KR102062793B1 - 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 공간정보 수집신호를 시각장애인 주변의 공간에 송출하고, 상기 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호를 수신하는 센서부;와 상기 센서부로부터 상기 반사신호를 전달받아, 상기 반사신호로부터 공간정보를 독출하는 해석부;와 상기 해석부로부터 상기 공간정보를 전달받아, 상기 공간정보에 대응하는 입체음향 신호를 생성하는 변환부;를 포함하는 본체부; 및 상기 본체부로부터 상기 입체음향 신호를 전달받아, 상기 입체음향 신호를 상기 시각장애인에게 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 시각장애인 주변 공간에 존재하는 장애물 및 경로에 관한 정보를 수집하고, 이를 기초로 입체음향 신호를 생성하여 시각장애인에게 전달함으로써, 시각장애인 주변 공간의 장애물방향정보, 장애물거리정보, 장애물종류정보 및 경로경사도정보를 시각장애인에게 구체적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.

Description

입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치{Apparatus for providing the blind with spatial information by using stereophonic sound}

본 발명은 시각장애인용 공간정보 제공 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입체음향을 이용하여 시각장애인 주변의 장애물 및 경로에 관한 정보를 포함하는 공간정보를 시각장애인에게 제공하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 시각의 갖가지 기능장애(시력, 시야, 광각, 색각 등)를 총칭해서 시각장애(視覺障碍)라고 하며, 이러한 시각장애를 가진 사람들을 시각장애인이라고 한다.

시각장애인은 시각을 사용할 수 없기 때문에 일상생활에서 장애물, 계단, 벽, 출입구 등의 주변 지형지물에 관한 정보를 파악하는데 상당한 어려움을 겪고 있으며, 최근에 들어서는 장애인 복지에 대한 관심이 높아짐에 따라 시각장애인의 시각장애를 보조하기 위한 각종 장치에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

한편, 입체음향이란 음원이 발생한 공간에 위치하지 않은 청취자가 음향을 들었을 때 음원에 대한 방향감, 거리감 및 공간감을 지각할 수 있도록, 음향에 공간정보를 부가한 음향을 말하며, 이러한 입체음향의 활용분야는 매우 다양하고, 특히 영화, 게임, 가상현실 등의 멀티미디어 콘텐츠 분야에 사용되어 콘텐츠에 대한 현실감 및 몰입감을 증대시키는데 중요한 역할을 한다.

더 나아가, 최근에는 입체음향을 시각장애인용 장치에 활용하는 시도가 있으며, 이와 관련하여 대한민국공개특허 제10-2016-0056366호에서는 공간정보 전달 방법 및 장치에 입체음향을 활용하는 내용을 개시하고 있으나, 상기 방법 및 장치는 초음파 펄스를 가청음 대역으로 변환하여 사용자로 하여금 초음파 전송 시점과 초음파의 반사음향 수신 시점 간 시간차를 귀로 인지하여 장애물과 상대적 거리를 판단할 수 있도록 하는 기능을 수행할 뿐, 시각장애인 주변 공간에 존재하는 장애물의 방향, 종류 등이나, 진행 경로의 경사도에 관한 정보는 전혀 전달할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국공개특허 제10-2016-0056366호(2016.05.20 공개)

이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로서, 시각장애인 주변의 공간정보를 공간정보 수집신호를 통하여 수집하고, 이를 기초로 입체음향 신호를 생성하여 시각장애인에게 전달함으로써, 시각장애인이 입체음향에 의해 시각장애인 주변의 장애물 및 경로에 관한 정보를 인지할 수 있도록 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 공간정보 수집신호를 시각장애인 주변의 공간에 송출하고, 상기 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호를 수신하는 센서부;와 상기 센서부로부터 상기 반사신호를 전달받아, 상기 반사신호로부터 공간정보를 독출하는 해석부;와 상기 해석부로부터 상기 공간정보를 전달받아, 상기 공간정보에 대응하는 입체음향 신호를 생성하는 변환부;를 포함하는 본체부; 및 상기 본체부로부터 상기 입체음향 신호를 전달받아, 상기 입체음향 신호를 상기 시각장애인에게 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치를 제공한다.

또한, 상기 공간정보는 상기 시각장애인 주변의 공간에 관한 장애물방향정보, 장애물거리정보, 장애물종류정보 및 경로경사도정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치를 제공한다.

