KR20090000115A

KR20090000115A - 모바일 알에프아이디를 이용한 시각장애인 길안내 시스템및 그 방법

Info

Publication number: KR20090000115A
Application number: KR1020070000735A
Authority: KR
Inventors: 손병락; 신동윤; 신승찬; 김중규; 강민구
Original assignee: 손병락
Priority date: 2007-01-03
Filing date: 2007-01-03
Publication date: 2009-01-07

Abstract

본 발명은 모바일 RFID를 이용한 길안내 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 시스템 구성은 RFID 태그, RFID 안테나, RFID 리더, 모바일 단말기, 관리 서버로 구성된다. RFID 태그는 사용자의 현재 위치를 파악하고, 목적지까지 길안내를 하기 위해 시각장애인용 유도블록 밑면에 장착하고, RFID 안테나는 시각장애인 지팡이 끝 부분에 장착되어 유도블록에 장착되어 있는 RFID 태그의 정보를 수신하고, RFID 안테나를 통해 수신한 RFID 태그 데이터는 모바일 단말기 내부 및 외부에 장착되어 있는 RFID 리더를 이용하여 분석된다. RFID 리더에 의해 분석된 태그 정보는 모바일 단말기를 이용하여 관리 서버와 통신하여 현재 위치를 파악한다. 사용자가 이동하고자 하는 목적지를 음성, 문자입력, 미리 저장된 단축번호 등을 모바일 단말기에 입력하고 관리 서버에 전송하면, 관리 서버는 목적지까지 최적 경로를 계산하여 모바일 단말기로 전송하는 방법으로 운영된다.

본 발명의 목적은 실내 또는 실외에서 사용자가 현재 위치에서 이동하고자 하는 목적지까지 최적의 경로를 분석하여 그 정보를 제공하는 것이 목적이다. 또 다른 목적은 시각장애인과 같은 이용자가 현재의 위치를 알고자 할 때 태그 정보를 이용하여 현재의 위치를 파악할 수 있다. 또 다른 목적은 기존 시스템에서 제공하지 못한 실내외에서 사용자에게 정확한 위치 정보를 제공하여 경로 이탈과 같은 위험에 노출되는 것을 최소화하는데 목적이 있다.

RFID, 시각장애인, 길안내시스템, 모바일 RFID, 유도블록, 모바일 단말기

Description

모바일 알에프아이디를 이용한 시각장애인 길안내 시스템 및 그 방법{The blind people road-guide system and mathod used mobile RFID}

도 1은 대표도

도 2는 시각장애인용 지팡이 내부 구조 및 리더기 연결에 관한 실시 예1

도 3은 시각장애인용 지팡이 내부 구조 및 리더기 연결에 관한 실시 예2

도 4는 시각장애인용 지팡이 내부 구조 및 리더기 연결에 관한 실시 예3

도 5는 시각장애인용 지팡이 내부 구조 및 리더기 연결에 관한 실시 예4

도 6은 모바일 RFID 리더를 간략하게 도식화한 것이다.

도 7은 시각장애인 길안내 시스템의 적용 예시

도 8은 시각장애인 길안내 시스템 알고리즘

본 발명은 모바일 RFID를 이용한 시각장애인 길안내 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시각장애인들이 실내 및 실외에서 원하는 장소로 이동 하기 위해 필요한 안전한 경로 정보를 모바일 RFID를 이용하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

시각장애인을 위한 보조기구로 시각장애인용 지팡이가 있으나, 이는 오랜 기간의 훈련이 필요하고, 또한 장애물 등의 감지 정보가 부족하여 시각장애인이 조그만 방심에도 상해를 입는 경우가 다반사이다. 이를 보완하기 위한 장치 및 방법들이 많이 개발되었다.

대한민국 공개특허공보 특 2002-0006334호의 "시각 장애인을 위한 안내 시스템"은 도시의 곳곳에 설치하며 내장된 고유의 RF 신호를 반사/송출하는 신호저장기와 신호저장기의 RF신호를 수신하여 해당 위치의 정보를 분석한 후, 이를 이어폰을 통하여 시각 장애인에게 음성신호로 전달하는 안내장치로 구성된다. 그러나 상기 안내 시스템을 받기 위해 필요 이상의 장비를 시각장애인이 지니고 다녀야 하는 불편함이 있으며, 도시 전체가 연동해야 하기 때문에 실현 가능성에 문제가 있다.

