KR20060027669A - Device of walking guidance for a blind person - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보행안내장치에 관한 것으로 특히, 시각장애인들 간에 상호 인지하고 있는 위치정보의 공유를 용이하게 하고, 이동 중 장애물을 감지하여 시각장애인에게 안내할 뿐만 아니라 그 감지된 장애물에 의해 다양한 방향으로 회전하여도 방향성을 상실하지 않고 목적지까지 안내하는 시각장애인용 보행안내장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pedestrian guide device, in particular, facilitates sharing of mutually recognized location information among the visually impaired, detects obstacles during movement and guides the visually impaired in various directions by the detected obstacles. The present invention relates to a walking guidance device for the visually impaired, which guides a person to a destination without losing direction.
본 발명은 전방에 장애물 존재 시 이를 감지하여 장애물 감지신호를 생성하는 장애물 감지수단(10)과, 시각장애인이 위치하고 있는 곳의 위치를 표시하는 위치좌표신호를 생성하는 방향감지수단(20)과, 전원을 공급하는 전원공급수단(30)과, 시각장애인의 이동진행방향의 전방에 장애물의 존재를 알려주는 경보음 출력수단(40)과, 시각장애인이 위치하고 있는 곳에서 시각장애인이 자북방향을 인지할 수 있게 안내하는 방향안내수단(50)과, 상기 방향감지수단(20) 및 상기 장애물 감지수단(10)으로부터 입력되는 위치좌표신호 및 장애물 감지신호를 참조하여 시각장애인이 보행할 수 있게 상기 방향안내수단(50) 및 상기 경보음 출력수단(40)을 제어하는 제어수단(60)으로 이루어진다. The present invention provides an obstacle detecting means 10 for generating an obstacle detecting signal by detecting an obstacle in front of the obstacle, a direction detecting means 20 for generating a position coordinate signal for indicating a position where a visually impaired person is located, Power supply means 30 for supplying power, alarm sound output means 40 for indicating the presence of obstacles in front of the moving direction of the visually impaired, and the visually impaired to recognize the magnetic north direction where the visually impaired are located The direction guide means 50 for guiding to be able to guide, and the position coordinate signal and the obstacle detection signal input from the direction detecting means 20 and the obstacle detecting means 10 so that the blind person can walk in the direction It consists of a control means 60 for controlling the guide means 50 and the alarm sound output means 40.
시각장애인, 보행, 방향, 장애물, 자북, 안내, 진동모터, 초음파Visually impaired, walking, direction, obstacles, magnetic north, guidance, vibration motor, ultrasound
Description
도 1은 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 나타낸 개략적인 블록도, 1 is a schematic block diagram showing a walking guide device for the visually impaired of the present invention,
도 2는 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 착용한 착용상태도면, Figure 2 is a wearing state wearing a walking guide device for the visually impaired of the present invention,
도 3은 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치에 구비된 원통형의 탄력밴드를 나타낸 도면, 3 is a view showing a cylindrical elastic band provided in the walking guide device for the visually impaired of the present invention,
도 4는 시각장애인이 거주하는 장소의 주변약도를 나타낸 도면, 4 is a diagram showing a peripheral map of a place where a visually impaired person resides,
도 5는 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 구성하는 본체와 방향안내부가 모자에 일체로 장착된 것을 나타낸 도면이다. 5 is a view showing that the main body and the direction guide portion constituting the pedestrian guide device for the visually impaired is integrally mounted to the hat.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
10 : 장애물 감지수단 11 : 초음파 송수신기10: obstacle detection means 11: ultrasonic transceiver
12 : 자동이득제어기 13 : 신호검출기12: automatic gain controller 13: signal detector
14 : 펄스발생기 20 : 방향감지수단14: pulse generator 20: direction detection means
21 : 방향감지부 22 : 멀티플렉서21: direction detection unit 22: multiplexer
23 : 증폭기 24 : A/D변환부23: amplifier 24: A / D converter
25 : 신호발생기 26 : 승압기25: signal generator 26: booster
30 : 전원공급수단 40 : 경보음 출력수단30: power supply means 40: alarm sound output means
50 : 방향안내수단 51 : 진동모터부50: direction guide means 51: vibration motor
51a : 기준 진동모터 51b : 방위표시 진동모터51a:
52 : 자북방위선택용 멀티플렉서 60 : 제어수단52: multiplexer for magnetic north defense 60: control means
100 : 탄력밴드 110 : 기준편100: elastic band 110: reference
200a,200b : 본체 300 : 거주지200a, 200b: main body 300: residence
400 : 모자 410 : 모자챙400: hat 410: hat visor
500a,500b : 장애물500a, 500b: Obstacle
본 발명은 보행안내장치에 관한 것으로 특히, 시각장애인들 간에 상호 인지하고 있는 위치정보의 공유를 용이하게 하고, 이동 중 장애물을 감지하여 시각장애인에게 안내할 뿐만 아니라 그 감지된 장애물에 의해 다양한 방향으로 회전하여도 방향성을 상실하지 않고 목적지까지 안내하는 시각장애인용 보행안내장치에 관한 것이다. The present invention relates to a pedestrian guide device, in particular, facilitates sharing of mutually recognized location information among the visually impaired, detects obstacles during movement and guides the visually impaired in various directions by the detected obstacles. The present invention relates to a walking guidance device for the visually impaired, which guides a person to a destination without losing direction.