또한, 상기 입체음향 신호는, 상기 장애물방향정보에 따른 출력시간차, 상기 장애물방향정보에 따른 출력세기차, 상기 장애물거리정보에 따른 출력진폭, 상기 장애물종류정보에 따른 출력파형 및 상기 경로경사도정보에 따른 출력진동수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치를 제공한다.

또한, 상기 출력부는 골전도 방식으로 상기 시각장애인에게 상기 입체음향 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 시각장애인 주변 공간에 존재하는 장애물 및 경로에 관한 정보를 수집하고, 이를 기초로 입체음향 신호를 생성하여 시각장애인에게 전달함으로써, 시각장애인 주변 공간의 장애물방향정보, 장애물거리정보, 장애물종류정보 및 경로경사도정보를 시각장애인에게 구체적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시각장애인 주변 공간의 장애물방향정보, 장애물거리정보, 장애물종류정보 및 경로경사도정보를 각각 입체음향 신호의 출력시간차, 출력세기차, 출력진폭, 출력파형 및 출력진동수에 대응시켜 시각장애인에게 전달함으로써, 시각장애인 주변의 다양한 공간정보를 시각장애인에게 간단하고 직관적으로 인식시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해석부의 기능을 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 변환부의 기능을 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향 신호의 출력시간차와 출력세기차를 통하여 시각장애인에게 장애물방향정보를 전달하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향의 세기 및 높낮이를 통하여 시각장애인에게 장애물거리정보 및 경로경사도정보를 전달하는 과정을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 해석부의 기능을 구체적으로 나타내는 블록도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 변환부의 기능을 구체적으로 나타내는 블록도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향 신호의 출력시간차와 출력세기차를 통하여 시각장애인에게 장애물방향정보를 전달하는 과정을 나타내는 블록도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향의 세기 및 높낮이를 통하여 시각장애인에게 장애물거리정보 및 경로경사도정보를 전달하는 과정을 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치(10)는, 공간정보 수집신호(Se)를 시각장애인 주변의 공간에 송출하고, 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호(Sr)를 수신하는 센서부(110);와 센서부(110)로부터 반사신호(Sr)을 전달받아, 반사신호(Sr)로부터 공간정보(Is)를 독출하는 해석부(130);와 해석부(130)로부터 공간정보(Is)를 전달받아, 공간정보(Is)에 대응하는 입체음향 신호(Ss)를 생성하는 변환부(150);를 포함하는 본체부(100); 및 본체부(100)로부터 상기 입체음향 신호(Ss)를 전달받아, 입체음향 신호(Ss)를 시각장애인에게 출력하는 출력부(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 본체부(100)는 주변의 지형지물에 대한 정보를 시각장애인에게 전달하기 위하여, 센서부(110), 해석부(130), 변환부(150) 및 제어부(170)를 포함하고, 안경, 헤어밴드 등의 형태로 제작되어 시각장애인의 두부(頭部)에 장착되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 다양한 악세서리 형태로 제작되어 시각장애인의 신체 일부분에 장착될 수 있다.

센서부(110)는 공간정보 수집신호(Se)를 시각장애인 주변의 공간에 송출하고, 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호(Sr)를 수신한다.

본체부(100)에 구비되는 센서부(110)는 시각장애인 주변의 공간에 대한 지형지물의 정보를 1차적으로 수집하기 위한 수단으로서, 본체부의 외측에 다수개의 센서들로 구비될 수 있다.

일예로, 본체부(100)가 헤어밴드의 형태로 제작되어 시각장애인의 두부(頭部)에 장착되는 경우, 다수의 센서들을 헤어밴드의 외측에 일정간격 이격되게 배치하여, 두부(頭部)의 곡면을 따라 센서들이 다양한 각도를 이루도록 할 수 있으며, 이에 따라 센서부(110)는 시각장애인 주변의 더 넓은 범위에 공간정보 수집신호(Se)를 송출할 수 있다.

이때, 시각장애인 주변의 공간은 반드시 시각장애인 전방의 공간을 의미하는 것은 아니고, 시각장애인의 양측방 또는 후방측의 공간을 포함할 수 있으며, 시각장애인 주변의 지형지물은 시각장애인 주변의 공간에 존재하는 나무, 입간판, 볼라드 등 시각장애인의 거동에 물리적 위협이 될 수 있는 장애물 일체를 포함하며, 또한 시각장애인이 거동하는 도로, 보도블럭을 포함하는 일체 거동경로일 수 있다.

