KR102643148B1 - 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템 - Google Patents

시각장애인을 위한 네비게이션 시스템 Download PDF

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박종아
강선경
이성철
진진주
김종문
박상환
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최서윤
박종아
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Abstract

시각장애인을 위한 네비게이션 시스템은 GPS모듈, 제어모듈, 및 지팡이모듈을 포함한다. GPS모듈은 GPS위성을 이용하여 위치정보를 수집한다. 제어모듈은 사전에 입력된 목적지와 위치정보에 대응되는 경로안내정보를 외부서버에서 수신한다. 지팡이모듈은 제어모듈과 통신가능하다. 지팡이모듈은 손잡이부, 본체부, 및 점자형성부를 포함한다. 손잡이부는 파지될 수 있다. 본체부는 손잡이의 일 끝단에서 제1 방향으로 연장된다. 점자형성부는 손잡이부의 표면에 결합된다. 점자형성부는 경로안내정보에 대응되는 점자를 형성한다. 점자형성부에서 형성되는 점자를 이용하면, 사용자는 청각에 의존하지 않고도 필요한 정보를 습득할 수 있다.

Description

시각장애인을 위한 네비게이션 시스템{NAVIGATION SYSTEM FOR THE BLIND}
본 발명은 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 점자를 통해 이동경로를 안내하고, 음성인식 및 영상인식을 통해 시각장애인의 이동을 보조하는 네비게이션 시스템에 관한 것이다.
비장애인과 달리, 시각장애인들은 원하는 곳으로 이동하기 위해 주로 소리 및 촉감을 활용한다. 이에, 버스 및 지하철을 포함하는 대중교통에서 시각장애인들의 대중교통 이용을 보조하기 위한 시각장애인 보조장치들(음성안내기, 점자안내판, 점자블럭 등)이 도입되고 있다.
그러나, 시각장애인 보조장치들 충분히 갖춰지지 않은 지역 및 시설들이 여전히 다수 존재한다. 또한, 시각장애인 보조장치들이 갖춰진 경우에도, 시각장애인들이 대중교통을 이용하여 이동하는 과정에서 여러가지 어려움이 발생할 수 있다.
예를 들어, 혼잡한 지하철 객실 내에서는 안내방송이 제공되더라도, 주변 소음 때문에 시각장애인이 안내방송을 청취하기 어려운 경우가 빈번히 발생한다. 때문에, 혼잡한 지하철 객실 내에서는 시각장애인이 안내방송을 청취하여 목적지에 도착했는지 여부를 판단하기가 매우 어렵다. 또한, 공용 화장실에 음성안내기나 점자표지판이 설치되지 않아, 시각장애인이 남자화장실과 여자화장실을 구분하는데 어려움을 겪는 경우 또한 빈번하다.
그 외에도, 안내방송이 구비되지 않은 버스 정류장에서 원하는 버스가 도착했는지 여부를 판단하는 경우, 안내방송이 구비되지 않은 횡단보도에서 보행가능한지 상황인지 판단해야 하는 경우 등 수많은 상황에서 시각장애인들이 소리 및 촉감을 활용하여 이동하는데 어려움이 따른다.
본 발명은 상술한 종래의 문제상황들을 해결하기 위한 것으로, 주변 소음으로 인해 소리를 통한 정보 습득이 어려운 환경에서도, 경로안내정보를 점자의 형태로 시각장애인에게 전달할 수 있는 네비게이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 지하철, 버스, 기차 등 대중교통에서 제공되는 안내방송 중 일부 정보를 추출하여, 점자의 형태로 시각장애인에게 전달할 수 있는 네비게이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수집된 영상에서 일부 객체 및 그에 대응되는 정보를 추출하여, 점자의 형태로 시각장애인에게 전달할 수 있는 네비게이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템은 GPS모듈, 제어모듈, 및 지팡이모듈을 포함할 수 있다.
GPS모듈은 GPS위성을 이용하여 위치정보를 수집할 수 있다.
제어모듈은 경로안내정보를 외부 서버에서 수신할 수 있다. 경로안내정보는 사전에 입력된 목적지와 상기 위치정보에 대응되는 것일 수 있다.
지팡이모듈은 상기 제어모듈과 통신할 수 있다. 지팡이모듈은 손잡이부, 본체부, 및 점자형성부를 포함할 수 있다.
손잡이부는 파지될 수 있다.
본체부는 상기 손잡이부의 일 끝단에서 제1 방향으로 연장될 수 있다.
점자형성부는 상기 손잡이부의 표면에 결합되어 상기 경로안내정보에 대응되는 점자를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템의 지팡이모듈은 제1 장애물감지부 및 제2 장애물감지부를 더 포함할 수 있다.
제1 장애물감지부는 상기 본체부에 결합될 수 있다. 제1 장애물감지부는 제1 반경 내의 물체를 감지할 수 있다.
제2 장애물감지부는 상기 본체부에 결합될 수 있다. 제2 장애물감지부는 상기 제1 반경 보다 더 큰 제2 반경 내의 물체를 감지할 수 있다.
