KR101849594B1

KR101849594B1 - 라이다를 이용하는 무선 헤드셋, 보행 보조 시스템 및 보행 보조 제어 방법

Info

Publication number: KR101849594B1
Application number: KR1020160146728A
Authority: KR
Inventors: 유근혁; 이영득; 이문용
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2018-04-17

Abstract

본 발명은 보행 보조 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 시각장애인을 위하여 보행 시 라이다(LiDAR)와 결합된 무선 헤드셋을 이용하여 주변 장애물을 탐지하고 알려주는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋, 보행 보조 시스템 및 보행 보조 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다를 이용하는 무선 헤드셋은 시각장애인의 보행을 보조하기 위해 이동 통신 단말과 무선 통신을 통해 연결되는 무선 헤드셋에 있어서, 시각장애인의 신체에 착용 가능하도록 형성된 바디; 상기 바디의 양측 선단에 각각 구성되며, 상기 이동 통신 단말로부터 제공받은 장애물 안내 정보를 음성으로 출력하는 음성 출력부; 상기 음성 출력부의 외측에 구성되며, 내부에 상기 이동 통신 단말과 데이터를 송수신하는 통신부를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스의 전방측에 구성되며, 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 수신하는 라이다 센서를 포함한다.

Description

라이다를 이용하는 무선 헤드셋, 보행 보조 시스템 및 보행 보조 제어 방법{WIRELESS HEADSET, WALKING ASSISTANT APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING WALKING ASSISTANT WITH LIDAR}

본 발명은 보행 보조 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 시각장애인을 위하여 보행 시 라이다(LiDAR)와 결합된 무선 헤드셋을 이용하여 주변 장애물을 탐지하고 알려주는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋, 보행 보조 시스템 및 보행 보조 제어 방법에 관한 것이다.

시력이나 시야, 안구 등 시각계의 불완전으로 시기능에 제한이 있는 시각장애인은 일상생활이나 보행 시에 정상적인 활동을 자유롭게 하기 어렵다. 또한, 우리 사회에는 이러한 시각장애인과 관련된 복지 제도의 열악 및 사회적 편견과 함께 보조 장비의 개발 미흡으로 인하여 시각장애들의 활동에 큰 제약이 있다.

일반적으로 시각장애인의 청각이나 촉각은 비 장애인에 비하여 매우 예민하며 근래에는 시각장애인이 보도 위를 감각적으로 느끼면서 걸어갈 수 있도록 일반도로와 별도로 요철 도로를 구비시켜 발바닥으로부터 느끼는 촉감을 통하여 원하는 목적지에 도달할 수 있도록 보행시설을 제공하고 있기도 하다.

그러나, 이러한 시각장애인용 보행시설은 시설 비용 및 공간적인 한계에 부딪혀 그 범위가 극히 제한되어 있고, 장애물이 없는 평지와 같은 장소에서만 그 보행효과를 얻을 수 있기 때문에 시각장애인이 비장애인처럼 활동하기에는 매우 역부족인 것이 현실이다.

최근에는 맹도견을 훈련시켜 시각장애인과 함께 안전하게 보행할 수 있도록 하고 있으나, 이러한 조치 또한 맹도견을 훈련시키기 위한 비용 투자 및 맹도견을 유지 보호하기 위한 부대시설 등을 감안하면 시각장애인이 용이하게 사용하기에는 현실성이 없는 문제가 발생하였다.

이에 따라, 시간장애인에게 보행을 보조하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.

한국공개특허공보 제10-2016-0063456호에서는 웨어러블 카메라를 시각장애인이 장착하고, 웨어러블 카메라를 통해 촬영한 영상을 스마트단말기를 통해 관리자에게 전달되어 관리자가 직접 판단하여 위험을 감지하는 기술이나, 야간 또는 악천후 시 장애물 탐지 능력이 급격히 저하되고, 영상 데이터를 인간을 통해 분석하기 때문에 오류 발생 소지가 높을 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 시각장애인을 위하여 보행 시 라이다와 결합된 무선 헤드셋을 이용하여 주변 장애물을 알려주는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋, 보행 보조 시스템 및 보행 보조 제어 방법을 제공한다.

