KR101845754B1 - Independence walking guidance device for visually handicapped person - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 시각장애인용 독립보행 안내장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시각장애인의 신체에 착용되어 보행보조원의 도움없이 시각장애인 혼자 독립보행할 수 있도록 목적지까지의 이동경로를 음성안내하는 시각장애인용 독립보행 안내장치에 관한 것이다.The present invention relates to an independent walking guide for a visually impaired person, and more particularly, to an independent walking guide for a visually impaired person, which is worn on the body of a visually impaired person, Independent walking guide device.
일반적으로 시각장애인은 이동시 사물을 인지할 수 없기 때문에 흰지팡이(White Stick)로 바로 앞을 저으면서 보행장애물 여부를 확인하며 보행한다. 또한, 맹인견이나 보행보조원의 도움을 받아 원하는 목적지까지 이동할 수 있으나 맹인견의 보급이나 복지단체에서 운용가능한 보행보조원의 인력수급에 제한이 있어 원하는 시기에 항상 도움을 받지 못하고 있는 실정이다.Generally, since the visually impaired can not recognize objects on the move, they are walking with a white stick on their heads while checking whether they are walking obstacles. In addition, it is possible to move to a desired destination with the help of a guide dog or a pedestrian assistant, but it is not always available at a desired time due to the supply of guide dogs or the restriction of the manpower supply of the pedestrian assistant that can be operated by a welfare organization.
이러한 문제점을 해결하기 위해 시각장애인용 네비게이션이 개시된 바 있으나, GPS신호에 의존하여 현재 위치를 식별하여 이동경로가 안내되기 때문에 좁은 보도를 통행하거나 주변에 장애물이 산재한 경우 이동경로의 오차가 심하고 주변 장애물과의 접촉으로 부상을 입을 수 있는 문제점이 있었다.In order to solve such a problem, navigation for the visually impaired has been disclosed. However, since navigation paths are guided by recognizing the current position depending on the GPS signal, when the obstacle is scattered around a narrow sidewalk, There is a problem in that it can be injured by contact with the contact part.
한편, 보행자신호등이 설치된 횡단보도에는 신호등이 녹색점등되는 타이밍에 동기하여 시각장애인의 횡단이동을 안내하기 위한 안내음향을 출력하는 시각장애인용 음향신호기가 설치되어 있다.On the other hand, a pedestrian crossing provided with a pedestrian signal lamp is provided with an acoustic signaling device for the visually impaired to output a guidance sound for guiding the crossing movement of the visually impaired person in synchronization with the timing of the traffic light being illuminated in green.
이러한 시각장애인용 음향신호기는 박스형태의 케이스 외부에 동작버튼이 장착되어 평상시에는 작동하지 않다가 버튼을 누르면 신호등 동작에 맞추어 안내음향이 출력되도록 작동하기 때문에 시각장애인이 직접 버튼을 눌러야만 하였다.Such a visually impaired acoustic signaling device is equipped with an operation button on the outside of a box-shaped case, so that it does not operate normally. When the button is pressed, the visually impaired person has to press the button directly because the operation is performed in accordance with the operation of the signaling light.
그러나, 현재 설치된 시각장애인용 음향신호기는 다수가 단독적으로 설치될 뿐 시각장애인을 시각장애인용 음향신호기가 설치된 위치까지 안내하기 위한 점자블럭이 함께 설치되지 않기 때문에 시각장애인이 시각장애인용 음향신호기의 존재여부를 확인하거나 동작버튼을 누를 수 있는 위치까지 이동하기가 제한되어 활용성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.However, since currently installed many acoustic signal devices for the visually impaired are installed alone, there is not provided a braille block for guiding the visually impaired to the location where the acoustic signal device for the visually impaired is installed. Therefore, the presence of the acoustic signal device for the visually impaired There is a problem in that it is difficult to confirm whether or not the operation button is pressed or to move to a position where the operation button can be pressed.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 보행방향의 전방이미지를 촬영하여 획득된 보행영상을 영상분석하여 기설정된 랜드마크나 장애물을 식별하며 최적의 이동경로를 안내하여 시각장애인이 혼자 원하는 목적지까지 독립보행할 수 있도록 안내하는 시각장애인용 독립보행 안내장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an image processing apparatus and method, which are capable of image analysis of a walking image obtained by photographing a forward image in a walking direction, So that the visually impaired person can walk independently to a desired destination by himself / herself.