상기 손잡이부의 상기 일 끝단에서 상기 제1 장애물감지부까지의 거리는 상기 손잡이부의 상기 일 끝단에서 상기 제2 장애물감지부까지의 거리 보다 길 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템은 복수의 음성신호들을 수집하는 음성수집모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 제어모듈은 상기 복수의 음성신호들에서 복수의 샘플-특징벡터들을 추출할 수 있다. 또한, 상기 제어모듈은 상기 복수의 샘플-특징벡터들 각각을 기 저장된 기준-특징벡터와 비교하여 유사도를 계산할 수 있다. 또한, 상기 제어모듈은 상기 복수의 샘플-특징벡터들 중 가장 높은 유사도를 갖는 타겟-특징벡터를 선별할 수 있다. 또한, 상기 제어모듈은 상기 타겟-특징벡터에 대응되는 타겟-음성신호에 대해 음성인식을 수행하여 상기 타겟-음성신호를 문자열로 변환할 수 있다. 또한, 상기 제어모듈은 상기 문자열에서 소정의 키워드를 추출할 수 있다. 상기 점자형성부는 상기 소정의 키워드에 대응되는 점자를 형성할 수 있다. 상기 기준-특징벡터는 지하철 안내방송의 특징벡터 및 버스 안내방송의 특징벡터에 중 적어도 어느 하나에 대응될 수 있다. 상기 소정의 키워드는 지하철역명, 버스정류장명, 및 버스번호 중 적어도 어느 하나에 대응될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템은 주변을 촬영하여 소정의 영상을 생성하는 촬영모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 영상에서 객체를 식별하는 인공지능 모델이 상기 제어모듈에 저장될 수 있다. 상기 제어모듈은 상기 인공지능 모델을 이용하여 상기 소정의 영상에서 소정의 객체들을 식별할 수 있다. 또한, 상기 제어모듈은 상기 소정의 객체들 및 상기 소정의 객체들 각각의 위치를 기초로 시설안내정보를 생성할 수 있다. 상기 점자형성부는 상기 시설안내정보에 대응되는 점자를 형성할 수 있다. 상기 소정의 객체들은 남자화장실 표시, 여자화장실 표시, 버스번호, 신호등 신호, 핸드레일, 음성안내기, 및 점자표지판 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템의 상기 지팡이모듈은 조도감지부, 조명부, 발전부, 및 배터리를 더 포함할 수 있다.
상기 조도감지부는 상기 본체부 표면에 결합될 수 있다. 또한, 상기 조도 감지부는 주변 조도를 감지하여 전기적 신호를 생성할 수 있다. 상기 제어모듈은 상기 전기적 신호를 기초로 상기 주변 조도와 기준 조도를 비교할 수 있다. 상기 주변 조도가 상기 기준 조도보다 낮은 경우, 상기 제어모듈은 상기 조명부가 턴-온 되도록 제어할 수 있다.
상기 조명부는 전력을 공급받아 광을 방출할 수 있다. 상기 조명부는 상기 본체부의 표면에서 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다.
상기 발전부는 하부 가압부재, 커버부재, 복수의 하부 가압용수철들, 및 복수의 하부 압전소자들을 포함할 수 있다.
하부 가압부재는 상기 본체부의 일 끝단에서 상기 제1 방향으로 연장될 수 있다.
커버부재는 상기 하부 가압부재를 수납할 수 있다.
복수의 하부 가압용수철들 각각은 상기 커버부재에 수납될 수 있다. 복수의 하부 가압용수철들 각각은 상기 하부 가압부재에서 서로 다른 방향으로 연장될 수 있다.
복수의 하부 압전소자들 각각이 인가된 압력에 기초하여 전력을 생성할 수 있다. 복수의 하부 압전소자들 각각의 일단이 상기 복수의 하부 가압용수철들 중 어느 하나와 결합될 수 있다. 복수의 하부 압전소자들 각각의 타단이 상기 커버부재에 결합될 수 있다.
상기 배터리는 상기 복수의 하부 압전소자들에서 생성된 전력을 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템은 착용모듈을 더 포함할 수 있다. 착용모듈은 신체 일부에 착용될 수 있다. 상기 착용모듈은 상기 경로안내정보에 대응되는 소리를 발생시키는 소리발생부를 포함할 수 있다. 상기 착용모듈은 안경, 모자, 및 목걸이 중 적어도 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다.
[추가실시예 1]
제5 항에 있어서,
제1 하부 가압용수철 내지 제5 하부 가압용수철 각각은 상기 복수의 하부 가압용수철들 중 어느 하나이고,
상기 제1 하부 가압용수철은 상기 하부 가압부재에서 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 하부 가압용수철은 상기 하부 가압부재에서 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 연장되고, 상기 제3 하부 가압용수철은 상기 하부 가압부재에서 상기 제2 방향의 반대방향인 제3 방향으로 연장되고, 상기 제4 하부 가압용수철은 상기 하부 가압부재에서 상기 제1 방향 내지 상기 제3 방향과 교차되는 제4 방향으로 연장되고, 상기 제5 하부 가압용수철은 상기 하부 가압부재에서 상기 제4 방향의 반대방향인 제5 방향으로 연장되는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템.
[추가실시예 2]
제6 항에 있어서,
상기 발전부는,
상기 손잡이부의 표면에 결합되고, 외부에서 압력을 전달받는 상부 가압부재;
상기 손잡이부에 수납되고, 상기 상부 가압부재에서 상기 제1 방향에 교차되는 제2 방향으로 연장되는 상부 가압용수철; 및
상기 손잡이부에 수납되고, 인가된 압력에 기초하여 전력을 생성하고, 일단이 상기 상부 가압용수철에 결합되고, 타단이 상기 상부 가압부재에 결합되는 상부 압전소자를 더 포함하고,
상기 배터리는 상기 상부 압전소자에서 생성된 전력을 저장하는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템.