일반적으로, 인체는 시각우위의 생명체이기 때문에 시각결손은 다른 감각결손에 의한 장애에 비하여 활동의 제한이 매우 크기 때문에 인공안(人工眼)에 대한 다양한 연구가 진행되었다. In general, since the human body is a life of visual superiority, various researches on artificial eyes have been conducted because visual impairment is very limited in activity compared with other sensory deficits.
그 중의 일례로, 세퍼드(Shepherd)가 발표한 연구논문[G.M. Shepherd, Neurobiology, 3rd Ed, New York, Oxford University Press, 1994]을 참조하면, 시각이 제공하는 정보의 종류에는 빛의 유무, 형태 구분, 움직임 인식, 양안시를 통한 거리 인식, 편광 인식, 색깔 시각 등이 있다. 여기서, 인체는 편광인식을 제외한 나머지 기능을 모두 가지고 있으며 이러한 시각기능을 통하여 주변 환경에 대한 정보를 획득하게 된다. For example, the research paper published by Shepherd [G.M. Shepherd, Neurobiology, 3rd Ed, New York, Oxford University Press, 1994], the types of information provided by vision include the presence or absence of light, shape discrimination, motion recognition, distance recognition through binocular vision, polarization recognition, and color vision. Etc. Here, the human body has all the functions except for the polarization recognition and obtains information about the surrounding environment through the visual function.
또한, 시각정보의 종류에서 빛의 유무는 1개의 광감수기를 이용하여 인식이 가능하다. 그러나 나머지는 모두 2차원 배열의 광감수기를 이용해야만 인식이 가능하다. 특히 거리 인식의 경우에는 양안을 통한 입체시가 필요하며 단순히 평면이 아닌 입체를 인식할 수 있으므로 인체의 시각은 3차원적인 감각임을 알 수 있다. In addition, in the type of visual information, the presence or absence of light can be recognized using a single photoreceptor. However, the rest can be recognized only by using a two-dimensional array of photoreceptors. In particular, in the case of distance recognition, stereoscopic vision is required through binocular vision, and the human body's vision is a three-dimensional sensation because it can recognize stereoscopic objects rather than planes.
그렇기 때문에 움직임에 대한 인식능력이 매우 발달해 있어 단순한 3차원적인 정보뿐만 아니라 4차원의 인지능력을 가지고 있다. 따라서 시각장애인의 경우에 이러한 시각정보를 상실함으로 인하여 일상생활에 대한 불편의 차원을 넘어, 주위 사람의 도움이 없이는 생존 자체가 불가능하게 된다.Therefore, the ability to recognize movement is so advanced that it has not only simple 3D information but also 4D cognitive ability. Therefore, in the case of the visually impaired, such visual information is lost, beyond the level of inconvenience to daily life, it is impossible to survive without the help of people around you.
상술한 문제점을 해소하기 위한 시각보조의 한 가지 방법으로서, 폰다(Fonda)에 의해 발표된 시력증강법[G.E. Fonda, Management of low vision, New York, Thieme-Stratton, 1981]은 약시의 경우에 CCD를 이용하여 이미지를 획득 후 눈앞에서 디스플레이를 이용하여 확대되고 밝기가 조절된 영상을 제공하는 것이나, 이는 완전 실명의 경우에는 적용할 수 없는 문제점이 있다. As one method of visual aid to solve the above-mentioned problems, the vision enhancement method published by Fonda [G.E. Fonda, Management of low vision, New York, Thieme-Stratton, 1981], in the case of amblyopia, acquire an image using a CCD and then provide an enlarged, brightness-adjusted image using the display in front of the eyes, but this is completely blind. In this case, there is a problem that is not applicable.
이를 해소하기 위한 일환으로, 대체 감각을 이용하는 방법이 있다. 국내 공개특허공보에 실린 시각장애인용 장애물 감지보조장치(10-1999-0021050)는 발진되는 초음파신호에 의해 전방에서 장애물이 감지되면 경보수단을 이용하여 알람경보함으로써 시각장애인이 인지할 수 있게 제공하고 있다. As part of solving this, there is a method of using an alternative sense. Obstacle detection aids for the visually impaired (10-1999-0021050) published in the Korean Patent Application Publication provides an alarm for the visually impaired by using an alarm means when an obstacle is detected from the front by an ultrasonic signal that is oscillated. have.
그러나 상기 종래의 시각장애인용 장애물 감지보조장치는 전방의 장애물의 유무만 시각장애인에게 경보할 뿐 시각장애인이 이동하고 있는 방향은 제공하지 못하는 문제점이 있으며, 이로 인해 다음과 같은 폐단이 야기된다. However, the conventional obstacle detection aid for the visually impaired has a problem of not only providing a direction for the visually impaired but also providing a warning to the visually impaired in the presence or absence of an obstacle in front of the visually impaired.
자신(시각장애인)이 습득한 위치정보의 공유가 용이하지 않다. 즉, 자신이 알고 있는 위치정보 설명 시 절대적인 기준점(자북)을 기준으로 위치정보를 설명하는 것이 아니라 상대적인 기준점(시각장애인의 이동진행방향)을 기준으로 위치정보를 설명하기 때문에 이동진행방향이 자주 바뀌는 위치정보의 경우 그 위치정보를 공유하고자 하는 위치정보 공유자(시각장애인)에게 상대적인 기준점을 이용하여 설명 시 위치정보 공유자가 방향성을 상실할 수도 있다. It is not easy to share location information acquired by the person who is visually impaired. In other words, when explaining the location information that they know, they do not describe the location information based on the absolute reference point (magnetic north) but describe the location information based on the relative reference point (movement direction of the visually impaired). In the case of location information, the location information sharer may lose direction when explaining using a reference point relative to the location information sharer (visually handicapped person) who wants to share the location information.