한편, 센서부(110)에서 시각장애인 주변의 공간에 송출하는 공간정보 수집신호(Se) 및 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호(Sr)는 시각장애인 주변의 지형지물에 관한 정보를 수집할 수 있는 초음파, 마이크로파 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 시각장애인 주변의 지형지물에 관한 정보를 수집할 수 있는 일체의 물리적 신호를 포함한다.

일예로, 시각장애인 주변의 지형지물 정보를 수집하기 위하여 센서부(110)에서 초음파 형태의 공간정보 수집신호(Se)를 송출하는 경우, 송출된 초음파 형태의 공간정보 수집신호(Se)는 시각장애인 주변의 공간에 존재하는 각종 지형지물의 표면에 의해 반사되고, 이와 같은 초음파 형태의 반사신호(Sr)는 센서부(110)에 다시 수신되며, 이때 센서부(110)에 수신된 반사신호(Sr)는 시각장애인 주변의 지형지물에 관한 정보를 내포하고 있다.

이어서, 해석부(130)는 센서부(110)로부터 반사신호(Sr)를 전달받아, 반사신호(Sr)로부터 공간정보(Is)를 독출한다.

상술한 바와 같이, 센서부(110)에 수신된 반사신호(Sr)는 시각장애인 주변의 지형지물에 관한 정보를 내포하고 있는데, 해석부(130)는 센서부(110)로부터 시각장애인 주변의 지형지물에 관한 정보를 내포하는 반사신호(Sr)를 전달받고, 전달받은 반사신호(Sr)를 분석하여 시각장애인 주변의 공간에 관한 공간정보(Is)를 독출해 낼 수 있다.

이때, 공간정보(Is)는, 시각장애인 주변의 공간에 관한 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-4) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 장애물방향정보(Is-1)는 시각장애인을 기준으로 하여, 시각장애인 주변의 공간에 존재하는 장애물의 방향에 관한 정보이며, 일예로, 본체부(100)가 헤어밴드의 형태로 제작되어 시각장애인의 두부(頭部)에 착용되는 경우, 시각장애인 두부(頭部)의 전방측 중앙점과 후방측 중앙점을 잇는 선을 기준선으로 하여, 장애물과 전방측 중앙점을 이은 선과 기준선이 이루는 각도가 장애물방향정보(Is-1)가 될 수 있다.

이때, 본체부(100)를 착용한 시각장애인이 두부(頭部)를 회전시킬 수 있는데, 이때 기준선도 함께 회전하게 되므로, 이에 따라 장애물방향정보(Is-1) 또한 변화할 수 있으며, 예컨대 시각장애인 전방 왼쪽에 장애물이 존재하고, 이에 대응하는 장애물방향정보(Is-1)가 수집된 상태에서, 시각장애인이 두부(頭部)를 왼쪽방향으로 회전하는 경우, 장애물에 관한 장애물방향정보(Is-1)는 시각장애인이 두부(頭部)를 회전시킨 만큼 변화할 수 있다.

이어서, 장애물거리정보(Is-2)는 시각장애인 주변의 공간에 존재하는 장애물과 시각장애인 사이의 물리적 거리에 관한 정보이며, 일예로 본체부(100)가 헤어밴드의 형태로 제작되어 시각장애인의 두부(頭部)에 착용되는 경우, 시각장애인 두부(頭部)와 장애물 사이의 직선거리가 될 수 있다.

이어서, 장애물종류정보(Is-3)는 시각장애인 주변의 공간에 존재하는 장애물의 종류에 관한 정보이며, 시각장애인 주변의 공간에 존재하는 사람, 자동차, 나무, 입간판, 볼라드 등의 지형지물 종류에 따른 일체의 정보가 포함될 수 있다.

일예로, 반사신호(Sr)에는 시각장애인 주변의 공간에 존재하는 장애물의 크기, 형상 등의 정보가 포함될 수 있는데, 해석부(130)는 장애물의 크기, 형상 등에 따라 기설정된 장애물종류정보(Is-3)와, 반사신호(Sr)에 포함된 장애물의 크기, 형상 등의 정보를 비교하여, 반사신호(Sr)에 포함된 장애물의 종류에 대응하는 장애물종류정보(Is-3)를 독출해 낼 수 있다.