본 발명의 또 다른 목적은 보행신호등과 함께 설치된 시각장애인용 음향신호기로 위치안내하기 위한 점자블럭이 설치되지 않더라도 시각장애인용 음향신호기의 고유한 형상 및 색상을 인식하여 음성으로 시각장애인을 시각장애인용 음향신호기가 설치된 위치로 정확하게 안내하거나, 상기 시각장애인용 음향신호기와 신호연결되어 시각장애인이 동작버튼을 직접 누르지 않더라도 자동으로 동작버튼 조작시와 동일한 동작입력신호를 출력할 수 있어 시각장애인의 안전한 도로 횡단을 유도하고 편의를 극대화한 시각장애인용 독립보행 안내장치를 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide an acoustic signal device for a visually impaired person who is installed with a gait signal and recognizes the unique shape and color of the acoustic signal device for the visually impaired even if a braille block for guiding the position is not installed, Even if the visually impaired person does not directly press the operation button, it is possible to automatically output the same operation input signal as when operating the operation button, And to provide an independent gait guide device for the visually impaired which maximizes the convenience of guiding the crossing.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치는, 시각장애인의 신체에 착용되어 독립보행이 가능하도록 목적지까지의 이동경로를 음성안내하는 시각장애인용 독립보행 안내장치에 있어서, 보행방향의 전방이미지를 촬영하여 보행영상을 획득하는 카메라부(111,112)와, 시각장애인의 현재위치에 대한 GPS신호를 수신하는 GPS수신부(121,122) 및, 시각장애인의 보행움직임을 감지하는 관성센서부(131,132)를 포함하는 보행환경정보 획득모듈(100); 및 상기 보행환경정보 획득모듈(100)과 신호연결되어 상기 보행영상, GPS신호 및 감지신호를 포함하는 보행환경정보를 수신하고, 기설정된 랜드마크의 위치가 포함된 맵데이터와 수신된 보행환경정보를 이용하여 시각장애인의 현재위치, 이동상태 및 전방에 위치한 랜드마크를 인식하면서 요청된 목적지까지의 이동경로에 대한 음성안내정보를 제공하는 보행환경정보 처리모듈(200);을 포함한다.In order to accomplish the above object, the independent gait guide device for the visually impaired according to the present invention is an independent gait guide device for a visually impaired person who voices a moving path to a destination so that the gait can be independently worn on the body of a visually impaired person A
여기서, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)은, 중앙에 코받침(142)이 장착되어 콧등에 지지되고 안구를 커버하는 렌즈(143)가 장착된 안경테(141) 및, 상기 안경테(141)의 양측단으로부터 후방으로 각각 연장배치되어 귀에 걸쳐져 지지되는 두 개의 안경다리(144)를 포함하는 안경프레임부(140)를 더 포함하고, 상기 카메라부는 상기 안경프레임부(140)의 일측단에 배치되는 제1카메라(111) 및 상기 안경프레임부(140)의 타측단에 배치되는 제2카메라(112)를 포함하며, 상기 관성센서부는 상기 안경프레임부(140)의 일측단에 배치되는 제1관성센서(131) 및 상기 안경프레임부(140)의 타측단에 배치되는 제2관성센서(132)를 포함하고, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 제1카메라(111)와 제2카메라(112)로부터 동기화되어 동시에 입력되는 두 보행영상을 영상분석하여 이동경로상에 배치된 랜드마크나 보행장애물을 인식하고 각 위치와 이격거리를 판단하며 인식된 랜드마크를 따라 이동하거나 인식된 장애물을 회피하여 이동하기 위한 이동경로를 갱신하여 음성안내를 제공하고, 상기 제1관성센서(131)와 제2관성센서(132)로부터 동기화되어 동시에 입력되는 두 감지신호를 이용하여 시각장애인의 이동방향, 회전방향 및 이동속도를 포함하는 이동상태를 인식할 수 있다.The gait environment
또한, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은, 백색의 사각블럭이 일정간격 이격되어 연이어 배치되는 고유의 이미지를 갖는 횡단보도(60)의 패턴데이터와, 사각 박스 형상을 갖는 시각장애인용 음향신호기(70) 상에서 적색의 원형상으로 이루어진 버튼누름부(72)와 상기 버튼누름부(72)를 둘러싸는 황색의 원형고리형상으로 이루어진 둘레부(72)를 포함하는 고유의 이미지를 갖는 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터가 저장되고, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)을 통해 입력되는 영상분석하여 상기 횡단보도(60)의 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공하며, 상기 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 상에서 시각장애인용 음향신호기(70) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공할 수 있다.In addition, the walking environment
또한, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 시각장애인의 음성을 인식하여 요청하는 목적지를 인지하여 설정하며, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)은 이어폰 형상으로 이루어져 상기 보행환경정보 처리모듈(200)로부터 제공되는 음성안내정보를 시각장애인이 청취할 수 있도록 하는 스피커부(150)를 더 포함할 수 있다.In addition, the walking environment
한편, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은, 시각장애인이 보행보조원과 함께 목적지까지 이동하면서 획득되는 보행영상을 영상분석하여 보행영상에 포함된 주변의 지형지물을 인식하고 인식된 복수의 지형지물 중 특정 지형지물을 랜드마크로 설정하여 해당 이동경로를 학습하는 보조보행 모드와, 상기 보조보행 모드에서 학습된 이동경로에 대한 음성안내정보를 제공받으며 시각장애인이 독립적으로 목적지까지 이동하도록 안내하는 독립보행 모드로 구분하여 동작할 수 있다.Meanwhile, the walking environment
또한, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은, 백색의 사각블럭이 일정간격 이격되어 연이어 배치되는 고유의 이미지를 갖는 횡단보도(60)의 패턴데이터와, 사각 박스 형상을 갖는 시각장애인용 음향신호기(70) 상에서 적색의 원형상으로 이루어진 버튼누름부(72)와 상기 버튼누름부(72)를 둘러싸는 황색의 원형고리형상으로 이루어진 둘레부(72)를 포함하는 고유의 이미지를 갖는 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터가 저장되고, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)을 통해 입력되는 영상분석하여 상기 횡단보도(60)의 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공하며, 상기 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 상에서 시각장애인용 음향신호기(70) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공할 수 있다.In addition, the walking environment
한편, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)은, 횡단보도(60) 측에 설치된 시각장애인용 음향신호기(70)와 근거리 통신망으로 신호연결되고, 시각장애인이 횡단보도(60)로 이동하여 근거리 통신영역에 진입하면 상기 시각장애인용 음향신호기(70)로 동작버튼 입력신호를 출력하여 상기 시각장애인용 음향신호기(70)가 시각장애인용 횡단이동 안내음향을 출력하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the gait environment
본 발명에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치에 의하면,INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the independent gait guide for the visually impaired according to the present invention,
첫째, 보행방향의 전방이미지를 촬영하여 획득된 보행영상을 영상분석하여 기설정된 랜드마크나 장애물을 식별하며 최적의 이동경로를 안내함으로써 시각장애인이 혼자 원하는 목적지까지 독립보행할 수 있도록 안내할 수 있다.First, the frontal image of the walking direction is imaged, and the obtained walking image is analyzed to identify predetermined landmarks or obstacles, and guidance of the optimum traveling route can be guided so that the visually impaired can walk independently to the desired destination alone .
