KR102148165B1 - page turner operated acoording to movement of eyeball or voice and method at the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치에 관한 것이다. 이를 위해, 책을 거치한 상태에서 책장을 띄운 후에 띄워진 책장에 막대를 끼워 넣어 넘기는 기구부; 상기 기구부를 구동하는 기구구동부; 안구의 움직임 또는 음성을 선택하는 스위치; 안구의 움직임을 센싱하는 EOG 센서모듈; 음성을 입력받는 오디오 입력장치; 및 상기 스위치를 통해 안구의 움직임이 선택되면, 상기 EOG 센서모듈로부터의 센싱값을 입력받아 안구의 상태를 나타내는 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 상기 기구구동부를 제어하여 상기 기구부를 구동하여 책장을 넘기고, 상기 스위치를 통해 음성이 선택되면, 상기 오디오 입력장치를 통해 입력되는 음성을 인식하고, 인식된 음성에 대응되게 상기 기구구동부를 제어하여 상기 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 제어장치;를 포함하는 자동 책장 넘김 장치를 제공한다. The present invention relates to an automatic bookshelf turning device that operates according to the movement or voice of the eyeball. To this end, a mechanism unit for inserting a rod into the bookshelf and flipping the bookshelf in the state where the book is mounted; A mechanism driving unit for driving the mechanism unit; A switch for selecting eye movement or voice; EOG sensor module for sensing the movement of the eyeball; An audio input device for receiving voice input; And when the movement of the eyeball is selected through the switch, a sensing value from the EOG sensor module is input to generate an event state value indicating the state of the eyeball, and the instrument driving unit is controlled to correspond to the event state value, When a voice is selected through the switch and the voice is selected through the switch, a voice input through the audio input device is recognized, and the instrument driver is controlled to correspond to the recognized voice, and the instrument part is driven to turn the bookshelf. It provides an automatic bookshelf turning device including;
Description
본 발명은 자동 책 넘김 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지체장애 또는 일시적인 운동기능의 곤란으로 인해 책장을 넘기기 어려운 사용자가 안구의 움직임 또는 음성으로 책장을 넘길 수 있게 하여 몸이 불편한 사용자도 자유로이 독서를 즐길 수 있게 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic book turning device, and more particularly, a user who is difficult to turn over the bookshelf due to a physical disability or temporary motor function difficulty can turn the bookshelf with eye movement or voice, so that a user with a physical discomfort can freely read. It relates to an automatic bookshelf turning device and method that operates according to the movement or voice of the eyeball to enable enjoyment.
도 1은 국가통계포털에 게시된 2017년 장애 유형별 등록 장애인 현황을 도시한 것이다. 상기 도 1을 참조하면 지체장애인은 약 125만명 가량으로 대한민국의 전체인구와 대비하여 상당히 많은 수이다. 이러한 지체장애는 골격·근육·신경 계통의 질환, 손상, 기능 및 발달 이상으로 신체의 이동과 움직임 등에 상당히 제한되게 한다. 이는 일련의 운동 손상에 기인하는데, 지체장애인 중에는 가벼운 보행 곤란만을 가질 수도 있고, 말하기·먹기·걷기와 같은 운동 기능과 관련된 모든 영역에서 곤란을 갖을 수도 있다. 1 shows the status of registered disabled persons by disability type in 2017 posted on the national statistics portal. Referring to FIG. 1, the number of people with physical disabilities is about 1.25 million, which is considerably larger than the total population of Korea. These physical disorders are severely restricted in movement and movement of the body due to diseases, damage, function and development of the skeletal, muscular, and nervous systems. This is due to a series of motor impairments, and some people with physical disabilities may have only mild walking difficulties, or may have difficulties in all areas related to motor functions such as speaking, eating, and walking.
이와 같이 지체장애는 운동 기능에서의 곤란을 가져오므로 독서를 위해 책장을 넘기는 동작도 어려워 타인의 도움이 요구되는 번거로움이 있었다. As described above, the physical disability causes difficulty in motor function, so it is difficult to flip the bookshelf for reading, so there is a hassle that requires the help of others.
이에 종래에는 지체장애 또는 일시적인 운동기능의 곤란으로 인해 책장을 넘기기 어려운 사용자를 위해 책장을 넘겨줄 수 있는 제품들이 개발되어 상용화되었다. 이러한 독서 보조 제품으로는 페이지 터너 리더블과 북 타임(book time) 등이 있다. Accordingly, in the related art, products capable of turning over a bookshelf have been developed and commercialized for users who have difficulty turning over the bookshelf due to a physical disability or temporary difficulty in motor function. Such reading aids include Page Turner Readable and Book Time.
상기 페이지 터너 리더블이나 북 타임 등과 같은 독서 보조 제품은 보호자의 도움없이 리모컨 및 각종 스위치를 이용하여 책장을 넘길 수 있게 하는 제품이나, 이는 부피가 크고 무거워 설치의 어려움이 있었다. 또한 고가의 제품이어서 널리 상용화되기는 어려웠다. 또한 상기한 독서 보조 제품은 입력장치로 푸시 버튼을 채용함에 따라 지체장애상태의 사용자에게는 여전히 사용상의 불편함을 내재하고 있었다. The reading aid products such as page turner readable and book time are products that allow the bookshelf to be turned over using a remote control and various switches without the help of a guardian, but they are bulky and heavy and have difficulty in installation. In addition, it was difficult to be widely commercialized because it was an expensive product. In addition, as the above-described reading aid product employs a push button as an input device, the user in a physically handicapped state still has inherent inconvenience in use.
또한 대한민국 특허청에 양수 장애자를 위한 전동 책장 넘기기 장치를 명칭으로 하여 실용신안등록공개된 실용신안등록 공개 제201999024144호가 있으며, 이는 브래킷에 일단이 삽입되며 다른 일단의 끝은 홈이 형성되고 중앙에 고정부가 돌출성형된 고정판, 이 고정판의 양측에 위치되는 반타원형의 책받침대, 책상의 일측 하부에 설치되며 회전로드가 구비된 제1전동모터, 이 제1전동모터의 회전로드에 고정되는 이동로드, 이 이동로드의 끝단에 부착되는 집게, 이 집게에 고정되는 접촉부재, 상기 이동로드의 중앙하부를 지지하도록 된 원형의 가이드링, 이 가이드링의 일부가 하방으로 연장성형되어 고정 부재에 고정되는 한편, 이 고정부재를 회전시키도록 된 회전판, 이 회전판의 회전범위를 제한하도록 된 좌/우측한계스위치, 상기 회전판과 결합되어 회전력을 제공하도록 된 제2전동모터, 상기 제1,2전동모터를 제어하도록 된 제어기, 이 제어기에 전기적 신호를 발생시키는 풋스위치로 이루어지는 양수장애자를 위한 전동 책장넘기기 장치를 개시하고 있다. In addition, there is Utility Model Registration Publication No. 201999024144, which has been disclosed as a utility model registration at the Korean Intellectual Property Office, under the name of an electric bookshelf flipping device for handicapped persons, which has one end inserted into the bracket and the other end has a groove and a fixed part in the center. A protruding fixed plate, a semi-elliptical book stand located on both sides of the fixed plate, a first electric motor installed under one side of the desk and equipped with a rotating rod, a moving rod fixed to the rotating rod of the first electric motor, Tongs attached to the end of the moving rod, a contact member fixed to the movable rod, a circular guide ring to support the lower center of the movable rod, and a part of this guide ring is extended downwardly and fixed to the fixing member, A rotating plate configured to rotate the fixing member, a left/right limit switch configured to limit the rotation range of the rotating plate, a second electric motor coupled with the rotating plate to provide rotational force, and controlling the first and second electric motors Disclosed is an electric bookshelf flipping device for the handicapped person comprising a controller and a foot switch for generating an electrical signal to the controller.
