팡이는 전방의 사물이나 장애물과 같은 위험상황을 인지할 수 있도록 널리 보급되어 사용되고 있지만 이보다 더 위험한 전방의 계단이나 구덩이 등의 유무를 전혀 인지하지 못해 중상을 입거나 지하철 및 기차역의 승강장에서 선로로 추락하여 사망하는 등 이와 같은 사고가 빈번하게 일어나고 있다.

관련 선행기술로는 등록특허 1072943호(시각 장애인용 지팡이)에는 지팡이로 노면 상태를 감지할 수 있는 전기회로와 자동차 등 위험 물체의 접근을 거리를 상세히 알려주는 센서를 이용하여 촉각과 청각을 통하여 안전하고 편리한 보행을 도와주며, 위치추적 장치가 부착되어 있어 비상시 가족들이 위치를 확인할 수 있도록 구성되어 있다.

또 다른 선행기술로는 공개특허 2011-85242호(시각장애자용 초음파 지팡이)에는 초음파 센서의 감지에 의한 전방의 장애물 유무를 소리 및 진동의 경보를 통해 인식할 수 있으며, 야간에 타인의 식별이 용이하고, 지팡이의 사용전 고장 유무를 경보수단을 통해 미리 인식할 수 있도록 한 시각장애자용 초음파 지팡이가 제시되어 있다.

또 다른 선행기술로 등록특허 10-0388023호(시각장애인 안내용 전자감지 지팡이)에는 전자감지 지팡이는 일측단부인 손잡이부와 타측단부인 종단부를 포함하는 지팡이에 있어서, 타측단부에 형성하여 안내정보를 감지하는 안내정보 감지부와; 상기 안내정보 감지부의 감지신호에 따라 감지상황을 구별하여 인식하고, 인식된 감지상황에 해당하는 안내정보의 출력을 제어하는 신호처리 및 제어부와; 상기 신호처리 및 제어부의 제어에 따른 안내정보를 출력하는 안내정보 출력장치;로 이루어진 시각장애인 안내용 전자감지 지팡이가 제시되어 있다.

그러나 이러한 상기의 선행기술들은 지팡이에 구비된 센서를 통해 전방의 장애물 유/무를 판별하여 사용자에게 알려주는 기능만 할 뿐 전방에 구덩이나 계단 등과 같은 급격한 높낮이 차가 발생하는 지형의 위험요소에 대해서는 전혀 알려주지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로,

지팡이몸체에 거리감지부와 각도감지부를 각각 설치하여 지팡이와 지면의 거리와 각도정보를 얻고 이를 연산부를 통해 정확한 높낮이를 연산하여 사용자에게 위험상황과 전방의 지형상황을 경보부를 통해 신속하게 알려줌으로써, 사용자는 전방의 구덩이나 계단, 지하철의 승강장과 같은 곳에서 추락사고를 방지하기 위한 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이 및 이를 이용한 안내방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 막대형으로 이루어지고 일측에 손잡이부가 형성된 지팡이몸체와,상기 손잡이부에 작동버튼이 구비되고 전원을 공급할 수 있도록 한 전원공급부와,상기 지팡이몸체에 설치되는 거리감지부와, 상기 지팡이몸체에 설치되는 각도감지부와, 상기 거리감지부와 각도감지부를 통해 측정된 값으로 지팡이의 하단부에서 지면까지 높낮이를 연산하는 연산부와, 상기 연산부를 통해 얻어진 실시간 높낮이정보와 미리 설정된 위험기준값을 비교 판단하는 제어부와, 상기 제어부를 통해 판단된 전방의 위험정보를 사용자에게 알려주는 경보부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 거리감지부는 적외선센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각도감지부는 기울기센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 연산부는 L(지팡이와 지면의 거리) × sin A(지팡이의 각도)를 통해 H(높낮이)를 구하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 경보부는 사용자에게 경보음 및 진동으로 알려주는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 경보부는 연산부를 통해 측정된 높낮이 변화에 따라 경보음 및 진동의 크기와 세기가 조절되는 것을 특징으로 한다.