더욱이, 시각장애인의 위치정보(예를 들어, 집 주변의 골목길 위치 습득)의 인지는 안내자의 도움을 통하여 일정기간 동안 반복이동에 의해 습득되어지는데 이때, 안내자의 도움이 없는 경우 시각장애인의 거주지에서 해당 위치까지의 거리 및 방향을 암기한 후 혼자서 이동을 해야한다. 그럴 경우, 암기한 위치정보로 이동하는 방향 또한 상대적인 기준점을 이용하여 설명되기 때문에 시각장애인은 해당 위치정보로 이동 도중에 방향성을 상실할 수도 있다. Moreover, the recognition of the location information of the visually impaired (eg, acquiring the location of the alleys around the house) is acquired by repeated movements for a certain period of time through the help of a guide. You must memorize the distance and direction to the location and move alone. In this case, since the direction of moving to the memorized location information is also described using a relative reference point, the visually impaired person may lose direction while moving to the location information.
또한, 시각장애인이 북쪽방향에서 남동쪽방향(자북방향을 중심으로 135°회 전된 방향)으로 돌아 이동 시 전방에 장애물이 존재할 경우 종래의 시각장애인용 장애물 감지보조장치에 의해 장애물을 우회 이동한 후에 시각장애인이 가고자 하는 방향으로 이동시에 목표방향인 남동쪽방향으로 정확히 회전을 하였는지에 대해 인지할 수 없을 뿐만 아니라 현재 이동중인 남동쪽방향으로 정확하게 이동하고 있는지에 대한 여부도 인지할 수 없다. In addition, if there is an obstacle in front of the visually impaired person when moving from the north direction to the south-east direction (135 ° rotation centered around the magnetic north direction), the visually impaired object is moved after detour by the conventional obstacle detection aid for the visually impaired. When people with disabilities move in the direction they want to go, they cannot know whether they have rotated correctly in the southeast direction, which is the target direction, and whether they are moving correctly in the southeast direction.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 이동중인 시각장애인에게 정확한 이동방향을 안내하는 수단을 제공하여 절대적인 기준점(자북)을 기준으로 한 정확한 위치정보를 공유자에게 제공하고, 전방에 장애물이 존재하는 경우 이를 시각장애인에게 안내하여주는 시각장애인용 보행안내장치를 제공하는데 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a means for guiding the correct direction of movement to the visually impaired people on the move to provide a sharer with accurate location information based on the absolute reference point (magnetic north) And, if there is an obstacle in front to provide a pedestrian guide device for the visually impaired.
본 발명의 다른 목적은 시각장애인이 거리 및 방향을 암기한 특정 위치로 이동하고자 할 경우 전방에 존재하는 장애물의 존재를 안내함과 더불어 절대적인 기준점(자북)을 기준으로 한 정확한 방향도 0.2초 간격마다 안내하여 줌으로써 특정 위치로 이동 중 전방에 존재하는 안내물로 인해 다양한 방향으로 회전하여도 그 회전된 방향을 계속 인지할 수 있어 방향성을 상실하지 않게 하여 주는 시각장애인용 보행안내장치를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to guide the presence of obstacles in front of the visually impaired person to move to a specific location memorizing distance and direction, as well as the exact direction based on the absolute reference point (magnetic north) every 0.2 seconds intervals The present invention provides a pedestrian guide device for the visually impaired person who can recognize the rotated direction without losing the direction even if the user rotates in various directions due to the guide present in the front while moving to a specific position.
이하에서는 본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 나타낸 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 착용한 착용상태도면이며, 도 3은 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치에 구비된 원통형의 탄력밴드를 나타낸 도면이고, 도 4는 시각장애인이 거주하는 장소의 주변약도를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 구성하는 본체와 방향안내부가 모자에 일체로 장착된 것을 나타낸 도면이다. Figure 1 is a schematic block diagram showing a walking guide device for the visually impaired of the present invention, Figure 2 is a state diagram wearing a walking guide device for the visually impaired of the present invention, Figure 3 is a walk for the visually impaired of the present invention Figure 4 is a view showing a cylindrical elastic band provided in the guide device, Figure 4 is a diagram showing a peripheral map of the place where the visually impaired people, Figure 5 is a main body and direction guide constituting the pedestrian guide device for the visually impaired of the present invention The figure shows that the additional cap is integrally mounted.