그리고, 대한민국 특허청에 책장 넘김 장치를 명칭으로 하여 특허공개된 특허공개 제1020020079231호가 있으며, 이는 책이나 악보를 놓을 수 있는 책 받침대의 위 그리고/또는 아래쪽에 설치하며, 그 내부에는, 마찰 롤러로써 오른쪽 책장 쪽을 불거져 나오게 할 수 있는 책장 불거짐 장치, 불거져 나오거나 넘겨져 온 책장을 걸 수 있는 책장 걸기 손가락을 이용하여 책장을 걸고 회전하는 두 개의 중앙 팔, 이상의 기계적 구성 요소들에 대한 구동 장치 및 구동 장치를 적절히 제어할 수 있는 제어 장치등의 구성 요소들을 설치하고, 책장 불거짐 장치를 구동하여 책장을 불거지게 한 후, 불거진 책장을 책장 걸기 손가락이 걸고 있는 상태에서 사용자의 책장 넘김 명령을 대기하다가, 책장 넘김 명령이 입력되면 명령에 대응하는 쪽의 중앙 팔을 회전시켜서 걸고있던 책장을 넘기고, 다시 다음 장을 불거지게 한 후 책장을 걸고 다음 명령을 대기하는 방식으로 제어함으로써, 책장 넘김을 위해서 사용자가 별도의 준비를 할 필요가 없고, 책을 끝까지 넘길 수 있게 하는 기술을 개시하고 있다. In addition, there is Patent Publication No. 1020020079231 issued to the Korean Intellectual Property Office under the name of the bookshelf turning device, which is installed above and/or below the book stand on which books or sheet music can be placed, and inside the right side as a friction roller. A bookshelf lifting device that can bulge out the bookshelf side, a bookcase hanging that can hang a bookshelf that has been bulging out or turned over, two central arms that hang and rotate the bookshelf with fingers, and drive and drive for the above mechanical components After installing components such as a control device that can properly control the device, driving the bookshelf popping device to make the bookshelf pop, and then hanging the bookshelf on the popped bookshelf while waiting for the user’s command to turn the bookshelf while the finger is hanging , When the command to turn over the bookshelf is input, the center arm on the side corresponding to the command is rotated to turn over the bookshelf that was hanging, and the next page is opened again, and the user is controlled by hanging the bookshelf and waiting for the next command. Discloses a technology that allows books to be passed to the end without the need to prepare.
그리고 대한민국 특허청에 자동 페이지 넘김이 가능한 보면대(譜面臺)를 명칭으로 하여 특허공개된 특허공개 제10-2015-0026152호가 있으며, 이는 우측 전방부에 탄성을 갖는 받침편이 일체로 장착된 책받침대와; 책받침대의 우측에 설치되어 넘기고자 하는 책장을 중심 측으로 밀어주어 책장의 중심부가 굴곡되도록 함으로써 넘기고자 하는 책장과 다음 책장 사이에 소정 크기의 공간이 형성되도록 하는 롤러부와; 상기 롤러부에 의하여 형성된 공간 하부에 설치되어 승/하강 운동하는 넘김바와; 상기 넘김바를 좌/우 왕복 운동시키는 이송 수단과; 상기 책받침대상에 놓여지는 책의 좌측을 고정하는 고정바와; 상기 고정바를 책장이 넘겨질 때는 책장의 이동에 방해를 하지 않으면서 책장이 넘겨지면 책을 고정하도록 운동시키는 고정바 구동수단과; 책장을 넘기기 위한 각종 동작모드를 사용자가 선택할 수 있도록 하는 스위치부 및; 스위치부로부터 출력되는 신호를 기준으로 상기 각 디바이스들의 동작을 제어하되 스위치부로부터 책장 넘김 신호가 입력되면 넘기고자 하는 책장의 중심에 소정 크기의 공간이 형성되도록 상기 롤러부를 기 설정된 소정회 회전시키고 상기 공간으로 넘김바를 삽입시킨 뒤 이송수단을 구동시켜 넘김바를 좌측으로 위치 이동시키면서 고정바를 책의 상부로부터 이동시켜 책장을 넘기고 이후에 상기 넘김바를 하강시킨 후 이송수단을 역동작 시키면서 고정바를 책상으로 위치 이동시키는 제어부로 구성되는 기술을 개시하고 있다. In addition, there is Patent Publication No. 10-2015-0026152, which has been disclosed to the Korean Intellectual Property Office under the name of a music stand capable of turning pages automatically, which includes a book stand integrally equipped with a support piece having elasticity in the right front part; A roller unit installed on the right side of the book stand to push the bookcase to be turned toward the center so that the center of the bookcase is bent to form a space of a predetermined size between the bookcase to be turned over and the next bookcase; A turning bar installed in the lower portion of the space formed by the roller unit to move up/down; A transfer means for reciprocating the turning bar left/right; A fixing bar for fixing the left side of the book placed on the book stand; A fixed bar driving means for moving the fixed bar to fix the book when the bookshelf is turned without interfering with the movement of the bookshelf when the fixed bar is turned over; A switch unit allowing a user to select various operation modes for turning over the bookshelf; The operation of the devices is controlled based on a signal output from the switch unit, but when a bookshelf turn signal is input from the switch unit, the roller unit rotates a predetermined number of times so that a space of a predetermined size is formed at the center of the bookcase to be turned over, and the After inserting the transfer bar into the space, drive the transfer means to move the transfer bar to the left while moving the fixed bar from the top of the book to flip the bookshelf. Disclosed is a technology composed of a control unit that lets you.
이와 같이 종래의 독서 보조 제품은 스위치 또는 버튼 등을 통해 제어하도록 구성됨에 따라, 지체장애 또는 일시적인 운동기능의 곤란으로 인해 책장을 넘기기 어려운 사용자가 편리하게 책장을 넘길 수 있게 하는 기술의 개발이 여전히 요구되었다. As such, conventional reading aid products are configured to be controlled through switches or buttons, so there is still a need to develop a technology that enables users who are difficult to turn over the bookshelf due to physical disabilities or temporary difficulty in motor function to conveniently turn over the bookshelf. Became.
본 발명은 지체장애 또는 일시적인 운동기능의 곤란으로 인해 책장을 넘기기 어려운 사용자가 안구의 움직임 또는 음성으로 책장을 넘길 수 있게 하여 몸이 불편한 사용자도 자유로이 독서를 즐길 수 있게 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention allows a user who is difficult to turn over the bookshelf due to a physical disability or temporary difficulty in motor function to turn over the bookshelf with eye movement or voice, so that even a user with a physical discomfort can freely enjoy reading according to the movement or voice of the eyeball. It is an object of the present invention to provide an automatic bookshelf turning device that operates.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 책을 거치한 상태에서 책장을 띄운 후에 띄워진 책장에 막대를 끼워 넣어 넘기는 기구부; 상기 기구부를 구동하는 기구구동부; 안구의 움직임을 센싱하는 EOG 센서모듈; 상기 EOG 센서모듈로부터의 센싱값을 입력받아 안구의 상태를 나타내는 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 상기 기구구동부를 제어하여 상기 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 제어장치;를 포함하는 자동 책장 넘김 장치를 제공한다. To this end, according to an embodiment of the present invention, after opening the bookshelf in a state where the book is mounted, a mechanism unit for inserting a rod into the floating bookshelf and turning over; A mechanism driving unit for driving the mechanism unit; EOG sensor module for sensing the movement of the eyeball; A control device for receiving a sensing value from the EOG sensor module, generating an event state value indicating the state of the eyeball, and controlling the instrument driving unit in correspondence with the event state value to drive the instrument unit to turn over the bookshelf; It provides an automatic bookshelf turning device.
