KR101553269B1 - 네비게이션 시스템 - Google Patents

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KR101553269B1
KR101553269B1 KR1020140101893A KR20140101893A KR101553269B1 KR 101553269 B1 KR101553269 B1 KR 101553269B1 KR 1020140101893 A KR1020140101893 A KR 1020140101893A KR 20140101893 A KR20140101893 A KR 20140101893A KR 101553269 B1 KR101553269 B1 KR 101553269B1
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정순철
김형식
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건국대학교 산학협력단
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    • G08G1/005—Traffic control systems for road vehicles including pedestrian guidance indicator

Abstract

본 발명은 네비게이션 시스템에 관란 것으로서, 사용자의 현재 위치에 대한 정보와 목적지에 대한 길안내 요청을 중앙서버에 전송하는 사용자 단말 및 상기 중앙서버에 의해 검색된 사용자의 현재 위치로부터 목적지에 이르는 최단 경로를 수신하고, 상기 최단 경로를 따라 사용자의 체감각을 유도하는 자기장을 출력하는 복수의 자기장 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

네비게이션 시스템{NAVIGATION SYSTEM}
본 발명은 네비게이션 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 현재 위치로부터 목적지에 이르는 최단 경로를 사용자의 체감각을 유도할 수 있는 자기장으로 출력하는 네비게이션 시스템에 관한 것이다.
목적지에 이르는 경로를 안내해 주는 네비게이션 장치는 종래부터 지속적으로 사용되어 왔으며, 최근에는 휴대용 단말의 기능 다양화로 인하여 휴대용 단말을 통한 네비게이션 기능의 이용이 나날이 증가하고 있으며, 차량을 운행하는 운전자뿐만 아니라 도보를 이용하는 행인들에 이르기까지 광범위하게 사용하고 있다. 구체적으로 휴대용 단말을 통해 길안내 어플리케이션을 실행하거나, 실시간으로 지도를 검색하여 산출되는 목적지까지의 경로를 따라 간편하게 길안내를 받을 수 있다.
그러나 안내된 경로의 출력수단이 네비게이션 장치 및 휴대용 단말의 디스플레이부에 한정되기 때문에, 사용자는 재차 디스플레이부에 출력된 경로를 살피며 목적지에 도달할 수밖에 없다. 따라서 운전자의 경우 디스플레이부에 출력된 경로를 지속적으로 살피면서 운전을 해야하므로 사고의 위험성이 증가하게 되며, 행인의 경우 역시 디스플레이부에 집중하며 걷는 과정에서 넘어지거나 타인과 부딪히는 사고가 발생할 수 있다. 또한, 시각 장애인의 경우 출력된 경로 자체를 시각적으로 인식할 수 없기 때문에 이용이 불가능하다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 시각적으로 인식 가능한 디스플레이부와 더불어 목적지에 이르는 경로를 음성으로 출력해주는 네비게이션 장치가 제공되고 있으나, 이 역시 다량의 소음 등과 같은 방해 요인이 발생하는 곳에서는 음성 안내를 인식하기 어려우며, 청각 장애인의 경우 음성 안내 자체를 인식할 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 모든 사용자에게 보편적으로 적용되고, 경로 안내를 직관적인 체감으로 전달할 수 있는 새로운 형태의 네비게이션 시스템이 요구되고 있다.
공개번호 : 10-2006-0044231(2006.05.16)
따라서 본 발명은, 사용자의 생체 조직에 자기장을 인가시켜 유도전류를 발생시키고, 상기 유도전류에 의해 생체 감수기가 활성화되는 원리를 이용하여 사용자가 주변의 방해 요인과 무관하게 직관적으로 길안내를 받을 수 있는 네비게이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 자기장의 속성, 즉 파라미터를 제어함으로써 사용자에게 다양한 종류의 체감각을 제공하여 길안내를 하는 네비게이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 에에 따른 네비게이션 시스템은 사용자의 현재 위치에 대한 정보와 목적지에 대한 길안내 요청을 중앙서버에 전송하는 사용자 단말 및 상기 중앙서버에 의해 검색된 사용자의 현재 위치로부터 목적지에 이르는 최단 경로를 수신하고, 상기 최단 경로를 따라 사용자의 체감각을 유도하는 자기장을 출력하는 복수의 자기장 출력부를 포함한다.