도시된 바와 같이, 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치는 시각장애인의 이동진행방향의 전방에 장애물 존재 시 이를 감지하여 장애물 감지신호를 생성하는 장애물 감지수단(10)과, 시각장애인이 위치하고 있는 곳의 위치를 표시하는 위치좌표신호를 생성하는 방향감지수단(20)과, 전원을 공급하는 전원공급수단(30)과, 시각장애인의 이동진행방향의 전방에 장애물이 존재하고 있음을 알려주는 경보음 출력수단(40)과, 시각장애인이 위치하고 있는 곳에서 시각장애인이 자북방향을 인지할 수 있게 안내하는 방향안내수단(50)과, 상기 방향감지수단(20)으로부터 입력되는 위치좌표신호를 이용하여 자북방향을 나타내는 자북방위신호를 생성한 후 상기 방향안내수단(50)으로 출력되도록 제어하고, 상기 장애물 감지수단(10)으로부터 입력되는 장애물 감지신호를 이용하여 전방에 장애물이 존재하는 것을 나타내는 장애물감지 경보신호를 생성한 후 상기 경보음 출력수단(40)으로 출력되도록 제어하는 제어수단(60)으로 이루어진다. As shown, the pedestrian guide device for the visually impaired of the present invention detects obstacles in front of the moving direction of the visually impaired obstacle detection means 10 for generating an obstacle detection signal, where the visually impaired are located Direction detecting means 20 for generating a position coordinate signal for indicating the position of the power supply, power supply means 30 for supplying power, and an alarm sound to indicate that there is an obstacle ahead of the moving direction of the visually impaired By using the output means 40, the direction guide means 50 for guiding the visually impaired to recognize the magnetic north direction where the visually impaired person is located, and the position coordinate signal input from the direction detecting means 20 After generating a magnetic north direction signal indicating the magnetic north direction, and controlled to be output to the direction guide means 50, the obstacle detection signal input from the obstacle detection means 10 And use the generated the obstacle detection warning signal indicating that an obstacle existing in front consists of a control means 60 for controlling so that the output to the alarm sound output means (40).
상기 방향감지수단(20)은, 시각장애인이 위치하고 있는 곳을 X축 및 Y축의 좌표로 표시한 위치좌표신호를 생성하는 방향감지부(21)와, 상기 방향감지부(10)로부터 통해 입력되는 위치좌표신호를 증폭시키는 증폭기(23)와, 상기 증폭기(23)로부터 입력되는 아날로그신호인 증폭된 위치좌표신호를 상기 제어수단(60)이 인식할 수 있게 디지털신호로 변환하는 A/D변환부(24)로 세세하게 이루어진다. The
여기서, 방향감지부(21)는 자기감지센서로서 빠른 응답속도와 히스테리스가 작은 자기저항 브리지소자를 사용하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that the
또한, 상기 방향감지부(21)인 자기감지센서가 외부자계에 의해 자기배열이 변화될 시 그 변화된 자기배열을 원상태의 자기배열로 복원시켜야만 정확한 방향을 측정할 수 있다. 이를 위해, 방향감지부(21)의 일단에는 변화된 자기배열을 원상태의 자기배열로 복원시키는 Set/Reset신호(이하 S/R신호라 표기함)를 생성하는 신호발생기(25)가 배치된다. In addition, when the magnetic arrangement of the
여기서, S/R신호는 S/R신호의 라인에 양의 전류, 또는 음의 전류가 흐름에 따라 출력값이 2.5V를 중심으로 반전되는데, 그 2.5V를 중심으로 반전되는 양의 전류 및 음의 전류의 차이와 자기의 세기는 비례하기 때문에 방향감지부(10)의 변화된 자기배열을 원상태의 자기배열로 복원시킨다. Here, the S / R signal is inverted about 2.5V as a positive current or a negative current flows on the line of the S / R signal, and the positive current and negative are inverted around the 2.5V. Since the difference between the current and the intensity of the magnetic is proportional, the changed magnetic arrangement of the
또한, S/R신호가 방향감지부(21)의 변화된 자기배열을 원상태로 복원시키기 위해서는 20V의 전원이 요구되는데, 전원공급수단(30)에서 공급되는 전원은 5V이기 때문에 5V를 20V로 승압시키는 승압기(26)가 포함된다. In addition, a 20V power supply is required for the S / R signal to restore the changed magnetic arrangement of the
상기 제어수단(60)에서 생성되는 자북방위신호는 상기 A/D변환부(24)로부터 입력되는 X축 위치좌표신호 및 Y축 위치좌표신호로 이루어진 위치좌표신호의 자기장값을 벡터분석하고, 그 벡터분석된 값을 기준으로 자북방향을 측정하며, 그 측정된 자북방향을 이용하여 생성된다. The magnetic north direction azimuth signal generated by the control means 60 is a vector analysis of the magnetic field value of the position coordinate signal consisting of the X-axis position coordinate signal and the Y-axis position coordinate signal input from the A /
