KR102240946B1 - 보행보조 감시가 가능한 이동통신 단말기 - Google Patents

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Abstract

보행보조 감시가 가능한 이동통신 단말기가 개시된다. 이동통신 단말기는, 촬상부, 사용자의 보행여부를 판정하고, 보행이 감지된 때에 보행감지 신호를 생성하는 보행 감지부, 상기 보행 감지부로부터 수신된 보행감지 신호에 응답하여, 상기 촬상부가 소정의 주기로 이미지를 획득하도록 상기 촬상부를 제어하는 촬상 제어부, 상기 촬상부로부터 획득된 이미지를 수신하고 분석하여 보행중 위험요소를 판정하고, 보행중 위험요소가 있는 것으로 판단되면 위험감지신호를 생성하는 위험요소 판정부, 및 상기 위험요소 판정부에서 생성된 위험감지신호에 따라 상기 사용자에게 위험발생을 알리는 알림부를 포함한다.

Description

보행보조 감시가 가능한 이동통신 단말기{A MOBILE DEVICE CAPABLE OF PEDESTRIAN ASSISTANT MONITORING}
본 발명은 보행보조 감시가 가능한 이동통신 단말기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동통신 단말기에 내장된 카메라와 센서를 이용하여 사용자의 보행을 보조하는 이동통신 단말기에 관한 것이다.
스마트폰, 테블릿 PC 등과 같은 스마트 단말기를 포함한 최근의 이동통신 단말은 기본적인 통화 기능뿐만 아니라 정보 검색, SNS서비스, 카메라 촬영, 음악 또는 영화 감상, 네이게이션 미 금융거래 기능 등 다양한 기능을 가진다.
이와 같은 최근의 이동통신 단말기의 특성으로 인하여, 사용자는 보행 중에도 동영상의 시청, 전자우편의 확인, SNS 서비스의 이용, 전자 금융거래 등을 하는 사례가 많아졌다.
사용자가 보행 중에 이동통신 단말기를 통한 다양한 서비스를 이용하면, 필연적으로 사용자가 디스플레이를 바라보게 되므로 보행중 전방 주시를 게을리 하게되고, 이로 인해 고정 장애물이나 이동 장애물과 충돌하거나, 절개지나 계단에서 낙상하는 사고가 발생할 위험이 증가하는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 이동통신 단말기에 내장된 카메라와 센서를 이용하여 사용자의 보행을 보조하는 이동통신 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말은, 촬상부, 사용자의 보행여부를 판정하고, 보행이 감지된 때에 보행감지 신호를 생성하는 보행 감지부, 상기 보행 감지부로부터 수신된 보행감지 신호에 응답하여, 상기 촬상부가 소정의 주기로 이미지를 획득하도록 상기 촬상부를 제어하는 촬상 제어부, 상기 촬상부로부터 획득된 이미지를 수신하고 분석하여 보행중 위험요소를 판정하고, 보행중 위험요소가 있는 것으로 판단되면 위험감지신호를 생성하는 위험요소 판정부, 및 상기 위험요소 판정부에서 생성된 위험감지신호에 따라 상기 사용자에게 위험발생을 알리는 알림부를 포함한다.
상기 보행 감지부는 상기 이동통신 단말기에 내장된 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자의 보행 여부를 판정할 수 있다.
상기 보행 감지부는 상기 이동통신 단말기의 디스플레이부가 동작하고 있는지 판정하고, 상기 디스플레이부가 동작한 때에만 상기 보행감지 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 촬상 제어부는 상기 보행감지 신호를 수신하면, 상기 촬상부의 화각이 최대가 되도록 상기 촬상부를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 위험요소 판정부는, 상기 촬상부로부터 수신된 이미지를 분석하여 보행로의 경계를 판정하고, 상기 보행로 경계 내의 장애물이 있는지를 판정하여 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 위험요소 판정부는, 상기 보행로 경계의 불연속이 감지되면 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 위험요소 판정부는, 상기 주기에 따라 연속으로 수신된 복수의 이미지를 비교하여 상기 사용자를 향해 이동하는 물체를 감지하여 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
상기 위험요소 판정부는, 상기 촬상부로부터 획득된 이미지 중, 소정의 영역을 관심영역으로 설정하고, 상기 관심영역에 대해서만 위험요소의 유무를 판정하도록 구성될 수 있다.
상기 위험요소 판정부는 상기 이동통신 단말기에 장착된 하나 이상의 센서로부터 감지신호를 수신하여 상기 이동통신 단말기의 파지 각도, 파지 높이 또는 상기 사용자의 보행속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 관심영역 설정 정보를 연산하고, 연산된 상기 관심영역 설정 정보를 기초로 상기 관심영역을 설정하도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 파지 각도는 상기 촬상부의 촬상 광축과 지면이 이루는 각도로 연산되고, 상기 위험요소 판정부는 상기 파지 각도가 증가하면 상기 관심영역을 확대하도록 구성될 수 있다.
상기 위험요소 판정부는 상기 보행속도가 증가하면 상기 관심영역을 확대하도록 구성될 수 있다.