둘째, 영상분석 이외에 관성센서(131,132)의 감지신호를 이용하여 시각장애인의 이동방향, 회전방향 및 이동속도를 포함하는 이동상태를 반영한 이동경로 안내가 가능하므로 GPS신호의 오차를 보상하여 보다 정확하고 안전한 이동경로로 시각장애인이 이동하도록 안내할 수 있다.Second, since it is possible to guide the moving route reflecting the moving state including the moving direction, the rotating direction, and the moving speed of the visually impaired by using the sensing signals of the
셋째, 제1카메라(111)와 제2카메라(112)를 포함하는 복수의 카메라로부터 동시에 획득되는 보행영상을 이용하여 이동경로 상에 존재하는 랜드마크나 주변 장애물을 입체적으로 판별하여 인지할 수 있으므로 지형지물에 대한 판별력을 높일 수 있으며 인지된 사물과의 이격거리를 통해 더욱 안전한 이동경로로 안내할 수 있다.Third, a landmark or a peripheral obstacle existing on a moving route can be discriminated and recognized by using a walking image simultaneously obtained from a plurality of cameras including the
넷째, 보행영상, GPS신호 및 관성 감지신호를 획득하는 보행환경정보 획득모듈(100)의 경우 전체적으로 안경형상으로 이루어져 사용자의 안면에 착용될 수 있으므로 시야가 확보되고 흔들림이 적은 양질의 보행영상을 획득할 수 있으며, 안내장치의 착용여부를 주변인들이 쉽게 인지하지 못하는 장점이 있다.Fourth, the gait environment
다섯째, 이동경로의 확인점으로 설정되는 랜드마크로서 보도 상에 설치되는 점자블럭(10), 보도블럭(20), 간판(30) 및 도로표지(40)를 이용할 수 있으므로, 이동경로를 안내하는데 필요한 충분한 수량의 랜드마크를 확보할 수 있으며 시각장애인이 보도를 이탈하여 차도나 장애물 쪽으로 이동하게 되는 것을 미연에 방지할 수 있다.Fifth, since the
여섯째, 보행환경정보 획득모듈(100)로부터 시각장애인에게 출력되는 음성안내정보는 이어폰 형상으로 이루어져 귀에 삽입되는 스피커부(150)를 통해 제공되므로 주변소음에 의해 음성안내정보를 시각장애인이 제대로 못듣거나 인지하지 못하는 것을 방지할 수 있다.Sixth, the voice guidance information output from the walking environment
일곱째, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 시각장애인이 보행보조원과 함께 목적지까지 이동하면서 획득되는 보행영상을 영상분석하여 보행영상에 포함된 주변의 지형지물을 인식하고 인식된 복수의 지형지물 중 특정 지형지물을 랜드마크로 설정하여 해당 이동경로를 학습하는 보조보행 모드와, 상기 보조보행 모드에서 학습된 이동경로에 대한 음성안내정보를 제공받으며 시각장애인이 독립적으로 목적지까지 이동하도록 안내하는 독립보행 모드로 구분하여 동작함으로써, 이동경로 설정에 확인점으로 이용되는 랜드마크를 용이하게 획득할 수 있으며 학습된 이동경로를 통해 독립보행으로 이동가능하므로 보다 안전한 경로로 이동할 수 있다.Seventh, the walking environment
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치를 통해 획득되는 보행영상을 나타낸 화면예시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치를 통해 시각장애인용 음향신호기와 신호연결된 상태를 나타낸 개략도이다.1 is a perspective view illustrating a configuration of an independent gait guide device for a visually impaired person according to a preferred embodiment of the present invention;
2 is a block diagram illustrating a functional configuration of an independent gait guide device for a visually impaired according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view illustrating a walking image obtained through an independent walking guide for the visually impaired according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a signal connected to an audible signal for a visually impaired person through an independent gait guide for a visually impaired according to a preferred embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치는, 보행방향의 전방이미지를 촬영하여 획득된 보행영상을 영상분석하여 기설정된 랜드마크나 장애물을 식별하며 최적의 이동경로를 안내하여 시각장애인이 혼자 원하는 목적지까지 독립보행할 수 있도록 안내할 수 있는 독립보행 안내장치로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보행환경정보 획득모듈(100) 및 보행환경정보 처리모듈(200)을 포함하여 구비된다.The independent gait guide device for a visually impaired person according to the preferred embodiment of the present invention is a device for visualizing a gait image obtained by photographing a forward image in a walking direction and identifying a predetermined landmark or an obstacle, 1 and 2, the gait environment