그리고, 본 발명의 실시 예는 무선 헤드셋과 이동 통신 단말이 무선 통신을 통해 연동하여 장애물을 분석할 수 있는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋, 보행 보조 시스템 및 보행 보조 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에서는 시각장애인의 보행을 보조하기 위해 이동 통신 단말과 무선 통신을 통해 연결되는 무선 헤드셋에 있어서, 시각장애인의 신체에 착용 가능하도록 형성된 바디; 상기 바디의 양측 선단에 각각 구성되며, 상기 이동 통신 단말로부터 제공받은 장애물 안내 정보를 음성으로 출력하는 음성 출력부; 상기 음성 출력부의 외측에 구성되며, 내부에 상기 이동 통신 단말과 데이터를 송수신하는 통신부를 수용하는 케이스; 및 상기 케이스의 전방측에 구성되며, 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 수신하는 라이다 센서를 포함하는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋을 제공할 수 있다.

또한, 상기 라이다 센서는 상기 케이스의 전방 일측에 구성되며, 전방을 향해 레이저광을 발사하는 신호 발사부; 및 상기 케이스의 전방 타측에 구성되며, 상기 신호 발사부에서 발사한 레이저광이 장애물을 통해 반사되어 수신되는 신호 수신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스는 내부에 배터리를 수용할 수 있다

또한, 상기 라이다를 이용하는 무선 헤드셋은 상기 바디의 양측 선단부에 연결되어 상기 음성 출력부의 테두리를 따라 일정 길이로 형성되는 귀 홀더를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 시각장애인에게 보행을 보조하기 위한 시스템에 있어서, 시각장애인이 착용하며, 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 장애물을 통해 반사되어 수신되는 레이저광을 기반으로 라이다 데이터를 생성하고, 장애물 안내 정보를 음성으로 출력하는 무선 헤드셋; 및 상기 무선 헤드셋으로부터 라이다 데이터를 수신하고, 상기 라이다 데이터를 기반으로 장애물이 이동하고 있는지를 판단하고, 이동 장애물이면 상기 라이다 데이터를 기반으로 장애물 상태 정보를 생성하고, 상기 장애물 상태 정보를 기반으로 장애물 안내 정보를 생성하여 상기 무선 헤드셋으로 전송하는 이동 통신 단말을 포함하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템을 제공할 수 있다.

상기 이동 통신 단말은 상기 무선 헤드셋으로부터 무선 통신을 통해 라이다 데이터를 수신하는 수신부; 상기 라이다 데이터를 기반으로 장애물의 유무를 판단하고, 상기 라이다 데이터에 장애물이 포함되어 있으면 장애물이 이동하고 있는지를 판단하며, 상기 이동 장애물이면 라이다 데이터를 분석하여 장애물 종류를 확인하고, 상기 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 제어부; 및 상기 무선 헤드셋으로 무선 통신을 통해 장애물 안내 정보를 전송하는 전송부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 이동 장애물이면 설정 범위 이내로 근접하고 있는지를 판단하고, 설정 범위 이내로 근접하고 있으면 상기 라이다 데이터를 분석하여 상기 이동 장애물의 접근 속도, 접근 방향 및 장애물 종류를 확인하고, 상기 접근 속도, 접근 방향 및 장애물 상태 정보를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 설정 범위 이내로 근접하고 있지 않으면 상기 라이다 데이터를 분석하여 상기 이동 장애물의 이동 속도 및 장애물 종류를 확인하고, 상기 이동 속도 및 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 장애물이 이동하지 않고 고정 장애물이면 상기 라이다 데이터를 분석하여 장애물 위치 및 장애물 종류를 확인하고, 상기 장애물 위치 및 상기 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 이동 통신 단말은 상기 라이다 데이터에 상기 장애물 상태 정보 및 사용자 위치 정보를 매칭하여 장애물 테이블을 생성할 수 있다.

또한, 상기 이동 통신 단말은 상기 장애물 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 시각장애인의 보행을 보조하기 위한 방법에 있어서, 시각장애인이 착용한 무선 헤드셋으로부터 라이다 데이터를 수신하는 단계; 상기 라이다 데이터를 기반으로 장애물의 유무를 판단하는 단계; 상기 라이다 데이터에 장애물이 포함되어 있으면 장애물이 이동하고 있는지를 판단하는 단계; 상기 장애물이 이동하고 있는 이동 장애물이면 라이다 데이터를 기반으로 장애물 종류를 확인하여 장애물 상태 정보를 생성하는 단계; 상기 장애물 상태 정보를 기반으로 장애물 안내 정보를 생성하는 단계; 및 상기 무선 헤드셋에서 상기 장애물 안내 정보가 음성으로 출력되도록 상기 장애물 안내 정보를 상기 무선 헤드셋에 전송하는 단계를 포함하는 라이다를 이용하는 보행 보조 제어 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 시각장애인을 위하여 보행 시 라이다와 결합된 무선 헤드셋을 이용하여 주변 장애물의 존재를 알려주므로 시각장애인의 보행 안전을 확보할 수 있다.