다른 실시예에 따르면, 책을 거치한 상태에서 책장을 띄운 후에 띄워진 책장에 막대를 끼워 넣어 넘기는 기구부; 상기 기구부를 구동하는 기구구동부; 안구의 움직임 또는 음성을 선택하는 스위치; 안구의 움직임을 센싱하는 EOG 센서모듈; 음성을 입력받는 오디오 입력장치; 상기 스위치를 통해 안구의 움직임이 선택되면, 상기 EOG 센서모듈로부터의 센싱값을 입력받아 안구의 상태를 나타내는 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 상기 기구구동부를 제어하여 상기 기구부를 구동하여 책장을 넘기고, 상기 스위치를 통해 음성이 선택되면, 상기 오디오 입력장치를 통해 입력되는 음성을 인식하고, 인식된 음성에 대응되게 상기 기구구동부를 제어하여 상기 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 제어장치;를 포함하는 자동 책장 넘김 장치를 제공한다.According to another embodiment, after the book is mounted in a state where the book is mounted, a mechanism unit for inserting a rod into the raised bookshelf and turning it over; A mechanism driving unit for driving the mechanism unit; A switch for selecting eye movement or voice; EOG sensor module for sensing the movement of the eyeball; An audio input device for receiving voice input; When the movement of the eyeball is selected through the switch, a sensing value from the EOG sensor module is input to generate an event state value indicating the state of the eyeball, and the instrument driving unit is controlled to correspond to the event state value, A control device that drives the bookshelf to turn over the bookshelf, and when a voice is selected through the switch, recognizes the voice input through the audio input device, controls the instrument drive unit to correspond to the recognized voice, and drives the instrument unit to turn the bookshelf It provides an automatic bookshelf turning device including;
또한, 상기 기구부는, 책의 뒷면을 고정하는 평판과 상기 책의 오른쪽 책장과 왼쪽 책장을 고정하는 레버를 포함하는 책 고정 기구장치; 상기 오른쪽 책장 또는 상기 왼쪽 책장에 올려진 상태에서 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전하여 상기 오른쪽 책장 또는 상기 왼쪽 책장을 띄우는 바퀴를 포함하는 책장 띄움 기구장치; 및 상기 책장 띄움 기구장치에 의해 띄워진 책장을 왼쪽 또는 오른쪽으로 밀어 넘기는 막대를 포함하는 책장 넘김 기구장치;를 포함할 수 있다.In addition, the mechanism unit, a book fixing mechanism device including a flat plate for fixing the back of the book and a lever for fixing the right and left bookshelf of the book; A bookshelf opening device including a wheel that rotates clockwise or counterclockwise while being placed on the right or left bookshelf to float the right or left bookshelf; And a bookshelf turning mechanism device including a rod for pushing the bookshelf floated by the bookshelf floating mechanism device to the left or right.
또한, 상기 제어장치는, 상기 기구구동부를 제어하여, 넘기고자 하는 책장에 대한 상기 책 고정 기구장치의 레버를 해제한 후에, 상기 책장 띄움 기구장치를 통해 넘기고자 하는 책장을 띄운 상태에서, 상기 책장 넘김 기구장치를 통해 띄워진 책장에 막대를 끼워넣어 넘기고자 하는 방향으로 밀어 책장을 넘김을 특징으로 한다.In addition, the control device, after releasing the lever of the book fixing mechanism device with respect to the bookshelf to be turned over by controlling the mechanism driving unit, in a state in which the bookcase to be turned over is opened through the bookshelf floating mechanism device, the bookshelf It is characterized by flipping the bookshelf by pushing it in the direction you want to flip by inserting a rod into the bookshelf that is floated through the flipping mechanism device.
또한, 상기 제어장치는, 상기 기구구동부를 제어하여, 상기 막대를 끼워넣어 넘기고자 하는 방향으로 밀어 넘긴 책장으로 상기 바퀴를 이동시켜 책장이 다시 원래의 위치로 복원되지 않게 제한한 상태에서, 상기 책 고정 기구장치의 레버를 다시 책장으로 밀어 책장을 고정함을 특징으로 한다.In addition, the control device, in a state in which the bookshelf is restricted from being restored to its original position by moving the wheel to the bookshelf that has been pushed in the direction to be inserted and flipped over by controlling the mechanism driving unit. It is characterized by pushing the lever of the fixing mechanism device back to the bookshelf to fix the bookshelf.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 자동 책장 넘김 방법에 있어서, (a) 상기 안구의 움직임이 선택되면, 센서모듈로부터의 센싱값을 입력받아 안구의 상태를 나타내는 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 기구구동부를 제어하여 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 단계; 및 (b) 상기 음성이 선택되면, 오디오 입력장치를 통해 입력되는 음성을 인식하고, 인식된 음성에 대응되게 기구구동부를 제어하여 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 단계를 포함하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, in the automatic bookshelf turning method, (a) when the movement of the eyeball is selected, a sensing value from a sensor module is input to generate an event state value indicating the state of the eyeball, and the event state Controlling the device driving part to correspond to the value to drive the mechanical part to turn over the bookshelf; And (b) when the voice is selected, recognizing the voice input through the audio input device, and driving the instrument unit to turn the bookshelf by controlling the instrument driving unit corresponding to the recognized voice. It provides an automatic bookshelf turning method that works accordingly.
또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 센서모듈로부터의 센싱값을 리드한 리딩값이 마지막 리딩값과 상이하면, 상기 리딩값에 미리 정해둔 값을 곱하여 int 형태로 변환하여 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 기구구동부를 제어하여 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in step (a), if the reading value read from the sensor module is different from the last reading value, the reading value is multiplied by a predetermined value and converted into an int form to generate an event state value. It may further include the step of turning over the bookshelf by driving the mechanism unit by controlling the instrument driving unit corresponding to the event state value.
또한, 상기 (a) 단계에서, (a-1) 타이머 인터럽트에 따라 상기 센서모듈의 센싱값을 리드하고, 미리 저장된 마지막 리딩 값과 현재 리딩 값이 동일한지를 체크하고, 상기 마지막 리딩 값과 상기 현재 리딩 값이 동일하지 않으면 마지막 리딩값 변화시각을 현재시각으로 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in step (a), (a-1) reading the sensing value of the sensor module according to the timer interrupt, checking whether the last reading value and the current reading value stored in advance are the same, and the last reading value and the current reading value If the reading values are not the same, the step of changing the change time of the last reading value to the current time may be further included.
또한, 상기 (a-1) 단계에서, (a-2) 마지막 안구 방향 감지시각으로부터 제1 시간이 지났는지를 체크하고, 상기 마지막 안구 방향 감지시각으로부터 상기 제1 시간이 지났으면 마지막 리딩값 변화시각으로부터 제2 시간이 지났는지를 체크하고, 상기 마지막 리딩값 변화시각으로부터 상기 제2 시간이 지났으면, 상기 마지막 리딩값이 상기 이벤트 상태값과 상이한지를 체크하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in step (a-1), (a-2) it is checked whether the first time has passed from the last eyeball direction detection time, and if the first time has passed from the last eyeball direction detection time, the last reading value changes It may further include checking whether a second time has passed from the time, and if the second time has passed from the change time of the last reading value, checking whether the last reading value is different from the event state value.
또한, 상기 (a-2) 단계에서, (a-3) 상기 이벤트 상태값을 리딩하고, 상기 리드한 이벤트 상태값이 '다음 페이지로의 동작값' 이면, 마지막 안구 감지시각을 현재시각으로 변환하고, 다음 책장으로 넘기기 함수를 호출하고 실행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in step (a-2), (a-3) the event state value is read, and if the read event state value is the'action value to the next page', the last eye detection time is converted to the current time. And, it may further include the step of calling and executing the pass to the next bookshelf function.
또한, 상기 (a-3) 단계에서, (a-4) 상기 리드한 이벤트 상태값이 '이전 페이지로의 동작값' 이면, 상기 마지막 안구 감지시각을 현재시각으로 변환하고, 이전 책장으로 넘기기 함수를 호출하고 실행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the step (a-3), (a-4) if the read event state value is the'operation value to the previous page', the last eyeball detection time is converted to the current time, and a function to return to the previous bookshelf It may further include the step of calling and executing.
또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 안구의 상태를 나타내는 이벤트 값이 미리 정해둔 시간 미만이면 책장 넘김을 이행하지 않음을 특징으로 한다.In addition, in step (a), if the event value indicating the state of the eyeball is less than a predetermined time, turning over the bookshelf is not performed.