[추가실시예 3]
제1 항에 있어서,
상기 지팡이모듈은 이동방향을 측정하는 방향계측부 및 전력을 공급받아 진동을 생성하는 진동생성부를 더 포함하고,
상기 방향계측부는 상기 본체부에 수납되며,
상기 진동생성부는 상기 손잡이부에 인접하게 배치되고,
상기 제어모듈은 상기 방향계측부에서 측정된 상기 이동방향 및 상기 외부 서버에서 수신된 상기 경로안내정보를 비교하여 경로이탈 여부를 판단하고, 상기 방향이탈 여부에 따라 상기 진동생성부의 동작을 제어하는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 주변 소음으로 인해 소리를 통한 정보 습득이 어려운 환경에서도, 경로안내정보를 점자의 형태로 시각장애인에게 전달할 수 있는 네비게이션 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지하철, 버스, 기차 등 대중교통에서 제공되는 안내방송 중 일부 정보를 추출하여, 점자의 형태로 시각장애인에게 전달할 수 있는 네비게이션 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수집된 영상에서 일부 객체 및 그에 대응되는 정보를 추출하여, 점자의 형태로 시각장애인에게 전달할 수 있는 네비게이션 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 시각장애인인 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템을 이용하는 모습을 예시적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템의 블록도를 도시한 것이다.
도 3은 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템을 이용하여 목적지를 찾아가는 과정을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 4는 사용자가 본 발명의 다른 실시예에 따른 지팡이모듈을 이용하여 하부공간이 비어 있는 장애물을 감지하는 모습을 예시적으로 도시한 것이다.
도 5는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템이 안내방송을 인식하고, 점자를 형성하여 사용자에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 6은 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템이 화장실 표시를 인식하고, 점자를 형성하여 사용자에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 7은 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템이 버스 및 버스번호를 인식하고, 점자를 형성하여 사용자에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 8은 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템이 핸드레일을 인식하고, 점자를 형성하여 사용자에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 9는 지팡이모듈의 발전부에서 전력이 생성되는 과정을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 10은 다양한 방향으로 제공되는 운동에너지를 이용하여 효율적으로 전력을 생성하기 위해, 복수의 하부 가압용수철들을 배치하는 방법을 설명하기 위해 도시된 것이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 도면들에 있어서, 구성요소들의 비율 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
"포함하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 어떤 구성요소 "상"으로 기재된 경우, 해당 구성요소의 위 또는 아래를 의미하고, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결" 또는 "결합"된다고 기재된 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라, 해당 구성요소가 또 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 어떤 구성요소를 설명하는데 있어서 제1, 제2 등의 용어를 사용할 수 있지만, 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등을 한정하고자 하는 것은 아니다.
도 1은 시각장애인인 사용자(USR)가 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)을 이용하는 모습을 예시적으로 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)의 블록도를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)은 GPS모듈(GPM), 제어모듈(CTM), 지팡이모듈(STM), 음성수집모듈(VCM), 촬영모듈(VDM), 및 착용모듈(WRM)을 포함할 수 있다.
GPS모듈(GPM)은 GPS위성을 이용하여 위치정보를 수집할 수 있다. GPS모듈(GPM)에서 수집된 위치정보는 사용자(USR)의 현재위치에 대응되는 것일 수 있다.
제어모듈(CTM)은 경로안내정보를 외부 서버에서 수신할 수 있다. 경로안내정보는 사전에 입력된 목적지와 GPS모듈(GPM)에서 수집된 위치정보에 대응되는 것일 수 있다. 제어모듈(CTM)은 사용자(USR)가 소지한 스마트기기(Smart Device), 웨어러블 디바이스(Wearable Device), 착용모듈(WRM), 및 지팡이모듈(STM) 중 적어도 어느 하나에 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 디바이스는 스마트워치(Smart Watch), 스마트밴드(Smart Band), 스마트안경(Smart Glasses) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 단, 본 발명의 웨어러블 디바이스가 이에 제한되는 것은 아니며, 신체에 착용가능한 의복, 안경, 팔찌, 시계, 신발, 모자 등의 형태를 갖는 장치일 수 있다.
지팡이모듈(STM)은 손잡이부(HD), 본체부(MD), 및 점자형성부(BF)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지팡이모듈(STM)은 사용자(USR)가 시각에 의존하지 않고 보행할 수 있도록 보조하는 시각자애인용 지팡이의 형태를 가질 수 있다.
손잡이부(HD)는 파지될 수 있다. 즉, 사용자(USR)는 손잡이부(HD)를 파지하여 보행할 수 있다.
본체부(MD)는 손잡이부(HD)의 일 끝단에서 제1 방향으로 연장될 수 있다. 본체부(MD)는 지지면에 접촉되고, 사용자(USR)를 지지할 수 있다.
점자형성부(BF)는 손잡이부(HD)의 표면에 결합될 수 있다. 점자형성부(BF)는 경로안내정보에 대응되는 점자를 형성할 수 있다. 즉, 사용자(USR)가 시각장애 및 청각장애를 모두 갖는 경우에도, 사용자(USR)는 점자형성부(BF)에서 형성되는 점자를 이용하여 정보를 습득할 수 있다. 점자형성부(BF)는 복수의 점자돌기들(PT) 및 액츄에이터(미도시)를 포함할 수 있다.
복수의 점자돌기들(PT)은 돌출 또는 돌출 해제를 통해, 점자를 형성할 수 있다. 복수의 점자돌기들(PT)은 액츄에이터에 결합될 수 있다.
액츄에이터는 제어모듈(CTM)에 의해 제어될 수 있다. 액츄에이터는 복수의 점자돌기들(PT) 각각이 돌출 또는 돌출 해제되도록 구동할 수 있다.
착용모듈(WRM)은 신체 일부에 착용될 수 있다. 착용모듈(WRM)은 경로안내정보에 대응되는 소리를 발생시키는 소리발생부(SG)를 포함할 수 있다. 착용모듈(WRM)은 안경, 모자, 및 목걸이 중 적어도 어느 하나의 형태로 제공될 수 있다. 즉, 소리발생부(SG)는 사용자(USR)의 귀에 인접하게 배치되어 사용자에게 소리로 정보를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 착용모듈(WRM)은 생략될 수 있다.