이어서, 경로경사도정보(Is-4)는 시각장애인이 거동하고 있는 지면상 경로의 경사에 관한 정보이며, 시각장애인이 거동하고 있는 경로가 오르막인지 또는 내리막인지에 관한 정보를 포함할 수 있고, 또한 경로의 경사진 정도를 함께 포함할 수 있다.

일예로, 반사신호(Sr)에는 시각장애인이 거동하는 경로의 지형에 관한 정보가 포함될 수 있는데, 해석부(130)는 경로의 지형에 따라 기설정된 경로경사도정보(Is-4)와, 반사신호(Sr)에 포함된 경로의 지형에 관한 정보를 비교하여, 반사신호(Sr)에 포함된 경로의 지형에 대응하는 경로경사도정보(Is-4)를 독출해 낼 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 본체부(100)에 구비되는 해석부(130)는, 센서부(110)로부터 반사신호(Sr)를 전달받아, 반사신호(Sr)로부터 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-1) 중 적어도 하나의 정보를 독출해 내며, 시각장애인의 주변 공간의 상황에 따라 설정에 의하여 선택적으로 공간정보(Is)를 독출해 낼 수 있다.

다음으로, 변환부(150)는 해석부(130)로부터 공간정보(Is)를 전달받아, 공간정보(Is)에 대응하는 입체음향 신호(Ss)를 생성한다.

상술한 바와 같이, 해석부(130)는 반사신호(Sr)로부터 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-1)를 독출해낼 수 있고, 변환부(150)는 해석부(130)로부터 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-1) 중 적어도 어느 하나를 전달받아, 이에 대응하는 입체음향 신호(Ss)를 생성하며, 여기서 입체음향 신호(Ss)는 전기적 신호의 형태일 수 있다.

한편, 변환부(150)에서 생성하는 입체음향 신호(Ss)는, 후술하는 바와 같이 시각장애인 주변의 공간정보(Is)를 전달하기 위한 입체음향을 시각장애인에게 출력하기 위하여 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)를 포함할 수 있다.

또한, 입체음향 신호(Ss)는, 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력시간차(Td), 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력세기차(Id), 장애물거리정보(Is-2)에 따른 출력진폭(W1), 장애물종류정보(Is-3)에 따른 출력파형(W2) 및 경로경사도정보(Is-4)에 따른 출력진동수(W3) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 출력시간차(Td)는 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)가 출력되는 시간의 차이를 의미하며, 예컨대 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)가 상호 출력시간차(Td)를 갖는 경우, 장애물방향정보(Is-1)에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)가 먼저 출력되고, 소정의 출력시간차(Td)만큼 시간이 흐른 뒤, 제2입체음향 신호(Ss-2)가 출력될 수 있다.

또한, 제2입체음향 신호(Ss-2)가 출력된 후 제1입체음향 신호(Ss-1)가 출력될 수 있음은 물론이며, 장애물방향정보(Is-1)에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)의 출력 순서 및 출력 시간 간격이 다양하게 설정될 수 있다.

이어서, 출력세기차(Id)는 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2) 사이의 출력 세기의 차이를 의미하며, 예컨대 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)가 상호 출력세기차(Id)를 갖는 경우, 장애물방향정보(Is-1)에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)가 제2입체음향 신호(Ss-2)보다 소정의 출력세기차(Id)만큼 더 큰 세기로 출력될 수 있다.

또한, 제2입체음향 신호(Ss-2)가 제1입체음향 신호(Ss-1) 보다 더 큰 세기로 출력될 수 있음은 물론이며, 장애물방향정보(Is-1)에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)의 출력 세기의 차이가 다양하게 설정될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 변환부(150)에서 생성되는 입체음향 신호(Ss)는 전기적 신호의 형태일 수 있으며, 이에 따라 고유의 진폭, 파형 및 진동수를 갖게 될 것이나, 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향 신호(Ss)는 장애물거리정보(Is-2)에 따른 출력진폭(W1), 장애물종류정보(Is-3)에 따른 출력파형(W2) 및 경로경사도정보(Is-4)에 따른 출력진동수(W3) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 장애물거리정보(Is-2)에 따라 장애물이 시각장애인에게 점점 가까워지는 경우, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)의 출력진폭(W1)이 각각 같은 비율로 함께 증가할 수 있으며, 반대로 장애물이 시각장애인에게서 점점 멀어지는 경우, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)의 출력진폭(W1)이 각각 같은 비율로 함께 감소할 수 있다.