먼저, 보행환경정보 획득모듈(100)은 목적지까지 음성안내정보를 제공하는데 필요한 기초데이터를 획득하여 보행환경정보 처리모듈(200)에 제공하는 수단으로서, 보행방향의 전방이미지를 촬영하여 보행영상을 획득하는 카메라부(111,112)와, 시각장애인의 현재위치에 대한 GPS신호를 수신하는 GPS수신부(121,122) 및, 시각장애인의 보행움직임을 감지하는 관성센서부(131,132)를 포함하여 구비된다.First, the walking environment
여기서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 보행환경정보 획득모듈(100)은 중앙에 코받침(142)이 장착되어 콧등에 지지되고 안구를 커버하는 렌즈(143)가 장착된 안경테(141) 및, 상기 안경테(141)의 양측단으로부터 후방으로 각각 연장배치되어 귀에 걸쳐져 지지되는 두 개의 안경다리(144)를 포함하는 안경프레임부(140)를 더 포함하여 구비된다.1 and 2, the gait environment
또한, 상기 카메라부는 상기 안경프레임부(140)의 일측단에 배치되는 제1카메라(111) 및 상기 안경프레임부(140)의 타측단에 배치되는 제2카메라(112)를 포함하며, 상기 관성센서부는 상기 안경프레임부(140)의 일측단에 배치되는 제1관성센서(131) 및 상기 안경프레임부(140)의 타측단에 배치되는 제2관성센서(132)를 포함하고, 상기 GPS수신부 역시 관성센서부와 마찬가지로 안경프레임부(140)의 일측단에 배치되는 GPS수신기(121) 및 상기 안경프레임부(140)의 타측단에 배치되는 GPS수신기(122)를 포함하여 구비된다.The camera unit includes a
이와 같이, 영상분석 이외에 관성센서(131,132)의 감지신호를 이용하여 시각장애인의 이동방향, 회전방향 및 이동속도를 포함하는 이동상태를 반영한 이동경로 안내가 가능하므로 GPS신호의 오차를 보상하여 보다 정확하고 안전한 이동경로로 시각장애인이 이동하도록 안내할 수 있다.In this way, it is possible to guide the movement route reflecting the movement state including the movement direction, the rotation direction and the movement speed of the blind person by using the detection signals of the
또한, 제1카메라(111)와 제2카메라(112)를 포함하는 복수의 카메라로부터 동시에 획득되는 보행영상을 이용하여 이동경로 상에 존재하는 랜드마크나 주변 장애물을 입체적으로 판별하여 인지할 수 있으므로 지형지물에 대한 판별력을 높일 수 있으며 인지된 사물과의 이격거리를 통해 더욱 안전한 이동경로로 안내할 수 있다.In addition, since a landmark or a surrounding obstacle existing on a moving route can be discriminated and recognized stereoscopically by using a walking image simultaneously obtained from a plurality of cameras including the
상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 보행환경정보 획득모듈(100)을 통해 획득된 보행환경정보를 수신하여 데이터 처리함으로써 시각장애인에게 음성안내정보를 제공처리하는 수단으로서, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)과 신호연결되어 상기 보행영상, GPS신호 및 감지신호를 포함하는 보행환경정보를 수신하고, 기설정된 랜드마크의 위치가 포함된 맵데이터와 수신된 보행환경정보를 이용하여 시각장애인의 현재위치, 이동상태 및 전방에 위치한 랜드마크를 인식하면서 요청된 목적지까지의 이동경로에 대한 음성안내정보를 제공한다.The gait environment
여기서, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 케이블(300)을 통해 보행환경정보 획득모듈(100)과 유선으로 신호연결될 수 있으며, 이 밖에 각 모듈(100,200)에 무선통신모듈이 구비되는 경우 무선통신 방식으로도 상호간의 데이터교환이 이루어질 수 있다. 그리고 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 도면에서와 같이 소형의 박스형상으로 형성되어 시각장애인이 착용한 피복, 예를 들면 상의 주머니 등에 삽입되어 시각장애인에게 착용될 수 있다.Here, the walking environment
또한, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 제1카메라(111)와 제2카메라(112)로부터 동기화되어 동시에 입력되는 두 보행영상을 영상분석하여 이동경로상에 배치된 랜드마크나 보행장애물을 인식하고 각 위치와 이격거리를 판단하며 인식된 랜드마크를 따라 이동하거나 인식된 장애물을 회피하여 이동하기 위한 이동경로를 갱신하여 음성안내를 제공하고, 상기 제1관성센서(131)와 제2관성센서(132)로부터 동기화되어 동시에 입력되는 두 감지신호를 이용하여 시각장애인의 이동방향, 회전방향 및 이동속도를 포함하는 이동상태를 인식할 수 있다.In addition, the walking environment