또한, 상기 자기장 출력부는, 시변 전류를 생성하여 상기 자기장 출력부로 공급하는 전원부 및 상기 전원부에서 생성되는 시변 전류를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 시변 전류의 크기, 주파수, 시간 또는 파형을 제어하여 상기 자기장 출력부를 통해 출력되는 자기장을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 자기장 출력부를 선택적으로 구동시켜 상기 사용자에게 목적지에 이르는 최단경로를 제공할 수 있다.
또한, 상기 자기장 출력부는, 전도성 부재를 포함하고, 자기장을 이용하여 사용자의 생체 조직과 이격된 상태에서 상기 사용자의 생체 감수기를 활성화시킬 수 있다.
또한, 상기 자기장 출력부는, 동작 이상으로 과도한 시변 전류가 유입되는 경우, 상기 자기장 출력부에 자기 자극의 전달을 억제하기 위한 보호 커버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 중앙서버는, 검색한 최단 경로를 사용자 단말에 전송하며, 상기 사용자 단말은, 전송 받은 상기 최단 경로를 디스플레이부에 출력할 수 있다.
또한, 상기 자기장 출력부는, 상기 최단경로로부터 소정 거리 이격된 위치까지 포함하여 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 상기 자기장 출력부는, 복수 개의 코일로 형성될 수 있다.
또한, 상기 자기장 출력부는, 압력센서와 연결되며, 상기 사용자가 압력센서를 밟음으로써 자기장 출력부의 구동이 개시될 수 있다.
본 발명에 따르면 자기장에 의해 유도된 체감각을 이용하여 사용자에게 직관적인 방법으로 길안내를 할 수 있는바, 종래 네비게이션 장치들이 시각 및 청각적인 방법으로 길안내를 하였던 것과 달리, 주변 방해 요인의 영향을 받지 않은 채 사용자의 생체 조직에 촉감 등과 같은 직관적인 체감각을 제공하여 길안내를 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 자기장 출력부를 복수 개 구비시키고 제어부로 하여금 이들 복수 개의 자기장 출력부를 개별적 또는 통합적으로 구동시키게 함으로써 사용자에게 목적지에 이르는 경로를 보다 효과적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 자기장을 생성시키기 위한 시변 전류의 각 파라미터를 제어할 수 있으므로, 자극하고자 하는 사용자의 생체 조직 또는 생체 감수기, 유도하고자 하는 체감각의 종류 등에 대응되는 자기장을 생성시켜 길안내를 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 물질을 관통할 수 있는 자기장의 기본 원리에 의해 사용자의 생체 조직과 직접적으로 접촉되어 있지 않은 상태, 즉 이격된 상태와 신발 등의 방해물체가 존재하는 상황에서도 체감각을 유도시켜 길안내를 할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네비게이션 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네비게이션 시스템이 포함하는 자기장 출력부의 구체적인 동작을 나타내는 도면이다.
도 4는 자기장 출력부 내 포함될 수 있는 다양한 종류의 코일을 나타내는 도면이다.
도 5는 자기장 출력부의 구체적인 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 자기장 발생을 위해 사용될 수 있는 다양한 시변 전류의 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자기장 출력부가 다양한 체감각을 제공하는 것을 나타내는 이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네비게이션 시스템에 의해 사용자가 목적지에 이르는 최단경로를 안내 받는 모습을 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 자기장 출력부에서 출력되는 안내 패턴을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않으며, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있으며, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형의 표현'으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭하는 표현이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네비게이션 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 네비게이션 시스템(100)은 사용자 단말(10) 및 자기장 출력부(30)를 포함하며, 부가적으로 중앙서버(20)가 연동된다.