아울러 시각장애인용 지팡이를 이용한 안내방법에 있어서, 지팡이의 제어부에 위험기준값을 설정하는 단계(S1)와, 지팡이와 전방 지면과의 거리와 지팡이의 각도를 측정하는 단계(S2)와, 상기 측정된 거리와 각도를 통해 지면에서 지팡이의 하단부까지 높낮이를 연산하는 단계(S3)와, 상기 연산된 높낮이와 미리 설정된 제어부의 위험기준값을 비교하여 위험 여부를 판단하는 단계(S4)와, 상기 위험 여부를 판단하고 사용자에게 위험정보를 진동 및 소리로 알려주는 경보단계(S5)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 지팡이몸체에 거리감지부와 각도감지부를 각각 설치하여 지팡이와 지면의 거리와 각도정보를 얻고 이를 연산부를 통해 정확한 높낮이를 연산하여 사용자에게 위험상황과 전방의 지형상황을 경보부를 통해 신속하게 알려줌으로써, 사용자는 전방의 구덩이나 계단, 지하철의 승강장과 같은 곳에서 추락사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 경보부는 단순히 한가지의 진동과 소리로 나타내지 않고 전방의 높낮이의 변화에 따라 경보음 및 진동의 크기와 세기가 조절됨으로써, 사용자는 위험상황의 정도를 쉽게 인지하고 전방의 높낮이변화에 따른 지형상태를 쉽게 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이의 사용상태를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이를 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이를 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 거리감지부 측정을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 연산부를 통해 전방의 높낮이 연산을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 지팡이를 이용한 안내방법을 나타낸 블록도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이는 도 1 내지 3과 같이,

막대형으로 이루어지고 일측에 손잡이부(11)가 형성된 지팡이몸체(10)와, 상기 손잡이부(11)에 작동버튼(12)이 구비되고 전원을 공급할 수 있도록 한 전원공급부(20)와, 상기 지팡이몸체(10)에 설치되는 거리감지부(30)와, 상기 지팡이몸체(10)에 설치되는 각도감지부(40)와, 상기 거리감지부(30)와 각도감지부(40)를 통해 측정된 값으로 지팡이의 하단부에서 지면까지 높낮이를 연산하는 연산부(50)와,상기 연산부(50)를 통해 얻어진 실시간 높낮이정보와 미리 설정된 위험기준값을 비교 판단하는 제어부(60)와, 상기 제어부(60)를 통해 판단된 전방의 위험정보를 사용자에게 알려주는 경보부(70)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 지팡이몸체(10)는 일반적으로 사용되는 지팡이형태인 긴 막대형으로 이루어지고 일측에 손잡이부(11)가 형성되어 있으며, 상기 손잡이부(11)는 거리감지부(30)와 각도감지부(40)를 On/Off할 수 있는 작동버튼(12)이 구비되고 전원공급부(20)에서 전력이 공급될 수 있도록 한다.

본 발명의 거리감지부(30)는 지팡이몸체(10)의 하단부에서 전방의 지면까지의 대각선 거리를 측정하기 위한 것으로, 상기 거리감지부(30)는 하단부에 설치될 경우 지팡이 사용에 의한 충격이 직접전달되기 때문에 하단부에서 일정간격 이격된 곳에 설치되는 것이 좋다.이때 상기 거리감지부(30)는 도 4와 같이 이격된 거리(S)를 라고 가정했을 때 지팡이몸체(10)의 하단부에서 지면까지의 거리(L)를 구하기 위해서는 거리감지부(30)에서 지면까지 거리(D)에서 이격된 거리(S)만큼 뺀 값으로 측정되어야 한다.

상기 거리감지부(30)는 적외선 또는 초음파센서로 구비되어 설치될 수 있는데 감지속도가 빠르고 넓은 범위를 인식하기에 적합한 적외선센서로 채택되는 것이 좋다.