또한, 무선 헤드셋과 이동 통신 단말이 무선 통신을 통해 연동하여 장애물을 분석해서 시각장애인에게 시각장애인에게 주변 장애물을 빠르고 용이하게 무선 헤드셋으로 알려줄 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 헤드셋을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 헤드셋을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신 단말을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 보조 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 라이다를 이용하는 무선 헤드셋, 보행 보조 시스템 및 보행 보조 제어 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템(이하 '보행 보조 시스템'으로 통칭함, 50)은 무선 헤드셋(100) 및 이동 통신 단말(200)을 포함한다.

무선 헤드셋(100)은 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR)가 결합되며, 시각장애인이 착용한다. 무선 헤드셋(100)은 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 장애물을 통해 반사되어 수신되는 레이저광을 기반으로 라이다 데이터를 생성한다.

무선 헤드셋(100)은 이동 통신 단말(200)과 무선 통신을 통해 연결된다. 이러한 무선 통신은 블루투스(Bluetooth), 적외선(Infrared Data Association: IrDA), 와이파이(Wifi), 무선랜(Wireless LAN), 무선 주파수(Radio Frequency: RF), 근거리 자기장 통신(Near Field Communication: NFC), 지그비(ZigBee) 중 적어도 하나의 통신일 수 있다.

무선 헤드셋(100)은 라이다 데이터를 무선 통신을 통해 이동 통신 단말(200)로 송신한다. 그리고 무선 헤드셋(100)은 무선 통신을 통해 이동 통신 단말(200)로부터 장애물 안내 정보를 수신하여 시각장애인에게 출력한다.

이러한 무선 헤드셋(100)은 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

이동 통신 단말(200)은 무선 헤드셋(100)과 무선 통신을 통해 연결된다. 이동 통신 단말(200)은 무선 헤드셋(100)으로부터 라이다 데이터를 수신하고, 라이다 데이터를 기반으로 장애물의 판단하며, 판단한 장애물에 대한 정보를 바탕으로 장애물 안내 정보를 생성한다. 이때, 장애물 안내 정보는 시각장애인에서 장애물을 안내하기 위한 정보로, 음성으로 출력하도록 구성될 수 있다.

이동 통신 단말(200)은 무선 통신을 통해 무선 헤드셋(100)으로 장애물 안내 정보를 전송한다.

이러한 이동 통신 단말(200)은 무선 헤드셋(100)과 통신하여 라이다 데이터를 분석할 수 있으면 그 종류는 무관하다. 예를 들어, 이동 통신 단말(200)은 태블릿 PC, 노트북 및 넷북과 같은 이동식 컴퓨터, 스마트폰, 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistants: PDA) 등 중 하나일 수 있다.

이동 통신 단말(200)은 도 4를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 헤드셋을 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 헤드셋을 나타낸 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 헤드셋(100)은 바디(110), 음성 출력부(120), 케이스(130), 라이다 센서(140) 및 귀 홀더(150)를 포함한다.

바디(110)는 시각장애인의 신체에 착용 가능하도록 형성된다. 즉, 바디(110)는 시각장애인의 머리에 두를 수 있도록 형성될 수 있다.

음성 출력부(120)는 바디(110)의 양측 선단에 각각 구성된다. 이러한 음성 출력부(120)는 시각장애인의 귀를 덮도록 구성된다. 예를 들어, 음성 출력부(120)는 원통 형상으로 구성될 수 있다.

음성 출력부(120)는 이동 통신 단말(200)로부터 제공받은 장애물 안내 정보를 음성으로 출력한다.

케이스(130)는 음성 출력부(120)의 외측에 구성된다. 이러한 케이스(130)는 원통 형상으로 구성될 수 있다.

케이스(130)는 내부에 통신 모듈 및 배터리를 수용한다. 이때, 통신 모듈은 이동 통신 단말(200)과 무선 통신을 통해 데이터를 송수신한다. 즉, 통신 모듈은 이동 통신 단말(200)로 라이다 데이터를 송신하고, 이동 통신 단말(200)로부터 장애물 안내 정보를 수신한다.