사용자 단말(10)의 종류는 스마트폰, PDP, PMP, PDA, 테블릿 PC 등과 같이 디스플레이부를 포함하며, 무선 통신망을 이용하여 중앙서버와 통신할 수 있고, 사용자가 휴대할 수 있는 단말이라면 종류와 무관하게 어떤 것이라도 무방하다. 한편, 사용자 단말(10)은 중앙서버(20)에 사용자의 현재 위치에 대한 정보와 목적지에 대한 길안내 요청을 전송하는바, 사용자의 현재 위치에 대한 정보는 GPS(Global Positioning System)정보를 이용한 위치 정보, 이동통신 기지국을 이용한 위치 정보 등을 이용하여 전송할 수 있으며, 이러한 방법들을 이용하여 통신부 등을 통해 사용자의 현재 위치를 전송하기 위한 구성들 역시 당연히 포함한다. 또한, 목적지에 대한 길안내 요청을 중앙서버(20)에 전송하기 위해, 사용자 단말(10)에 다운로드 된 길안내 어플리케이션을 실행하거나, 무선 인터넷을 통한 지도 검색 툴(Tool) 등을 이용하여 목적지의 위치를 전송할 수 있으며, 이 경우 상기 길안내 어플리케이션이나 지도 검색 툴 등은 중앙서버(20)와 무선 통신망을 통해 연결되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 중앙서버(20)와 연결되어 있는 길안내 어플리케이션을 실행하여, 원하는 목적지를 검색하면 사용자의 현재 위치에 대한 정보와 함께 길안내 요청이 중앙서버(20)로 전송된다.
중앙서버(20)는 사용자 단말(10) 및 자기장 출력부(30)와 부가적으로 연동되는 구성으로서 명칭에 관계 없이 경로를 검색하고 전송하는 구성이면 어떠한 것이라도 무방하다. 구체적으로, 사용자 단말(10)로부터 전송받은 사용자의 현재 위치에 대한 정보로부터 목적지에 이르는 최단경로를 검색하며, 검색한 최단경로를 자기장 출력부(30)에 전송한다. 중앙서버(10)에는 최단경로 검색을 위한 지도 등과 같은 지리 정보가 저장되어 있으며, 이를 이용하여 사용자의 현재 위치로부터 목적지까지의 최단경로를 검색할 수 있다. 한편, 최단경로는 도보를 이용하는 행인을 대상으로 인도를 기준으로 하여 최단경로를 검색하는 것이 바람직하며, 부가적으로 자동차 도로를 기준으로 한 최단경로를 검색하여 제공하는 것도 가능하다. 또한, 중앙서버(20)에 저장되어 있는 지리 정보는 실시간으로 업데이트가 가능하여 최신 지리 정보를 기준으로 최단경로를 검색할 수 있다. 목적지까지의 최단경로를 검색하면, 중앙서버(20)는 상기와 같이 검색한 최단경로를 자기장 출력부(30)에 전송한다.
자기장 출력부(30)는 중앙서버(20)로부터 전송된 목적지에 이르는 최단경로를 출력한다. 즉, 종래의 네비게이션 장치 등의 디스플레이부에 시각적으로 출력되거나, 음성 안내와 같이 청각적으로 출력되던 안내 경로가 자기장 출력부(30)를 통해 직관적인 체감각의 형태로 제공된다. 자기장 출력부(30)는 본 발명에서 가장 핵심적인 구성으로서, 사용자가 인지(cognition) 및 지각(perception) 할 수 있는 자기장을 생성하여 길안내를 한다. 자기장 출력부(30)는 구체적으로, 전도성 부재를 다양한 모양으로 형성시켜 구현할 수 있으며, 바람직하게는 코일 모양으로 형성시켜 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 자기장 출력부는 원형 코일, 사각 코일, n개의 코일이 3차원 공간상에서 일정한 각도를 이루며 결합한 형태의 복합 코일, 동일한 반경의 코일이 적층된 솔레노이드 형태의 코일, 서로 다른 반경의 코일이 동일 평면상에서 결합한 디스크 형태의 코일 등 다양한 형태의 코일로 구현될 수 있다.