이와 같이, 보행영상, GPS신호 및 관성 감지신호를 획득하는 보행환경정보 획득모듈(100)의 경우 전체적으로 안경형상으로 이루어져 사용자의 안면에 착용될 수 있으므로 시야가 확보되고 흔들림이 적은 양질의 보행영상을 획득할 수 있으며, 안내장치의 착용여부를 주변인들이 쉽게 인지하지 못하는 장점이 있다.As described above, the gait environment
도 2를 참고하면 상기 보행환경정보 획득모듈(100)은 복수의 카메라(111,112), 복수의 GPS수신기(121,122) 및 복수의 관성센서(131,132)에서 제공되는 각 보행영상, GPS신호 및 관성 감지신호가 동기화되어 보행환경정보 처리모듈(200)로 입력될 수 있도록 직렬변환기(161,162)를 통해 보행환경정보 처리모듈(200)에 구비된 신호처리부(210)로 입력되며, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)d에 마련된 신호처리부(210)에는 DES(Data Encryption Standad,211,212), ISP(International Standardized Profile, 213,214) 및 FPGA(Field-Programmable Gate Aarray)가 구비되어 입력된 데이터를 암호화하여 보안성을 확보하고 영상처리부(220)에서 신호처리할 수 있는 형식으로 데이터를 변환하여 안정적이면서도 데이터를 고속으로 처리할 수 있다.2, the gait environment
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기설정된 랜드마크는 보도를 따라 길게 연장설치된 점자블럭(10)이고, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 보행영상에 포함된 점자블럭(10)의 색상 또는 돌출형상을 기준으로 점자블럭(10)을 인식하고, 인식된 점자블럭(10)을 따라 시각장애인을 이동시키기 위한 음성안내정보를 제공할 수 있다.3, the predetermined landmark is a
또한, 상기 기설정된 랜드마크는 보도를 따라 길게 연장설치된 보도블럭(20)을 더 포함하고, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 보행영상에 포함된 보도블럭(20)의 반복적인 문양(21)이나 패턴을 기준으로 보도블럭(20)을 인식하고, 인식된 보도블럭(20)을 따라 시각장애인을 이동시키기 위한 음성안내정보를 제공할 수 있다.The predetermined landmark may further include a
더불어, 상기 기설정된 랜드마크는 보도 주변에 배치된 건물의 간판(30)이나 도로표지(40)를 더 포함하고, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 보행영상에 포함된 간판(30)의 글자나 도로표지(40)의 글자나 이미지를 기준으로 각 간판(30) 및 도로표지(40)를 구분하여 인식하고, 인식된 간판(30) 및 도로표지(40)를 경유점으로 삼아 시각장애인을 목적지까지 이동시키기 위한 음성안내정보를 제공할 수 있다.In addition, the predetermined landmark further includes a
이와 같이, 이동경로의 확인점으로 설정되는 랜드마크로서 보도 상에 설치되는 점자블럭(10), 보도블럭(20), 간판(30) 및 도로표지(40)를 이용할 수 있으므로, 이동경로를 안내하는데 필요한 충분한 수량의 랜드마크를 확보할 수 있으며 시각장애인이 보도를 이탈하여 차도나 장애물 쪽으로 이동하게 되는 것을 미연에 방지할 수 있다.As described above, since the
한편, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 시각장애인의 음성을 인식하여 요청하는 목적지를 인지하여 설정하며, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)은 이어폰 형상으로 이루어져 상기 보행환경정보 처리모듈(200)로부터 제공되는 음성안내정보를 시각장애인이 청취할 수 있도록 하는 스피커부(150)를 더 포함으로써, 시각장애인이 목적지를 입력하기 위한 별도의 입력버튼을 조작해야하는 것을 방지할수 있으며, 귀에 삽입되는 스피커부(150)를 통해 제공되므로 주변소음에 의해 음성안내정보를 시각장애인이 제대로 못듣거나 인지하지 못하는 것을 방지할 수 있다.The gait environment
또한, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 시각장애인이 보행보조원과 함께 목적지까지 이동하면서 획득되는 보행영상을 영상분석하여 보행영상에 포함된 주변의 지형지물을 인식하고 인식된 복수의 지형지물 중 특정 지형지물을 랜드마크로 설정하여 해당 이동경로를 학습하는 보조보행 모드와, 상기 보조보행 모드에서 학습된 이동경로에 대한 음성안내정보를 제공받으며 시각장애인이 독립적으로 목적지까지 이동하도록 안내하는 독립보행 모드로 구분하여 동작함으로써, 이동경로 설정에 확인점으로 이용되는 랜드마크를 용이하게 획득할 수 있으며 학습된 이동경로를 통해 독립보행으로 이동가능하므로 보다 안전한 경로로 이동할 수 있다.In addition, the walking environment
한편, 도 4를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치는 횡단보도(60)에서 보행자신호등(70)과 함께 설치된 시각장애인용 음향신호기(70)로 시각장애인을 위치안내하기 위한 점자블럭이 설치되지 않더라도, 시각장애인용 음향신호기(70)를 인식하여 시각장애인이 시각장애인용 음향신호기(70)의 동작버튼(71)을 조작할 수 있도록 음성안내하거나, 시각장애인이 상기 동작버튼(71)을 누르지 않더라도 동작버튼(71)을 누른 것과 같은 동작버튼 입력신호를 시각장애인용 음향신호기(70)으로 출력하도록 동작할 수 있다.4, the independent gait guide for the visually impaired according to the preferred embodiment of the present invention includes a pedestrian signal light 70 installed in the