라이다 센서(140)는 케이스(130)의 전방측에 구성된다. 라이다 센서(140)는 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 수신하여 라이다 데이터를 생성한다.

라이다 센서(140)는 신호 발사부(143) 및 신호 수신부(145)를 포함한다.

신호 발사부(143)는 케이스(130)의 전방 일측에 구성된다. 즉, 신호 발사부(143)는 케이스(130)의 전방 일측에서 돌출되어 구성될 수 있다.

신호 발사부(143)는 전방을 향해 레이저광을 발사한다. 신호 발사부(143)는 설정 시간 마다 전방을 향해 레이저광을 발사할 수 있다. 이때, 설정 시간은 레이저광을 발사하기 위해 설정된 시간으로, 미리 설정될 수 있다.

신호 수신부(145)는 케이스(130)의 전방 타측에 구성된다. 즉, 신호 수신부(145)는 케이스(130)의 전방측에서 신호 발사부(143)와 일정 간격 이격되어 돌출되어 구성될 수 있다.

신호 수신부(145)는 신호 발사부(143)에서 발사한 레이저광이 장애물을 통해 반사되어 수신된다. 신호 수신부(145)는 수신된 레이저광을 기반으로 라이다 데이터를 생성한다. 이러한 라이다 데이터는 레이저광이 수신한 시간을 기반으로 생성될 수 있다.

한편, 라이다 데이터를 생성하는 기술은 당업자에게 자명한 기술이므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

귀 홀더(150)는 음성 출력부(120)의 내측에 구성된다. 즉, 귀 홀더(150)는 바디(110)의 양측 선단부에 연결되어 음성 출력부(120)의 테두리를 따라 일정 길이로 형성된다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신 단말을 나타낸 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신 단말(200)은 수신부(210), 입력부(220), 제어부(230), 전송부(240), 출력부(250) 및 저장부(260)를 포함한다.

수신부(210)는 무선 헤드셋(100)으로부터 데이터를 수신한다. 즉, 수신부(210)는 무선 통신을 통해 무선 헤드셋(100)으로부터 라이다 데이터를 수신한다.

입력부(220)는 시각장애인으로부터 각종 데이터를 입력 받기 위한 사용자 인터페이스(user interface: UI)이다. 이러한 입력부(220)의 구현 방식에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 입력부(220)는 키패드 방식, 휠 키 방식, 터치 패드 방식, 터치 스크린 방식 등과 이들의 둘 이상을 조합한 복합 방식이 이용될 수 있다. 또한, 입력부(220)는 시각장애인으로부터 음성을 통해 입력받기 위한 마이크를 포함할 수 있다.

제어부(230)는 시각장애인의 보행을 보조하기 위하여 이동 통신 단말(200)의 구성 요소인 수신부(210), 입력부(220), 전송부(240), 출력부(250) 및 저장부(260)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(230)는 수신부(210)로부터 라이다 데이터를 제공받고, 라이다 데이터를 기반으로 장애물이 이동하고 있는지 고정되어 있는지를 판단한다.

제어부(230)는 장애물이 이동하고 있으면 라이다 데이터를 기반으로 장애물 상태 정보를 생성한다. 이때, 장애물 상태 정보는 장애물에 대한 정보를 나타내며, 장애물 종류, 접근 방향, 접근 속도, 이동 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

그리고 제어부(230)는 장애물 상태 정보를 기반으로 시각장애인에게 음성으로 안내하기 위하여 장애물 안내 정보를 생성한다.

제어부(230)는 라이다 데이터에 장애물 상태 정보 및 사용자 위치 정보를 매칭하여 장애물 테이블을 생성한다. 이때, 사용자 위치 정보는 시각장애인이 위치하고 있는 장소를 나타내며, GPS로 표시할 수 있다.

제어부(230)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 보행 보조 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

전송부(240)는 무선 헤드셋(100)으로 데이터를 전송한다. 즉, 전송부(240)는 무선 헤드셋(100)으로 무선 통신을 통해 장애인 안내 정보를 전송한다.

출력부(250)는 이동 통신 단말(200)의 동작 중에 발생되는 동작 정보 및 결과 정보를 출력한다. 이러한 출력부(250)는 스피커(253) 및 디스플레이부(255)를 포함할 수 있다.

스피커(253)는 시각장애인에서 이동 통신 단말(200)의 동작 중에 발생되는 동작 정보 및 결과 정보 등을 음성을 통해 알려준다.

