KR20120081529A - 시각장애인용 전방 감시 장치 및 방법 - Google Patents

시각장애인용 전방 감시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시각 장애인용 전방 감시 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치는 신발의 밑창에 위치되어 압력을 감지하는 압력 감지 센서; 상기 신발의 앞단 부분에 위치되며, 상기 신발의 전방을 스캔하는 전방 감지 센서; 상기 전방 감지 센서와 연결되며, 상기 전방 감지 센서에 전원을 공급하는 제 1 전원 장치; 상기 압력 감지 센서로부터 압력 감지 신호를 수신하면, 상기 전방 감지 센서로 상기 신발의 전방을 스캔하도록 제어하는 제어장치; 상기 제어장치와 연결되며, 상기 제어장치에 전원을 공급하는 제 2 전원 장치; 및 상기 전방 감지 센서에 의해 감지된 상기 신발의 전방에 존재하는 물체의 감지 신호에 대응하여 상기 제어장치로부터 경보 신호를 무선 방식으로 수신하여 경보를 발하는 경보 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

시각장애인용 전방 감시 장치 및 방법{Apparatus and Method of Watching Front for Blind Person}
본 발명은 시각장애인용 전방 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 신발에 장착된 압력 감지 센서와 전방 감시용 센서를 사용하여, 전방에 위치된 물체가 감지되면 감지된 정보 데이터를 음성 신호 또는 진동 신호 등으로 변환시켜 시각 장애인에게 전달해 줌으로써, 시각장애인이 실내 또는 실외에서 단독으로 보행이 가능하고, 또한 보행 시에 사고의 위험을 방지할 수 있는 시각장애인용 전방 감시 장치 및 방법에 관한 것이다.
시각 장애인들은 사물을 보고 인식할 수 있는 시력이 극히 약하거나 사물이 보이지 않아 소리나 감각에 의존하여 보행할 수밖에 없어 실내 또는 실외에서 보행 시 여러가지 어려움을 겪고 있다. 최근에는 인도, 공원, 공공건물 등에 점자 블록을 설치하여 시각 장애인들의 안전 보행에 도움을 주고 있다.
그러나, 점자 블록이 설치된 장소가 충분하지 않을 뿐만 아니라, 점자 블록 등에 이물질이 끼거나 눈이 쌓이거나 또는 비가 와서 물이 고여 점자 블록의 돌기가 제대로 감지되지 않는 경우에는 여전히 보행에 어려움을 겪거나 사고를 당할 위험이 높다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 신발에 장착된 압력 감지 센서와 전방 감시용 센서를 사용하여, 전방에 위치된 물체가 감지되면 감지된 정보 데이터를 음성 신호 또는 진동 신호 등으로 변환시켜 시각 장애인에게 전달해 줌으로써, 시각장애인이 실내 또는 실외에서 단독으로 보행이 가능하고, 또한 보행 시에 사고의 위험을 방지할 수 있는 시각 장애인용 전방 감시 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치는 신발의 밑창에 위치되어 압력을 감지하는 압력 감지 센서; 상기 신발의 앞단 부분에 위치되며, 상기 신발의 전방을 스캔하는 전방 감지 센서; 상기 전방 감지 센서와 연결되며, 상기 전방 감지 센서에 전원을 공급하는 제 1 전원 장치; 상기 압력 감지 센서로부터 압력 감지 신호를 수신하면, 상기 전방 감지 센서로 상기 신발의 전방을 스캔하도록 제어하는 제어장치; 상기 제어장치와 연결되며, 상기 제어장치에 전원을 공급하는 제 2 전원 장치; 및 상기 전방 감지 센서에 의해 감지된 상기 신발의 전방에 존재하는 물체의 감지 신호에 대응하여 상기 제어장치로부터 경보 신호를 무선 방식으로 수신하여 경보를 발하는 경보 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 시각 장애인용 전방 감시 방법은 a) 신발의 밑창에 위치된 압력 감지 센서를 이용하여 미리 정해진 일정한 압력 이상을 감지하여 압력 감지 신호를 제어장치로 전송하는 단계; b) 상기 제어장치를 이용하여 상기 신발의 앞단에 위치된 전방 감지 센서 및 제 1 전원 장치에 제어 신호를 전송하는 단계; c) 상기 제 1 전원 장치로부터 상기 전방 감지 센서에 전원을 공급하고, 상기 전방 감지 센서를 이용하여 상기 신발의 전방을 스캔하는 단계; d) 상기 전방 감지 센서가 상기 신발의 전방에 존재하는 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 경우, 상기 제어장치로 상기 물체의 감지 신호를 전송하는 단계; e) 상기 제어장치를 이용하여 경보 장치에 경보 신호를 무선 방식으로 전송하는 단계; 및 f) 상기 경보 장치로부터 경보를 발하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 시각 장애인용 전방 감시 장치 및 방법을 사용하면, 다음과 같은 장점이 달성된다.