대한민국 공개특허공보 특 2005-0019948호의 "이동통신 단말기의 시각장애인용 길 안내 장치 및 방법"은 이동통신 단말기에 GPS 수신기와 지자계센서를 장착하여 앞을 볼 수 없는 시각장애인에게 길을 안내하는 이동통신 단말기의 시각장애인용 길안내 장치 및 방법에 관한 것이다. 그러나 GPS의 특성상 시각장애인이 실내로 들어갔을 경우 사용이 불가능하다는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 특 2006-0008106호의 "시각 장애인을 위한 보행 안내 장치 및 그 방법"은 시각 장애인을 위한 보행 안내 기능을 갖는 모바일 단말기 및 개인 휴대정보 단말기는 카메라가 탈착되는 단말기에서 카메라를 통해 인도에 설치 된 유도블록을 촬상하고, 상기 촬상된 영상 데이터를 분석하여 유도블록이 정지블록인지 진행블록인지를 검출하고, 검출된 결과를 시각 장애인에게 알려줌으로써, 시각장애인은 편리하고 안전하게 보행을 할 수 있는 것이다. 그러나 유도블록을 촬상하기 위해 항시 카메라를 유도블록이 있는 곳에 맞춰야 하며 시각장애인은 앞이 보이지 않기 때문에 정확하게 이를 촬상하는 것은 어려움이 따른다. 또한, 촬영한 데이터를 분석하고 이를 알려주기 위해 영상처리 시간이 많이 걸리며, 이를 영상처리를 위한 단말기가 고성능이어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점들을 보완하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 시각장애인이 목적지로 이동하기 위해 보다 편리한 방법을 제시하고, 항시 위험물에 노출되어 있는 시각장애인들을 보호하기 위해 모바일 RFID를 이용하여 목적지까지 도달하는데 필요한 위치정보를 획득하고 사용자에게 음성 또는 진동정보로 이용하여 장애물 정보뿐만 아니라 사용자의 절대 위치와 이동 경로를 제시할 수 있는 실내 및 실외에서 이용 가능한 길안내 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 발명의 구성 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

도 1은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표도 이다. 모바일 RFID(22)는 RFID 태그(10), 지팡이 안테나(11), RFID 리더(12) 그리고 단말기(13)으로 구성된다. RFID 태그는 시각장애인용 유도블록에 장치되고, 시각장애인용 지팡이에 장치되어있는 지팡이 안테나(11)는 태그의 정보를 수신하고, 단말기(13)에 장치되어 있는 RFID 리더(12)에게 태그 정보를 전송한다. 이때 지팡이 안테나(11)는 연장 케이블을 통해 RFID 리더(12)와 연결된다. 단말기(13)는 시각장애인에게 길안내 서비스를 음성 또는 진동을 사용하여 정보를 제공한다.

관리서버는 ONS Server(19), Mobile Server(20), Web Server(21)로 구성된다. ONS Server(19)는 RFID 태그 정보와 지리 정보를 연동시키다. Mobile Server(20)는 모바일 RFID(22)와 연동하고 모바일 RFID가 수집한 RFID 태그 정보를 기반으로 시각장애인의 현재 위치를 판단하고, 최종 목적지 정보를 입력할 경우 최단 경로를 계산한다. Web Server(21)는 보호자가 시각장애인의 현재위치와 같은 정보를 제공하기 위한 서버이다. 이를 통합하는 관리서버(23)는 시각장애인의 현재 위치와 최종 목적지까지 최단경로를 계산한다. 모바일 RFID(22)와 관리 서버(23) 사이의 통신은 공중통신망(18)을 통해 이루어진다. 시각 장애인은 길안내를 받기 위해 이동통신망(18)을 이용하여 Mobile Server(20)에 접속하여 필요한 데이터를 전송받게 되며, 길안내에 필요한 데이터를 전송받기 위해 ONS Server(19)에 접근한다. Web Tracer(17)는 시각 장애인 보호자(16)가 만일을 대비하여 시각장애인의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 도와줄 수 있으며, 이는 Web Server(21) 및 Mobile Server(20)와 연동하여 서비스가 이루어진다.