도 3은 사용자(USR)가 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)을 이용하여 목적지(DS)를 찾아가는 과정을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 3을 참조하면, 사용자(USR)가 제1 지점(P1)에 위치할 때, 경로안내정보는 "10m 직진"이라는 문자열을 포함할 수 있다. 이에 따라, 점자형성부(BF)는 이에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다. 사용자(USR)가 제2 지점(P2)에 도달하면, 경로안내정보는 "좌회전"이라는 문자열을 포함할 수 있다. 이에 따라, 점자형성부(BF)는 이에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다. 사용자(USR)가 제3 지점(P3)에 도달하면, 경로안내정보는 "30m 직진"이라는 문자열을 포함할 수 있다. 이에 따라, 점자형성부(BF)는 이에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다. 사용자(USR)가 제4 지점(P4)에 도달하면, 경로안내정보는 "우회전"이라는 문자열을 포함할 수 있다. 이에 따라, 점자형성부(BF)는 이에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다. 사용자(USR)가 제5 지점(P5)에 도달하면, 경로안내정보는 "목적지 도착"이라는 문자열을 포함할 수 있다. 이에 따라, 점자형성부(BF)는 이에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다.
도 4는 사용자가 본 발명의 다른 실시예에 따른 지팡이모듈(STM)을 이용하여 하부공간이 비어 있는 장애물(HRD)을 감지하는 모습을 예시적으로 도시한 것이다.
시각장애인이 지팡이를 이용하여 보행하는 과정에서 하부공간이 비어 있는 장애물(HRD)을 인지하지 못하여 충돌사고가 발생하는 경우가 빈번히 발생한다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명에서는 하부공간이 비어 있는 장애물(HRD)을 감지하기 위한 제1 장애물감지부(SS1) 및 제2 장애물감지부(SS2)가 도입된다. 이하, 상술한 기술적 특징을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 4 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 지팡이모듈(STM)은 제1 장애물감지부(SS1) 및 제2 장애물감지부(SS2)를 포함할 수 있다. 제1 장애물감지부(SS1)는 본체부(MD)에 결합될 수 있다. 제1 장애물감지부(SS1)는 제1 반경(DT1) 내의 물체를 감지할 수 있다. 제2 장애물감지부(SS2)는 본체부(MD)에 결합될 수 있다. 제2 장애물감지부(SS2)는 제1 반경(DT1) 보다 더 큰 제2 반경(DT2) 내의 물체를 감지할 수 있다. 손잡이부(HD)의 일 끝단에서 제1 장애물감지부(SS1)까지의 거리는 손잡이부(HD)의 일 끝단에서 제2 장애물감지부(SS2)까지의 거리 보다 길 수 있다.
즉, 제1 장애물감지부(SS1)가 하부공간이 비어 있는 장애물(HRD)을 감지하지 못한 상황에서도, 제2 장애물감지부(SS2)가 하부공간이 비어 있는 장애물(HRD)을 감지할 수 있다. 제2 장애물감지부(SS2)는 제1 장애물감지부(SS1) 보다 상대적으로 지지면에서 더 이격되고, 더 멀리 있는 있는 장애물을 감지할 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명을 이용하면 사용자(USR)는 하부공간이 비어 있는 장애물(HRD)을 사전에 인지하고 회피할 수 있다.
예를 들어, 제1 장애물감지부(SS1) 및 제2 장애물감지부(SS2) 각각은 초음파센서일 수 있다. 단, 이는 예시일 뿐 본 발명의 제1 장애물감지부(SS1) 및 제2 장애물감지부(SS2)가 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 장애물감지부(SS1) 및 제2 장애물감지부(SS2)는 인접한 물체를 감지할 수 있는 센서이면 충분하다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 장애물감지부(SS1) 및 제2 장애물감지부(SS2)는 생략될 수 있다.
한편, 시각장애인들은 일반적으로 청각 및 촉각을 이용하여 정보를 습득한다. 그러나, 지하철 및 버스 등 대중교통을 이용하는 과정에서, 시각장애인들이 주변의 소음 때문에 안내방송을 청취하지 못하여 불편을 겪는 사례가 빈번히 발생한다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 본 발명에서는 수집되는 복수의 음성신호들 중 안내방송만을 선별하고, 이에 대응되는 점자를 형성하여 시각장애인에게 정보를 제공하는 기술적 특징이 개시된다. 이하, 상술한 기술적 특징을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 5는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)이 안내방송을 인식하고, 점자를 형성하여 사용자(USR)에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 5참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 음성수집모듈(VCM)은 복수의 음성신호들을 수집할 수 있다. 예를 들어, 음성수집모듈(VCM)은 사용자(USR)가 소지한 스마트기기(Smart Device), 웨어러블 디바이스(Wearable Device), 착용모듈(WRM), 및 지팡이모듈(STM) 중 적어도 어느 하나에 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 디바이스(Wearable Device)는 스마트워치(Smart Watch), 스마트밴드(Smart Band), 스마트안경(Smart Glasses) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 단, 본 발명의 웨어러블 디바이스(Wearable Device)가 이에 제한되는 것은 아니며, 신체에 착용가능한 의복, 안경, 팔찌, 시계, 신발, 모자 등의 형태를 갖는 장치일 수 있다.
제어모듈(CTM)은 음성수집모듈(VCM)에서 수집된 복수의 음성신호들에서 복수의 샘플-특징벡터들을 추출할 수 있다. 제어모듈(CTM)은 시간 도메인(time domain) 기반의 음성 신호를 주파수 도메인(frequency domain) 상의 신호로 변환한 후, 변환된 신호의 주파수 에너지를 서로 다르게 변형함으로써 음성신호의 특징 벡터를 추출할 수 있다. 이 과정에서, 멜 주파수 켑스트럼 계수(Mel-Frequency Cepstral Coefficients), 필터뱅크 에너지(Filter Bank Energy) 등이 활용될 수 있다.