또한, 장애물종류정보(Is-3)에 따라 시각장애인 주변 공간의 장애물의 종류가 달라지는 경우, 장애물 종류에 대응되는 기설정된 출력파형(W2)에 따라, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)의 파형이 기설정된 출력파형(W2)으로 변화되어 출력될 수 있다.

또한, 경로경사도정보(Is-4)에 따라 시각장애인 거동 경로의 경사도가 달라지는 경우, 경사의 종류(오르막, 내리막, 경사의 정도)에 따라, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)의 진동수가 기설정된 출력진동수(W3)로 변화되어 출력될 수 있다.

이어서, 본 발명의 일실시예에 따른 본체부(100)는 변환부(150)로부터 입체음향 신호(Ss)를 전달받아, 이와 대응하는 제어신호를 생성하여 후술하는 출력부(200)를 제어하는 제어부(170)를 포함할 수 있다.

제어부(170)은 입체음향 신호(Ss)의 출력시간차(Td), 출력세기차(Id), 출력진폭(W1), 출력파형(W2) 및 출력진동수(W3)에 따른 제어신호를 생성하여, 출력부(200)의 입체음향 신호(Ss) 출력을 제어하며, 이에 따라 출력부(200)는 시각장애인에게 공간정보(Is)를 전달하기 위한 입체음향 신호(Ss)를 출력할 수 있게 된다.

다음으로, 출력부(200)는 본체부(100)로부터 상기 입체음향 신호(Ss)를 전달받아, 입체음향 신호(Ss)를 시각장애인에게 출력한다.

더 구체적으로, 출력부(200)는 시각장애인의 두부(頭部) 일측에 입체음향 신호(Ss) 중 제1입체음향 신호(Ss-1)를 출력하는 제1출력부(210);와 시각장애인의 두부(頭部) 타측에 입체음향 신호(Ss) 중 제2입체음향 신호(Ss-2)를 출력하는 제2출력부(230);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치(10)는, 입체음향을 이용하여 시각장애인에게 공간정보를 제공하는 것을 주된 특징으로 하고 있으므로, 입체음향 신호(Ss)의 출력을 위한 적어도 2개 이상의 출력부(200)를 포함한다.

출력부(200)는 상술한 제어부(170)의 제어신호에 따라 입체음향 신호(Ss)를 출력하고, 이에 따라 시각장애인에게 입체음향이 전달되어, 시각장애인은 주변의 공간정보(Is)를 제공받을 수 있게 된다.

이때, 본 발명의 일실시예 따른 출력부(200)는 골전도 방식으로 시각장애인에게 입체음향 신호(Ss)를 출력하는 것을 특징으로 한다.

사람이 음향을 인식하게 되는 방법은 크게 공기전도(air conduction)방식과 골전도(bone conduction)방식으로 나눌 수 있으며, 여기서 골전도 방식은 공기전도 방식과 같이 고막의 떨림으로 음향을 인식하는 것이 아니라, 음향에 따른 진동이 두개골과 근육을 통하여 직접 내이(內耳)에 전달되어 음향을 인식하는 방법이다.

공기전도 방식으로 음향을 전달하는 커널형 이어폰의 경우, 외이도(外耳道)에 밀착되어 음향을 전달하므로, 주변 소음으로부터의 간섭을 최소화시킬 수 있는 장점이 있으나, 반대로 주변의 음향을 듣지 못해 주변 위험상황에 대한 감지력이 떨어진다는 단점이 있다.

주변의 정보 수집 수단이 청각으로 집중된 시각장애인으로서는, 커널형 이어폰에 의해 음향을 전달하는 경우, 주변의 음향이 차단되어 오히려 치명적인 사고를 불러일으킬 가능성이 높아지므로, 본 발명의 일실예에 따른 출력부(200)는 시각장애인에게 골전도 방식으로 입체음향을 전달하여, 입체음향에 의해 주변 정보를 수집할 수 있을 뿐만 아니라, 외부음향을 통해서도 주변의 정보를 수집할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 제1출력부(210) 및 제2출력부(230)는, 출력시간차(Td)에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)를 비(非)동시적으로 출력하고, 출력시간차(Td)의 변화에 의해 시각장애인에게 장애물방향정보(Is-1)를 전달하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향 신호(Ss)는 장애물방향정보(Is-1)에 따라 출력시간차(Td)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)를 비(非)동시적으로 출력할 수 있다.