이를 위해, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 백색의 사각블럭이 일정간격 이격되어 연이어 배치되는 고유의 이미지를 갖는 횡단보도(60)의 패턴데이터와, 사각 박스 형상을 갖는 시각장애인용 음향신호기(70) 상에서 적색의 원형상으로 이루어진 버튼누름부(72)와 상기 버튼누름부(72)를 둘러싸는 황색의 원형고리형상으로 이루어진 둘레부(72)를 포함하는 고유의 이미지를 갖는 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터가 저장된다.To this end, the walking environment
또한, 상기 보행환경정보 획득모듈(100)을 통해 입력되는 영상분석하여 상기 횡단보도(60)의 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공하며, 상기 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 상에서 시각장애인용 음향신호기(70) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공하도록 동작하여 스피커부(150)를 통해 시각장애인이 음성안내를 청취할 수 있다.In addition, when an object input through the gait environment
따라서, 횡단보도(60) 상에서 점자블럭이 설치되지 않은 경우에도 제공되는 음성안내 정보를 통해 시각장애인이 시각장애인용 음향신호기(70)의 동작버튼(71)을 누를 수 있는 위치까지 안전하게 이동하도록 유도할 수 있다.Therefore, even when the braille block is not provided on the
더불어, 시각장애인이 동작버튼(71)을 누르지 않고 시각장애인용 음향신호기(70)를 동작시키기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 보행환경정보 획득모듈(100)은 횡단보도(60) 측에 설치된 시각장애인용 음향신호기(70)와 블루투스 또는 RFID와 같은 근거리 통신망으로 신호연결된다.4, the walking environment
또한, 시각장애인이 횡단보도(60)로 이동하여 근거리 통신영역에 진입하면 상기 시각장애인용 음향신호기(70)로 동작버튼 입력신호를 출력하여 상기 시각장애인용 음향신호기(70)가 시각장애인용 횡단이동 안내음향을 출력하도록 제어할 수 있다.In addition, when the blind person moves to the
따라서, 시각장애인이 시각장애인용 독립보행 안내장치를 착용한 상태로 횡단보도(60) 측에 접근하게 되면 보행환경정보 처리모듈(200)로부터 동작버튼 입력신호를 출력되어 시각장애인용 음향신호기(70)를 동작시킬 수 있어 시각장애인은 동작버튼(71)을 누르지 않더라도 시각장애인용 음향신호기(70)를 통해 제공되는 횡단보도 횡단 안내음향을 들으면서 안전하게 차도를 이동할 수 있다.Accordingly, when the blind person approaches the side of the
여기서, 상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 상기 동작버튼 입력신호를 출력하기 전에 스피커부(150)를 통해 시각장애인에게 시각장애인용 음향신호기(70)를 동작시키는지 여부를 질의하는 내용의 음성정보를 출력하고, 시각장애인의 음성인식을 통한 답변내용에 따라 선택적으로 상기 동작버튼 입력신호를 출력함으로써, 시각장애인이 횡단보도(60)를 횡단하지 않고 시각장애인용 음향신호기(70)의 주변을 지나가는 경우 자동적으로 시각장애인용 음향신호기(70)가 동작되는 것을 방지할 수 있다.Here, the gait environment
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 독립보행 안내장치의 각 구성 및 기능에 의해, 보행방향의 전방이미지를 촬영하여 획득된 보행영상을 영상분석하여 기설정된 랜드마크나 장애물을 식별하며 최적의 이동경로를 안내함으로써 시각장애인이 혼자 원하는 목적지까지 독립보행할 수 있도록 안내할 수 있다.According to the configuration and function of the independent gait guide device for a visually impaired person according to the preferred embodiment of the present invention as described above, the gait image obtained by photographing the forward image in the walking direction is subjected to image analysis, So that the visually handicapped can walk alone to the desired destination by guiding the optimal route.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
100...보행환경정보 획득모듈 111...제1카메라
112...제2카메라 121...제1GPS수신기
122...제2GPS수신기 131...제1관성센서
132...제2관성센서 140...안경프레임부
141...안경테 144...안경다리
150...스피커부 200...보행환경정보 처리모듈100 ... walking environment
112 ...
122 ...
132 ... second
141 ...
150 ...