상기 위험요소 판정부는 상기 주기에 따라 연속으로 수신된 복수의 이미지 중 공통으로 인식되는 물체의 위치 변화를 이용하여 상기 보행속도를 연산하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 위험요소 판정부는 상기 이동통신 단말기의 위치정보를 이용하여 상기 보행속도를 연산하도록 구성될 수도 있다.
본 발명은 이동통신 단말기에 내장된 카메라와 센서를 이용하여 사용자의 보행 경로의 위험요소를 감지하고, 사용자에게 위험요소의 감지를 알림으로써, 보행 중 이동통신 단말의 사용시에 발생할 수 있는 사고를 예방하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 촬상부 화각과 피사영역의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 파지 각도와 피사 영역의 관계를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 파지 각도가 θ1인 경우의 피사영역과 위험영역이 촬상부에서 결상되는 원리 및 실제 촬영된 이미지를 도시한 도면이다.
도 5는 각도가 θ2(>θ1)인 경우의 피사영역과 위험영역이 촬상부에서 결상되는 원리 및 실제 촬영된 이미지를 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에서 촬영된 이미지에 설정된 관심영역을 표시한 도면이다.
도 7은 도 5에서 촬영된 이미지에 설정된 관심영역을 표시한 도면이다.
도 8은 관심영역이 복수 구간 설정된 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것일 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, A와 B가'연결된다', '결합된다'라는 의미는 A와 B가 직접적으로 연결되거나 결합하는 것 이외에 다른 구성요소 C가 A와 B 사이에 포함되어 A와 B가 연결되거나 결합되는 것을 포함하는 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 또한, 방법 발명에 대한 특허청구범위에서, 각 단계가 명확하게 순서에 구속되지 않는 한, 각 단계들은 그 순서가 서로 바뀔 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이동통신 단말기는, 촬상부(110), 보행 감지부(120), 촬상 제어부(130), 위험요소 판정부(140), 및 알림부(150)를 포함한다.
이동통신 단말기는 이동통신망을 이용하여 음성통화 및 데이터 통신이 가능한 단말기로서, 스마트폰 및 태블릿 등을 포함한다.
도 1에 도시되어 있지는 않지만, 이동통신 단말기는 애플리케이션에서 제공되는 각종 서비스, 예컨대, 금융거래, 동영상 감상, 웹 검색 등의 결과를 표시하는 디스플레이를 포함한다.
촬상부(110)는 렌즈 등의 광학소자와 CCD 등의 촬상소자를 포함하며, 외부 전경을 촬영하여 이미지를 생성하는 기능을 수행한다. 촬상부(110)는 카메라 모듈의 형태로 이동통신 단말에 장착되는데, 최근 스마트폰의 경우에는 디스플레이 장착면에 배치된 전면 카메라와 디스플레이 장착면의 배면에 배치되는 후면 카메라를 모두 가진다. 본 발명은 보행 중인 사용자가 이동통신 단말의 디스플레이를 주시하고 있는 경우, 보행자의 안전한 보행을 보조하기 위한 것인 바, 촬상부(110)는 디스플레이의 장착면 배면에 장착되는 것이 바람직하다.
보행 감지부(120)는 이동통신 단말에 장착된 센서, 예컨대, 가속도 센서 또는 자이로 센서 등으로부터 감지신호를 수신하고, 이를 이용하여 사용자의 보행여부를 판정한다. 또한, 보행 감지부(120)는 사용자의 보행이 감지된 때에는 보행감지 신호를 생성하여 촬상 제어부(130) 및 위험요소 판정부(140)로 전송한다.
전술한 바와 같이, 보행 중인 사용자가 이동통신 단말의 디스플레이를 주시하고 있는 경우에만 보행중 위험이 있으므로, 가속도 센서등에 의해 사용자의 보행이 감지된 경우라도 사용자가 디스플레이를 주시하고 있지 않으면 본 발명에 따른 보행 보조 기능을 활성화시킬 필요가 없다. 따라서, 상기 보행 감지부(120)는 상기 이동통신 단말기의 디스플레이부가 동작하고 있는지, 즉, 디스플레이부가 표시동작을 하고 있는지 판정하고, 상기 디스플레이부가 동작한 때에만 상기 보행감지 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
또한, 사용자의 미세거동이나, 짧은 보행시에도 보행감지 신호가 생성될 수 있으므로, 상기 보행 감지부(120)는 가속도 센서 등으로부터 일정 시간 이상, 예컨대 1초 이상, 사용자의 이동이 감지된 경우에만 보행감지 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
한편, 보행 감지부(120)는 일단 보행감지 신호를 생성한 이후에도, 디스플레이부가 표시동작을 중단하거나 더 이상 보행이 감지되지 않는 경우에는 보행보조 중단 신호를 생성하고, 생성된 보행보조 중단 신호를 촬상 제어부(130) 및 위험요소 판정부(140)로 전송한다.
촬상 제어부(130)는 상기 보행 감지부(120)로부터 수신된 보행감지 신호에 응답하여, 상기 촬상부(110)가 소정의 주기로 이미지를 획득하도록 상기 촬상부(110)를 제어한다.