예컨대, 제1출력부(210)가 시각장애인 두부(頭部) 왼쪽에 장착되고, 제2출력부(230)가 시각장애인 두부(頭部) 오른쪽에 장착되며, 시각장애인 두부(頭部)의 전방측 중앙점과 후방측 중앙점을 잇는 선을 기준선으로 하여 장애물이 시각장애인의 왼쪽에 위치하는 경우, 제1출력부(210)에서 제1입체음향 신호(Ss-1)를 출력하고, 출력시간차(Td)에 따라 소정의 시간이 흐른 후 제2출력부(230)에서 제2입체음향 신호(Ss-2)를 출력함으로써, 시각장애인에게 장애물이 시각장애인 왼쪽에 위치하고 있음을 인지시킬 수 있다.

또한, 시각장애인 두부(頭部)의 전방측 중앙점과 후방측 중앙점을 잇는 선을 기준선으로 하여, 장애물과 전방측 중앙점을 이은 선과 기준선이 이루는 각도에 따라 출력시간차(Td)를 변화시켜, 장애물 위치의 방향변화를 시각장애인에게 인지시킬 수 있으며, 일예로 각도가 커지면 이에 대응하여 출력시간차(Td)가 커지고, 각도가 작아지면 이에 대응하여 출력시간차(Td)가 작아지게 설정될 수 있다.

또한, 제1출력부(210) 및 제2출력부(230)는, 출력세기차(Id)에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)를 다른 세기로 출력하고, 출력세기차(Id)의 변화에 의해 시각장애인에게 장애물방향정보(Is-1)를 전달하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 입체음향 신호(Ss)는 장애물방향정보(Is-1)에 따라 출력세기차(Id)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)를 다른 세기로 출력할 수 있다.

예컨대, 제1출력부(210)가 시각장애인 두부(頭部) 왼쪽에 장착되고, 제2출력부(230)가 시각장애인 두부(頭部) 오른쪽에 장착되며, 시각장애인 두부(頭部)의 전방측 중앙점과 후방측 중앙점을 잇는 선을 기준선으로 하여 장애물이 시각장애인의 왼쪽에 위치하는 경우, 제1출력부(210)는 제1입체음향 신호(Ss-1)를 제2출력부에서 출력하는 제2음체음향 신호(Ss-2) 보다 큰 세기로 출력함으로써, 시각장애인에게 장애물이 시각장애인 왼쪽에 위치하고 있음을 인지시킬 수 있다.

또한, 시각장애인 두부(頭部)의 전방측 중앙점과 후방측 중앙점을 잇는 선을 기준선으로 하여, 장애물과 전방측 중앙점을 이은 선과 기준선이 이루는 각도에 따라 출력세기차(Id)를 변화시켜 장애물 위치의 방향변화를 시각장애인에게 인지시킬 수 있으며, 일예로 각도가 커지면 이에 대응하여 출력세기차(Id)가 커지고, 각도가 작아지면 이에 대응하여 출력세기차(Id)가 작아지게 설정될 수 있다.

이어서, 출력부(200)는, 출력진폭(W1)에 따라 입체음향 신호(Ss)를 출력하여, 입체음향의 세기에 의해 시각장애인에게 장애물거리정보(Is-2)를 전달하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 시각장애인 주변 공간의 장애물이 시각장애인의 거동에 따라 시각장애인과 점점 가까워지는 경우, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체입향 신호(Ss-2)의 출력진폭(W1)이 각각 동일한 비율로 증가하여, 시각장애인에게 전달되는 입체음향의 세기가 커지게 함으로써, 장애물이 시각장애인에게 가까워지고 있음을 인지시킬 수 있다.

반대로 장애물이 시각장애인과 점점 멀어지는 경우, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체입향 신호(Ss-2)의 출력진폭(W1)이 각각 동일한 비율로 감소하여, 시각장애인에게 전달되는 입체음향의 세기가 작아지게 함으로써, 장애물이 시각장애인으로부터 멀어지고 있음을 인지시킬 수 있다.