디스플레이부(255)는 이동 통신 단말(200)의 동작 중에 발생되는 동작 정보 및 결과 정보 등을 표시한다. 예를 들어, 디스플레이부(255)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광 장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기 영동 표시 장치(Electro Phoretic Display: EPD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 표시 장치 중, 하나일 수도 있다.

저장부(260)는 이동 통신 단말(200)의 구성 요소에서 필요한 데이터 및 이동 통신 단말(200)의 구성 요소에서 생성한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 저장부(260)는 제어부(230)에서 생성한 장애물 테이블을 저장할 수 있으며, 제어부(230)에서 생성한 장애물 안내 정보를 저장할 수 있다.

또한, 저장부(260)는 이동 통신 단말(200)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 다양한 프로그램을 저장할 수 있다.

저장부(260)는 수신부(210), 입력부(220), 제어부(230), 전송부(240) 및 출력부(250)의 요청에 따라 필요한 데이터를 제공할 수 있다. 저장부(260)는 통합 메모리로 이루어지거나, 복수의 메모리들로 세분되어 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 저장부(260)는 롬(Read Only Memory: ROM), 램(Random Access Memory: RAM) 및 플래시 메모리(Flash memory) 등으로 이루어질 수 있다.

이하에서는 도 5를 참조하여 시각장애인의 보행 보조를 제어하는 방법을 설명하기로 한다. 앞서, 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말(200)의 구성 요소들은 통합되거나 세분화될 수 있는 바, 해당 명칭에 구애받지 아니하고, 상술한 기능을 수행하는 이동 통신 단말(200)들의 구성 요소들은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말(200)의 구성이 될 수 있음을 명확히 한다. 따라서, 이하 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말(200)에서 시각장애인의 보행 보조를 제어하는 방법을 설명함에 있어서, 각 단계의 주체는 해당 구성요소들이 아닌 이동 통신 단말(200)을 주체로 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 보행 보조 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 이동 통신 단말(200)은 무선 헤드셋(100)으로부터 라이다 데이터를 수신한다(S510). 다시 말하면, 무선 헤드셋(100)의 라이다 센서(140)는 전방을 향해 레이저광을 발사하고, 전방에 위치한 장애물을 통해 반사되어 수신하는 레이저광을 기반으로 라이다 데이터를 생성한다. 무선 헤드셋(100)의 통신 모듈은 라이다 데이터를 이동 통신 단말(200)에 전송한다.

이동 통신 단말(200)은 무선 헤드셋(100)의 통신 모듈로부터 무선 통신을 통해 라이다 데이터를 수신한다.

이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터를 분석하여 장애물이 포함되어 있는지를 판단한다(S515). 예를 들어, 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터를 분석하여 기준 범위 이내에 장애물이 포함되어 있는지를 판단할 수 있다. 여기서, 기준 범위는 시각장애인이 보행할 때 방해되지 않는 범위를 판단하기 위해 설정된 범위로, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다.

한편, 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터에 장애물이 포함되지 않았으면 단계 S510으로 리턴하여 라이다 데이터를 무선 헤드셋(100)으로부터 수신한다.

이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터에 장애물이 포함되어 있으면 장애물이 이동하는지를 판단한다(S520). 즉, 라이다 데이터에 장애물이 포함되어 있으면 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터를 분석하여 장애물이 이동하는지를 판단한다. 이때, 이동 통신 단말(200)은 복수의 라이다 데이터를 분석하여 장애물이 이동하는지를 판단할 수 있다.

이동 통신 단말(200)은 장애물이 이동하고 있으면 설정 범위 이내로 근접하는지를 판단한다(S525). 즉, 이동 장애물이면 이동 통신 단말(200)은 이동 장애물이 시각장애인의 보행에 피해를 줄 수 있는지를 판단하기 위하여 이동 장애물이 설정 범위 이내로 근접하는지를 판단한다. 이때, 설정 범위는 시각장애인을 기준으로 이동 장애물이 근접하고 있는지를 판단하기 위해 설정된 범위로, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다. 예를 들어, 설정 범위는 10m 이내일 수 있다.