또한, 상기 자기장 출력부(30)는 서로 다른 형태로 배치되거나 서로 다른 모양으로 형성되는 복수 개의 코일을 동시에 포함하는 형태로도 구현될 수 있다. 도 4를 참조하면, 자기장 출력부(30)를 구성하는 전도성 부재의 다양한 형상이 개시되어 있다. 한편, 전도성 부재는 전하 또는 전류의 이동성을 가지는 부재를 일컫는 것으로써, 금속성을 띠는 물질, 초전도성 물질 등 다양한 물질을 이용할 수 있다. 상기와 같이 형성된 자기장 출력부에서 출력되는 자기장은 사용자에게 목적지에 이르는 최단경로를 안내해주는 일종의 안내선과 같은 역할을 한다. 따라서 자기장 출력부(30)는 길안내를 제공하게 되는 경로를 따라 복수 개 형성되거나, 상기 경로로부터 소정 거리 이격된 위치까지 포함하여 복수 개 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로 인도의 내부, 외부 등에 형성되어 사용자에게 직관적인 체감각을 전달할 수 있는 형태로 형성될 수 있으며, 인도뿐만 아니라 사용자가 도보로 이용할 수 있는 모든 곳(예를 들면 건물 내부 등)에 형성될 수 있다. 이하, 도 2를 참조하여 자기장 출력부(30)가 사용자의 생체 조직 내에서 체감각을 유도하는 과정을 좀 더 상세히 살펴보도록 하겠다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 자기장 출력부(30)는 시변 전류를 생성하여 자기장 출력부(30)로 공급하는 전원부(31)와 상기 전원부에서 생성되는 시변 전류를 제어하는 제어부(32)를 더 포함할 수 있다. 자기장 출력부(30)의 일 실시 예로서, 코일 형태로 형성된 자기장 출력부(30)에 전원부로부터 시변 전류(Time-varying current)가 공급되고, 공급된 시변 전류에 의해 시변 자기장이 생성되며, 생성된 시변 자기장에 의해 특정 생체 조직(Stimulation point)에 자기 자극이 가해지게 된다. 자기 자극이 가해지면 특정 생체 조직 내부에서는 유도 전류가 생성되는데, 이렇게 생성된 유도 전류에 의해 상기 특정 생체 조직 내에 존재하는 신경 세포들이 활동 전위(Action potential)를 가지게 되며, 이에 따라 생체 감수기(Receptor)들이 활성화되고 체감각이 발생하게 된다. 즉, 자기장 출력부(30)에서 출력된 자기장에 의해 궁극적으로 사용자의 피부 등과 같은 생체 조직에 체감각이 유도될 수 있는 것이다. 따라서 사용자의 생체 조직과 자기장 출력부(30) 사이에 신발 등과 같은 장애물이 존재하여 소정 간격 이격된 경우라 하더라도 유효하게 체감각이 유도될 수 있다.
한편, 상기 자기장 출력부(30)는, 코일의 배치 변화 또는 코일에 유입되는 시변 전류의 변화를 통해, 자기 자극이 제시되는 방향을 변화시키거나 자기 자극이 제시되는 범위(체감각을 유발할 수 있는 강도의 자기 자극이 제시되는 범위)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 코일이 3차원 공간상에서 배치된 형태를 변화시켜 자기 자극의 제공 방향을 변화시킬 수 있으며, 시변 전류의 파라미터 조절(파워, 주파수, 발생 빈도, 파형의 형태 조절 등)을 기초로 자기장의 강도(Intensity)와 발생형태를 변화시켜 자기 자극의 유효 범위(체감각을 유발시킬 수 있는 강도의 자기 자극이 제시되는 범위)를 변화시킬 수 있다.
도 3을 참조하여 파라미터에 따른 자기장의 속성을 살펴보면, r = 50 mm의 코일 형태로 형성되고, 수평한 상태로 배치되며, 0.04 A/s의 시변 전류를 공급받는 자기장 출력부(30)는 하측 방향으로 자기장을 출력할 수 있으며, 하측 방향으로 약 100 mm 거리까지 충분한 강도의 자기장 영역을 발생시킬 수 있다. 따라서, 도 3의 자기장 출력부(30)는, 하측 방향으로 100 mm 이내의 범위에서 교통 약자의 생체 조직이 존재하는 경우 원하는 체감각을 유도할 수 있다. 이하, 전원부(31)와 제어부(32)에 대하여 상세히 살펴보기로 하겠다.
전원부(31)는 상기 자기장 출력부(30)에 자기장 생성을 위한 전류를 공급한다. 이 때 상기 전원부는 시변 전류(Time-varying current)를 생성하여 상기 자기장 출력부(30)에 공급한다. 또한 전원부는 전류원 소스 회로(current source circuit), 전력 변환기(Power converter) 등의 전원 장치를 포함할 수 있으며, 다양한 종류의 소자들을 포함하는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 도 5는 전원부(31)의 구현 예시를 나타낸 것이다.