소정의 주기라 함은 촬상부(110)가 외부 전경을 촬영하여 이미지를 생성하는 주기, 즉 촬상주기를 의미한다. 촬상 주기가 길어지면 단위시간에 획득되는 이미지가 적어지고 촬상 주기가 짧아지면 단위시간에 획득되는 이미지가 많아진다. 촬상 주기가 짧을수록 사용자 보행경로 전방 감시 정확성이 증가되지만, 촬상부(110)의 동작, 이미지 처리, 및 아래서 설명할 위험요소 감지부의 분석 처리 빈도가 증가하므로 소비전력이 증가하고 시스템 자원의 소모가 증가할 수 있다. 이와 같은 감시성능과 자원효율 간의 트레이드 오프(trade-off)관계를 고려하여 촬상 주기의 초기 설정값이 설정될 수 있다. 초기 설정값은 예컨대 초당 10회로 설정될 수 있으며, 이 경우, 촬상 제어부(130)는 초당 10회, 즉 1/10초 마다 1회씩 이미지를 획득하도록 촬상부(110)를 동작시킨다. 촬상 제어부(130)는 상기 촬상부(110)가 정지 화상을 취득하도록 제어할 수도 있고, 동영상을 취득하도록 제어할 수도 있다. 예컨대, 상기 초기설정값에 의해 이미지를 획득하는 경우, 촬상 제어부(130)는 연속 촬영 명령을 통해 촬상부(110)가 초당 10회의 정지 화상을 획득하도록 제어할 수도 있고, 매 1/10초 마다 촬상부(110)로 이미지 획득 명령을 전송하여 정지 화상을 획득하도록 제어할 수도 있으며, 프레임 레이트를 10Hz로 지정하여 동영상을 촬영하도록 제어할 수도 있다.
필요에 따라서는 촬상 주기를 증가시키거나 감소시킬 수 있는데, 이에 대해서는 후술한다.
한편, 최근 시판되는 스마트폰에 장착되는 일부 카메라 모듈은 화각의 제어가 가능하다. 촬상부(110)의 화각은 촬상부(110) 광학계의 초점거리를 조절함으로써 제어된다. 초점거리가 길어지면 화각은 감소하고, 초점거리가 짧아지면 화각은 증가한다. 화각은 촬상 가능한 피사 영역에 비례한다. 도 2는 촬상부(110) 화각과 피사영역의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 촬상부(110)(카메라)의 화각이 클수록 피사영역이 증가함을 알 수 있다. 본 발명의 보행보조기능의 실행시, 되도록 넓은 영역을 촬영하여 사용자전방의 장애물을 검출하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 촬상 제어부(130)는 상기 보행감지 신호를 수신하면, 상기 촬상부(110)의 화각이 최대가 되도록 상기 촬상부(110)를 제어하도록 구성될 수 있다.
또한, 촬상 제어부(130)는 촬상부(110)에 의한 촬상이 상기 이동통신 단말의 백그라운드에서 실행되도록 제어한다. 즉, 본 발명의 보행보조 기능이 실행되는 동안 촬상부(110)에 의해 촬영된 이미지는 디스플레이에 의해 재생되지 않고 백그라운드에서 처리되도록 제어된다.
위험요소 판정부(140)는, 상기 촬상부(110)로부터 획득된 이미지를 수신하고 분석하여 보행중 위험요소를 판정하고, 보행중 위험요소가 있는 것으로 판단되면 위험감지신호를 생성하고, 생성된 위험감지신호를 알림부(150)에 전송한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 위험요소 판정부(140)는 상기 촬상부(110)로부터 수신된 이미지를 분석하여 보행로의 경계를 판정하고, 상기 보행로 경계 내의 장애물이 있는지를 판정하여 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
보행로의 경계 및 장애물의 판정은 물체인식 알고리즘(모폴로지 알고리즘)에 의해 수행된다.
예컨대, 보행로 경계의 판정은, 경계 검출(edge detection) 알고리즘에 의해 수행될 수 있다. 통상 보행로 양측에는 건물 등 지면으로부터 돌출된 수직 구조물이 배치되어 있으며, 이들 수직 구조물은 지면에 붙어 있으므로, 위험요소 판정부(140)는 경계 검출 알고리즘을 이용하여 촬상부(110)로부터 수신된 이미지로부터 이미지를 구성하는 요소들의 경계부를 추출하고, 이들 중 수직 성분의 경계부와 공통으로 접하는 경계부를 보행로의 경계로 판정하도록 구성될 수 있다. 또한, 통상 보행로 양측에는 도로 경계를 표시하는 경계선이 그려져 있거나 연석이 설치될 수 있으므로, 위험요소 판정부(140)는 경계 검출 알고리즘을 이용하여 촬상부(110)로부터 수신된 이미지로부터 경계선 또는 연석에 해당하는 직선을 검출하고 이를 보행로 경계로 판정하도록 구성될 수도 있다. 널리 알려진 경계 검출 알고리즘으로는, 소벨 알고리즘(Sobel edge detection), 프리윗 알고리즘(Prewitt edge detection), 케니 알고리즘(Canny Edge Detector) 등이 있다. 한편, 보행로의 양측 경계는 서로 평행에 가까운 것이 일반적이므로, 촬영된 이미지에서는 소실점을 가지게 된다. 따라서 보행로 경계를 보다 정확히 판정하기 위해, 앞의 알고리즘에 더하여, 복수의 보행로 경계 후보군이 있는 경우에는 소실점을 가지는 한 쌍의 직선을 보행로로 결정하는 알고리즘을 더 사용할 수 있다. 예컨대, 위험요소 판정부(140)는 허프 변환 등의 알고리즘을 이용하여 검출된 직선 성분의 교점, 즉 소실점을 정하고, 소실점을 지나는 한 쌍의 직선을 보행로의 양측 경계로 판정하도록 구성될 수 있다. 소실점을 이용한 보행로 경계 판정은 앞에서 설명한 경계 검출 알고리즘과 함께 사용될 수도 있다. 예컨대, 경계 검출 알고리즘을 수행한 결과로 판정된 복수의 보행로 경계선 후보가 검출된 경우, 위험요소 판정부(140)는 이미지에 소실점이 있는지 검출하고 이 소실점을 지나는 보행로 경계선 후보를 보행로 경계로 판정하도록 구성될 수 있다.