본 발명은 안구의 움직임 또는 음성 인식으로 자동 책넘김을 구현하여 사용자의 독서시에 편의를 제공할 수 있다.The present invention can provide convenience when reading by a user by implementing automatic book turning through eye movement or voice recognition.
특히, 지체장애 또는 일시적인 운동기능의 곤란으로 인해 책장을 넘기기 어려운 사용자가에게 안구의 움직임 또는 음성으로 책장을 넘길 수 있게 하여 몸이 불편한 사용자도 자유로이 독서를 즐길 수 있게 하는 장점이 있다.In particular, there is an advantage of allowing a user who is difficult to turn over the bookshelf due to a physical disability or temporary difficulty in motor function to turn the bookshelf with an eye movement or voice, so that even a user with a physical discomfort can freely enjoy reading.
도 1은 2017년 장애 유형별 등록 장애인 현황을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 외관도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 블럭구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 자동 책장 넘김을 위한 기구부의 구성과정을 예시한 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 처리 절차도.
도 8은 본 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 EOG 센싱신호를 예시한 도면. 1 is a diagram showing the status of registered disabled persons by disability type in 2017.
Figure 2 is an external view of the automatic bookshelf turning device that operates according to the movement or voice of the eye according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an automatic bookshelf turning device that operates according to eye movement or voice according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view illustrating a configuration process of a mechanism for automatic bookshelf turning according to a preferred embodiment of the present invention.
5 to 7 are processing procedures of the automatic bookshelf turning device operating according to the movement or voice of the eyeball according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an EOG sensing signal according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 지체장애 또는 일시적인 운동기능의 곤란으로 인해 책장을 넘기기 어려운 사용자가 안구의 움직임 또는 음성으로 책장을 넘길 수 있게 하여 몸이 불편한 사용자도 자유로이 독서를 즐길 수 있게 한다. The present invention allows a user who is difficult to turn over the bookshelf due to a physical disability or temporary difficulty in motor function to turn over the bookshelf with eye movement or voice, so that a user with a physical discomfort can freely enjoy reading.
이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 구성 및 동작을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. The configuration and operation of the automatic bookshelf turning device that operates according to the movement or voice of the eye according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 구성><Configuration of automatic bookshelf turning device that operates according to eye movement or voice>
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 외관도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 블럭구성도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 기구부의 구성과정을 도시한 것이다. 이제 상기 도 2 내지 도 4를 참조하여 자동 책장 넘김 장치의 외관 및 구성에 대해 설명한다. 2 is a diagram showing the appearance of an automatic bookshelf turning device that operates according to eye movement or voice according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the appearance of the eyeball movement or voice according to a preferred embodiment of the present invention. It shows a block diagram of the automatic bookshelf turning device in operation, and Figure 4 shows the construction process of the mechanism unit according to a preferred embodiment of the present invention. Now, the appearance and configuration of the automatic bookshelf turning device will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
상기 책장 넘김 장치는 기구부(100)와 제어장치(110)와 메모리부(112)와 기구구동부(114)와 외부기기 인터페이스부(116)와 EOG 센서모듈(118)과 버튼부(120)와 표시부(128)와 오디오 입력장치(132) 및 미도시된 전원장치로 구성된다. The bookshelf turning device includes a
상기 기구부(100)는 책을 안정적으로 거치함과 아울러 제어장치(110)의 제어에 따라 거치된 책의 책장을 좌 또는 우 방향으로 넘기는 역할을 수행한다. 상기의 기구부(100)는 책의 뒷면을 고정하는 평판과 상기 책의 오른쪽 책장과 왼쪽 책장을 고정하는 레버를 포함하는 책 고정 기구장치(102)와, 상기 오른쪽 책장 또는 상기 왼쪽 책장에 올려진 상태에서 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전하여 상기 오른쪽 책장 또는 상기 왼쪽 책장을 띄우는 바퀴를 포함하는 책장 띄움 기구장치(104)와, 상기 책장 띄움 기구장치(104)에 의해 띄워진 책장을 왼쪽 또는 오른쪽으로 밀어 넘기는 막대를 포함하는 책장 넘김 기구장치(106)와, 책장 띄움 기구장치(104)와 책장 넘김 기구장치(106) 사이에 설치되어 책의 크기에 따라 길이를 조절하는 길이 조절 장치(108)로 구성된다.The
여기서, 상기 책 고정 기구장치(102)는 상기 제어장치(110)의 제어에 따라 구동하는 기구구동부(114)에 의해 책의 뒷면을 지지하는 평판과 책의 하부를 미리 정해둔 텐션으로 미는 레버들로 구성되어 책이 지지판과 레버들 사이에 끼워진 상태로 고정되게 한다. 상기 책장 띄움 기구장치(104)는 상기 제어장치(110)의 제어에 따라 구동하는 기구구동부(114)에 의해 상기 책 고정 기구장치(102)에 고정된 책장의 맨 위의 책장을 밀어올려 책장을 띄우는 동작을 수행한다. 상기 길이 조절 장치(108)는 책 고정 기구장치(102)의 지지판과 책장 넘김 기구장치(106) 사이의 길이를 조절하는 연장바들로 구성되어, 책의 크기에 따라 길이를 조절할 수 있게 한다. 상기 책장 넘김 기구장치(106)는 상기 제어장치(110)의 제어에 따라 구동하는 기구구동부(114)에 의해 상기 책장 띄움 기구장치(104)에 의해 띄워진 책장에 끼워져 오른쪽 또는 왼쪽 방향으로 이동하면서 책장을 넘기는 막대를 구비한다. Here, the book
상기 제어장치(110)는 책장 넘김 장치의 각부를 전반적으로 제어하며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 사용자의 안구의 움직임 또는 음성에 따라 거치된 책의 책장을 넘김으로써 몸이 불편한 사용자도 편리하게 독서를 할 수 있게 한다. The
상기 메모리부(112)는 상기 제어장치(110)의 제어 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장하며, 특히 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 안구의 움직임 판별을 위한 참조 데이터 및 음성 인식을 위한 음성 데이터 등을 저장한다. The memory unit 112 stores various information including a control program of the
상기 기구구동부(114)는 모터와 기어 등으로 구성되어 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 기구부(100)의 책 고정 기구장치(102)와 책장 띄움 기구장치(104)와 책장 넘김 기구장치(106)를 구동하여 책을 고정함과 아울러 책장을 띄운 후에 책장을 넘길 수 있게 한다. 상기한 기구구동부(114)는 책장을 넘기는 동작을 수행하기 위해 총 10개의 서보 모터가 동시에 사용되며, 외부 9V/1A 전원을 채용하며, 모터가 동작할 때 순간적으로 많은 전류가 소비됨으로 커패시터를 부가하여 안정성을 높인다. 또한 책을 고정하는 서보 모터의 경우 3V의 저전력을 인가하여 모터에 너무 많은 힘이 가해지지 않게 한다. The
상기 외부기기 인터페이스부(116)는 사용자의 두부에 부착되는 EOG 센서모듈(118) 및 오디오 입력장치(132)와 제어장치(110) 사이의 인터페이스를 담당한다. The external