또한, 상기 방향감지부(21)에서 출력되는 위치좌표신호인 X축 위치좌표신호와 Y축 위치좌표신호가 상기 증폭기(30)로 입력 시 교대로 입력되도록 상기 방향감지부(10)와 상기 증폭기(30) 사이에는 멀티플렉서(20)가 포함된다. In addition, the
상기 증폭기(23)는 브리지회로를 구동하는 인스트루멘테이션 증폭기이며, 자기장에 비례하는 전기신호를 차동출력으로 제공한다. The
상기 방향안내수단(50)은 원통형의 탄력밴드(100)의 내부에 장착되는 것으로서 상기 진동모터의 수는 시각장애인의 이동진행방향에 위치하는 1개의 기준 진동모터(51a)와 23개의 방위표시 진동모터(51b)가 상기 원통형의 탄력밴드의 내부에 15°의 등간격으로 배치되는 진동모터부(51)와, 상기 진동모터부(51)에 배치된 24개의 진동모터와 연결되고, 상기 제어수단(60)으로부터 입력되는 자북방위신호에 의해 상기 복수의 진동모터 중 자북방향을 가리키는 해당 진동모터로 자북방위신호를 입력시키는 자북방향선택용 멀티플렉서(52)로 이루어진다. The direction guide means 50 is mounted inside the cylindrical
여기서, 탄력밴드(100)의 내부에 장착되는 24개의 진동모터 중 시각장애인의 이동진행방향인 전방(두부의 정면)에 해당하는 곳에 장착된 기준 진동모터(51a)에 대응하는 탄력밴드(100)의 외부에는 소정의 두께를 가지는 기준편(섬유재질)(110)이 부착된다. 그리고 기준 진동모터(51a)는 방위각이 0°로 지정되고 그 외 23개의 진동모터인 방위표시 진동모터(51b)를 15°의 간격으로 전방위에 배치된다. Here, the
상기 장애물 감지수단(10)은, 초음파를 발진하여 시각장애인의 이동진행방향의 전방에 장애물 존재 시 이를 감지하여 초음파 송신신호 및 초음파 수신신호로 구성되는 거리감지신호를 생성하는 초음파 송수신기(11)와, 상기 초음파 송수신기(11)로부터 입력되는 거리감지신호의 크기를 조절한 후 일정크기로 증폭하는 자동이득제어기(12)와, 상기 자동이득제어기(12)로부터 입력되는 거리감지신호 중 초음파 수신신호로만 구성되는 장애물 감지신호를 추출하는 신호검출기(13)와, 상기 신호검출기(13)로부터 입력되는 장애물 감지신호를 수신시간에 해당하는 일정 폭의 펄스로 변환 생성하는 펄스발생기(14)로 이루어진다. The
상기 초음파 송수신기(11)에서 발진되는 초음파는 15°의 입체 각도를 가지도록 방사됨으로써 시각장애인의 이동진행방향의 범위 안에 존재하는 장애물의 유무를 감지할 수 있다. The ultrasonic wave radiated by the ultrasonic transceiver 11 may be radiated to have a stereoscopic angle of 15 ° to detect the presence or absence of an obstacle present within a range of the moving direction of the visually impaired person.
또한, 상기 초음파 송수신기(11)에서 발진되는 초음파의 발진간격시간은 1.049초마다 발진되는데, 이는 일정간격(1.049초 간격)마다 발진되는 초음파를 이용하여 장애물의 유무를 판단한 후 장애물 존재 시 이를 경보음 출력수단(40)을 통해 알람경보 함으로써 시각장애인이 인지할 수 있도록 제어하는 제어수단(60)이 장애물로 이동 근접하는 시각장애인에게 시각장애인이 장애물에 근접할수록 출력되는 경보음(단속음)의 출력단속시간을 짧게 하여 장애물과의 거리를 인지할 수 있도록 하기 위함이다. In addition, the oscillation interval time of the ultrasonic wave oscillated by the ultrasonic transceiver 11 is oscillated every 1.049 seconds, which is determined by the presence of the obstacle by using the ultrasonic wave oscillated at a predetermined interval (1.049 seconds interval) and then alarm sound when there is an obstacle The control means 60 which controls the visually impaired to recognize the visually impaired by alarming through the output means 40 moves to an obstacle, the output of the alarm sound (intermittent sound) that is output as the visually impaired becomes closer to the obstacle. This is to shorten the time so that the distance to the obstacle can be recognized.
이를 위해, 시각장애인과 장애물 사이의 거리간격(6.5㎝∼3.26m)을 31 단계로 거리 분해능이 10.3㎝인 경보음의 출력단속시간을 제어함으로써 이동중인 시각 장애인에게 전방에 존재하는 장애물과의 거리간격을 인지할 수 있도록 제공할 수 있다. 또한, 상기 단계별마다 출력되는 경보음을 연속음이 아닌 단속 클릭음으로 출력함으로써 시각장애인에게 장애물과의 거리간격을 보다 용이하게 인지할 수 있게 한다. 또한, 장애물이 3.26m 이내에 2개 이상 존재하는 경우 거리에 비례하는 단속음을 시간 간격을 달리하여 중첩적으로 경보할 수 있다.To this end, the distance between the visually impaired and the obstacle (6.5 cm to 3.26 m) is controlled in 31 steps by controlling the output interruption time of the alarm sound having a distance resolution of 10.3 cm to the distance of the obstacle in front of the visually impaired in motion. It can be provided to recognize the gap. In addition, by outputting the alarm sound output for each step as an intermittent click sound instead of a continuous sound, it is easier for the visually impaired to recognize the distance interval with the obstacle. In addition, when two or more obstacles exist within 3.26m, the intermittent sound which is proportional to the distance may be superimposed by varying the time interval.