Claims (7)
보행방향의 전방이미지를 촬영하여 보행영상을 획득하는 카메라부(111,112)와, 시각장애인의 현재위치에 대한 GPS신호를 수신하는 GPS수신부(121,122) 및, 시각장애인의 보행움직임을 감지하는 관성센서부(131,132)를 포함하는 보행환경정보 획득모듈(100); 및
상기 보행환경정보 획득모듈(100)과 신호연결되어 상기 보행영상, GPS신호 및 감지신호를 포함하는 보행환경정보를 수신하고, 기설정된 랜드마크의 위치가 포함된 맵데이터와 수신된 보행환경정보를 이용하여 시각장애인의 현재위치, 이동상태 및 주변에 위치한 랜드마크를 인식하면서 요청된 목적지까지의 이동경로에 대한 음성안내정보를 제공하는 보행환경정보 처리모듈(200);을 포함하고,
상기 보행환경정보 처리모듈(200)은,
백색의 사각블럭이 일정간격 이격되어 연이어 배치되는 고유의 이미지를 갖는 횡단보도(60)의 패턴데이터와, 사각 박스 형상을 갖는 시각장애인용 음향신호기(70) 상에서 적색의 원형상으로 이루어진 버튼누름부(72)와 상기 버튼누름부(72)를 둘러싸는 황색의 원형고리형상으로 이루어진 둘레부(72)를 포함하는 고유의 이미지를 갖는 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터가 저장되고,
상기 보행환경정보 획득모듈(100)을 통해 입력되는 영상분석하여 상기 횡단보도(60)의 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공하며, 상기 동작버튼(71)에 대한 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 시각장애인을 횡단보도(60) 상에서 시각장애인용 음향신호기(70) 측으로 안내하기 위한 음성안내 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 독립보행 안내장치.
1. An independent gait guide device for a visually impaired person who voices a moving route to a destination so that the gait can be independently worn on the body of a visually impaired person,
A GPS unit 121 and 122 for receiving a GPS signal for a current position of a visually impaired person and an inertial sensor unit 122 for sensing a walking motion of a visually impaired person, A walking environment information acquisition module 100 including a plurality of walking environment information 131 and 132; And
GPS signal and sensing signal, and transmits the map data including the position of the predetermined landmark and the received walking environment information to the walking environment information acquisition module 100. The walking environment information acquisition module 100 receives the walking environment information including the walking image, And a gait environment information processing module (200) for providing voice guidance information on a movement route to a requested destination while recognizing a current position, a moving state, and a landmark located in the vicinity of the visually impaired person,
The walking environment information processing module (200)
The pattern data of the crosswalk 60 having a unique image of white rectangular blocks spaced apart at regular intervals and the pattern data of the crosswalk 60 having a rectangular button shape Pattern data for an operation button 71 having an inherent image including a circular ring-shaped annular portion 72 surrounding the button pressing portion 72 and a yellow circular ring-shaped portion surrounding the button pressing portion 72 are stored,
When the image input through the gait environment information acquisition module 100 is analyzed and an object matched with the pattern data of the pedestrian crossing 60 is identified, voice guidance information for guiding the visually impaired to the pedestrian crossing 60 is provided , And provides voice guidance information for guiding the visually impaired person to the side of the visually impaired person 70 on the crosswalk (60) when an object matched with the pattern data of the operation button (71) is identified Independent Walking Guide for the Disabled.
상기 보행환경정보 획득모듈(100)은,
중앙에 코받침(142)이 장착되어 콧등에 지지되고 안구를 커버하는 렌즈(143)가 장착된 안경테(141) 및, 상기 안경테(141)의 양측단으로부터 후방으로 각각 연장배치되어 귀에 걸쳐져 지지되는 두 개의 안경다리(144)를 포함하는 안경프레임부(140)를 더 포함하고,
상기 카메라부는 상기 안경프레임부(140)의 일측단에 배치되는 제1카메라(111) 및 상기 안경프레임부(140)의 타측단에 배치되는 제2카메라(112)를 포함하며,
상기 관성센서부는 상기 안경프레임부(140)의 일측단에 배치되는 제1관성센서(131) 및 상기 안경프레임부(140)의 타측단에 배치되는 제2관성센서(132)를 포함하고,
상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 제1카메라(111)와 제2카메라(112)로부터 동기화되어 동시에 입력되는 두 보행영상을 영상분석하여 이동경로상에 배치된 랜드마크나 보행장애물을 인식하고 각 위치와 이격거리를 판단하며 인식된 랜드마크를 따라 이동하거나 인식된 장애물을 회피하여 이동하기 위한 이동경로를 갱신하여 음성안내를 제공하고, 상기 제1관성센서(131)와 제2관성센서(132)로부터 동기화되어 동시에 입력되는 두 감지신호를 이용하여 시각장애인의 이동방향, 회전방향 및 이동속도를 포함하는 이동상태를 인식하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 독립보행 안내장치.
The method according to claim 1,
The walking environment information acquisition module 100,
An eyeglass frame 141 mounted with a nose support 142 at its center and mounted with a lens 143 which is supported on the nose and covers the eyeball and an eyeglass frame 141 extending rearward from both side ends of the eyeglass frame 141, Further comprising an eyeglass frame portion (140) including two eyeglasses legs (144)
The camera unit includes a first camera 111 disposed at one end of the spectacle frame unit 140 and a second camera 112 disposed at the other end of the spectacle frame unit 140,
The inertial sensor unit includes a first inertial sensor 131 disposed at one end of the spectacle frame unit 140 and a second inertial sensor 132 disposed at the other end of the spectacle frame unit 140,
The walking environment information processing module 200 analyzes images of two walking images synchronously input from the first camera 111 and the second camera 112 to recognize a landmark or a walking obstacle placed on the moving route The first inertial sensor 131 and the second inertial sensor 131 are provided to detect the position of the first inertial sensor 131 and the position of the second inertial sensor 131, 132, and recognizes a moving state including a moving direction, a rotating direction, and a moving speed of a visually impaired person using the two sensed signals synchronously input at the same time.