한편, 상기 전원부(31)는 출력 수단을 포함할 수 있는데, 여기서 출력 수단은 스위칭용 전력 소자인 SCR(Silicon Controlled Rectifier), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), GTO(Gate Turn-off thyristor) 등의 직렬 또는 병렬 조합으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 전원부(31)는 제어부(32)에 의해 설정된 다양한 파라미터에 따라 시변 전류를 달리 생성할 수 있다. 구체적으로, 상기 전원부는 시변 전류의 파워(Power, amplitude), 주파수(frequency), 파형의 모양(Shape), 파형의 간격(Interval), 위상(Phase) 등을 달리하여 전류를 생성할 수 있으며, 이러한 파라미터 변환을 통해 다양한 종류의 시변 전류를 상기 자기장 출력부(30)에 공급할 수 있다. 도 6을 참조하면, 상기 전원부(31)가 파라미터 변환을 통해 공급할 수 있는 몇 가지 예시(Biphasic Pulse, Symmetrical Biphasic Pulse, Asymmerical Biphasic Pulse, Sine Wave 형태의 시변 전류)를 살펴볼 수 있다.
한편, 상기 전원부(31)는 사전에 파라미터 값이 설정된 복수 개의 시변 전류 중 어느 하나를 선택적으로 공급하는 형태로도 구성될 수 있다.
제어부(32)는 상기 전원부에서 생성되는 시변 전류를 제어하는 기능을 수행한다. 이때, 상기 제어부(32)가 시변 전류를 제어한다는 것의 의미는 시변 전류의 크기, 주파수, 시간 또는 파형 등 자기장의 속성을 결정할 수 있는 다양한 파라미터를 제어하는 것으로서, 결과적으로 자기장 출력부(30)를 제어하는 것과 같다.
한편, 사람의 생체 조직 내부에는, 다양한 종류의 체감각(터치감, 진동감, 당김 등)을 담당하는 다양한 감수기(Receptor)들이 존재하는데, 이러한 감수기들은 대개의 경우 서로 다른 특성(특히 주파수 특성)을 가지는 유도 전류(Induced current)에 각각 반응한다. 따라서, 파라미터가 다른 자기장이 생체 조직에 가해지는 경우 다른 특성의 유도 전류가 발생할 수 있으며, 상기 유도 전류에 의해 서로 다른 종류의 감수기들이 민감하게 반응할 수 있는바, 이러한 원리를 이용하여 서로 다른 종류의 체감각(터치감, 진동감, 당김 등)을 유발할 수 있다.
구체적으로, 상기 자기장 출력부(30)는, 전원부(31)에 의해 다양한 타입(Type)의 시변 전류를 선택적으로 공급받을 수 있고, 상기 자기장 출력부(30)가 공급된 시변 전류를 기초로 다양한 타입의 시변 자기장을 선택적으로 생성할 수 있으므로, 상기 전원부 및 자기장 출력부(30)를 통해 다양한 종류의 체감각을 선택적으로 제공할 수 있다.
이에 본 발명에 따른 제어부(32) 역시 복수의 제어모드로 동작할 수 있으며, 이러한 복수의 제어모드를 기초로 다양한 체감각을 선택적으로 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(32)는, 터치감을 자극하기 위한 터치감 모드로 선택적으로 동작할 수 있다. 이러한 터치감 모드에서 상기 제어부는, 상기 자기장 출력부(30)에 제1시변 전류를 공급하여 제1자기장을 생성하게 하는데, 여기서 상기 제1자기장은 터치감을 주로 담당하는 감수기(Merkel's disc, Meissner's corpuscle 등의 감수기)가 민감하게 반응하는 유도전류를 생성하는 자기장을 일컫는다. 터치감은 피부를 누르는 듯한 압감의 느낌을 포함한다.