이동 통신 단말(200)은 이동 장애물이 설정 범위 이내로 근접하고 있으면 라이다 데이터를 기반으로 접근 속도, 접근 방향, 장애물 종류를 확인한다(S530). 이때, 이동 통신 단말(200)은 복수의 라이다 데이터를 분석하여 이동 장애물의 접근 속도, 접근 방향, 장애물 종류를 확인한다. 여기서, 접근 속도는 이동 장애물이 접근하고 있는 속도를 나타낸다. 접근 방향은 이동 장애물이 접근하고 있는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 접근 방향은 시계를 활용하여 1시 방향, 11시 방향 등으로 나타낼 수도 있고, 동서남북을 활용하여 북서쪽, 북동쪽 등으로 나타낼 수도 있다. 장애물 종류는 이동하고 있는 장애물의 종류를 나타내며, 예를 들어 자전거, 자동차, 오토바이, 사람 등 이동하는 장애물일 수 있다.

이동 통신 단말(200)은 접근 속도, 접근 방향, 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성한다(S535).

그리고 이동 통신 단말(200)은 이동 장애물이 설정 범위 이내로 근접하고 있지 않으면 라이다 데이터를 기반으로 이동 속도 및 장애물 종류를 확인한다(S540). 즉, 이동 장애물이 설정 범위 이내로 근접하고 있지 않으면, 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터를 분석하여 이동 장애물의 이동 속도 및 장애물 종류를 확인한다.

이동 통신 단말(200)은 이동 속도 및 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성한다(S545).

한편, 이동 장애물이 설정 범위 이내로 근접하지 않고, 이동 장애물이 시각장애인의 보행 방향과 다른 방향으로 이동하고 있으면 이동 통신 단말(200)은 장애물 상태 정보를 기반으로 생성한 장애물 안내 정보를 무선 헤드셋(100)으로 전송하지 않을 수도 있다.

이동 통신 단말(200)은 장애물 상태 정보를 기반으로 생성한 장애물 안내 정보를 전송한다(S550). 다시 말하면, 이동 통신 단말(200)은 장애물 상태 정보를 시각장애인에게 음성으로 안내하기 위해 장애물 상태 정보를 음성 파일로 변환하여 장애물 안내 정보를 생성한다. 이동 통신 단말(200)은 무선 통신을 통해 장애물 안내 정보를 무선 헤드셋(100)으로 전송한다. 무선 헤드셋(100)의 음성 출력부(120)는 장애물 안내 정보를 출력한다.

이동 통신 단말(200)은 장애물 상태 정보를 기반으로 장애물 테이블을 생성한다(S555). 즉, 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터에 장애물 상태 정보 및 사용자 위치 정보를 매칭하여 장애물 테이블을 생성한다. 이동 통신 단말(200)은 생성한 장애물 테이블을 저장한다. 이렇게 장애물 테이블을 생성하는 이유는 추후 라이다 데이터를 분석할 때 사용하기 위함으로, 장애물 분석의 정확성을 향상시키고, 분석 시간을 축소시킬 수 있다.

그리고 이동 통신 단말(200)은 장애물이 이동하고 있지 않으면 라이다 데이터를 이용하여 장애물 위치 및 장애물 종류를 확인한다(S560). 즉, 고정 장애물이면, 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터를 분석하여 고정 장애물의 장애물 위치 및 고정 장애물의 장애물 종류를 확인한다. 이때, 장애물 종류는 전신주, 맨홀, 횡단보도, 계단 등 고정된 장애물일 수 있다.

이동 통신 단말(200)은 장애물 위치 및 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성한다(S565).

이동 통신 단말(200)은 장애물 상태 정보를 기반으로 장애물 안내 정보를 생성한다(S570). 즉, 이동 통신 단말(200)은 장애물 상태 정보를 음성 파일로 변환하여 장애물 안내 정보를 생성한다.

이동 통신 단말(200)은 무선 헤드셋(100)으로 장애물 안내 정보를 전송한다(S575). 구체적으로, 이동 통신 단말(200)은 장애물 안내 정보를 무선 통신을 통해 무선 헤드셋(100)으로 전송한다. 무선 헤드셋(100)은 이동 통신 단말(200)로부터 장애물 안내 정보를 수신하고, 장애물 안내 정보를 음성을 통해 출력한다.

이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터 및 장애물 상태 정보를 이용하여 장애물 테이블을 생성한다(S580). 즉, 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터에 장애물 상태 정보 및 사용자 위치 정보를 매칭하여 장애물 테이블을 생성하고, 생성한 장애물 테이블을 저장하여 관리한다.