전술한 경계 검출 알고리즘은 장애물 판정에도 사용될 수 있다. 또한, 장애물 판정에는 다른 다양한 물체 인식 알고리즘이 사용될 수도 있다. 예컨대, 촬영된 이미지에는 여러 피사체가 포함될 수 있는데, 이들 피사체가 보행로 경계 밖에서 안으로 이동하는 경우에는 보행자와 충돌할 염려가 있으므로 피사체의 추적이 필요하다. 본 발명에 따르면 이미지 획득은 소정의 촬상 주기마다 수행되어 위험요소 판정부(140)에 전송되므로, 위험요소 판정부(140)는 이전에 수신된 복수의 이미지들을 비교하여 장애물의 이동 여부를 판정할 수 있다. 장애물의 이동 여부를 판정하는데 사용되는 알고리즘으로는 영상 특징점 추출 알고리즘이 사용될 수 있다. 영상 특징점이란, 복수의 이미지에서 물체를 추적하거나 인식할 때, 추적 대상인 물체를 대표하기 위해 추출된 주요 특징점으로, 주요점(key point) 또는 관심점(interesting point)라 부르기도 한다. 효율적 영상 특징점은, 이미지 상에서 추적 대상인 물체의 형태, 크기 또는 위치가 변해도 쉽게 식별이 가능하고, 카메라의 시점, 조명이 변해도 영상에서 해당 지점을 쉽게 찾아낼 수 있어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 가장 좋은 특징점은 바로 코너점(corner point)이며, 대부분의 특징점 추출 알고리즘들은 이러한 코너점 검출을 기반으로 한다. 널리 알려진 특징점 검출 알고리즘으로는 해리스 코너 검출법(Harris Corner detection), Shi&Tomasi 검출법, SIFT(Scale Invariant Feature Transform), FAST(Features from Accelerated Segment Test), AGAST(Adaptive and Generic corner detection based on the Accelerated Segment Test) 등이 있다.
상기 위험요소 판정부(140)는, 앞에서 설명한 물체 인식 알고리즘을 이용하여, 보행로 경계 내부에 존재하는 장애물을 검출한다. 예컨대, 위험요소 판정부(140)는, 경계 검출 알고리즘에 의해 이미지를 분석하여 보행자의 전방 보행로 상에 이상 윤곽이 검출되면 이를 장애물로 판정하여 위험감지신호를 생성할 수 있다.
한편, 상기 위험요소 판정부(140)는, 상기 보행로 경계의 불연속이 감지되면 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 보행로를 가로지르는 펜스 등의 거대 구조물이 있는 경우, 또는 보행로가 막다른 길이거나 보행로 끝에 낭떠러지 등 절개부가 있는 경우에는 보행로 경계의 불연속이 이미지에 포착되는데, 위험요소 판정부(140)는 이러한 보행로 경계의 불연속을 위험요소로 판정하여 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이 이미지 획득은 소정의 촬상 주기마다 수행되어 위험요소 판정부(140)에 전송되므로, 위험요소 판정부(140)는 이전에 수신된 복수의 이미지들을 비교하여 장애물의 이동 여부를 판정할 수 있다. 따라서, 위험요소 판정부(140)는 촬상주기에 따라 연속으로 수신된 복수의 이미지를 비교하여 사용자를 향해 이동하는 물체를 검출할 수 있고, 이를 감지한 때에는 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 물체의 이동여부와 이동방향은 전술한 특징점 추적 알고리즘을 이용하여 수행된다.
한편, 촬영된 이미지에는 여러 피사체가 포함될 수 있는데, 피사체의 거리가 사용자로부터 상당히 떨어져 있는 경우에는 피사체와 사용자의 충돌까지 상당한 시간이 필요하므로 당장 위험요소로 판정하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 위험요소 판정부(140)는 상기 촬상부(110)로부터 획득된 이미지 중, 소정의 영역을 관심영역으로 설정하고, 상기 관심영역에 대해서만 위험요소의 유무를 판정하도록 구성될 수 있다.