상기 EOG(electrooculogram) 센서모듈(118)은 사용자의 두부에 부착되어 사용자의 안전위도를 센싱하여 그에 따른 디지털 센싱값을 생성하여 제어장치로(110)로 제공한다. The EOG (electrooculogram)
상기 오디오 입력장치(132)는 사용자의 음성을 입력받아 제어장치(110)에 제공한다. The
상기 버튼부(120)는 좌/우 넘김버튼(122)과 안구/음성 선택 스위치(124)와 음성 등록버튼(126)으로 구성되어, 사용자가 입력하는 각종 정보를 상기 제어장치(110)에 제공한다. 상기 좌/우 넘김 버튼(122)은 푸쉬 버튼을 이용하여 책장을 좌 또는 우 방향으로 넘기도록 명령하기 위한 버튼이다. 상기 안구/음성 선택버튼(124)은 음성인식 온/오픈 스위치와 안구 움직임 온/오프 스위치로 구성되며, 상기 음성인식 온/오프 스위치는 음성인식으로 책장을 넘기도록 명령하기 위한 스위치이다. 그리고 상기 안구 움직임 온/오프 스위치는 안구의 움직임 방향을 검지하여 책장을 넘기도록 명령하기 위한 스위치이다. 상기 음성 등록버튼(126)은 사용자가 자신의 음성을 등록하여 음성인식에 사용할 수 있게 하기 위해 음성정보를 입력받아 메모리부(112)에 등록하거나 이미 등록된 음성정보를 제거하도록 명령하기 위한 버튼이다. The
상기 표시부(128)는 EOG 안정화 표시 LED(130)로 구성되며, 상기 EOG 안정화 표시 LED(130)는 제어장치(110)의 제어에 따라 EOG 안정화상태를 표시한다. The display unit 128 is composed of an EOG
<기구부 구성 및 동작><Mechanism configuration and operation>
이제 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 책장 넘김 장치의 기구부의 구성 및 동작을 좀더 상세히 설명한다. Now, the configuration and operation of the mechanism of the bookshelf turning device that operates according to the movement of the eyeball or the voice according to the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
본 발명은 서보 모터를 제어하여 책을 다음 장으로 넘기거나 이전 장으로 넘기는 함수의 경우에는 처음에는 MSTimer2 라이브러리의 타이머 인터럽트 서비스 루틴 안에서 동작시키도록 한다. 여기서, 서보 모터가 동작하는 도중에도 센싱을 한다던가 긴급 정지를 하는 경우에, 책을 넘기는 동작이 겹치거나 연속 동작으로 이어지는 등의 불안정함이 나타날 수 있어, 서보 모터의 동작을 순차적으로 처리되도록 하여 그 사이 입력값으로 센싱되는 것들을 타이머 서비스 루틴에 삽입하거나 멈추게 한다. 또한 초기화후, 한번 동작을 하게 되면 처음 위치로 돌아오게 되면 detach() 함수로 신호를 끊어 대기 전류를 없앤다. 또한 책을 고정하는 서보 모터의 경우에는 책을 누르는 힘이 계속 가해지면 모터에 무리가 갈 수 있어서 3V의 저전압을 인가한다.In the present invention, in the case of a function that moves a book to the next or previous chapter by controlling a servo motor, it is initially operated within the timer interrupt service routine of the MSTimer2 library. Here, in the case of sensing or emergency stop while the servo motor is operating, instability such as overlapping or continuous operation may appear, so that the operation of the servo motor is sequentially processed. Inserts or stops what is sensed as an input value in the timer service routine. In addition, after initialization, once it is operated, when it returns to the initial position, the signal is disconnected with the detach() function to remove the standby current. Also, in the case of a servo motor that fixes the book, if the force to press the book is continuously applied, the motor may be overwhelmed, so a low voltage of 3V is applied.
<초기상태><initial state>
상기의 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 책장 넘김 장치의 전원을 온시키면 제어장치(110)는 기구구동부(114)를 구동하여 책 고정 기구장치(102), 책장 띄움 기구장치(104), 책장 넘김 기구장치(106)는 초기화되어 초기위치로 이동하여 초기준비상태로 진입한다. When the power of the bookshelf turning device operating according to the movement of the eyeball or the voice is turned on, the
<다음 페이지로의 동작><Action to the next page>
그리고 제어장치(110)는 다음 페이지로 넘기기 함수가 호출되어 실행되면, 기구구동부(114)를 구동하여 책장 띄움 기구장치(104)에 구비된 바퀴를 책의 우측 하단에 안착함과 아울러 우측 하단의 책 고정 기구장치(102)가 뜨면서(해제하여) 우측 책장의 고정을 해제한다. And the
이후 상기 제어장치(110)는 상기 기구구동부(114)를 통해 상기 책장 띄움 기구장치(104)의 바퀴를 정방향으로 회전시켜 책장을 띄움과 동시에 책장 넘김 기구장치(106)에 구비된 막대를 시계방향으로 회전시켜 책장을 넘긴다. 이후 상기 제어장치(110)는 상기 책장 띄움 기구장치(104)의 바퀴를 좌측 책장으로 이동하여 넘긴 책장이 다시 반대로 넘어가지 않게 눌러준다. 이후 상기 제어장치(110)는 책 고정 기구장치(102)를 다시 구동하여 책의 양쪽 책장을 고정시킴과 아울러 상기 책장 띄움 기구장치(104) 및 책 고정 기구장치(102)를 초기의 위치로 이동하여 준비상태로 복귀한다.Thereafter, the
<이전 페이지로의 동작><Action to the previous page>
그리고 제어장치(110)는 이전 페이지로 넘기기 함수가 호출되어 실행되면, 기구구동부(114)를 구동하여 책장 띄움 기구장치(104)에 구비된 바퀴를 책의 좌측 하단에 안착함과 아울러 좌측 하단의 책 고정 기구장치(102)가 뜨면서(해제하여) 좌측 책장의 고정을 해제한다. And the
이후 상기 제어장치(110)는 상기 기구구동부(114)를 통해 상기 책장 띄움 기구장치(104)의 바퀴를 역방향으로 회전시켜 좌측 책장을 띄움과 동시에 책장 넘김 기구장치(106)에 구비된 막대를 시계 반대방향으로 회전시켜 좌측 책장을 넘긴다. 이후 상기 제어장치(110)는 상기 책장 띄움 기구장치(104)의 바퀴를 우측 책장으로 이동하여 넘긴 책장이 다시 반대로 넘어가지 않게 눌러준다. 이후 상기 제어장치(110)는 책 고정 기구장치(102)를 다시 구동하여 책의 양쪽 책장을 고정시킴과 아울러 상기 책장 띄움 기구장치(104) 및 책 고정 기구장치(102)를 초기의 위치로 이동하여 준비상태로 복귀한다.Thereafter, the
이러한 기구부(100)는 다음과 같은 과정을 통해 구현된다. 먼저 고정된 장치에서 바퀴를 회전하여 책을 띄어 올리기 위한 장치를 구현하며 이를 예시한 것이 도 4의 (a)이다. 상기의 책을 띄어 올리기 위한 장치에 바퀴를 구비하여 이동성을 부여하는데, 책을 띄어줄 때는 바퀴를 내리고 책을 넘길 때는 바퀴를 올리도록 구현하며, 이를 예시한 것이 도 4의 (d)이다. 이후 책장 넘김 장치의 부피를 줄이고 효율적으로 동작할 수 있도록 하나의 구동장치로 좌우의 페이지를 모두 넘길 수 있게 구현하였으며, 이를 예시한 것이 도 4의 (b)이다. 그리고 동작을 안정화시킴과 아울러 외관상 깔끔하고, 오래 사용할 수 있도록 내구성을 올리기 위해 3D 프린팅을 이용하여 하드웨어의 프레임 부분을 제작하며, 이를 예시한 것이 도 4의 (e)이다. 그리고 책 사이즈에 맞게 길이 조절장치(108)를 부가하여 사용자의 편이성 및 활용도를 향상시키며, 이를 예시한 것이 도 4의 (c)이다. This
<안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 장치의 처리절차><Processing procedure of automatic bookshelf turning device that operates according to eye movement or voice>
이제 상기한 바와 같은 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 책장 넘김 장치의 처리 절차 및 동작을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 책장 넘김 장치의 처리 절차를 도시한 것이다. Now, the processing procedure and operation of the bookshelf turning device operating according to the movement of the eyeball or voice as described above will be described in detail with reference to the drawings. 5 to 7 are diagrams illustrating a processing procedure of a bookshelf turning device operating according to an eye movement or voice according to a preferred embodiment of the present invention.
상기한 책장 넘김 장치의 전체적인 동작을 설명하면 전원이 온되면 서보 모터와 LED 등을 사용하기 위한 포트 설정과 라이브러리 사용 준비 등 초기 설정 과정을 수행하고, 좌/우 넘김버튼이 눌렸는지 확인한 후에, 안구 움직임에 변화가 있는지를 체크하고, 인식된 음성이 있는지를 확인하는 과정을 거친다. Explaining the overall operation of the bookshelf turning device described above, when the power is turned on, the initial setup process is performed, such as port setting for using the servo motor and LED, and preparation for library use, and after confirming that the left/right turn button is pressed, the eyeball It checks whether there is a change in movement and goes through the process of checking whether there is a recognized voice.