1. 전방에 위치된 사물을 감지하여 시각장애인에게 알려줌으로써 안전하고 편리하게 보행할 수 있도록 해준다.
2. 전방에 위치된 사물을 감지하여 시각장애인에게 알려줌으로써 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치의 구성도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치의 구성도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치(100)는 신발(102)의 밑창(106)에 위치되어 압력을 감지하는 압력 감지 센서(110); 상기 신발(102)의 앞단 부분에 위치되며, 상기 신발(102)의 전방을 스캔하는 전방 감지 센서(120); 상기 전방 감지 센서(120)와 연결되며, 상기 전방 감지 센서(120)에 전원을 공급하는 제 1 전원 장치(130); 상기 압력 감지 센서(110)로부터 압력 감지 신호를 수신하면, 상기 전방 감지 센서(120)로 상기 신발(102)의 전방을 스캔하도록 제어하는 제어장치(140); 상기 제어장치(140)와 연결되며, 상기 제어장치(140)에 전원을 공급하는 제 2 전원 장치(150); 및 상기 전방 감지 센서(120)에 의해 감지된 상기 신발(102)의 전방에 존재하는 물체의 감지 신호에 대응하여 상기 제어장치(140)로부터 경보 신호를 무선 방식으로 수신하여 경보를 발하는 경보 장치(160)를 포함한다.
도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치(100)에서, 상기 신발(102)의 상기 밑창(106) 위에 깔창(104)이 추가로 포함될 수 있다. 이러한 깔창(104)은 사용자(시각장애인)의 발바닥이 상기 압력 감지 센서(110), 상기 제어장치(140), 및 상기 제 2 전원 장치(150)와 직접 접촉되지 않도록 함과 동시에 쿠션을 제공하여, 사용자의 체중에 의해 상기 압력 감지 센서(110), 상기 제어장치(140), 및 상기 제 2 전원 장치(150)의 손상 및 파손을 방지하기 위한 것이다.
또한, 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치(100)에 사용되는 신발(102)은 예를 들어, 구두, 운동화, 부츠, 또는 슬리퍼 등과 같은 통상의 신발을 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치(100)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시각 장애인용 전방 감시 장치(100)는 통상의 신발(102)의 밑창(106)에 위치되어 압력을 감지하는 압력 감지 센서(110)를 포함한다. 이러한 압력 감지 센서(110)는 신발(102)이 지면과 닿으면서 인가되는 압력을 감지한다. 여기서, 압력 감지 센서(110)는 미리 정해진 일정한 압력 이상을 감지하면, 압력 감지 신호를 제어장치(140)로 전송한다.
제어장치(140)는 압력 감지 센서(110)에 의해 감지된 압력 감지 신호를 전송받으면, 전방 감지 센서(120) 및 제 1 전원 장치(130)에 제어 신호를 전송한다. 그에 따라, 제 1 전원 장치(130)가 전방 감지 센서(120)에 전원을 공급하고, 전방 감지 센서(120)는 상기 신발(102)의 전방을 스캔한다. 여기서, 전방 감지 센서(120)는 전방 좌우 시야각(A)이 진행방향(F)을 기준으로 좌우로 대략 40 (전체로는 대략 80 ) 범위를 갖고, 상하 시야각(B)은 수평방향을 기준으로 상방향으로 대략 45 범위를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 전방 감지 센서(120)는 통상적인 초음파 센서(ultrasonic sensor)로 구현될 수 있다. 이러한 초음파 센서는 예를 들어 대한민국 경기도 부천시 원미구 약대동 부천 테크노파크 401동 502호(우편번호: 420-734)에 소재한 (주) 로보블록 시스템즈에서 SRF10이라는 상품명으로 판매하고 있는 초소형 초음파 센서 모듈로 구현될 수 있다. 이러한 초소형 초음파 센서 모듈은 32mm(가로) x 15mm(세로) x 10mm(높이)의 사이즈를 구비하며, 감지 가능 최대 범위는 6m이므로 통상적인 신발(102) 내에서 발가락이 위치하는 공간(108)의 앞단 부분에 충분히 내장될 수 있다. 따라서, 초소형 초음파 센서 모듈은 시각장애인의 보행을 방해하거나 보행에 위험한, 신발(102)의 전방에 존재하는 물체를 충분히 감지할 수 있다.