효율적 보행보조를 위해서는 관심영역의 설정이 중요한데, 관심영역은 사용자에게 짧은 시간 내에 위험이 발생할 수 있는 영역이므로 관심영역 내의 피사체가 사용자와 너무 가까우면 위험 발생확률이 증가하고, 너무 멀면 시스템 자원이 불필요하게 사용되는 문제가 있다. 따라서, 관심영역은 다양한 변수에 의해 조절 가능한 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 위험요소 판정부(140)는 상기 이동통신 단말기에 장착된 하나 이상의 센서로부터 감지신호를 수신하여 상기 이동통신 단말기의 파지 각도 또는 상기 사용자의 보행속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 관심영역 설정 정보를 연산하고, 연산된 상기 관심영역 설정 정보를 기초로 상기 관심영역을 설정하도록 구성될 수 있다.
먼저 이동통신 단말의 파지 각도에 따른 관심영역 설정에 대해 설명한다.
파지 각도는 사용자가 이동통신 단말의 파지한 상태에서 이동통신 단말 후방에 설치된 촬상부(110)의 렌즈 광축과 지면이 이루는 각도를 말한다. 위험요소 판정부(140)는, 이동통신 단말에 내장된 중력센서, 가속도 센서, 자이로스코프 센서 등을 이용하여 이동통신 단말의 기울기 정보를 수신하고 이를 이용하여 파지 각도를 연산한다. 예를 들어, 중력센서로부터 중력 방향에 대한 이동통신 단말의 기울기 정보가 획득될 수 있으며, 일반적인 평지에서 지면은 중력 방향에 수직하고, 후방 카메라의 광축은 디스플레이 면에 수직하므로 파지 각도는 중력센서로부터 획득된 기울기 정보에 의해 연산될 수 있다. 파지 각도의 연산의 정밀성 확보를 위해 좌표축의 변환 연산이 수행될 수도 있다.
촬상부(110)가 촬상 가능한 영역, 즉 피사 영역은 파지각도에 따라 변화한다. 도 3은 파지 각도와 피사 영역의 관계를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 파지 위치가 동일한 경우, 파지 각도에 따라 피사 영역이 달라짐을 알 수 있다. 관심영역은 사용자로부터의 거리가 소정의 위험 거리 이내인 영역으로 설정될 수 있다. 도 3을 참조하면, 파지각이 커질수록 피사 영역 내에서 위험거리 이내인 영역의 비중이 커짐을 알 수 있으므로, 효율적 보행보조를 위해서는 획득된 이미지에서 관심영역을 확대할 필요가 있다.
따라서, 상기 위험요소 판정부(140)는 상기 파지 각도가 증가하면 획득된 이미지 의 관심영역을 확대하도록 구성될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 이미지 관심영역의 확대에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 4는 파지 각도가 θ1인 경우의 피사영역과 위험영역이 촬상부(110)에서 결상되는 원리 및 실제 촬영된 이미지를 도시한 도면이며, 도 5는 각도가 θ2인 경우의 피사영역과 위험영역이 촬상부(110)에서 결상되는 원리 및 실제 촬영된 이미지를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5에서, 도면 부호 Rd는 설정 위험반경, θ1, θ2 (θ2>θ1)는 파지 각도, IP는 촬상부(110)의 촬상소자에 의해 이미지가 형성되는 이미지 평면, Iθ1, IMAθ2는 각각 파지 각도 θ1과 θ2에서 이미지 평면에서 얻어진 실제 영상이며, MA는 피사 영역 내의 위험반경에 내의 영역(이하, 위험영역이라 함)의 화상이 형성되는 영역(이하, 위험영역 결상영역이라 함)이다. 이미지 평면은 광축에 수직한 면이다. 촬상부(110)의 화각 내에 포착되는 지면 상의 피사 영역 중, 위험영역 내의 피사체는 모두 위험영역 결상영역(MA) 내에서 상이 형성된다. 위험영역 결상영역(MA) 내에서 인식되는 피사체는 모두 위험반경(Rd) 이내에 존재하는 것으로 판정될 수 있는 것이다. 따라서, 관심영역은 상술한 위험영역 결상영역에 대응하는 실제 이미지 상의 영역이 된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 파지 각도가 θ1에서 θ2으로 증가함에 따라, 이미지 평면(IP) 내에서 위험영역 결상영역이 MAθ1에서 MAθ2로 증가됨을 알 수 있다.
따라서, 파지 각도가 증가하면 위험요소 판정부(140)는 위험반경 내의 장애물의 효율적 감시를 위해 관심영역을 확대한다.
도 6은 도 4에서 촬영된 이미지에 설정된 관심영역을 표시한 도면이며, 도 7은 도 5에서 촬영된 이미지에 설정된 관심영역을 표시한 도면이다.
도 6에 도시된 관심영역(IA)는 도 4의 이미지 평면 상의 위험영역 결상영역(MAθ1)에 대응하는 이미지 상의 영역이고, 도 7에 도시된 관심영역(IA)는 도 5의 이미지 평면 상의 위험영역 결상영역(MAθ2)에 대응하는 이미지 상의 영역이다. 도 6과 도 7을 비교하면, 큰 파지각도 θ2에서 촬영된 이미지의 관심영역이 작은 파지각도 θ1에서 촬영된이미지의 관심영역보다 확대되어 설정되었음을 알 수 있다.