상기 좌/우 넘김버튼은 항시 사용 가능하며, 안구 움직임 및 음성 인식의 경우에는 스위치로 사용 여부를 선택 가능하다. 각 과정에서 특정 이벤트가 발생을 하면 서보 모터를 제어할 동작 함수를 호출하고, 동작 함수를 호출하는 동안은 동작 함수만을 순차 실행하여 다른 입력이 연속으로 들어가지 않게 한다. 음성 인식의 경우에는 MCU 보드에 내장되어 있는 기능이라 프로그래밍한 기능들과 병렬적으로 동작을 하게 되는데 음성이 인식될 때마다 큐 형식으로 쌓아두기 때문에 연속 동작하는 문제가 있어 음성 인식 알고리즘 내에서 입력이 들어오면 먼저 들어온 입력을 읽어내고 시리얼을 종료시켜 초기화를 하고 동작 함수가 실행되는 동안에 인식되어 연속 동작하지 않도록 한다.The left/right flip button can be used at any time, and in the case of eye movement and voice recognition, it is possible to select whether to use it with a switch. When a specific event occurs in each process, the operation function to control the servo motor is called, and while the operation function is called, only the operation function is sequentially executed to prevent other inputs from entering continuously. In the case of speech recognition, since it is a function built into the MCU board, it operates in parallel with the programmed functions. However, there is a problem of continuous operation because it is stacked in a queue format each time a speech is recognized. When it comes in, it reads the first input, terminates the serial, and initializes it, and it is recognized while the operation function is executing, so that it does not operate continuously.
또한 안구 선택 스위치가 온되어 있으면 책장 넘김 장치는 MSTimer2 라이브러리를 이용해 타이머 인터럽트를 실행하고 LED에 붉은색을 점등한 후에 EOG 센싱을 시작한다. 상기 EOG 센싱이 시작되면 안구전도 센싱값이 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이 불안정하게 솟구치다 점차 안정화가되는데 약 10초 정도의 시간이 소요된다. 상기 안정화가 완료되면 초록색 LED를 점등하고 안구 움직임에 따르는 책장 넘김 동작을 수행한다. In addition, if the eye selection switch is on, the bookshelf turning device uses the MSTimer2 library to execute a timer interrupt and starts EOG sensing after turning on the red LED. When the EOG sensing starts, it takes about 10 seconds for the eye conduction sensing value to rise unstable and gradually stabilize as shown in FIG. 8A. When the stabilization is completed, the green LED is turned on and the bookshelf flipping operation is performed according to the eye movement.
이러한 전체적인 프로세스를 도 5를 참조하여 좀 더 상세히 설명한다. 상기 책장 넘김 장치의 제어장치(110)는 전원 온이 되면(200단계), 책장 넘김 장치의 각부에 대한 초기화를 이행한다(202단계). 이후 상기 제어장치(110)는 버튼부(120)의 좌/우 넘김버튼(122)의 조작상태를 토대로 사용자가 왼쪽 넘김 또는 오른쪽 넘김을 명령하는지를 체크한다(204,206단계). This overall process will be described in more detail with reference to FIG. 5. When the power is turned on (step 200), the
상기 제어장치(110)는 왼쪽 넘김 또는 오른쪽 넘김이 명령되면, 그에 대응되는 동작함수를 호출하여 실행하여 책장을 왼쪽 또는 오른쪽 넘김을 이행한다(208단계). 여기서 책장을 넘기는 과정은 이미 상술되었으므로 그 상세한 설명은 생략한다. When a left turn or right turn is commanded, the
이와 달리 사용자가 안구/음성 선택 스위치(124)를 통해 안구 움직임에 의한 책장 넘김을 선택하면(210단계), 안구 플래그가 TRUE 상태인지를 체크한다(212단계). 여기서, 상기 안구 플래그가 TRUE 상태인 것은 안구의 움직임 센싱이 안정화되었음을 나타낸다. On the contrary, when the user selects to turn the bookshelf by eye movement through the eye/voice selection switch 124 (step 210), it is checked whether the eyeball flag is in a TRUE state (step 212). Here, when the eye flag is in a TRUE state, it indicates that the eye movement sensing is stabilized.
상기 안구 플래그가 TRUE 상태가 아니면, 상기 제어장치(110)는 타이머 인터럽트를 시작함과 아울러 EOG 센서모듈(118)로부터의 디지털 센싱값을 제공받음과 동시에 EOG 센싱 비안정화 상태를 안내하기 위해 EOG 안정화 표시 LED(130)의 붉은색 LED를 구동한다(214,216단계). If the eye flag is not in the TRUE state, the
그리고 상기 제어장치(110)는 상기 EOG 센서모듈(118)로부터의 디지털 센싱값이 미리 정해둔 시간내에 미리 정해둔 안정화 상태를 추종하는지를 체크한다(218단계). 상기 제어장치(110)는 EOG 센서모듈(118)로부터의 디지털 센싱값이 안정화 상태를 추종하면, EOG 센싱 안정화 상태를 안내하기 위해 EOG 안정화 표시 LED(130)의 초록색 LED를 구동하고 안구 플래그를 TRUE 상태로 변환한다(220,222단계).Then, the
이후 상기 제어장치(110)는 안구 플래그가 TRUE인 상태에서 안구/음성 선택 스위치(124)가 안구 움직임에 의한 책장 넘김 선택을 지시하면, 안구 움직임에 따른 동작함수 호출 및 실행을 이행하는 알고리즘을 수행한다(224,226단계).Thereafter, when the eyeball/
이와 달리 안구/음성 선택 스위치(124)가 안구 움직임에 의한 책장 넘김 선택을 지시하지 않으면 타이머 인터럽트를 종료하고 LED 구동을 종료한 후에 안구 플래그를 FALSE로 변환한다(228,230단계). On the contrary, if the eye/
또한 상기 제어장치(110)는 상기 EOG 센서모듈(118)로부터의 디지털 센싱값이 미리 정해둔 시간내에 미리 정해둔 안정화 상태를 추종하지 않으면 안구 플래그를 FASLE로 변환한다(232단계). In addition, if the digital sensing value from the
상기한 바와 달리 사용자가 안구/음성 선택 스위치(124)를 통해 음성 인식에 의한 책장 넘김을 선택하면(234단계), 시리얼 통신을 시작하고(238단계) 음성 플래그를 TRUE로 변환한다. 이후 사용자가 안구/음성 선택 스위치(124)를 통해 음성 인식에 의한 책장 넘김 상태를 유지하면 음성인식 알고리즘을 수행하여 입력된 음성을 인식하고, 인식한 음성에 대응되는 동작함수를 호출하여 실행한다(242,244,246,248단계). 이와 달리 안구/음성 선택 스위치(124)를 통해 음성 인식에 의한 책장 넘김을 선택하지 않으면 음성 플래글 FLASE로 변환하고 시리얼 통신을 종료한다. Unlike the above, when the user selects to turn the bookshelf by voice recognition through the eye/voice selection switch 124 (step 234), serial communication starts (step 238), and the voice flag is converted to TRUE. Thereafter, when the user maintains the state of turning over the bookshelf by voice recognition through the eye/
<안구 움직임에 따른 책장 넘김 알고리즘><Bookshelf turning algorithm according to eye movement>
본 발명에 따르는 안구 움직임에 따른 책장 넘김 알고리즘의 설명에 앞서, EOG 신호에 대해 설명한다. PSL-iEOG2(안구전도 보드)로 센싱된 아날로그 값이 아두이노 A2, A3 포트에 연결되어 있는데 이 값을 0.05초 간격으로 읽어들인다. 이때 PSL-iEOG2로부터 출력되는 아날로그 값은 0~750 사이의 값을 가진다. 센싱의 편이를 위해 읽어들인 0~750 사이의 값에 5/1023을 곱해서 int 형태로 변환하는 처리과정을 거치면 읽어들이는 값은 0, 1, 3 의 3가지 값을 가진다. 여기서 해당 센싱값이 안정화가 되었는지는 확인하기 위해 센싱값이 10초간 1로 유지되는지를 확인하는 방법을 적용한다. Prior to the description of the bookshelf turning algorithm according to the eye movement according to the present invention, the EOG signal will be described. The analog value sensed by the PSL-iEOG2 (eye conduction board) is connected to the Arduino A2 and A3 ports, and this value is read every 0.05 seconds. At this time, the analog value output from PSL-iEOG2 has a value between 0 and 750. For the convenience of sensing, the read value has three values of 0, 1, and 3 when the read value is multiplied by 5/1023 and converted into an int. Here, in order to check whether the corresponding sensing value is stabilized, a method of checking whether the sensing value is maintained at 1 for 10 seconds is applied.