또한, 상기 제어부(32)는 진동감을 자극하기 위한 진동감 모드로 선택적으로 동작할 수 있다. 이러한 진동감 모드에서 상기 제어부(32)는, 상기 자기장 출력부(30)에 제2시변 전류를 공급하여 제2자기장을 생성하게 하는데, 여기서 상기 제2자기장은 진동감을 주로 담당하는 감수기(Pacinian corpuscle 등의 감수기)가 민감하게 반응하는 유도전류를 생성하는 자기장이다.
또한, 상기 제어부(32)는 피부가 당기는(stretch) 느낌을 제시하는 당김 모드로 선택적으로 동작할 수 있다. 이러한 당김 모드에서 상기 제어부(32)는, 상기 자기장 출력부(30)에 제3시변 전류를 공급하여 제3자기장을 생성하게 하는데, 여기서 상기 제3자기장은 피부의 당기는 느낌을 주로 담당하는 감수기(Ruffini ending 등의 감수기)가 민감하게 반응하는 유도전류를 생성하는 자기장이다.
이와 같이 제어부(32)는 제공하고자 하는 체감각(터치감, 진동감, 당김 등)의 종류에 따라 상기 자기장 출력부(30)에 공급되는 시변 전류의 파워, 주파수, 파형의 모양, 파형의 간격 등을 변화시키는 제어를 수행하며, 이러한 제어를 기초로 생성하는 시변 자기장을 변화시켜 여러 종류의 체성 감각을 선택적으로 제공한다.
도 7은 이와 같은 다양한 종류의 생체 감수기를 활성화 시키는 모습을 나타낸 것이다. 도 7의 상부는, 상기 자기장 출력부(30)가 터치감을 구현하는 예시를 나타내고 있다. 이 경우 상기 자기장 출력부(30)는, 시변 전류를 제어하여 시변 자기장(B1)을 생성하는데, 여기서 상기 B1은 메르켈 디스크(Merkel's disc)가 민감하게 반응하는 16 내지 32 ㎐의 시변 유도전류를 생성시키는 시변 자기장이다. 따라서, 이러한 B1을 이용한 자기 자극을 통해 터치감이 제공될 수 있다. 또한, 도 7의 하부는, 상기 자기장 출력부(30)가 진동감을 구현하는 예시를 나타내고 있다. 이 경우 상기 자기장 출력부(30)는, 시변 전류를 제어하여 시변 자기장(B2)를 생성하는데, 여기서 상기 B2는 파치니 소체(Pacinian corpuscle)가 민감하게 반응하는 100㎐ 이상의 시변 유도전류를 생성시키는 시변 자기장이다. 따라서, 이러한 B2를 이용한 자기 자극을 통해 진동감이 제공될 수 있다.
한편, 상기 제어부(32)는 자기장 출력부(30)로 하여금 사용자의 생체 조직 내에 0Hz 부터 1000Hz 범위 주파수의 유도전류가 생성될 수 있도록 시변 전류의 파라미터를 제어할 수 있다. 이때, 자기장 출력에 의해 전달되는 에너지를 고려할 때, 500Hz 이내의 범위에서 주파수 속성을 가지는 유도전류를 생성할 수 있도록 시변 전류의 파라미터를 제어함이 바람직하다.
사용자의 생체 조직을 구성하는 대부분의 감수기들은 상기 주파수 범위 내의 유도전류에 의해 활성화 될 수 있으며, 상기 제어부(32)는 각 생체 감수기를 활성화시킬 수 있는 유도전류의 주파수, 상기 유도전류를 유도하기 위한 자기장 속성, 상기 자기장을 출력시키기 위한 시변 전류의 파라미터 등을 매칭시켜 상황에 맞는 자기장 출력 및 시변 유도전류 유도를 가능하게 할 수 있다.
한편, 상기 제어부(32)는 적어도 하나의 연산 수단과 저장 수단을 포함할 수 있는데, 여기서 상기 연산 수단은 범용적인 중앙연산장치(CPU)일 수 있으나, 특정 목적에 적합하게 구현된 프로그래머블 디바이스 소자(CPLD, FPGA)나 주문형 반도체 연산장치(ASIC) 또는 마이크로 컨트롤러 칩일 수 있다. 또한, 상기 저장 수단은 휘발성 메모리 소자이거나 비휘발성 메모리 또는 비휘발성 전자기적 저장 소자이거나 연산 수단 내부의 메모리일 수 있다.