관심영역은 파지 각도의 변화에 따라 단계적으로 조절될 수 있다. 예컨대, 이동통신 단말의 메모리에 복수의 파지각 구간에 대해 상이하게 설정된 복수의 관심영역 설정값이 저장될 수 있다. 이 경우, 위험요소 판정부(140)는 산출된 파지각도가 속하는 구간을 판정하고, 이에 대응하는 관심영역 설정값을 불러와서 관심영역을 설정할 수 있다.
한편, 사용자의 보행속도가 증가하면 전방의 장애물과의 충돌까지 걸리는 시간이 짧아지므로, 더 넓은 영역을 감시할 필요가 있다. 따라서, 상기 위험요소 판정부(140)는 사용자의 보행속도를 측정하여, 보행속도가 증가하면 상기 관심영역을 확대하도록 구성될 수 있다.
위험요소 판정부(140)는 촬상주기에 따라 연속으로 수신된 복수의 이미지를 비교하고, 복수의 이미지에서 공통으로 인식되는 피사체를 추적하고, 이 물체의 위치 변화를 이용하여 보행속도를 연산할 수 있다. 이미지 중의 피사체 추적에는 전술한 특징점 추출 알고리즘이 사용될 수 있다. 위험요소 판정부(140)는 이미지에서 추적 대상이 되는 피사체를 특정하고, 특정된 피사체의 특징점을 추출하여 촬상주기에 따라 연속으로 수신된 복수의 이미지에서 특징점의 위치 변화를 추적한다. 위치 변화는 특징점의 벡터를 분석함으로써 얻어지며, 위치 변화를 분석 대상 이미지들 간의 취득 시간 차이로 나누면 보행속도가 산출된다.
한편, 상기 위험요소 판정부(140)는 상기 이동통신 단말기의 위치정보를 이용하여 상기 보행속도를 연산하도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 위험요소 판정부(140)는 상기 이동통신 단말기에 장착된 센서를 이용하여 상기 보행속도를 연산하도록 구성될 수도 있다. 예컨대, 이동통신 단말기에는 초음파 센서가 내장될 수 있는데, 수신되는 초음파 반향의 진동수는 사용자의 보행속도에 따라 변화하므로(도플러 효과), 반향 진동수의 변화량을 이용하여 보행속도를 연산할 수 있다. 또한, 사용자의 보행속도는 이동통신 단말기에 내장된 가속도 센서 또는 속도 센서를 이용하여 산출될 수도 있다.
위험요소 판정부(140)는 산출된 사용자의 보행속도에 따라 관심영역을 조절할 수 있다. 즉, 사용자의 보행속도가 증가한 경우, 관심영역을 확대할 수 있다.
관심영역은 보행속도의 변화에 따라 단계적으로 조절될 수 있다. 예컨대, 이동통신 단말의 메모리에 복수의 보행속도 구간에 대해 상이하게 설정된 복수의 관심영역 설정값이 저장될 수 있다. 이 경우, 위험요소 판정부(140)는 산출된 보행속도가 속하는 구간을 판정하고, 이에 대응하는 관심영역 설정값을 불러와서 관심영역을 설정할 수 있다.
위험요소 판정부(140)는 이미지 내에서 위험요소가 검출된 경우에는 위험감지신호를 생성하여 알림부(150)에 전송한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 관심영역은 복수 구간으로 설정될 수 있다. 각각의 관심영역의 경계는 서로 다른 위험반경에 의해 결정된다.
도 8은 관심영역이 복수 구간 설정된 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 위험반경(Rd1)과 제2 위험반경(Rd2)가 설정된 경우, 각각의 위험반경의 이미지는 촬상부(110)의 이미지 평면내의 제1 위험영역 결상영역(MARd1)과 제2 위험영역 결상영역(MARd2)에 결상된다. 이때, 제1 관심영역(IA1)은 제1 위험영역 결상영역(MARd1)과 제2 위험영역 결상영역(MARd2) 사이의 영역, 제2 관심영역 (IA2)은 제2 위험영역 결상영역(MARd2)에 해당하는 영역으로 설정된다.
위험요소 판정부(140)는 이미지 내의 감시영역별로 상이한 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 8의 예에서, 위험요소 판정부(140)는 제1 관심영역에서 장애물이 감지된 경우에는 제1 영역 위험감지신호를, 제2 관심영역에서 장애물이 감지된 경우에는 제2 영역 위험감지신호를 생성할 수 있다. 만약 복수의 영역에서 모두 장애물 또는 이동체가 감지된 경우, 위험요소 판정부(140)는 사용자에 더 가까운 관심영역을 우선순위로 선택하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 도 8의 예에서, 제1 관심영역에서 장애물이 감지되고, 제2 관심영역에서는 물체의 이동이 감지된 경우, 위험요소 판정부(140)는 사용자에게 더 가까운 제2 관심영역을 우선순위로 하여, 제2 위험감지신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위험요소 판정부(140)는 감지된 위험의 유형별로 상이한 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 위험의 유형은 고정장애물, 이동물체, 절개지를 포함할 수 있으며, 위험요소 판정부(140)는 감지된 위험에 종류에 따라, 서로 다른 제1 유형 위험감지신호, 제2 유형 위험감지신호, 제3 유형 위험감지신호를 생성할 수 있다. 여러 유형의 위험이 동시에 감지된 경우, 위험요소 판정부(140)는 감지된 유형에 해당하는 위험감지신호를 모두 생성할 수도 있고, 우선순위에 따라 선택된 유형에 해당하는 위험감지신호만 생성할 수도 있다.