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또한, 출력부(200)는, 출력진동수(W3)에 따라 입체음향 신호(Ss)를 출력하여, 입체음향의 높낮이에 의해 시각장애인에게 상기 경로경사도정보(Is-4)를 전달하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 시각장애인의 거동에 따른 시각장애인 주변 공간의 경로가 오르막인 경우, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체입향 신호(Ss-2)의 출력진동수(W3)가 각각 동일한 비율로 증가하여, 시각장애인에게 전달되는 입체음향의 높낮이가 높아지게 함으로써, 시각장애인이 거동하고 있는 주변 경로가 오르막임을 인지시킬 수 있다.

반대로 경로가 내리막인 경우, 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체입향 신호(Ss-2)의 출력진동수(W3)가 각각 동일한 비율로 감소하여, 시각장애인에게 전달되는 입체음향의 높낮이가 낮아지게 함으로써, 시각장애인이 거동하고 있는 주변 경로가 내리막임을 인지시킬 수 있다.

이때, 출력진동수(W3)의 증가 또는 감소 비율을 변화시켜, 오르막 또는 내리막의 경사 정도가 크면 출력진동수(W3)의 증가 또는 감소 비율을 크게 하고, 경사 정도가 작으면 출력진동수(W3)의 증가 또는 감소 비율을 작게 함으로써, 시각장애인에게 경로가 오르막인지, 내리막인지 인지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 경사의 정도까지 인지시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 시각장애인 주변 공간에 존재하는 장애물 및 경로에 관한 정보를 수집하고, 이를 기초로 입체음향 신호(Ss)를 생성하여 시각장애인에게 전달함으로써, 시각장애인 주변 공간의 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-4)를 시각장애인에게 구체적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 시각장애인 주변 공간의 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-4)를 각각 입체음향 신호(Ss)의 출력시간차(Td), 출력세기차(Id), 출력진폭(W1), 출력파형(W2) 및 출력진동수(W3)에 대응시켜 시각장애인에게 전달함으로써, 시각장애인 주변의 다양한 공간정보(Is)를 시각장애인에게 간단하고 직관적으로 인식시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 본체부
110 : 센서부
130 : 해석부
150 : 변환부
170 : 제어부
200 : 출력부
210 : 제1출력부
230 : 제2출력부
Is : 공간정보
Is-1 : 장애물방향정보
Is-2 : 장애물거리정보
Is-3 : 장애물종류정보
Is-4 : 경로경사도정보
Se : 공간정보 수집신호
Sr : 반사신호
Ss : 입체음향 신호
Ss-1 : 제1입체음향 신호
Ss-2 : 제2입체음향 신호

Claims (10)