상기 1은 안구 움직임이 없는 안정적인 상태를 말하며, 0은 안구의 눈동자가 아래로 향했다는 뜻이고, 3은 안구의 눈동자가 위로 향했다는 뜻이다. 도 8의 (b)에서 붉은색은 안구의 눈동자를 위로했을 때의 파형이고, 초록색은 안구의 눈동자를 아래로 했을 때의 파형이다. 이때 눈을 깜빡이거나 눈동자를 잠깐 위아래로 움직일 경우에는 값이 순간적으로 변화되므로, 본 발명에서는 0.7초간 같은 값이 유지되었을 때만 센싱하도록 하여 튀는 값에 대비한다. 또한 본 발명에서는 눈동자를 위로 향하여 책을 넘기는 동작을 실행시킨 뒤 다시 앞을 보기 위해 안구의 눈동자가 내려올 때 아래로 향한 것처럼 센싱되지 않도록 마지막 동작으로부터 3초가 지났는지를 확인한다. Above 1 means a stable state without eye movement, 0 means that the pupil of the eyeball is directed downward, and 3 means that the pupil of the eyeball is facing upward. In (b) of FIG. 8, red is a waveform when the pupil of the eyeball is upward, and green is a waveform when the pupil of the eyeball is downward. At this time, when the eye blinks or the pupil is temporarily moved up and down, the value changes instantaneously, so in the present invention, sensing is performed only when the same value is maintained for 0.7 seconds to prepare for a bouncing value. In addition, in the present invention, it is checked whether 3 seconds have elapsed from the last motion so that when the pupil of the eyeball comes down in order to see the front again after executing the operation of turning the book toward the pupil upward, it is not sensed as if it is directed downward.
이러한 본 발명에 따르는 안구 움직임에 따르는 책장 넘김 알고리즘을 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. The bookshelf turning algorithm according to the eye movement according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7.
상기 책장 넘김 장치의 제어장치(110)는 타이머 인터럽트에 따라 EOG 센서모듈(118)의 디지털 센싱값을 리드한다. 이를 위한 타이머 인터럽트는 도 6에 도시한 바와 같이 0.05초가 경과할 때마다 EOG 센서모듈(118)의 디지털 센싱값을 리드한다(300,302단계).The
이러한 타이머 인터럽트에 따라 실행되는 안구 움직임에 따른 책장 넘김 알고리즘을 도 7을 참조하여 설명한다. An algorithm for turning the bookshelf according to eye movements executed according to the timer interrupt will be described with reference to FIG. 7.
상기 책장 넘김 장치의 제어장치(110)는 타이머 인터럽트에 따라 EOG 센서모듈(118)의 디지털 센싱값을 리드하고(400단계), 미리 저장된 마지막 리딩 값과 현재 리딩 값이 동일한지를 체크하고(402단계), 상기 마지막 리딩 값과 상기 현재 리딩 값이 동일하지 않으면 마지막 리딩값 변화시각을 현재시각으로 변경한다(404단계). The
이후 상기 제어장치(100)는 마지막 안구 방향 감지시각으로부터 3초가 지났는지를 체크하고(406단계), 마지막 안구 방향 감지시각으로부터 3초가 지났으면 상기 제어장치(100)는 마지막 리딩값 변화시각으로부터 0.7초가 지났는지를 체크한다(408단계). Thereafter, the
상기 마지막 리딩값 변화시각으로부터 0.7초가 지났으면, 상기 제어장치(100)는 리딩값이 이벤트 상태값과 상이한지를 체크한다(410단계). 상기 이벤트 상태값을 리딩한다(412단계). When 0.7 seconds have passed from the last reading value change time, the
상기 제어장치(110)는 상기 리드한 이벤트 상태값이 3인지를 체크한다(414단계). 상기 이벤트 상태값이 3이면, 상기 제어장치(110)는 마지막 안구 감지시각을 현재시각으로 변환하고, 다음 책장으로 넘기기 함수를 호출하고 실행한다(416,418단계). The
상기 이벤트 상태값이 3이 아니면 상기 제어장치(110)는 상기 이벤트 상태값이 0인지를 체크한다(420단계). 상기 이벤트 상태값이 0이면, 상기 제어장치(110)는 마지막 안구 감지시각을 현재시각으로 변환하고, 이전 책장으로 넘기기 함수를 호출하고 실행한다.If the event state value is not 3, the
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, respectively, and may be implemented in combination with each other. In addition, the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention, but this is only illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments from those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains It is possible. Therefore, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.
100 : 기구부
102 : 책 고정 기구장치
104 : 책장 띄움 기구장치
106 : 책장 넘김 기구장치
108 : 길이 조정 기구장치
110 : 제어장치
112 : 메모리부
114 : 기구구동부
116 : 외부기기 인터페이스부
118 : EOG 센서모듈
120 : 버튼부
122 : 좌/우 넘김버튼
124 : 안구/음성 선택 스위치
126 : 음성 등록버튼
128 : 표시부
130 : EOG 안정화 표시 LED
132 : 오디오 입력장치100: mechanism part
102: book fixing mechanism device
104: bookshelf floating mechanism device
106: Bookshelf turning mechanism device
108: length adjustment mechanism device
110: control device
112: memory unit
114: mechanism driving part
116: external device interface unit
118: EOG sensor module
120: button part
122: left/right flip button
124: eye/voice selection switch
126: Voice registration button
128: display
130: EOG stabilization indicator LED
132: audio input device
Claims (12)
상기 기구부를 구동하는 기구구동부;
안구의 움직임 또는 음성을 선택하는 스위치;
안구의 움직임을 센싱하는 EOG 센서모듈;
음성을 입력받는 오디오 입력장치;
상기 스위치를 통해 안구의 움직임이 선택되면, 상기 EOG 센서모듈로부터의 센싱값을 입력받아 안구의 상태를 나타내는 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 상기 기구구동부를 제어하여 상기 기구부를 구동하여 책장을 넘기고, 상기 안구의 상태를 나타내는 이벤트 값이 미리 정해둔 시간 미만이면 책장 넘김을 이행하지 않으며,
상기 스위치를 통해 음성이 선택되면, 상기 오디오 입력장치를 통해 입력되는 음성을 인식하고, 인식된 음성에 대응되게 상기 기구구동부를 제어하여 상기 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 책장 넘김 장치. A mechanism unit that inserts a rod into the bookshelf and turns it over after the bookshelf is opened while the book is mounted;
A mechanism driving unit for driving the mechanism unit;
A switch for selecting eye movement or voice;
EOG sensor module for sensing the movement of the eyeball;
An audio input device for receiving voice input;
When the movement of the eyeball is selected through the switch, a sensing value from the EOG sensor module is input to generate an event state value indicating the state of the eyeball, and the instrument driving unit is controlled to correspond to the event state value, Drive to turn over the bookshelf, and if the event value indicating the state of the eye is less than a predetermined time, the turnover of the bookshelf is not performed,
And a control device for recognizing a voice input through the audio input device when a voice is selected through the switch, and controlling the instrument driving unit to correspond to the recognized voice to drive the instrument unit to turn over the bookshelf; Automatic bookshelf turning device.