또한, 상기 제어부(32)는 중앙서버(20)가 검색한 목적지까지의 최단경로를 전송받기 위한 통신수단(미도시)을 포함할 수 있으며, 전송 받은 최단경로를 따라 형성되거나, 최단경로로부터 소정 거리 이격된 위치까지 포함하여 형성된 자기장 출력부(30)를 구동시키기 위해, 복수의 자기장 출력부(30)를 선택적으로 구동시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 전원부(31) 등의 동작 이상으로 상기 자기장 출력부(30)에 과도한 시변 전류가 유입되고, 과도한 시변 전류의 유입에 따라 과도한 자기 자극이 제공될 위험이 있는 경우에, 자기장 출력부(30)를 차단시킬 수 있는 수단을 더 구비할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 출력부(30)에 자기 자극의 전달을 억제하기 위한 보호 커버를 더 포함시킬 수 있다. 이러한 상기 보호 커버는 순철 또는 뮤메탈(Mu-metal) 등 자기장을 차단할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 제어부(32)의 제어에 따라 상기 자기장 출력부(30)를 감쌀 수 있는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 자기장 출력부(30)를 통한 체감각의 제공을 억제하고자 하는 경우에 상기 보호 커버를 활용할 수 있다.
보다 근본적인 해결수단으로는, 상기 전원부와 자기장 출력부(30)에 출력 또는 유입되는 전류와 전압을 감지하고 사전에 설정된 범위를 넘어서거나 비정상적인 변동이 검출될 때 전류 공급을 차단하는 형태로 구성하는 방법이 있다. 이 경우 센서 장치가 사용될 수 있는데, 구체적으로 전류 트랜스포머(Current transformer), 저항 분배기(Resistor divider) 등이 이용될 수 있다.
따라서, 이러한 차단 동작을 통해 비정상적인 자기 자극에 의해 체감각이 제공되는 것을 방지할 수 있고, 인체에 대한 안정성을 보장할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네비게이션 시스템에 의해 사용자가 목적지에 이르는 최단경로를 안내받는 모습을 나타낸 도면이다.
사용자 단말(10)로부터 사용자의 현재위치와 목적지에 대한 길안내 요청을 전송받은 중앙서버(20)는 자기장 출력부(30)에 검색된 최단경로를 전송하며, 자기장 출력부(30)는 전송받은 최단경로를 직관적인 체감각의 형태로 구현한다. 이 경우, 검색된 최단경로는 자기장 출력부(30)뿐만 아니라, 사용자 단말(10)에도 함께 전송될 수 있다. 따라서 사용자는 자기장 출력부(30)로부터 제공되는 체감각 뿐만 아니라, 사용자 단말(10)의 디스플레이부를 통한 길안내를 함께 제공받을 수 있으므로 안내되는 최단경로를 이탈할 가능성이 현저히 줄어든다.
한편, 사용자의 현재위치는 실시간으로 중앙서버(20)에 전송될 수 있으며, 그로 인해 자기장 출력부(30) 및 사용자 단말(10)의 디스플레이부에 출력되는 검색된 최단경로는 실시간으로 업데이트가 가능해진다. 예를 들어, 현재위치 A지점에서 목적지인 B지점까지 검색된 최단경로가 10km인 경우, 사용자가 검색된 최단 경로를 따라 2km를 이동하면(C지점이라고 한다), C지점부터 목적지인 B지점까지의 최단경로만 자기장 출력부(30)에 의해 체감각으로 제공될 수 있으며, 사용자 단말(10)의 디스플레이부에 함께 출력될 수 있다.
또한, 도 8을 잠조하면, 중앙서버(20)로부터 전송 받은 최단경로에 대하여, 최단경로를 따라 복수 개 형성된 자기장 출력부(30) 또는 최단경로로부터 소정 간격 이격된 위치(최단 경로의 좌측, 우측에 형성된 자기장 출력부)까지 포함하여 복수 개 형성된 자기장 출력부(23)를 확인할 수 있으며, 이를 제어부(32)가 선택적으로 구동시킬 수 있음은 앞서 검토하였다. 또한, 선택된 복수의 자기장 출력부(30)는 동시에 구동할 수 있고, 아울러 구동대기 상태에 있다가, 사용자의 이동에 따른 압력을 감지하여 구동을 개시할 수도 있다. 이 경우, 자기장 출력부(30)의 상면, 하면, 둘러싸는 외주면 중 하나 이상의 면에 압력센서(미도시)가 형성될 수 있으며, 제어부(32)에 의해 제어될 수 있다.