1. 공간정보 수집신호(Se)를 시각장애인 주변의 공간에 송출하고, 상기 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호(Sr)를 수신하는 센서부(110);와
   상기 센서부(110)로부터 상기 반사신호(Sr)를 전달받아, 상기 반사신호(Sr)로부터 공간정보(Is)를 독출하는 해석부(130);와
   상기 해석부(130)로부터 상기 공간정보(Is)를 전달받아, 상기 공간정보(Is)에 대응하는 입체음향 신호(Ss)를 생성하는 변환부(150);를 포함하는 본체부(100); 및
   상기 본체부(100)로부터 상기 입체음향 신호(Ss)를 전달받아, 상기 입체음향 신호(Ss)를 상기 시각장애인에게 출력하는 출력부(200);를 포함하며,
   상기 공간정보(Is)는,
   상기 시각장애인 주변의 공간에 관한 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-4) 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
   상기 입체음향 신호(Ss)는,
   상기 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력시간차(Td), 상기 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력세기차(Id), 상기 장애물거리정보(Is-2)에 따른 출력진폭(W1), 상기 장애물종류정보(Is-3)에 따른 출력파형(W2) 및 상기 경로경사도정보(Is-4)에 따른 출력진동수(W3) 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
   상기 출력부(200)는,
   상기 시각장애인의 두부(頭部) 일측에 상기 입체음향 신호(Ss) 중 제1입체음향 신호(Ss-1)를 출력하는 제1출력부(210);와 상기 시각장애인의 두부(頭部) 타측에 상기 입체음향 신호(Ss) 중 제2입체음향 신호(Ss-2)를 출력하는 제2출력부(230);를 포함하고,
   상기 제1출력부(210) 및 제2출력부(230)는,
   상기 출력시간차(Td)에 따라 상기 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)를 비(非)동시적으로 출력하고, 상기 출력시간차(Td)의 변화에 의해 상기 시각장애인에게 상기 장애물방향정보(Is-1)를 전달하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치(10).
2. 공간정보 수집신호(Se)를 시각장애인 주변의 공간에 송출하고, 상기 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호(Sr)를 수신하는 센서부(110);와
   상기 센서부(110)로부터 상기 반사신호(Sr)를 전달받아, 상기 반사신호(Sr)로부터 공간정보(Is)를 독출하는 해석부(130);와
   상기 해석부(130)로부터 상기 공간정보(Is)를 전달받아, 상기 공간정보(Is)에 대응하는 입체음향 신호(Ss)를 생성하는 변환부(150);를 포함하는 본체부(100); 및
   상기 본체부(100)로부터 상기 입체음향 신호(Ss)를 전달받아, 상기 입체음향 신호(Ss)를 상기 시각장애인에게 출력하는 출력부(200);를 포함하며,
   상기 공간정보(Is)는,
   상기 시각장애인 주변의 공간에 관한 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-4) 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
   상기 입체음향 신호(Ss)는,
   상기 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력시간차(Td), 상기 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력세기차(Id), 상기 장애물거리정보(Is-2)에 따른 출력진폭(W1), 상기 장애물종류정보(Is-3)에 따른 출력파형(W2) 및 상기 경로경사도정보(Is-4)에 따른 출력진동수(W3) 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
   상기 출력부(200)는,
   상기 시각장애인의 두부(頭部) 일측에 상기 입체음향 신호(Ss) 중 제1입체음향 신호(Ss-1)를 출력하는 제1출력부(210);와 상기 시각장애인의 두부(頭部) 타측에 상기 입체음향 신호(Ss) 중 제2입체음향 신호(Ss-2)를 출력하는 제2출력부(230);를 포함하고,
   상기 제1출력부(210) 및 제2출력부(230)는,
   상기 출력세기차(Id)에 따라 상기 제1입체음향 신호(Ss-1)와 제2입체음향 신호(Ss-2)를 다른 세기로 출력하고, 상기 출력세기차(Id)의 변화에 의해 상기 시각장애인에게 상기 장애물방향정보(Is-1)를 전달하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치(10).
3. 공간정보 수집신호(Se)를 시각장애인 주변의 공간에 송출하고, 상기 시각장애인 주변의 지형지물에 의해 반사된 반사신호(Sr)를 수신하는 센서부(110);와
   상기 센서부(110)로부터 상기 반사신호(Sr)를 전달받아, 상기 반사신호(Sr)로부터 공간정보(Is)를 독출하는 해석부(130);와
   상기 해석부(130)로부터 상기 공간정보(Is)를 전달받아, 상기 공간정보(Is)에 대응하는 입체음향 신호(Ss)를 생성하는 변환부(150);를 포함하는 본체부(100); 및
   상기 본체부(100)로부터 상기 입체음향 신호(Ss)를 전달받아, 상기 입체음향 신호(Ss)를 상기 시각장애인에게 출력하는 출력부(200);를 포함하며,
   상기 공간정보(Is)는,
   상기 시각장애인 주변의 공간에 관한 장애물방향정보(Is-1), 장애물거리정보(Is-2), 장애물종류정보(Is-3) 및 경로경사도정보(Is-4) 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
   상기 입체음향 신호(Ss)는,
   상기 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력시간차(Td), 상기 장애물방향정보(Is-1)에 따른 출력세기차(Id), 상기 장애물거리정보(Is-2)에 따른 출력진폭(W1), 상기 장애물종류정보(Is-3)에 따른 출력파형(W2) 및 상기 경로경사도정보(Is-4)에 따른 출력진동수(W3) 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
   상기 출력부(200)는,
   상기 출력진동수(W3)에 따라 상기 입체음향 신호(Ss)를 출력하여, 입체음향의 높낮이에 의해 상기 시각장애인에게 상기 경로경사도정보(Is-4)를 전달하는 것을 특징으로 하는 입체음향을 이용한 시각장애인용 공간정보 제공 장치(10).
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