미설명부호 200a는 본 발명의 시각장애인용 방향안내장치의 방향안내부(50)를 제외한 나머지 구성이 탑재된 본체이다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 이용하여 시각장애인이 이동 시 전방의 장애물 유무 및 방향안내를 받고자 할 경우 시각장애인용 보행안내장치를 구성하는 탄력밴드(100) 및 본체(200a)를 신체에 착용해야 한다. The
여기서, 본체(200a)는 장애물 감지수단(10), 방향감지수단(20), 전원공급수단(30) 및 제어수단(60)이 포함되는 것으로서 시각장애인의 복부에 착탈되는 벨트타입이고, 시각장애인의 두부에 착용되는 원통형의 탄련밴드(100)는 방향안내수단(50)이 내부에 장착되어 있다. 본 발명의 주요구성인 경보음 출력수단(40)은 본체(200a)에 포함되거나 또는 개별적으로 구성될 수도 있다. Here, the
이와 같은 구성 중 먼저, 탄력밴드(100)의 경우 시각장애인의 두부(頭部)(이마)에 착용되는데 탄력밴드(100)에 부착된 기준편(110)이 시각장애인의 이동진행방향 즉, 이마의 정중앙에 위치되도록 착용한다. 그리고 본체(200a)는 시각장애인의 복부(腹部)에 착용되는데 이 또한 탄력밴드(100)의 착용방향과 동일하게 본체 (200a)가 시각장애인의 이동진행방향 즉, 배꼽부분에 위치되도록 착용한다. In such a configuration, first, in the case of the
이와 같이, 탄력밴드(100) 및 본체(200a)를 신체에 착용한 후 본체(200a)에 전원을 인가한 상태에서 이동 시 제어수단(60)에 의해 제어되는 장애물 감지수단(10) 및 방향감지수단(20) 중 방향감지수단(20)은 전자기유도현상을 이용하여 X축 및 Y축의 평면좌표로 표시되는 자기(磁氣)에너지인 위치좌표신호를 검출한다. As such, after the
검출된 위치좌표신호는 멀티플렉서(22)로 입력되어 증폭기(23)로 출력되는데 이때, 위치좌표신호는 X축 위치좌표신호 및 Y축 위치좌표신호로 이루어져 있어 멀티플렉서(20)는 X축 위치좌표신호 및 Y축 위치좌표신호가 교대로 출력되도록 한다. The detected position coordinate signal is input to the
증폭기(23)는 입력되는 위치좌표신호를 3배 증폭한 후 A/D변환부(24)로 출력한다. A/D변환부(24)는 입력된 아날로그신호인 위치좌표신호의 자기장세기를 12bit의 디지털신호로 변환하여 제어수단(60)으로 출력한다. The
제어수단(60)은 입력된 X축 위치좌표신호 및 Y축 위치좌표신호로 이루어진 위치좌표신호의 자기장값을 벡터분석하고, 그 벡터분석된 값을 기준으로 자북방향을 측정한다. The control means 60 vector analyzes the magnetic field value of the position coordinate signal composed of the input X-axis position coordinate signal and the Y-axis position coordinate signal, and measures the magnetic north direction based on the vector analyzed value.
이후, 측정된 자북방향을 참조하여 탄련밴드(100)의 내부에 15°의 등간격으로 배치된 기준 진동모터(51a) 및 방위표시 진동모터(51b)로 이루어진 24개의 진동모터 중 자북방향에 해당하는 임의의 하나의 진동모터로 신호가 출력되도록 제어하는 자북방위신호를 생성하여 자북방향선택용 멀티플렉서(52)로 입력한다. Subsequently, the magnetic vibration direction corresponds to the magnetic north direction among the 24 vibration motors including the
자북방향선택용 멀티플렉서(52)는 입력된 자북방위신호를 참조하여 도선으로 연결된 24개의 진동모터 중 자북방위를 가리키는 해당 진동모터로 자북방위신호를 출력하면 자북방위신호가 입력된 진동모터가 진동한다. When the magnetic
이때, 두부에 착용된 탄력밴드(100)의 기준편(110)의 진행방향이 시각장애인의 이동진행방향과 동일하기 때문에 시각장애인은 자신이 이동하고 있는 이동진행방향을 인지하면서 이동할 수 있다. 예를 들어, 자북방위신호가 입력된 해당 진동모터가 기준 진동모터(51a)를 기준으로 시계방향으로 8번째 방위표시 진동모터(51b)가 진동된 경우 그 진동된 8번째 방위표시 진동모터(51b)가 자북방향을 가리키는 진동모터로서 시각장애인은 자신이 이동하는 방향이 남서방향임을 알 수 있다. At this time, since the moving direction of the
상술한 위치좌표신호 검출부터 진동모터의 자북방향표시 까지의 일련의 과정은 0.2초 간격으로 수행된다. A series of processes from the above-described position coordinate signal detection to the magnetic north direction indication of the vibration motor are performed at 0.2 second intervals.