한편, 이동 통신 단말(200)은 상기에서 설명한 보행 보조 제어 방법은 이동 통신 단말(200)에 저장된 애플리케이션(application)을 통해 실행될 수 있다. 즉, 라이다 데이터가 무선 헤드셋(100)으로부터 수신되면, 이동 통신 단말(200)은 라이다 데이터를 분석하기 위한 애플리케이션(application)이 실행시킬 수 있다. 애플리케이션은 라이다 데이터를 분석한 후 장애물 안내 정보를 생성할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 실시 예에 따른 보행 보조 시스템은 무선 헤드셋(100)에 결합된 라이다 센서(140)를 통해 장애물을 확인하여 라이다 데이터를 생성하고, 이동 통신 단말(200)에서 라이다 데이터를 기반으로 장애물의 종류, 위치, 거리, 방향, 속도 등을 분석하여 무선 헤드셋(100)을 통해 음성으로 알려주므로 시각장애인의 안전한 보행을 보조할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

50: 보행 보조 제어 시스템
100: 무선 헤드셋
110: 바디
120: 음성 출력부
130: 케이스
140: 라이다 센서
200: 이동 통신 단말
210: 수신부
230: 제어부
240: 전송부
260: 저장부

Claims

시각장애인의 보행을 보조하기 위해 이동 통신 단말과 무선 통신을 통해 연결되는 무선 헤드셋에 있어서,
시각장애인의 머리에 착용 가능하도록 형성된 바디;
상기 바디의 양측 선단에 각각 구성되며, 상기 이동 통신 단말로부터 제공받은 장애물 안내 정보를 음성으로 출력하는 음성 출력부;
각 음성 출력부의 외측에 구성되며, 내부에 상기 이동 통신 단말과 데이터를 송수신하는 통신부를 수용하는 케이스; 및
각 케이스의 전방측에 구성되며, 상기 시각장애인의 시선방향인 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 수신하는 라이다 센서를 포함하되,
상기 바디의 양측에 구성된 복수의 라이다 센서에서 각각 수집된 라이다 데이터를 무선 통신을 통해 상기 이동 통신 단말로 전송하고, 상기 이동 통신 단말에서 상기 라이다 데이터로 분석된 장애물 상태정보를 수신하여 고정 장애물 및 이동 장애물의 안내 정보를 상기 음성 출력부를 통해 출력하는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋.
제1항에 있어서,
상기 라이다 센서는
상기 케이스의 전방 일측에 구성되며, 전방을 향해 레이저광을 발사하는 신호 발사부; 및
상기 케이스의 전방 타측에 구성되며, 상기 신호 발사부에서 발사한 레이저광이 장애물을 통해 반사되어 수신되는 신호 수신부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋.
제1항에 있어서,
상기 케이스는
내부에 배터리를 수용하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋.
제1항에 있어서,
상기 바디의 양측 선단부에 연결되어 상기 음성 출력부의 테두리를 따라 일정 길이로 형성되는 귀 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 무선 헤드셋.
시각장애인에게 보행을 보조하기 위한 시스템에 있어서,
시각장애인이 머리에 착용 가능하도록 형성된 바디의 양측에 구성된 복수의 라이다 센서를 통해 상기 시각장애인의 시선방향인 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 장애물을 통해 반사되어 수신되는 레이저광을 기반으로 각각 라이다 데이터를 생성하고, 장애물 안내 정보를 음성으로 출력하는 무선 헤드셋; 및
상기 무선 헤드셋으로부터 수신된 상기 라이다 데이터를 기반으로 장애물이 이동하고 있는지를 판단하고, 이동 장애물이면 상기 라이다 데이터를 기반으로 장애물 상태 정보를 생성하고, 상기 장애물 상태 정보를 기반으로 장애물 안내 정보를 생성하여 상기 무선 헤드셋으로 전송하는 이동 통신 단말을 포함하되,
상기 이동 통신 단말은 상기 라이다 데이터에 상기 장애물 상태 정보 및 사용자 위치 정보를 매칭하여 장애물 테이블을 생성하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 이동 통신 단말은
상기 무선 헤드셋으로부터 무선 통신을 통해 라이다 데이터를 수신하는 수신부;
상기 라이다 데이터를 기반으로 장애물의 유무를 판단하고, 상기 라이다 데이터에 장애물이 포함되어 있으면 장애물이 이동하고 있는지를 판단하며, 상기 이동 장애물이면 라이다 데이터를 분석하여 장애물 종류를 확인하고, 상기 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 제어부; 및