관심영역별 위험감지신호와 유형별 위험감지신호는 병렬적으로 생성될 수도 있다. 예컨대, 전술한 예에서, 제1 영역 내에서 이동물체가 감지된 경우, 위험요소 판정부(140)는 제1 영역 위험감지신호와 제2 유형 감지신호를 모두 생성하여 알림부(150)에 전송할 수 있다.
이와 달리, 위험감지신호는 관심영역과 위험유형의 조합별로 생성되도록 설정될 수도 있다. 예를 들어, 제1 영역의 유형별 위험과 제2 영역의 유형별 위험에 각각 다른 위험감지신호가 할당될 수 있다. 보다 구체적으로, 2개의 관심영역과 3개의 위험유형이 설정된 경우, 위험감지신호는 관심영역과 위험유형의 조합의 모든 경우의 수에 해당하는 6가지의 위험감지신호를 생성하도록 구성될 수 있다.
알림부(150)는 상기 위험요소 판정부(140)에서 생성된 위험감지신호를 수신하고, 수신된 신호에 따라 상기 사용자에게 위험발생을 알리는 기능을 수행한다.
위험발생을 알리는 수단으로는, 진동, 소리, 문자, 영상 등이 포함될 수 있다. 각각의 알림수단은 단독으로, 또는 복수의 알림수단의 조합으로 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 감지영역별 및/또는 위험유형별로 상이한 위험감지신호가 설정된 경우에는, 각각의 위험감지신호 또는 위험감지 신호의 조합에 따라 알림 수단이 다르게 설정될 수 있다. 예컨대, 관심영역별로 알림용 진동이나 소리의 크기가 다르게 설정될 수 있다. 즉, 사용자에 근접한 관심영역에서 위험이 감지되면 진동이나 경고음을 증가시킬 수 있다.
표 1은 도 8의 실시예에서 위험감지영역-위험감지신호-알림수단이 맵핑된 일례이고, 표 2는 위험유형-위험감지신호-알림수단이 맵핑된 일례이다.
위험감지영역 영역별 위험감지신호 알림수단
제1관심영역 제1 영역위험감지신호 진동 (약)
제2관심영역 제2 영역위험감지신호 진동 (강)
위험유형 유형별 위험감지신호 알림수단
고정 장애물 제1유형 위험감지신호 경고음1
이동 장애물 제2유형 위험감지신호 경고음2+문자+화상표시
절개지 제3유형 위험감지신호 문자+화상표시
표 1 및 표 2의 설정례에 따르면, 예컨대, 제1 관심영역에서 고정 장애물이 감지된 경우, 위험요소 판정부(140)는 제1영역 위험감지신호와 제1유형 위험감지신호를 생성하여 알림부(150)에 전송한다. 알림부(150)는 제1영역 위험감지신호와 제1유형 위험감지신호를 수신하고, 각각의 신호에 대응하는 알림수단을 동작시킨다. 즉, 알림부(150)는 이동통신 단말기에 내장된 진동발생 모터를 약하게 작동시키고, 음성재생부를 작동시켜 경고음1을 재생한다.
또 다른 실시예에 따르면, 관심영역별 위험감지신호와 위험유형별 위험감지신호의 조합마다 다른 알림수단이 설정될 수 있다.
아래 표 3은 도 8의 실시예에서 위험감지영역-위험감지신호이 맵핑된 일례이고, 표 4는 위험유형-위험감지신호 맵핑된 일례이며, 표 5는 영역별 위험감지신호-유형별 위험감지신호-알림수단이 맵핑된 일례이다.
위험감지영역 영역별 위험감지신호
제1관심영역 제1영역 위험감지신호
제2관심영역 제2영역 위험감지신호
위험유형 유형별 위험감지신호
고정 장애물 제1유형 위험감지신호
이동 장애물 제2유형 위험감지신호
절개지 제3유형 위험감지신호
영역별 위험감지신호 유형별 위험감지신호 알림수단
제1영역 위험감지신호 제1유형 위험감지신호 진동(약)
제1영역 위험감지신호 제2유형 위험감지신호 경고음1+문자
제1영역 위험감지신호 제3유형 위험감지신호 진동(약)+영상
제2영역 위험감지신호 제1유형 위험감지신호 진동(강)
제2영역 위험감지신호 제2유형 위험감지신호 경고음2+문자+영상
제2영역 위험감지신호 제3유형 위험감지신호 진동(강)+경고음3
표 3 내지 표 5의 설정례에 따르면, 예컨대, 제2 관심영역에서 이동 장애물이 감지된 경우, 위험요소 판정부(140)는 제2영역 위험감지신호와 제2유형 위험감지신호를 생성하여 알림부(150)에 전송한다. 알림부(150)는 제2영역 위험감지신호와 제2유형 위험감지신호를 수신하고, 두 신호의 조합에 해당하는 신호에 대응하는 알림수단을 동작시킨다. 즉, 알림부(150)는 이동통신 단말기에 내장된 음성재생부를 작동시켜 경고음2를 재생하고, 디스플레이를 통해 해당 영상과 문자를 표시한다.