또한, 제어모듈(CTM)은 복수의 샘플-특징벡터들 각각을 기 저장된 기준-특징벡터와 비교하여 유사도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 기준-특징벡터는 지하철 안내방송의 특징벡터 및 버스 안내방송의 특징벡터에 중 적어도 어느 하나에 대응되는 것일 수 있다. 즉, 기준-특징벡터는 버스, 지하철, 기차 등 대중교통의 기내에서 송출되는 안내방송의 특징벡터를 사전에 추출하여 저장한 것일 수 있다.
또한, 제어모듈(CTM)은 복수의 샘플-특징벡터들 중 가장 높은 유사도를 갖는 타겟-특징벡터를 선별할 수 있다. 즉, 이 과정에서 제어모듈(CTM)은 안내방송과 가장 유사한 특성을 갖는 음성신호를 추출할 수 있다.
또한, 제어모듈(CTM)은 타겟-특징벡터에 대응되는 타겟-음성신호에 대해 음성인식을 수행하여 타겟-음성신호를 문자열로 변환할 수 있다.
또한, 제어모듈(CTM)은 문자열에서 소정의 키워드를 추출할 수 있다. 점자형성부(BF)는 소정의 키워드에 대응되는 점자를 형성할 수 있다. 소정의 키워드는 지하철역명, 버스정류장명, 및 버스번호(BNM) 중 적어도 어느 하나에 대응되는 것일 수 있다. 예를 들어, 소정의 키워드가 "역삼역"인 경우, 점자형성부(BF)는 "역삼역"에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다. 또한, 또한, 착용모듈(WRM)의 소리발생부(SG)는 상술한 특정 문자열("역삼역")에 대응되는 소리를 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명을 이용하면 사용자(USR)는 주변 소음 때문에 안내방송을 청취하기 힘든 상황에서도, 점자를 통해 필요한 정보를 습득할 수 있다. 뿐만 아니라, 사용자(USR)가 시각장애 및 청각장애를 동시에 가진 경우에도 본 발명을 이용하여 편리하게 대중교통을 이용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 음성수집모듈(VCM)은 생략될 수 있다.
한편, 음성안내기, 점자표지판 등 시각장애인에게 정보를 제공하기 위한 장치들의 도입이 아직은 미진한 실정이다. 이에 따라, 시각장애인들이 지하철역, 버스정류장, 횡단보도 등 대중교통 시설을 이용하는데 어려움을 겪고 있다. 이러한 상황을 개선하기 위해, 본 발명에서는 영상인식 기술을 통해 시각장애인의 대중교통 시설 이용을 보조하는 기술적 특징이 개시된다. 이하, 상술한 기술적 특징을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서, 촬영모듈(VDM)은 주변을 촬영하여 소정의 영상을 생성할 수 있다. 촬영모듈(VDM)은 사용자(USR)의 이동 방향 또는 시야에 대응되는 영역을 촬영하여 소정의 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 촬영모듈(VDM)은 사용자(USR)가 소지한 스마트기기(Smart Device), 웨어러블 디바이스(Wearable Device), 착용모듈(WRM), 및 지팡이모듈(STM) 중 적어도 어느 하나에 결합된 것일 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 디바이스(Wearable Device)는 스마트워치(Smart Watch), 스마트밴드(Smart Band), 스마트안경(Smart Glasses) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 단, 본 발명의 웨어러블 디바이스(Wearable Device)가 이에 제한되는 것은 아니며, 신체에 착용가능한 의복, 안경, 팔찌, 시계, 신발, 모자 등의 형태를 가진 장치일 수 있다.
제어모듈(CTM)에는 영상에서 객체를 식별하는 인공지능 모델이 저장될 수 있다. 또한, 제어모듈(CTM)은 인공지능 모델을 이용하여 촬영모듈(VDM)에서 수집된 소정의 영상에서 소정의 객체들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 소정의 객체들은 남자화장실 표시(MTM), 여자화장실 표시(FTM), 버스번호(BNM), 신호등 신호(미도시), 핸드레일(HR), 음성안내기(미도시), 및 점자표지판(미도시) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제어모듈(CTM)은 소정의 객체들 및 소정의 객체들 각각의 위치를 기초로 시설안내정보를 생성할 수 있다. 점자형성부(BF)는 시설안내정보에 대응되는 점자를 형성할 수 있다. 착용모듈(WRM)의 소리발생부(SG)는 시설안내정보에 대응되는 소리를 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 촬영모듈(VDM)은 생략될 수 있다.
도 6은 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)이 화장실 표시를 인식하고, 점자를 형성하여 사용자(USR)에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 촬영모듈(VDM)에서 수집된 소정의 영상에서 남자화장실 표시(MTM) 및 여자화장실 표시(FTM) 각각에 대응되는 객체가 동시에 식별되는 경우, 제어모듈(CTM)은 특정 문자열("좌측 여자화장실", "우측 남자화장실")을 포함하는 시설안내정보를 생성할 수 있다. 이후, 점자형성부(BF)는 시설안내정보에 대응되는 점자(, )를 형성할 수 있다. 또한, 착용모듈(WRM)의 소리발생부(SG)는 상술한 특정 문자열("좌측 여자화장실", "우측 남자화장실")에 대응되는 소리를 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명을 이용하면 사용자(USR)는 남녀화장실을 혼동하여 발생하는 곤란을 겪지 않고, 자신의 성별에 부합되는 화장실을 편리하게 이용할 수 있다.