상기 무선 헤드셋으로 무선 통신을 통해 장애물 안내 정보를 전송하는 전송부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 이동 장애물이면 설정 범위 이내로 근접하고 있는지를 판단하고, 설정 범위 이내로 근접하고 있으면 상기 라이다 데이터를 분석하여 상기 이동 장애물의 접근 속도, 접근 방향 및 장애물 종류를 확인하고, 상기 접근 속도, 접근 방향 및 장애물 상태 정보를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 설정 범위 이내로 근접하고 있지 않으면 상기 라이다 데이터를 분석하여 상기 이동 장애물의 이동 속도 및 장애물 종류를 확인하고, 상기 이동 속도 및 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 장애물이 이동하지 않고 고정 장애물이면 상기 라이다 데이터를 분석하여 장애물 위치 및 장애물 종류를 확인하고, 상기 장애물 위치 및 상기 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
삭제
제5항에 있어서,
상기 이동 통신 단말은
상기 장애물 테이블을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
제5항에 있어서,
상기 무선 헤드셋은
상기 시각장애인의 신체에 착용 가능하도록 형성된 바디;
상기 이동 통신 단말로부터 장애물 안내 정보를 제공받는 통신부;
상기 바디의 양측 선단에 각각에 원통 형상으로 구성되며, 상기 장애물 안내 정보를 음성으로 출력하는 음성 출력부;
상기 음성 출력부의 외측에 구성되며, 내부에 상기 통신부 및 배터리를 수용하는 케이스; 및
상기 케이스의 전방측에 구성되며, 전방을 향해 레이저광을 발사한 후 수신하는 라이다 센서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
제12항에 있어서,
상기 라이다 센서는
상기 케이스의 전방 일측에 구성되며, 전방을 향해 레이저광을 발사하는 신호 발사부; 및
상기 케이스의 전방 타측에 구성되며, 상기 신호 발사부에서 발사한 레이저광이 장애물을 통해 반사되어 수신되는 신호 수신부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 시스템.
시각장애인의 보행을 보조하기 위한 방법에 있어서,
시각장애인이 머리에 착용 가능하도록 형성된 바디의 양측에 구성된 복수의 라이다 센서를 통해 상기 시각장애인의 시선방향인 전방에 레이저 광을 송수신하는 무선 헤드셋으로부터 복수의 라이다 데이터를 수신하는 단계;
수신된 라이다 데이터를 기반으로 장애물의 유무를 판단하는 단계;
상기 라이다 데이터에 장애물이 포함되어 있으면 장애물이 이동하고 있는지를 판단하는 단계;
상기 장애물이 이동하고 있는 이동 장애물이면 라이다 데이터를 기반으로 장애물 종류를 확인하여 장애물 상태 정보를 생성하는 단계;
상기 장애물 상태 정보를 기반으로 장애물 안내 정보를 생성하는 단계;
상기 무선 헤드셋에서 상기 장애물 안내 정보가 음성으로 출력되도록 상기 장애물 안내 정보를 상기 무선 헤드셋에 전송하는 단계; 및
상기 라이다 데이터에 상기 장애물 상태 정보 및 사용자 위치 정보를 매칭하여 장애물 테이블을 생성하는 단계;
를 포함하는 라이다를 이용하는 보행 보조 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 장애물 상태 정보를 생성하는 단계는
상기 이동 장애물이면 설정 범위 이내로 근접하고 있는지를 판단하는 단계;
상기 이동 장애물이 설정 범위 이내로 근접하고 있으면 상기 라이다 데이터를 분석하여 상기 이동 장애물의 접근 속도, 접근 방향 및 장애물 종류를 확인하는 단계;
상기 접근 속도, 접근 방향 및 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 라이다를 이용하는 보행 보조 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 이동 장애물이면 설정 범위 이내로 근접하고 있는지를 판단하는 단계 이후에
상기 이동 장애물이 설정 범위 이내로 근접하고 있지 않으면 상기 라이다 데이터를 분석하여 이동 장애물의 이동 속도 및 장애물 종류를 확인하는 단계; 및
상기 이동 속도 및 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다를 이용하는 보행 보조 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 장애물이 이동하고 있는지를 판단하는 단계 이후에
상기 장애물이 이동하지 않는 고정 장애물이면 상기 라이다 데이터를 분석하여 장애물 위치 및 장애물 종류를 확인하는 단계;
상기 장애물 위치 및 장애물 종류를 포함하는 장애물 상태 정보를 생성하는 단계; 및
상기 장애물 상태 정보를 기반으로 장애물 안내 정보를 생성하여 상기 무선 헤드셋에 전송하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 라이다를 이용하는 보행 보조 제어 방법.
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