도 9 및 도 10은 자기장 출력부에서 출력되는 안내 패턴을 나타낸 도면이다.
자기장 출력부(30)에서 제공되는 체감각은 일정한 안내 패턴을 형성할 수 있으며, 구체적으로 제어부(32)가 복수의 자기장 출력부(30)를 선택적으로 구동시켜서 구현할 수 있다. 도 9를 참조하면 안내 패턴이 화살표 모양으로 형성되는 것을 확인할 수 있다. 안내 패턴의 모양은 길안내를 위한 것이므로 화살표 모양으로 형성되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 다양한 모양의 체감각 패턴을 구현할 수 있으며, 제어부에 의해 안내 패턴의 모양을 제어할 수 있다. 한편, 도 10을 참조하면, 우회전을 요하는 경로에 형성되는 안내 패턴을 확인할 수 있다. 이 경우 안내 패턴은, 우측으로 절곡된 형태의 화살표 모양으로 형성될 수 있으며, 좌회전을 요하는 경로의 경우 좌측으로 절곡된 형태의 화살표 모양으로 형성할 수 있다. 또한 화살표 모양과 더불어 다양한 모양의 절곡된 체감각 패턴을 구현할 수 있음은 물론이다.
이상에서 살핀 본 발명에 따른 네비게이션 시스템은, 카테고리는 상이하지만, 본 발명의 일 실시 예의 네비게이션 시스템과 실질적으로 동일한 특징을 포함하는 길안내 방법으로 구현할 수 있다. 따라서, 중복서술을 방지하기 위하여 자세히 기재하지는 않았지만, 상기 네비게이션 시스템과 관련하여 상술한 특징들은 길안내 방법에도 당연히 유추되어서 적용될 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 대한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정 및 변경을 가할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 네비게이션 시스템
10 : 사용자 단말
20 : 중앙서버
30 : 자기장 출력부
31 : 전원부 32 : 제어부

Claims (10)

  1. 사용자의 현재 위치에 대한 정보와 목적지에 대한 길안내 요청을 중앙서버에 전송하는 사용자 단말; 및
    상기 중앙서버에 의해 검색된 사용자의 현재 위치로부터 목적지에 이르는 최단 경로를 수신하고, 상기 최단 경로를 따라 사용자의 체감각을 유도하는 자기장을 출력하는 복수의 자기장 출력부;
    를 포함하는 네비게이션 시스템

  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 출력부는,
    시변 전류를 생성하여 상기 자기장 출력부로 공급하는 전원부; 및
    상기 전원부에서 생성되는 시변 전류를 제어하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    시변 전류의 크기, 주파수, 시간 또는 파형을 제어하여 상기 자기장 출력부를 통해 출력되는 자기장을 조절하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 자기장 출력부를 선택적으로 구동시켜 상기 사용자에게 목적지에 이르는 최단경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 출력부는,
    전도성 부재를 포함하고,
    자기장을 이용하여 사용자의 생체 조직과 이격된 상태에서 상기 사용자의 생체 감수기를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 출력부는,
    동작 이상으로 과도한 시변 전류가 유입되는 경우,
    상기 자기장 출력부에 자기 자극의 전달을 억제하기 위한 보호 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중앙서버는,
    검색한 상기 최단 경로를 사용자 단말에 전송하며,
    상기 사용자 단말은,
    전송받은 상기 최단 경로를 디스플레이부에 출력하는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  8. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 출력부는,
    상기 최단경로로부터 소정 거리 이격된 위치까지 포함하여 복수 개 형성된 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  9. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 출력부는,
    복수 개의 코일로 형성되는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
  10. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 출력부는,
    압력센서와 연결되며,
    상기 사용자가 압력센서를 밟음으로써 자기장 출력부의 구동이 개시되는 것을 특징으로 하는 네비게이션 시스템
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