도 7은 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)이 버스 및 버스번호(BNM)를 인식하고, 점자를 형성하여 사용자(USR)에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 촬영모듈(VDM)에서 수집된 소정의 영상에서 사용자(USR) 방향으로 접근하는 버스 및 버스의 번호에 대응되는 객체가 동시에 식별되는 경우, 제어모듈(CTM)은 특정 문자열("472")을 포함하는 시설안내정보를 생성할 수 있다. 이후, 점자형성부(BF)는 시설안내정보에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다. 또한, 착용모듈(WRM)의 소리발생부(SG)는 상술한 특정 문자열("472")에 대응되는 소리를 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명을 이용하면 안내방송이 제공되지 않는 버스 정류장에서도, 사용자(USR)는 자신이 탑승하고자 하는 버스의 도착여부를 점자를 이용하여 편리하기 인지할 수 있다.
도 8은 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)이 핸드레일(HR)을 인식하고, 점자를 형성하여 사용자(USR)에게 정보를 제공하는 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 촬영모듈(VDM)에서 수집된 소정의 영상에서 보행을 보조하기 위한 핸드레일(HR)에 대응되는 객체가 식별되는 경우, 제어모듈(CTM)은 특정 문자열("좌측 핸드레일")을 포함하는 시설안내정보를 생성할 수 있다. 이후, 점자형성부(BF)는 시설안내정보에 대응되는 점자()를 형성할 수 있다. 또한, 착용모듈(WRM)의 소리발생부(SG)는 상술한 특정 문자열("좌측 핸드레일")에 대응되는 소리를 발생시킬 수 있다. 즉, 본 발명을 이용하면 사용자(USR)는 안전한 보행을 위해 활용할 수 있는 핸드레일(HR)의 위치를 편리하게 인지할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명을 이용하면 사용자(USR)는 동일한 방식으로 신호등 신호, 음성안내기, 및 점자표지판을 편리하게 인지하고 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템(NVS)은 진동을 발생시키는 진동모듈(미개시)을 더 포함할 수 있다. 진동모듈은 착용모듈(WRM)에 결합될 수 있다. 진동모듈은 복수 개로 제공될 수 있다. 복수의 진동모듈들은 경로안내정보 및 시설안내정보에 대응되는 진동을 생성할 수 있다. 제1 진동모듈 및 제2 진동모듈은 각각 복수의 진동모듈들 중 어느 하나일 수 있다. 제1 진동모듈은 착용모듈(WRM)의 일단에 결합되고, 제2 진동모듈은 착용모듈(WRM)의 타단에 결합될 수 있다. 즉, 사용자(USR)는 제1 진동모듈 및 제2 진동모듈 각각의 동작여부에 따라, 경로안내정보 및 시설안내정보를 인지할 수 있다.
한편, 시각장애인은 야간에 차량에서 방출되는 광을 사전에 인지하여 차량을 회피하기 어렵다. 운전자 또한, 야간 운전 중에는 시야가 제한되므로 시각장애인을 발견하지 못하여 사고로 이어질 가능성이 있다. 이러한 위험을 미연에 방지하기 위해, 본 발명에서는 주변 조도가 낮은 상황에서 광을 방출하여 운전자의 시인을 돕고 사고를 방지하기 위한 기술적 특징이 개시된다. 이하, 상술한 기술적 특징을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서, 도면을 참조하면, 지팡이모듈(STM)은 조도감지부(미도시), 조명부(미도시), 발전부(GNR), 및 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 조도감지부는 본체부(MD) 표면에 결합될 수 있다. 조도 감지부는 주변 조도를 감지하여 전기적 신호를 생성할 수 있다. 제어모듈(CTM)은 전기적 신호를 기초로 주변 조도와 기준 조도를 비교할 수 있다. 주변 조도가 기준 조도보다 낮은 경우, 제어모듈(CTM)은 조명부가 턴-온 되도록 제어할 수 있다. 조명부는 전력을 공급받아 광을 방출할 수 있다. 조명부는 본체부(MD)의 표면에서 제1 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 본 발명을 이용하면 차량에 의한 야간사고의 발생 가능성이 줄어들 수 있다.
한편, 본 발명의 각 구성들이 동작하기 위해서는 전력이 지속적으로 소비된다. 시각장애인이 지팡이모듈(STM) 이용하여 보행하는 경우, 주변 장애물을 인식하기 위해 지팡이모듈(STM) 끝으로 지면 또는 장애물을 두드리는 동작을 반복한다. 이 때 소비되는 운동에너지를 이용하여 전력을 생성하면, 상술한 (각 구성들이 동작하기 위해 사용되는) 소비전력의 일부를 충당할 수 있다. 즉, 사용자(USR)가 제공하는 운동에너지를 이용하여 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)이 가능하다. 이하, 에너지 하베스팅을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 9는 지팡이모듈(STM)의 발전부(GNR)에서 전력이 생성되는 과정을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 지팡이모듈(STM)은 조도감지부, 조명부, 발전부(GNR), 및 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 발전부(GNR)는 하부 가압부재(PRS), 커버부재(CVR), 복수의 하부 가압용수철들(PRR), 및 복수의 하부 압전소자들(PZE)을 포함할 수 있다. 사용자(USR)가 손잡이부(HD)를 파지하여 지면 또는 장애물을 두드리는 동작을 수행하면, 이때 발생한 운동에너지가 하부 가압부재(PRS) 및 복수의 하부 가압용수철들(PRR)을 통해 최종적으로 복수의 하부 압전소자들(PZE)에 전달되어 전력이 생성될 수 있다.
하부 가압부재(PRS)는 본체부(MD)의 일 끝단에서 제1 방향으로 연장될 수 있다. 하부 가압부재(PRS)는 복수의 하부 가압용수철들(PRR)에 운동에너지를 전달할 수 있다.
커버부재(CVR)는 하부 가압부재(PRS)를 수납할 수 있다.