상기 기구부는,
책의 뒷면을 고정하는 평판과 상기 책의 오른쪽 책장과 왼쪽 책장을 고정하는 레버를 포함하는 책 고정 기구장치;
상기 오른쪽 책장 또는 상기 왼쪽 책장에 올려진 상태에서 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전하여 상기 오른쪽 책장 또는 상기 왼쪽 책장을 띄우는 바퀴를 포함하는 책장 띄움 기구장치; 및
상기 책장 띄움 기구장치에 의해 띄워진 책장을 왼쪽 또는 오른쪽으로 밀어 넘기는 막대를 포함하는 책장 넘김 기구장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 책장 넘김 장치.The method of claim 1,
The mechanism part,
A book fixing mechanism device including a flat plate fixing the back of the book and a lever fixing the right and left bookshelves of the book;
A bookshelf opening device including a wheel that rotates clockwise or counterclockwise while being placed on the right or left bookshelf to float the right or left bookshelf; And
Automatic bookshelf turning device comprising; a bookshelf turning mechanism device including a rod for pushing the bookcase left or right by the bookshelf floating mechanism device.
상기 책장 띄움 기구장치와 책장 넘김 기구 장치 사이에 설치되어 상기 책의 크기에 따라 길이를 조절하는 길이 조절 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 책장 넘김 장치.The method of claim 2,
Automatic bookcase turning device, characterized in that it further comprises a length adjusting device installed between the bookshelf floating mechanism device and the bookshelf turning mechanism device to adjust the length according to the size of the book.
상기 제어장치는,
상기 기구구동부를 제어하여,
넘기고자 하는 책장에 대한 상기 책 고정 기구장치의 레버를 해제한 후에, 상기 책장 띄움 기구장치를 통해 넘기고자 하는 책장을 띄운 상태에서, 상기 책장 넘김 기구장치를 통해 띄워진 책장에 막대를 끼워넣어 넘기고자 하는 방향으로 밀어 책장을 넘김을 특징으로 하는 자동 책장 넘김 장치. The method of claim 2,
The control device,
By controlling the mechanism driving unit,
After releasing the lever of the book fixing mechanism device for the bookshelf to be turned over, in a state that the bookcase to be turned over is opened through the bookshelf floating mechanism device, insert a rod into the bookshelf floated through the bookshelf turning mechanism device Automatic bookshelf flipping device characterized by pushing the bookshelf in the desired direction.
상기 제어장치는,
상기 기구구동부를 제어하여,
상기 막대를 끼워넣어 넘기고자 하는 방향으로 밀어 넘긴 책장으로 상기 바퀴를 이동시켜 책장이 다시 원래의 위치로 복원되지 않게 제한한 상태에서, 상기 책 고정 기구장치의 레버를 다시 책장으로 밀어 책장을 고정함을 특징으로 하는 자동 책장 넘김 장치. The method of claim 2,
The control device,
By controlling the mechanism driving unit,
The bookshelf is fixed by pushing the lever of the book fixing device back to the bookshelf in a state in which the wheel is moved to the bookshelf that is pushed in the direction in which the rod is inserted and the bookshelf is not restored to its original position again. Automatic bookshelf turning device, characterized in that.
(a) 안구의 움직임이 선택되면, 센서모듈로부터의 센싱값을 입력받아 상기 안구의 상태를 나타내는 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 기구구동부를 제어하여 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 단계; 및
(b) 음성이 선택되면, 오디오 입력장치를 통해 입력되는 음성을 인식하고, 인식된 음성에 대응되게 기구구동부를 제어하여 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 단계를 포함하고,
상기 (a) 단계에서,
상기 안구의 상태를 나타내는 이벤트 값이 미리 정해둔 시간 미만이면 책장 넘김을 이행하지 않음을 특징으로 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 방법.In the automatic bookshelf turning method,
(a) When the movement of the eyeball is selected, a sensing value from the sensor module is input to generate an event state value indicating the state of the eyeball, and the instrument driving unit is controlled to correspond to the event state value to drive the instrument unit to open the bookshelf. Turning over; And
(b) when the voice is selected, recognizing the voice input through the audio input device, and controlling the instrument driving unit to correspond to the recognized voice to drive the instrument unit to turn the bookshelf,
In step (a),
When the event value indicating the state of the eyeball is less than a predetermined time, the bookshelf flipping is not performed.
상기 (a) 단계에서,
상기 센서모듈로부터의 센싱값을 리드한 리딩값이 마지막 리딩값과 상이하면, 상기 리딩값에 미리 정해둔 값을 곱하여 int 형태로 변환하여 이벤트 상태값을 생성하고, 상기 이벤트 상태값에 대응되게 기구구동부를 제어하여 기구부를 구동하여 책장을 넘기는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 방법. The method of claim 6,
In step (a),
If the reading value that reads the sensing value from the sensor module is different from the last reading value, the reading value is multiplied by a predetermined value and converted into an int form to generate an event state value, and a mechanism corresponding to the event state value Automatic bookshelf turning method that operates according to eye movement or voice, further comprising the step of controlling the driving unit to drive the mechanism unit to turn over the bookshelf.
상기 (a) 단계에서,
(a-1) 타이머 인터럽트에 따라 상기 센서모듈의 센싱값을 리드하고, 미리 저장된 마지막 리딩 값과 현재 리딩 값이 동일한지를 체크하고, 상기 마지막 리딩 값과 상기 현재 리딩 값이 동일하지 않으면 마지막 리딩값 변화시각을 현재시각으로 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 방법. The method of claim 6,
In step (a),
(a-1) Read the sensing value of the sensor module according to the timer interrupt, check whether the last reading value stored in advance and the current reading value are the same, and if the last reading value and the current reading value are not the same, the last reading value Automatic bookshelf turning method operating according to the movement of the eyeball or voice, further comprising the step of changing the change time to the current time.
상기 (a-1) 단계에서,
(a-2) 마지막 안구 방향 감지시각으로부터 제1 시간이 지났는지를 체크하고, 상기 마지막 안구 방향 감지시각으로부터 상기 제1 시간이 지났으면 마지막 리딩값 변화시각으로부터 제2 시간이 지났는지를 체크하고,
상기 마지막 리딩값 변화시각으로부터 상기 제2 시간이 지났으면, 상기 마지막 리딩값이 상기 이벤트 상태값과 상이한지를 체크하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 방법. The method of claim 8,
In step (a-1),
(a-2) Check whether the first time has passed from the last eyeball direction detection time, and if the first time has passed from the last eyeball direction detection time, check whether the second time has passed from the last reading value change time ,
If the second time has elapsed from the change time of the last reading value, the step of checking whether the last reading value is different from the event state value, characterized in that it further comprises: Way.
상기 (a-2) 단계에서,
(a-3) 상기 이벤트 상태값을 리딩하고,
상기 리드한 이벤트 상태값이 '다음 페이지로의 동작값' 이면, 마지막 안구 감지시각을 현재시각으로 변환하고, 다음 책장으로 넘기기 함수를 호출하고 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 방법. The method of claim 9,
In step (a-2),
(a-3) reading the event status value,
If the read event state value is the'action value to the next page', converting the last eye detection time to the current time, and calling and executing a turn to the next bookshelf function. Or the automatic bookshelf turning method that operates according to the voice.
상기 (a-3) 단계에서,
(a-4) 상기 리드한 이벤트 상태값이 '이전 페이지로의 동작값' 이면,
상기 마지막 안구 감지시각을 현재시각으로 변환하고, 이전 책장으로 넘기기 함수를 호출하고 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안구의 움직임 또는 음성에 따라 동작하는 자동 책장 넘김 방법.The method of claim 10,
In step (a-3),
(a-4) If the read event status value is'operation value to previous page',
Converting the last eyeball detection time to the current time, and calling and executing a flip to a previous bookshelf function. The automatic bookshelf flipping method that operates according to eye movements or voices.
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Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |