KR20070008772A - 시각장애인을 위한 화상인식 보행 보조장치 - Google Patents

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KR20070008772A
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Abstract

본 발명은 시각장애인용 보행안내장치에 관한 것으로, 화상정보를 얻기 위한 카메라와 획득된 화상정보를 처리하는 디지털프로세서 보드를 포함한 제어부와 데이터 처리를 통해 얻어진 위치 또는 방향 정보와 거리를 본 발명의 장치를 잡고있는 사람의 손에 전달하기 위한 3개의 진동부를 각각 구비하고있는 손전등 형태의 장치로서,
주로 바닥에 부설된 점자블럭을 검색 및 인식하여, 그 방향과 위치를 알려줌으로써 지팡이를 사용하는 것에 비해 거리에 대한 제약이 적고, 자동으로 점자블럭을 인식함으로써 보다 빠른 판단이 가능하다.
비전,화상인식,시각장애인,위치안내

Description

시각장애인을 위한 화상인식 보행 보조장치 {A stick with vision recognition for the blind}
도1은 본 발명의 장치형상의 사시도를 보인 도면,
도2는 본 발명의 장치의 내부 구성을 보여주는 도면,
도3은 본 발명의 진동전달부의 구성을 보여주는 도면,
도4는 본 발명의 실시예로서 대략적인 점자블럭의 존재 및 위치를 찾아내는것을 나타낸 도면
도5는 본 발명의 실시예로서 직진을 표시하는 점자블럭을 인식하는것을 나타낸 도면
도6는 본 발명의 실시예로서 정지을 표시하는 점자블럭을 인식하는것을 나타내 도면
도7은 본 발명의 실시예로서 점자블럭이 없는 일반적인 인도에서 길의 대략적인 방향과 차도의 인식을 나타낸 도면
- 도면에 표시된 부호의 간략한 설명
100 : 카메라, 200 : 외부케이스,
301 : 우회전 진동판, 302 : 직진 진동판, 303 : 좌회전 진동판
311 :우회전 진동모터, 312 :직진 진동모터, 313 :좌회전 진동모터(미도시)
400 : 회로기판
501 : 베터리 502 : 뒷면커버
[도4.a] : 점자블럭을 포함하는 길의 원본 영상
[도4.b] : 영상처리를 통해 최종 인식된 점자블럭의 위치
[도5.a] : 점자블럭의 정지신호 원본 영상
[도5.b] : 최종 처리된 정지신호
[도6.a] : 점자블럭의 직진신호 원본 영상
[도6.b] : 최종 처리된 직진신호
[도7.a] : 점자블럭이 없는 길의 원본 영상
[도7.b] : 에지(edge)검색 및 차선검색을 통한 최종 이미지
701 : 차선이 검출된 영역
702 : 길의 방향 및 휘어진 정도를 알 수 있는 에지 (주방향 에지)
본 발명은 시각장애인용 보행안내장치에 관한 것으로, 특히 전방에 카메라를 장착하여 화상정보를 획득하고 내부에 장착된 디지털신호처리 프로세서와 컨트롤러를 통해 화상정보를 분석하여 시각장애인에게 통지해주어 안전한 보행을 돕는 시각 장애인용 보행안내장치에 관한 것이다.
일반적으로 현재 개발되고 있는 보행안내장치와 관련된 기술로는 초음파센서또는 자기 및 레이저센서를 이용한 고안이 많이 있으며, 상용화 되어 있는 장치들도 있다.
또한 GPS를 이용한 시각장애인용 위치안내시스템이 꾸준히 출원되고 있으며, 최근들어 RFID 태그를 점자블럭등에 설치하고, 리더기를 이용하여 그 정보를 읽어들여 위치를 확인하여 정보를 전달하는 장치들도 출원되고 있는 추세이다.
특히, 본 발명에서의 기술분야인 화상인식을 이용한 시각장애인용 위치정보안내시스템의 경우는 대부분 화상인식에 대한 기술적 실현성보다, 단순히 기존 정보안내시스템인 GPS 및 RFID태그 등에 더불어 화상인식을 이용하여 종합적인 위치정보를 전달한다는 원대한 목표만을 제시하는 발명들이 출원되고 있는 추세이다.
이는 아직 화상인식 기술이 실외의 일상생활에 대한 정보들을 인식하기에 여전히 많은 기술적 문제가 존재하는데에도 불구하고, 단순히 개념적으로 화상인식에 대해서 일반인이 눈을 통해 정보를 획득하는 수준을 요구하는 경우이다.
본 고안은 화상인식을 이용한 기술적 실현성에 중점을 둔 시각장애인용 보행 안내장치로서 기존의 지팡이를 대체하기 위한 목적을 가진다.
들고다니기 편리하도록 작은 손전등 형태의 외관에 카메라와 DSP보드 및 진동장치 등을 구비하고, 사용자가 카메라를 향하고 있는 방향에 대해서 입력되는 영상에서 점자블럭을 검색 및 인식하여 그 위치 및 정보를 진동의 주기 및 세기 등으로 표현하여 사용자에게 전달하거나 필요에따라 음성으로 송출하고, 추가적으로 도로의 차선과 점자블럭이 없는경우 도로 자체의 휘어진 정도를 감지하여 전달해줌으로써 보행자가 보행을 위한 정보들을 감지할 수 있도록 하는것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 영상정보를 취득하기 위한 카메라와, 카메라에서 취득된 영상정보에서 원하는 정보를 검색하고 인식하기 위한 디지털프로세싱(DSP)보드를 포함한 제어부와, 영상처리 결과에 따른 결과를 사용자에게 알려주기 위한 다수개의 진동부 및 음성신호 출력단자를 포함한 것을 특징으로 한다.
도면을 통해 본 발명의 실시예를 살펴보면 아래와 같다.
도1은 본 발명의 손전등형 장치를 도시화한 것으로 전면부에 카메라(100)를 장착하고, 손잡이 부분에 우회전,직진,좌회전을 표시하는 진동판(301,302,303)을 구비하여 시각장애인이 세개의 진동판을 모두 손에 닿은 상태로 파지하여 세 진동판의 진동을 느낌으로써 정보를 습득할 수 있도록 구성되어 있다.
도면에서 보여주는 발명의 장치는 한개의 카메라를 사용하고 있으나, 스테레오 카메라(두개의 카메라 조합)를 이용하여 3차원 영상을 획득하여 처리할 수도 있다.
또한 본 발명의 장치는 손전등 형태 뿐만 아니라, 제어부 및 카메라를 장갑의 손등부위에 장착하고, 각 손가락의 끝 부분에 진동판을 장착하여 장갑형 등의 변형 또한 가능하다.
도2 및 도3은 본 발명의 장치에 대한 내부 구조를 보여주는 도면으로써 카메라(100)에서 취득된 영상정보는 디지털 신호처리(DSP) 보드가 내장된 컨트롤러 회로(400)에 입력되며, 처리된 정보를 바탕으로 컨트롤러(400)는 각각의 진동판(301,302,303)에 부착되어 진동을 발생시키기 위한 각각의 진동모터(311,312,313(미도시))를 작동시켜 진동을 발생시키는데, 주로 진동의 세기를 통해 거리를 표현하고, 진동의 주기 및 조합을 이용하여 방향과 기타 정보들을 표현하게 된다.
본 발명의 장치는 필요에 따라 음성신호를 출력하여 위치정보를 전달 하기 위한 음성신호 송출부를 구비할 수도 있다.
시각장애인은 본 발명의 장치를 이용하여 주위를 비추면, [도4.a]에서와 같이 영상정보가 취득되게 되고, 영상 내부에서 [도4.b]에서와 같이 영상처리를 통하여 점자블럭의 위치를 일차적으로 파악하여 그 방향과 거리를 사용자에게 전달해준다.
점자블럭에 가까이 접근했을때, [도5.a] 또는 [도6.a]와 같이 점자블럭의 영상을 획득하여 [도5.b] 또는 [도6.b]에서처럼 블럭의 모양을 영상처리를 통해 파악하고, 패턴매칭 기술을 이용하여 직진 표시인지, 정지 표시인지를 판단하여 사용자에게 전달해 준다.
[도7.a]와 같이 영상의 내부에 점자블럭이 없을 경우 영상처리를 통해 영상의 에지 정보들을 분석하여, 길의 주된 방향을 할 수 있는 에지(702)를 찾아내어, 그 에지의 굽은 정도등을 이용하여 길의 대략적인 형상을 사용자에게 전달 해 줄 수 있으며, 영상내에서 검은 바탕의 흰색 또는 노란색등의 선을 감지하여 차선(701)을 판단할 수 있으며, 이를 사용자에게 전달하여 차도 내로 시각장애인이 진입하는것을 막을 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 시각장애인용 보행안내장치에 따르면, 기존의 지팡이를 사용하여 점자블럭의 형태를 확인하는 단순한 인식에서 탈피하여, 기존에는 불가능했던 원거리에 있는 점자블럭의 위치을 확인하고 그곳으로 다가갈수 있으며, 점자블럭을 단순히 비추는 것만으로 그 형태를 확인할 수 있어 인식 시간이 단축되며, 점자블록이 없는 길에서도 대략적인 길의 형태를 인지할 수 있으며, 차선의 위치를 인식하여 안내하여 도로에 진입하지 않도록 함으로써 보행을 보다 편리하고, 안전하며, 신속하게 할 수 있는 효과를 보인다.