복수의 하부 가압용수철들(PRR) 각각은 커버부재(CVR)에 수납될 수 있다. 복수의 하부 압전소자들(PZE) 각각은 커버부재(CVR)에 결합되어 고정되므로, 최대한의 운동에너지를 제공받을 수 있다. 복수의 하부 가압용수철들(PRR) 각각은 하부 가압부재(PRS)에서 서로 다른 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 복수의 하부 가압용수철들(PRR)은 다양한 방향에서 제공되는 운동에너지를 복수의 하부 압전소자들(PZE)에 전달할 수 있다.
복수의 하부 압전소자들(PZE) 각각은 인가된 압력에 기초하여 전력을 생성할 수 있다. 복수의 하부 압전소자들(PZE) 각각의 일단이 복수의 하부 가압용수철들(PRR) 중 어느 하나와 결합될 수 있다. 복수의 하부 압전소자들(PZE) 각각의 타단이 커버부재(CVR)에 결합될 수 있다.
배터리는 복수의 하부 압전소자들(PZE)에서 생성된 전력을 저장할 수 있다. 배터리는 각 구성들에 전력을 공급할 수 있다.
이하, 다양한 방향으로 제공되는 운동에너지를 이용하여 효율적으로 전력을 생성하기 위한, 복수의 하부 가압용수철들(PRR)의 배치방법을 구체적으로 설명한다.
도 10은 다양한 방향으로 제공되는 운동에너지를 이용하여 효율적으로 전력을 생성하기 위해, 복수의 하부 가압용수철들(PRR)을 배치하는 방법을 설명하기 위해 도시된 것이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 제1 하부 가압용수철(PRR1) 내지 제5 하부 가압용수철(PRR5) 각각은 복수의 하부 가압용수철들(PRR) 중 어느 하나일 수 있다.
제1 하부 가압용수철(PRR1)은 하부 가압부재(PRS)에서 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제2 하부 가압용수철(PRR2)은 하부 가압부재(PRS)에서 제1 방향(DR1)과 교차되는 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제3 하부 가압용수철(PRR3)은 하부 가압부재(PRS)에서 제2 방향(DR2)의 반대방향인 제3 방향(DR3)으로 연장될 수 있다. 제4 하부 가압용수철(PRR4)은 하부 가압부재(PRS)에서 제1 방향(DR1) 내지 제3 방향(DR3)과 교차되는 제4 방향(DR4)으로 연장될 수 있다. 제5 하부 가압용수철(PRR5)은 하부 가압부재(PRS)에서 제4 방향(DR4)의 반대방향인 제5 방향(DR5)으로 연장될 수 있다. 즉, 상술한 운동에너지가 하부 가압부재(PRS)를 통해 제1 방향(DR1) 내지 제5 방향(DR5) 중 어느 방향으로 제공되더라도, 복수의 하부 압전소자들(PZE)은 운동에너지를 전달받아 전력을 생성할 수 있다. 이에 따라, 사용자(USR)가 어떤 각도로 손잡이부(HD)를 파지하여 지면 또는 장애물을 두드리는 동작을 수행하더라도, 전력이 생성될 수 있다.
이하, 이하, 에너지 하베스팅을 구현하기 위한 본 발명의 다른 실시예를 추가적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서, 발전부(GNR)는 상부 가압부재(미도시), 상부 가압용수철(미도시), 및 상부 압전소자(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상부 가압부재는 손잡이부(HD)의 표면에 결합될 수 있다. 상부 가압부재는 외부에서 압력을 전달받을 수 있다. 예를 들어, 사용자(USR)는 손잡이부(HD)를 파지함으로써, 상부 가압부재에 압력을 제공할 수 있다.
상부 가압용수철은 상부 가압부재에서 제1 방향(DR1)에 교차되는 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다.
상부 압전소자는 인가된 압력에 기초하여 전력을 생성할 수 있다. 상부 압전소자의 일단은 상부 가압용수철에 결합될 수 있다. 상부 압전소자의 타단은 상부 가압부재에 결합될 수 있다.
이하, 사용자(USR)의 이동방향을 감지하여 사용자(USR)의 보행을 가이드하기 위한 본 발명의 다른 실시예를 추가적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서, 지팡이모듈(STM)은 방향계측부(미도시) 및 진동생성부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
방향계측부는 사용자(USR)의 이동방향을 측정할 수 있다. 방향계측부는 본체부(MD)에 수납될 수 있다.
진동생성부는 전력을 공급받아 진동을 생성할 수 있다. 진동생성부는 손잡이부(HD)에 인접하게 배치될 수 있다.
제어모듈(CTM)은 방향계측부에서 측정된 이동방향 및 외부 서버에서 수신된 경로안내정보를 비교하여 경로이탈 여부를 판단할 수 있다. 제어모듈(CTM)은 경로이탈 여부에 따라 진동생성부의 동작을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명을 이용하면, 사용자(USR)는 진동을 통해 경로이탈 여부를 스스로 감지하고 이동 방향을 수정할 수 있다.