본 발명의 각도감지부(40)는 기울기센서로 구비되어 지팡이몸체(10)에 설치되는데, 이는 지팡이가 수직상태에서 얼마만큼 각도로 기울어져 있는지 감지하는 구성으로 거리감지부(30)와 함께 전방의 높낮이를 알 수 있도록 하기 위함이다. 상기 각도감지부(40)의 각도측정용 기울기센서는 공지의 기술이므로 상세한 작동원리는 생략한다.

본 발명의 연산부(50)는 거리감지부(30)와 각도감지부(40)를 통해 얻어진 거리와 각도 데이터를 통해 전방의 높낮이를 연산하여 측정하게 되는데 이때 연산방법은 도 5에 도시한 바와 같이 L(지팡이의 하단부에서 지면의 거리) × sin A(지팡이의 각도)를 통해 H(높낮이)를 연산하게 된다.

즉, 상기 연산식은 피타고라스 정리에 의해 L(거리)×sin A(각도)=H(높낮이)로 이루어진다.

본 발명의 제어부(60)는 사용 전에 지팡이의 설정버튼(13)을 통해 위험기준값을 저장하고 저장된 위험기준값과 연산부(50)를 통해 측정된 전방의 실시간 높낮이정보를 비교하여 위험 여부를 판단하여 사용자에게 알려주게 되는 것이다. 예를 들어 제어부(60)의 위험기준값을 10cm 라고 설정하였을 때 상기 연산부(50)에 의해 전방의 높낮이가 10cm 이상으로 측정될 때 경보부(70)를 통해 사용자에게 알려주도록 한다. 아울러 상기 위험기준값의 수치는 사용자에 의해 얼마든지 변경이 가능하며 상술한 수치는 이를 한정하는 것이 아니다.

이렇게 제어부(60)를 통해 전방의 높낮이가 위험하다고 판단되었을 경우 경보부(70)를 통해 사용자에게 알려주게 되는데, 이때 알려주는 수단은 경보음 및 진동으로 알려주게 된다. 아울러 상기 경보부(70)는 단순히 한가지의 경보음과 진동으로 알려주지 않고 연산부(50)를 통해 측정된 높낮이의 변화에 따라 진동의 세기가 조절되고 경보음의 볼륨이 달라지거나 흔히 사용되는 차량용 후방감지기와 같이 경보음의 반복횟수를 단계별로 빠르게 할 수 있고, 수치를 직접 음성으로 안내하여 사용자가 전방의 위험 정도와 높낮이변화를 쉽게 파악할 수 있도록 한다.

아래에는 상기의 구성으로 이루어진 시각장애인용 지팡이의 안내방법을 설명하고자 한다.

본 발명은 시각장애인용 지팡이를 이용한 안내방법에 있어서, 지팡이의 제어부에 위험기준값을 설정하는 단계(S1)와, 지팡이와 전방 지면과의 거리와 지팡이의 각도를 측정하는 단계(S2)와, 상기 측정된 거리와 각도를 통해 지면에서 지팡이의 하단부까지 높낮이를 연산하는 단계(S3)와, 상기 연산된 높낮이와 미리 설정된 제어부의 위험기준값을 비교하여 위험 여부를 판단하는 단계(S4)와, 상기 위험 여부를 판단하고 사용자에게 위험정보를 진동 및 소리로 알려주는 경보단계(S5)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 위험기준값을 설정하는 단계(S1)는 지팡이의 손잡이에 부분에 구비된 작동버튼(12)으로 전원을 켜고 설정버튼(13)을 통해 약 5~10cm 정도 혹은 그 이상으로 제어부(60)에 저장하게 된다. 그 다음 사용자는 지팡이몸체(10)에 설치된 거리감지부(30)와 각도감지부(40)를 작동시켜 지팡이 하단부에서 전방의 지면에 해당되는 대각선거리와 지팡이의 각도정보를 실시간으로 측정하는 단계(S2)를 거치고, 이렇게 측정된 정보는 연산하는 단계(S3)를 통해 전방의 지면에서 지팡이의 하단부까지 높낮이를 실시간으로 연산하게 된다.

상기 연산하는 단계(S3)를 거치게 되면 위험 여부를 판단하는 단계(S4)를 통해 연산부(50)에서 연산 된 높낮이와 제어부(60)에 설정된 위험기준값을 비교하여 위험 여부를 판단하게 된다. 즉, 상기 제어부(60)에 설정된 위험기준값이 5cm라고 했을때 실시간으로 연산 된 지팡이 전방의 높낮이가 5cm 이상이 되었을 경우 위험하다고 판단하여 사용자에게 위험정보를 진동 및 소리로 알려주는 경보단계(S5)로 넘어가게 된다.

상기 경보단계(S5)는 단순히 한가지의 진동과 소리로 나타내지 않고 전방의 높낮이의 변화에 따라 경보음 및 진동의 크기와 세기가 조절됨으로써, 사용자는 위험상황의 정도를 쉽게 인지하고 전방의 높낮이변화에 따른 지형상태를 쉽게 알 수 있는 것이다.

이상으로 본 발명 통해 사용자는 지팡이몸체(10)에 설치된 거리감지부(30)와 각도감지부(40)를 통해 전방의 높낮이변화와 위험 여부를 빠르고 쉽게 인지할 수 있게 되고, 그로 인해 전방의 구덩이나 계단, 지하철 승강장과 같은 곳에서 추락사고를 방지하는 효과가 있고, 전방의 장애물이나 방지턱 등의 유/무를 효과적으로 확인할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 지팡이몸체 11 : 손잡이부
12 : 작동버튼 13 : 설정버튼
20 : 전원공급부 30 : 거리감지부
40 : 각도감지부 50 : 연산부
60 : 제어부 70 : 경보부
S : 거리감지부의 이격거리
D : 거리감지부에서 지면까지 거리
L : 지팡이의 하단부에서 지면까지 거리
A : 지팡이의 각도
H : 지팡이 전방의 높낮이
S1~S5: 본 발명의 지팡이를 이용한 안내방법

Claims (9)

1. 막대형으로 이루어지고 일측에 손잡이부(11)가 형성된 지팡이몸체(10)와,
   상기 손잡이부(11)에 작동버튼(12)이 구비되고 전원을 공급할 수 있도록 한 전원공급부(20)와,
   상기 지팡이몸체(10)에 설치되고 적외선 센서로 이루어진 거리감지부(30)와,
   상기 지팡이몸체(10)에 설치되고 기울기 센서로 이루어진 각도감지부(40)와,
   상기 거리감지부(30)와 각도감지부(40)를 통해 측정된 값으로 지팡이의 하단부에서 전방의 지면까지 수직높낮이를 연산하는 연산부(50)와,
   상기 연산부(50)를 통해 얻어진 실시간 높낮이정보와 미리 설정된 위험기준값을 비교 판단하는 제어부(60)와,
   상기 제어부(60)를 통해 판단된 전방의 위험정보를 사용자에게 경보음 및 진동으로 알려주는 경보부(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 경보부(70)는 연산부(50)를 통해 측정된 높낮이의 변화에 따라 경보음 및 진동의 크기와 세기가 조절되는 것을 특징으로 하는 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이.
   
7. 시각장애인용 지팡이를 이용한 안내방법에 있어서,
   지팡이의 제어부에 위험기준값을 설정하는 단계(S1)와,
   지팡이와 전방 지면과의 거리와 지팡이의 각도를 측정하는 단계(S2)와,
   상기 측정된 거리와 각도를 통해 지팡이의 하단부에서 전방의 지면까지 수직높낮이를 연산하는 단계(S3)와,
   상기 연산된 높낮이와 미리 설정된 제어부의 위험기준값을 비교하여 위험 여부를 판단하는 단계(S4)와,
   상기 위험 여부를 판단하고 사용자에게 위험정보를 진동 및 소리로 알려주는 경보단계(S5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이를 이용한 안내방법.
   
8. 삭제
9. 제 7항에 있어서,
   상기 경보단계(S5)는 연산된 높낮이의 변화에 따라 경보음 및 진동의 크기와 세기가 조절되는 것을 특징으로 하는 높낮이측정이 가능한 시각장애인용 지팡이를 이용한 안내방법.
   

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