이와 동시에, 제어수단(60)은 장애물 감지수단(10)을 제어하여 거리를 감지한다. 먼저, 제어수단(60)의 제어하에 초음파송수신기(11)는 15°의 입체 각도로 방사되는 초음파를 발진하고, 전방의 물체에 반사되어 돌아오는 초음파를 감지하여 초음파 송수신 시간을 나타내는 초음파 송신신호 및 초음파 수신신호로 구성되는 거리감지신호를 생성하여 자동이득제어기(12)로 출력한다. At the same time, the control means 60 controls the obstacle detecting means 10 to detect the distance. First, under the control of the control means 60, the ultrasonic transmitter 11 oscillates ultrasonic waves radiated at a stereoscopic angle of 15 °, and detects the ultrasonic waves reflected by the object in front of the ultrasonic transmitter and the ultrasonic transmission signal indicating the time of transmission and reception and A distance sensing signal consisting of the ultrasonic reception signal is generated and output to the
자동이득제어기(12)는 입력된 신호인 초음파의 반사되는 상태에 다양한 크기를 가지는 거리감지신호의 크기를 일정크기로 조절한 후 일정크기로 증폭하여 신호검출기(13)로 출력한다. The
신호검출기(13)는 입력된 거리감지신호 중 초음파 수신신호가 문턱치신호 보다 큰지를 비교한다. 여기서, 문턱치신호라 함은 시각장애인의 전방에 장애물 존 재 시 반사되어 오는 초음파의 최소신호 강도를 뜻하는 것으로서 초음파 수신신호가 문턱치신호 보다 클 경우 시각장애인이 전방에 장애물이 존재한다는 것을 인식할 수 있게 경보음이 출력되도록 제어된다. The
신호검출기(13)는 초음파 수신신호가 문턱치신호 보다 큰 경우 거리감지신호를 초음파 수신신호로만 구성되는 장애물 감지신호로 가공 추출하여 펄스발생기(14)로 입력한다. When the ultrasonic signal is larger than the threshold signal, the
펄스발생기(14)는 입력된 장애물 감지신호를 수신시간에 해당하는 일정폭의 펄스로 변환 생성하여 제어수단(60)으로 입력한다. The
제어수단(60)은 초음파 수신신호와 송신신호의 시간간격을 측정하여 전방에 존재하는 장애물의 거리 간격에 따라 알람되는 경보음의 출력단속간격이 조절된 장애물감지 경보신호를 생성한 후 경보음 출력수단(40)으로 출력제어 함으로써 시각장애인이 전방의 장애물을 근접간격에 따라 인지할 수 있게 한다. The control means 60 measures the time interval between the ultrasonic reception signal and the transmission signal, generates an obstacle detection alarm signal in which the output intermittent interval of the alarm sound is alarmed according to the distance interval of the obstacle present in front, and then outputs the alarm sound. Output control by the
또한, 본 발명의 보행안내장치에 구비된 장애물 감지수단(10) 및 방향감지수단(20)은 시각장애인의 편의에 따라 선별적으로 구동되게 제어할 수 있다. 이를 위해, 본체(200a)에는 장애물 감지수단 구동, 방향감지수단 구동 및 장애물 감지수단 및 방향감지수단을 동시에 구동되도록 요청하는 모드 선택스위치가 구비되고, 그 구비된 모드 선택스위치를 조작하여 선별구동을 요청하면 제어수단(60)이 이를 인식하여 해당 선별구동에 따라 장애물 감지수단(10) 및 방향감지수단(20)의 작동을 제어할 수 있도록 프로그래밍화 되어진다. In addition, the
도 4는 본 발명의 실시예로서, 시각장애인이 거주하는 장소의 주변약도를 나 타낸 도면이다. Figure 4 is an embodiment of the present invention, a view showing a peripheral map of the place where the blind people live.
도 4를 참조하여, 거주지(300)에서 지하철까지의 이동경로(A)인 거리(이동구간으로서, A-1, A-2, A-3, A-4로 표시함)와 절대적인 기준점인 자북을 기준으로 한 방향을 암기한 시각장애인이 거주지(300)에서 지하철까지 이동하고자 거주지(300)를 나온 경우 시각장애인의 방향은 남쪽으로서 탄력밴드(100)에 장착된 복수의 진동모터 중 기준편(110)에 대응하는 기준 진동모터(51a)를 기준으로 하여 시계방향으로 12번째 방위표시 진동모터(51b)가 진동되어 자북방향을 알림으로써 시각장애인은 전방의 방향이 남쪽임을 인지한다. Referring to FIG. 4, the distance (the moving section, indicated by A-1, A-2, A-3, A-4, which is a moving route A) from the
이후 암기한 방향을 참조하여, 12번째 방위표시 진동모터(51b)의 진동에 의해 인지한 자북 기준 방향에 따라 동쪽으로 돌아 암기한 거리인 [A-1] 이동구간까지 이동한다. 이때, 자북방향을 가리키는 진동모터는 18번째 방위표시 진동모터(51b)이다. 또한, 자북방향을 안내하는 진동모터는 0.2초 간격으로 진동되기 때문에 시각장애인은 다른 방향으로의 이탈 없이 가고자 하는 동쪽방향을 정확하게 인지하면서 이동할 수 있다. Thereafter, with reference to the memorized direction, the vehicle moves to the moving section [A-1], which is a memorized distance, moving eastward according to the magnetic north reference direction recognized by the vibration of the 12th azimuth
시각장애인은 [A-1] 이동구간까지 이동한 후 암기한 방향을 참조하여, 18번째 방위표시 진동모터(51b)의 진동에 의해 인지한 자북 방향 기준에 따라 남쪽으로 돌아 암기한 거리인 [A-2] 이동구간까지 이동한다. The visually impaired person moves to the [A-1] moving section and refers to the memorized direction, which is a distance memorized to the south according to the magnetic north direction reference recognized by the vibration of the 18th azimuth display vibration motor 51b. -2] Move to the moving section.