실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 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. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
NVS: 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템
GPM: GPS모듈 CTM: 제어모듈
STM: 지팡이모듈 VCM: 음성수집모듈
VDM: 촬영모듈 HD: 손잡이부
MD: 본체부 BF: 점자형성부
GNR: 발전부 PRS: 하부 가압부재
CVR: 커버부재 PRR: 복수의 하부 가압용수철들
PZE: 복수의 하부 압전소자들

Claims (6)

  1. GPS위성을 이용하여 위치정보를 수집하는 GPS모듈;
    사전에 입력된 목적지와 상기 위치정보에 대응되는 경로안내정보를 외부 서버에서 수신하는 제어모듈; 및
    상기 제어모듈과 통신가능한 지팡이모듈을 포함하고,
    상기 지팡이모듈은,
    파지될 수 있는 손잡이부;
    상기 손잡이부의 일 끝단에서 제1 방향으로 연장되는 본체부; 및
    상기 손잡이부의 표면에 결합되어 상기 경로안내정보에 대응되는 점자를 형성하는 점자형성부를 포함하고,
    복수의 음성신호들을 수집하는 음성수집모듈을 더 포함하고,
    상기 제어모듈은 상기 복수의 음성신호들에서 복수의 샘플-특징벡터들을 추출하며, 상기 복수의 샘플-특징벡터들 각각을 기 저장된 기준-특징벡터와 비교하여 유사도를 계산하고, 상기 복수의 샘플-특징벡터들 중 가장 높은 유사도를 갖는 타겟-특징벡터를 선별하며, 상기 타겟-특징벡터에 대응되는 타겟-음성신호에 대해 음성인식을 수행하여 상기 타겟-음성신호를 문자열로 변환하고, 상기 문자열에서 소정의 키워드를 추출하며,
    상기 점자형성부는 상기 소정의 키워드에 대응되는 점자를 형성하고,
    상기 기준-특징벡터는 지하철 안내방송의 특징벡터 및 버스 안내방송의 특징벡터에 중 적어도 어느 하나에 대응되고, 상기 소정의 키워드는 지하철역명, 버스정류장명, 및 버스번호 중 적어도 어느 하나에 대응되며,
    주변을 촬영하여 소정의 영상을 생성하는 촬영모듈을 더 포함하고,
    상기 영상에서 객체를 식별하는 인공지능 모델이 상기 제어모듈에 저장되며,
    상기 제어모듈은 상기 인공지능 모델을 이용하여 상기 소정의 영상에서 소정의 객체들을 식별하고, 상기 소정의 객체들 및 상기 소정의 객체들 각각의 위치를 기초로 시설안내정보를 생성하며, 상기 점자형성부는 상기 시설안내정보에 대응되는 점자를 형성하며,
    상기 소정의 객체들은 남자화장실 표시, 여자화장실 표시, 버스번호, 신호등 신호, 핸드레일, 음성안내기, 및 점자표지판를 포함하는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지팡이모듈은,
    상기 본체부에 결합되고, 제1 반경 내의 물체를 감지하는 제1 장애물감지부; 및
    상기 본체부에 결합되고, 상기 제1 반경 보다 더 큰 제2 반경 내의 물체를 감지하는 제2 장애물감지부를 더 포함하고,
    상기 손잡이부의 상기 일 끝단에서 상기 제1 장애물감지부까지의 거리는 상기 손잡이부의 상기 일 끝단에서 상기 제2 장애물감지부까지의 거리 보다 긴 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 지팡이모듈은 조도감지부, 조명부, 발전부, 및 배터리를 더 포함하고,
    상기 조도감지부는 상기 본체부 표면에 결합되고, 주변 조도를 감지하여 전기적 신호를 생성하며,
    상기 제어모듈은 상기 전기적 신호를 기초로 상기 주변 조도와 기준 조도를 비교하고, 상기 주변 조도가 상기 기준 조도보다 낮은 경우 상기 조명부가 턴-온 되도록 제어하고,
    상기 조명부는 전력을 공급받아 광을 방출하며, 상기 본체부의 표면에서 상기 제1 방향으로 연장되며,
    상기 발전부는,
    상기 본체부의 일 끝단에서 상기 제1 방향으로 연장되는 하부 가압부재;
    상기 하부 가압부재를 수납하는 커버부재;
    각각이 상기 커버부재에 수납되고, 상기 하부 가압부재에서 서로 다른 방향으로 연장되는 복수의 하부 가압용수철들; 및
    각각이 인가된 압력에 기초하여 전력을 생성하고, 각각의 일단이 상기 복수의 하부 가압용수철들 중 어느 하나와 결합되고, 각각의 타단이 상기 커버부재에 결합되는 복수의 하부 압전소자들을 포함하고,
    상기 배터리는 상기 복수의 하부 압전소자들에서 생성된 전력을 저장하는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    신체 일부에 착용되는 착용모듈을 더 포함하고,
    상기 착용모듈은 상기 경로안내정보에 대응되는 소리를 발생시키는 소리발생부를 포함하고,
    상기 착용모듈은 안경, 모자, 및 목걸이 중 적어도 어느 하나의 형태로 제공되는 시각장애인을 위한 네비게이션 시스템.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140017993A (ko) * 2012-08-03 2014-02-12 이경애 자가발전 시각장애인 지팡이
KR20140006134U (ko) * 2013-05-28 2014-12-08 (주) 마인 시각 장애인용 네비게이션 장치
KR20170053061A (ko) * 2015-11-05 2017-05-15 경희대학교 산학협력단 시각 장애인을 위한 스마트 시스템 및 이를 이용한 장애물 감지 방법
KR101782059B1 (ko) * 2017-05-22 2017-09-26 김시율 전자점자를 이용한 시각장애인용 지팡이
KR101822084B1 (ko) * 2017-02-02 2018-01-25 인성 엔프라 주식회사 시각장애인을 위한 지팡이

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140017993A (ko) * 2012-08-03 2014-02-12 이경애 자가발전 시각장애인 지팡이
KR20140006134U (ko) * 2013-05-28 2014-12-08 (주) 마인 시각 장애인용 네비게이션 장치
KR20170053061A (ko) * 2015-11-05 2017-05-15 경희대학교 산학협력단 시각 장애인을 위한 스마트 시스템 및 이를 이용한 장애물 감지 방법
KR101822084B1 (ko) * 2017-02-02 2018-01-25 인성 엔프라 주식회사 시각장애인을 위한 지팡이
KR101782059B1 (ko) * 2017-05-22 2017-09-26 김시율 전자점자를 이용한 시각장애인용 지팡이

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