Claims (4)

  1. 영상획득을 위한 카메라와, 획득된 영상정보에서 유용한 정보를 추출 및 인식하기 위한 디지털프로세서 보드를 포함한 컨트롤러와, 추출된 정보를 사용자에게 전달하기위한 다수개의 진동판을 구비한 것을 특징으로 하는 시각장애인을 위한 화상인식 보행 보조장치
  2. 제1항에 있어서 카메라가 한 손에 잡히는 크기의 원통형 또는 각기둥형 몸체의 전면부에 장착되고, 진동부가 몸체의 표면에 직진 및 좌,우회전 화살표의 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 시각장애인을 위한 화상인식 보행 보조장치
  3. 제 1항에 있어서 카메라부와 제어부가 손등 또는 손목 부위에 위치하고, 진동부를 장갑의 손가락 부위에 위치시킴으로써 장갑형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 시각장애인을 위한 화상인식 보행 보조장치
  4. 제 1항에 있어서 추출된 정보를 전달하는 진동부의 진동형태가 우회전,좌회 전,직진으로 구성된 진동판에서,
    추출된 대상의 위치를 나타내는 벡터를 오른쪽,왼쪽,정면 방향의 성분으로 분리하여 각각의 크기만큼 진동의 크기가 조절되고,
    해당 정보의 종류는 진동의 주기를 조절함으로써 표현하는 것을 특징으로 하는 시각장애인을 위한 화상인식 보행 보조장치
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20160018889A (ko) * 2014-08-07 2016-02-18 경북대학교 산학협력단 점자블럭 음성안내장치 및 촬영영상에서의 점자블럭 인식방법
KR101708144B1 (ko) * 2016-01-12 2017-02-17 한국해양대학교 산학협력단 시각 장애인을 위한 점자블록 패턴 인식 시스템이 구비된 지팡이

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