이때, 본체(200a)는 [A-2] 이동구간에 존재하는 장애물(500a)을 인지하고 이를 시각장애인이 장애물(500a)에 근접하고 있는 거리간격에 따라 경보음을 달리 하여 출력한다. 이로 인해, 시각장애인은 전방의 장애물(500a)과 자신과의 거리간격 을 인지할 수 있어 적당한 거리에서 장애물(500a)을 우회할 수 있다. At this time, the
시각장애인은 장애물(500a) 우회 시 우회방향을 숙지하지 않아도 탄력밴드(100)에 등간격을 장착된 복수의 진동모터 중 하나가 소정간격마다 자북방향을 알려주고 있기 때문에 장애물(500a) 우회 후 진동하는 진동모터를 참조하여 암기하고 있는 [A-2] 이동구간의 진행방향(남쪽방향)으로 이동하면 된다. 이후 이동구간인 [A-3], [A-4] 구간도 상술한 과정과 동일한 과정으로 반복하여 이동한다. The visually impaired person may vibrate after bypassing the
또한, 시각장애인이 거주하고 있는 거주지(300)의 주변 도로(골목길)는 상술한 이동경로(A)인 90°의 방향회전을 가지는 도로 뿐만 아니라 거주지(300)에서 시장까지의 이동경로(B) 중 [B-2] 이동구간에서 [B-3] 이동구간으로 이동시와 같이 북쪽에서 남동쪽으로 330° 회전해서 가야하는 도로가 있는 경우에도 탄력밴드(100) 내부에 장착된 진동모터가 15° 간격마다 배치되어지기 때문에 자북방향을 기준으로 정확한 이동방향을 안내 받아 시각장애인은 다른 방향으로 이탈하는 것 없이 정확한 방향으로 회전할 수 있다. 또한, [B-3] 이동구간 이후에 존재하는 다른 장애물(500b)도 상술한 과정과 동일한 과정을 통하여 시각장애인은 전방의 장애물(500b)을 인지하고 이를 우회하면서 목적지까지 이동할 수 있다. In addition, the peripheral road (alley road) of the
도 5는 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 구성하는 본체와 방향안내부가 모자에 일체로 장착된 것을 나타낸 도면이다. 5 is a view showing that the main body and the direction guide portion constituting the pedestrian guide device for the visually impaired is integrally mounted to the hat.
도 5를 참조하여, 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치는 착용이 간편하도록 모자(400)에 일체로 부착하여 사용할 수 있다. Referring to Figure 5, the walking guide device for the visually impaired of the present invention can be used integrally attached to the
즉, 모자(400)의 전방 중앙에 본체(200b)를 부착시키고, 부착된 본체(200b) 의 하부에 방향안내수단(50)을 부착한다. That is, the
이때, 방향안내부(50)를 구성하는 진동모터부(51)인 1개의 기준 진동모터(51a)와 23개의 방위표시 진동모터(51b) 중 기준 진동모터(51a)는 시각장애인의 이동진행방향인 모자(400)의 전방 중앙에 위치하고, 모자 둘레를 따라 15°간격으로 배치된다. 또한, 모자(400)에는 상술한 기준편(110)이 부착되지 않는데 이는, 모자챙이 기준편(110)의 기능을 수행하기 때문이다. At this time, one of the
또한, 본 발명의 시각장애인용 보행안내장치를 구성하는 본체는 전동휠체어에도 부착하여 사용할 수 있다. In addition, the main body constituting the pedestrian guide device for the visually impaired of the present invention can be attached to the electric wheelchair.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 시각장애인에게 특정위치정보를 자북방향을 기준으로 공유할 수 있도록 제공하여 시각장애인들 간에 위치정보의 공유를 용이하게 할 뿐만 아니라 전방에 장애물이 존재하는 경우 이를 시각장애인에게 안내하여주는 효과를 발휘한다. As described above, the present invention provides to the visually impaired to share specific location information based on the magnetic north direction to facilitate the sharing of location information among the visually impaired, as well as to visualize the presence of obstacles in front of the visually impaired. Effectively guide the disabled.
또한, 시각장애인이 거리 및 방향을 암기한 위치로 이동 시 전방에 존재하는 장애물의 존재를 안내함과 더불어 절대적인 기준점(자북)을 기준으로 한 정확한 방향도 0.2초 간격마다 안내하여 줌으로써 특정 위치로 이동 중 전방에 존재하는 안내물로 인해 다양한 방향으로 회전하여도 그 회전된 방향을 계속 인지할 수 있어 방향성을 상실하지 않고 목적지까지 정확하게 이동하는 효과도 있다. In addition, when the visually impaired person moves to a location memorized distance and direction, it notifies the presence of obstacles in front and moves to a specific position by guiding the accurate direction based on the absolute reference point (magnetic north) every 0.2 seconds. Due to the guides present in the front, even if rotated in various directions can continue to recognize the rotated direction, there is also the effect of accurately moving to the destination without losing the direction.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040076563A KR20060027669A (en) | 2004-09-23 | 2004-09-23 | Device of walking guidance for a blind person |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020040076563A KR20060027669A (en) | 2004-09-23 | 2004-09-23 | Device of walking guidance for a blind person |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060027669A true KR20060027669A (en) | 2006-03-28 |
Family
ID=37138643
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KR1020040076563A KR20060027669A (en) | 2004-09-23 | 2004-09-23 | Device of walking guidance for a blind person |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20060027669A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100792041B1 (en) * | 2007-05-03 | 2008-01-04 | 인하대학교 산학협력단 | A system for guiding an obstacle avoidance direction including a plurality of senses |
KR102055373B1 (en) * | 2018-06-12 | 2020-01-22 | 호서대학교 산학협력단 | Smart bands for the visually impaired and control method thereof |
-
2004
- 2004-09-23 KR KR1020040076563A patent/KR20060027669A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100792041B1 (en) * | 2007-05-03 | 2008-01-04 | 인하대학교 산학협력단 | A system for guiding an obstacle avoidance direction including a plurality of senses |
KR102055373B1 (en) * | 2018-06-12 | 2020-01-22 | 호서대학교 산학협력단 | Smart bands for the visually impaired and control method thereof |
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