표 1 내지 표 5의 설정례는 예시일 뿐이며, 표 1 내지 표 5의 알림수단과 다른 종류의 알림수단 단독으로 또는 조합하여 사용될 수도 있음은 물론이다.
전술한 보행 감지부(120), 촬상 제어부(130) 및 위험요소 감지부는 각각의 기능을 수행하도록 구성된 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합이다. 예컨대, 보행 감지부(120), 촬상 제어부(130) 및 위험요소 감지부는 전술한 각각의 기능을 수행하는 처리에 필요한 명령어를 포함하는 소프트웨어와, 명령어에 따른 처리를 수행하는 이동통신 단말기 내의 프로세서에 의해 구성될 수 있다. 이때, 각각의 기능을 수행하는 처리에 필요한 명령어를 포함하는 소프트웨어는 애플리케이션의 형태로 이동통신 단말에 설치될 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 이동통신 단말 110 : 촬상부
120 : 보행감지부 130 : 촬상 제어부
140 : 위험요소 감지부 150 : 알림부

Claims (13)

  1. 촬상부;
    사용자의 보행여부를 판정하고, 보행이 감지된 때에 보행감지 신호를 생성하는 보행 감지부;
    상기 보행 감지부로부터 수신된 보행감지 신호에 응답하여, 상기 촬상부가 소정의 주기로 이미지를 획득하도록 상기 촬상부를 제어하는 촬상 제어부;
    상기 촬상부로부터 획득된 이미지를 수신하고, 상기 촬상부로부터 획득된 이미지 중, 소정의 영역을 관심영역으로 설정하고, 상기 관심영역에 대해서만 위험요소의 유무를 판정하고, 보행중 위험요소가 있는 것으로 판단되면 위험감지신호를 생성하는 위험요소 판정부; 및
    상기 위험요소 판정부에서 생성된 위험감지신호에 따라 상기 사용자에게 위험발생을 알리는 알림부를 포함하며,
    상기 위험요소 판정부는,
    하나 이상의 센서로부터 감지신호를 수신하여 이동통신 단말기의 파지 각도, 파지 높이 또는 상기 사용자의 보행속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 관심영역 설정 정보를 연산하고, 연산된 상기 관심영역 설정 정보를 기초로 상기 관심영역을 설정하며,
    상기 보행속도가 증가하면 상기 관심영역을 확대하는
    이동통신 단말기.
  2. 제1항에 있어서,상기 보행 감지부는 상기 이동통신 단말기에 내장된 가속도 센서를 이용하여 상기 사용자의 보행 여부를 판정하는 이동통신 단말기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보행 감지부는 상기 이동통신 단말기의 디스플레이부가 동작하고 있는지 판정하고, 상기 디스플레이부가 동작한 때에만 상기 보행감지 신호를 생성하도는 이동통신 단말기.
  4. 제1항에 있어서
    상기 촬상 제어부는 상기 보행감지 신호를 수신하면, 상기 촬상부의 화각이 최대가 되도록 상기 촬상부를 제어하는 이동통신 단말기.
  5. 제1항에 있어서
    상기 위험요소 판정부는, 상기 촬상부로부터 수신된 이미지를 분석하여 보행로의 경계를 판정하고, 상기 보행로 경계 내의 장애물이 있는지를 판정하여 위험감지신호를 생성하는 이동통신 단말기.
  6. 제5항에 있어서상기 위험요소 판정부는, 상기 보행로 경계의 불연속이 감지되면 위험감지신호를 생성하는 이동통신 단말기.
  7. 제5항에 있어서
    상기 위험요소 판정부는, 상기 주기에 따라 연속으로 수신된 복수의 이미지를 비교하여 상기 사용자를 향해 이동하는 물체를 감지하여 위험감지신호를 생성하는 이동통신 단말기
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서
    상기 위험요소 판정부는 상기 이동통신 단말기에 장착된 하나 이상의 센서로부터 감지신호를 수신하여 상기 이동통신 단말기의 파지 각도, 파지 높이 또는 상기 사용자의 보행속도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 관심영역 설정 정보를 연산하고, 연산된 상기 관심영역 설정 정보를 기초로 상기 관심영역을 설정하는 이동통신 단말기.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서
    상기 위험요소 판정부는 상기 주기에 따라 연속으로 수신된 복수의 이미지 중 공통으로 인식되는 물체의 위치 변화를 이용하여 상기 보행속도를 연산하는 이동통신 단말기.
  13. 제1항에 있어서
    상기 위험요소 판정부는 상기 이동통신 단말기의 위치정보를 이용하여 상기 보행속도를 연산하는 이동통신 단말기.
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