상기 기설정된 랜드마크는 보도를 따라 길게 연장설치된 점자블럭(10), 보도블럭(20) 및 보도 주변에 배치된 건물의 간판(30) 및 도로표지(40)이고,
상기 보행환경정보 처리모듈(200)은
황색 사각판 형상으로 이루어고 그 상면에 돌출부가 형성된 고유의 이미지를 갖는 점자블럭(10)에 대한 패턴데이터와, 보도블럭(20) 상에서 일정한 문양이 보도를 따라 반복되어 배치된 고유의 이미지를 갖는 보도블럭(20)에 대한 패턴데이터 및, 직립된 판형상으로 이루어져 특정 문구가 상면에 형성된 고유의 이미지를 갖는 간판(30) 및 도로표지(40)에 대한 패턴데이터가 각각 저장되고,
상기 보행환경정보 획득모듈(100)을 통해 입력되는 영상분석하여 상기 보도블럭(20), 보도블럭(20), 간판(30) 및 도로표지(40)에 대한 패턴데이터와 매칭되는 객체가 식별되면 식별된 점자블럭(10), 보도블럭(20)을 따라 시각장애인을 이동시키기 위한 음성안내정보를 제공하며, 식별된 간판(30) 및 도로표지(40)를 확인점으로 이용하여 이동경로를 갱신하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 독립보행 안내장치.
3. The method of claim 2,
The predetermined landmark is a signboard 30 and a road sign 40 of a building disposed around the braille block 10, the sidewalk block 20 and the sidewalk,
The walking environment information processing module (200)
The pattern data for the braille block 10 having a unique image formed in the shape of a yellow square plate and having a protrusion on its upper surface and the pattern data for the braille block 10 having a unique image in which a certain pattern is repeatedly arranged on the sidewalk block 20 The pattern data for the sidewalk block 20 and the pattern data for the signboard 30 and the road sign 40 having an upright plate shape and having a unique image formed on the upper surface of the specific phrase are respectively stored,
When the image input through the gait environment information acquisition module 100 is analyzed and an object matched with the pattern data of the sidewalk block 20, the sidewalk block 20, the signboard 30, and the road sign 40 is identified Provides the voice guidance information for moving the blind block along the identified braille block 10 and the sidewalk block 20 and updates the movement route using the identified sign 30 and the road sign 40 as check points Wherein the guide means comprises:
상기 보행환경정보 처리모듈(200)은 시각장애인의 음성을 인식하여 요청하는 목적지를 인지하여 설정하며,
상기 보행환경정보 획득모듈(100)은 이어폰 형상으로 이루어져 상기 보행환경정보 처리모듈(200)로부터 제공되는 음성안내정보를 시각장애인이 청취할 수 있도록 하는 스피커부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 독립보행 안내장치.
The method according to claim 1,
The walking environment information processing module 200 recognizes and sets a destination to recognize a voice of the visually impaired person,
The gait environment information acquisition module 100 may further include a speaker unit 150 having an earphone shape and allowing the visually impaired person to listen to voice guidance information provided from the walking environment information processing module 200 Independent walking guidance device for the visually impaired.
상기 보행환경정보 처리모듈(200)은,
시각장애인이 보행보조원과 함께 목적지까지 이동하면서 획득되는 보행영상을 영상분석하여 보행영상에 포함된 주변의 지형지물을 인식하고 인식된 복수의 지형지물 중 특정 지형지물을 랜드마크로 설정하여 해당 이동경로를 학습하는 보조보행 모드와,
상기 보조보행 모드에서 학습된 이동경로에 대한 음성안내정보를 제공받으며 시각장애인이 독립적으로 목적지까지 이동하도록 안내하는 독립보행 모드로 구분하여 동작하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 독립보행 안내장치.
5. The method of claim 4,
The walking environment information processing module (200)
In this paper, we propose a method to analyze the walking image obtained by moving a person with visual impairment to a destination with a pedestrian assistant to recognize the surrounding features included in the walking image, and to set a landmark as a landmark among a plurality of recognized features, A second walking mode for learning,
And an independent gait mode in which the visually impaired person is independently guided to move to a destination while being provided with voice guidance information on the learned route in the assistant gait mode.
상기 보행환경정보 획득모듈(100)은,
횡단보도(60) 측에 설치된 시각장애인용 음향신호기(70)와 근거리 통신망으로 신호연결되고,
시각장애인이 횡단보도(60)로 이동하여 근거리 통신영역에 진입하면 상기 시각장애인용 음향신호기(70)로 동작버튼 입력신호를 출력하여 상기 시각장애인용 음향신호기(70)가 시각장애인용 횡단이동 안내음향을 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 독립보행 안내장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The walking environment information acquisition module 100,
Connected to an acoustic signaling device 70 for a visually impaired person installed on the side of the crosswalk 60,
When the visually impaired person moves to the crosswalk 60 and enters the short-range communication area, the visually impaired person 70 outputs an operation button input signal to the visually impaired person 70, And outputs a sound to the visually impaired person.
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