도 6은 시각장애인의 현재 위치를 파악하거나 최종 목적지까지 길안내 서비스를 제공하기 위해 RFID 태그(10)를 시각장애인용 유도블록에 설치하는 도면이다. RFID 태그 설치방법은 간단하게 시각장애인용 유도블록의 뒷면(26)에 장치하여 설치하는 방법과, 시각장애인용 유도블록 생산시 유도블록 내부에 삽입(27)시키는 방법으로 장치할 수 있다.

도 2는 시각장애인 지팡이의 내부 구조 및 RFID 리더 연결에 관한 실시 예다. RFID 태그(31)는 도 6에서 설치 예에서 시각장애인 유도블록(30)에 장착되고, 시각장애인 지팡이의 최하단부에 안테나(32)를 삽입하고, 안테나(32)와 RFID 리더(35)는 안테나케이블(33)로 연결된다. 단말기(36)와 RFID 리더(35)를 직접 연결하기 위해 표준 24pin 케이블을 사용한다. 도 3, 도 4, 도 5는 상기 제시한 실시 예의 다른 실시 예로, RFID 리더(35)의 위치가 단말기(36)와 지팡이 사이, 지팡이 최상단부에 내장, 마지막으로 단말기(36)에 내장되는 형태로 구성된다.

도 7은 RFID 리더를 간략하게 도식화한 것으로, 안테나로 전력과 데이터를 전달하기 위한 전력 증폭기와 주파수 상향 혼합기, 태그로부터 안테나에 수신된 응답신호를 복원하기 위한 저잡음 증폭기와 아날로그 신호처리부로 구성되는 RF/Analog IC(40)부와 디코더, 인코더, 클록 발생회로, 메모리, 호스트 인터페이스 등으로 구성되는 Digital IC(DSP)(41)부, 그리고 외부 확장이 가능한 안테나(42)부로 이루어진다. 이렇게 구성된 RFID 리더의 Analog IC(40) 및 Digital IC(41)부는 RF 리시버로부터 복조 된 태그의 정보를 해석하기 위한 부분으로 미약한 신호로 수신된 아날로그 신호를 증폭, 필터, 트리밍하여 디지털 신호로 해석 가능하도록 정 형화하고, 디지털 신호로서 정보를 분석하고 CRC 등의 비료를 통하여 정확한 정보를 취득하여 저장 또는 호스트에 보낸다. Digital IC(41)부의 HOST IF(호스트 인터페이스)에서는 태그로부터 수신하고 분석된 정보를 응용 프로그램에서 활용될 수 있도록 호스트에 접속하도록 도와주며, 단말기의 24pin 커넥터, RS-232, RS-422 등의 인터페이스를 제공하며, 필요에 따라 Ethernet 등의 호스트 인터페이스를 제공하게 함으로써 TCP/IP 네트워크를 이용한 인터넷과의 접속도 가능하다.

도 8은 본 발명의 적용 예이다. 시각장애인용 유도블록에 장치될 RFID 태그는 알림형 태그(50)와 방향 표시 태그(51)로 구분된다. 위치 표시용 유도 블록(53)은 알림형 태그와 연동시키고, 계단, 건널목과 같은 위치정보를 제공하거나 길의 분기점에 장치한다. 도로가 분기 될 경우 네 가지 방향으로 표시할 수 있다. 따라서 태그에는 직진, 후진, 좌회전, 우회전 네 가지 방향 정보를 부여하며, 알림형 태그에 대한 방향 정보는 관리 서버(23)의 ONS Server에 저장된다. ONS Server에는 각 방향의 다음 알림형 태그 ID 및 거리 정보를 저장한다. 방향 표시용 유도블록(52)은 두 방향을 지닌다. 따라서 태그 역시 임의의 방향 직진, 후진 정보를 부여한다. 마찬가지로 태그에는 고유 ID를 기록하고, ID에 대한 방향 및 거리 정보는 관리 서버(23)의 ONS Server에 저장된다. ONS Server에는 직진, 후진의 다음 알림 태그(50)의 ID 및 각 방향 다음 알림 태그(50)까지의 거리 정보를 저장한다.

도 9는 본 발명에서 제안하는 길안내 시스템의 알고리즘으로써, 시각장애인이 길안내 서비스를 받기 위해 단말기를 이용하여 목적지를 입력(60)한다. 목적지를 입력받은 Mobile Server(20)는 현재 위치와 목적지까지 경로탐색(61)을 시작하 고, 탐색 된 경로들 중 다익스트라 최단경로 알고리즘을 이용(62)하여 최단경로를 계산(63)한다. 계산된 최단경로는 단말기를 통해 음성으로 안내(64)된다. 이때 사용자는 계산된 최단경로를 사용할지 결정하고(65) 사용자가 원하지 않을 경우 경로 재탐색(68)이 이루어진다. 최단경로를 선택하면 경로 정보를 단말기로 다운로드 받는다(66). 사용자는 경로 정보를 이용하여 안내(67)를 받으며 이동하게 된다. 시각장애인이 이동하면서 지팡이와 모바일 RFID 리더를 이용하여 유도블록 바닥에 장치되어있는 RFID 태그를 인식하기 시작한다. 이때 태그의 인식 여부 판독 중 인식이 되지 않았을 때, 시각장애인이 경로에서 이탈했는지 확인하게 되고(70), 이탈했을 경우 경고음 또는 진동이 발생 되어(71) 시각장애인에게 알려준다. 경로 이탈이 확인되면 경고음 또는 진동 발생과 동시에 경로 재설정 또는 시각장애인이 설정된 경로로 재진입(72)할 수 있도록 유도한다. 경로를 이탈하지 않았음에도 불구하고 태그를 인식하지 못했을 경우 태그의 재인식(73)이 이루어지며, 재인식에도 실패할 경우 읽지 못한 태그는 무시하게 된다. 이때 무시하는 이유는 사용자가 이동중에 태그를 인식하기 위해 읽지못한 태그를 읽기 위해 돌아서 가는 경우를 배제시키고, 이 때문에 발생할 사고에 대비하기 위함이다. 또한, 음성 안내를 통해 앞으로 거리 및 현재 위치를 알려주기 때문에 사용자가 지나칠 수도 있어서이다. 경로를 따라 태그의 인식이 제대로 이루어질 경우 음성 또는 진동을 통한 길안내(75)가 이루어지고, 사용자가 목적지 도착시 안내는 종료(76)된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 모바일 RFID를 이용한 시각장애인 길안내 시스템 및 그 방법에 의하면, 현재 사용자의 위치, 목적지까지의 최단 경로를 단말기를 이용하여 음성 및 진동으로 제공받을 수 있으므로 시각 장애인들이 원하는 목적지까지 안전하고 효율적인 경로를 이용하여 도착할 수 있으며, 이는 시각장애인의 지팡이나 맹인견 이상의 도움을 줄 것으로 보인다. 또한, 보호자는 Web Server 또는 Mobile Server를 이용하여 시각장애인의 현재 위치를 실시간 파악할 수 있기 때문에 불의의 사고를 예방하고, 사고 발생시 신속한 조치가 가능하다.

Claims

상기 시스템에서 RFID 태그 정보를 읽어 들이는 지팡이 안테나와 RFID 리더,

상기 리더가 읽어들인 정보를 바탕으로 길안내를 하는 모바일 RFID 장치.
상기 시스템에서 RFID 태그를 시각장애인용 유도블록 뒷면과 유도블록 내부에 삽입하여 설치하는 방법.
상기 시스템에서 시각장애인의 현재 위치정보와 시각장애인이 최종 목적지까지 최단경로를 계산하는 Mobile Server와, 상기 시스템에서 최단경로 알고리즘을 사용하여 최단경로를 계산하여 단말기에 다운로딩 시키는 방법과, 상기 시스템에서 다운로딩된 데이터를 현재 위치에서 최종 목적지까지 길안내하는 방법.
상기 시스템에서 모바일 RFID와 관리서버를 포함하는 시스템을 구축하는 방법.