한편, 전방 감지 센서(120)에 의한 전방 스캔의 결과, 전방 감지 센서(120)가 신발(102)의 전방에 존재하는 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 경우, 제어장치(140)로 물체의 감지 신호를 전송한다. 제어장치(140)는 전방 감지 센서(120)로부터 물체의 감지 신호를 수신하면 즉시 경보 장치(160)에 경보 신호를 무선 방식으로 전송한다. 여기서 경보 장치(160)는 예를 들어 이어폰 또는 휴대용 진동 센서로 구현될 수 있다. 휴대용 진동 센서는 그 자체가 직접 사용되거나 또는 예를 들어 휴대폰에 별도로 장착되어 사용되거나, 또는 휴대폰 자체의 진동 기능을 이용한 휴대폰 자체로 구현될 수도 있다. 경보 장치(160)는 제어장치(140)로부터 경보 신호를 수신하면 시각장애인에게 경보를 발한다. 이 경우, 경보는 예를 들어 소리 신호(이어폰의 경우) 또는 진동 신호(휴대용 진동 센서의 경우)로 구현될 수 있다.
시각장애인은 경보를 통해 전방에 물체가 존재한다는 것을 인식하여, 안전하고 편리한 보행이 가능하며, 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
상술한 제 1 전원 장치(130) 및 제 2 전원 장치(150)는 각각 코인 타입(coin-type)의 리튬전지로 구현될 수 있다. 또한, 제 1 전원 장치(130)는 전방 감지 센서(120)와 일체형으로 구현되거나 또는 신발(102)의 앞단 부분에 별개로 제공되고, 제 2 전원 장치(150)는 제어장치(140)와 일체형으로 구현되거나 또는 신발(102)의 뒷굽 부분에 별개로 제공될 수 있다.
또한, 제어장치(140)는 보행 중에 신발(102)이 지면과 닿으면서 인가되는 압력이 최소로 작용하는 밑창(106)의 중앙 부분에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 제어장치(140)는 예를 들어 마이크로 제어 유닛(Micro Control Unit)으로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 전방 감지 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.
도 3을 도 1 및 도 2와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 전방 감지 방법(300)은 a) 신발(102)의 밑창(106)에 위치된 압력 감지 센서(110)를 이용하여 미리 정해진 일정한 압력 이상을 감지하여 압력 감지 신호를 제어장치(140)로 전송하는 단계(310); b) 상기 제어장치(140)를 이용하여 상기 신발(102)의 앞단에 위치된 전방 감지 센서(120) 및 제 1 전원 장치(130)에 제어 신호를 전송하는 단계(320); c) 상기 제 1 전원 장치(130)로부터 상기 전방 감지 센서(120)에 전원을 공급하고, 상기 전방 감지 센서(120)를 이용하여 상기 신발(102)의 전방을 스캔하는 단계(330); d) 상기 전방 감지 센서(120)가 상기 신발(102)의 전방에 존재하는 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 경우, 상기 제어장치(140)로 상기 물체의 감지 신호를 전송하는 단계(340); e) 상기 제어장치(140)를 이용하여 경보 장치(160)에 경보 신호를 무선 방식으로 전송하는 단계(350); 및 f) 상기 경보 장치(160)로부터 경보를 발하는 단계(360)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시각장애인용 전방 감지 방법(300)의 상기 f) 단계에서, 상기 경보는 소리 신호 또는 진동 신호로 구현될 수 있다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
100: 장애인용 전방 감시 장치 102: 신발 104: 깔창 106: 밑창
108: 공간 110 압력 감지 센서 120: 전방 감지 센서
130,1 50: 전원 장치 140: 제어장치 160: 경보 장치

Claims (8)

  1. 시각 장애인용 전방 감시 장치에 있어서,
    신발의 밑창에 위치되어 압력을 감지하는 압력 감지 센서;
    상기 신발의 앞단 부분에 위치되며, 상기 신발의 전방을 스캔하는 전방 감지 센서;
    상기 전방 감지 센서와 연결되며, 상기 전방 감지 센서에 전원을 공급하는 제 1 전원 장치;
    상기 압력 감지 센서로부터 압력 감지 신호를 수신하면, 상기 전방 감지 센서로 상기 신발의 전방을 스캔하도록 제어하는 제어장치;
    상기 제어장치와 연결되며, 상기 제어장치에 전원을 공급하는 제 2 전원 장치; 및
    상기 전방 감지 센서에 의해 감지된 상기 신발의 전방에 존재하는 물체의 감지 신호에 대응하여 상기 제어장치로부터 경보 신호를 무선 방식으로 수신하여 경보를 발하는 경보 장치
    를 포함하는 시각 장애인용 전방 감시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 신발의 상기 밑창 위에 깔창이 추가로 포함되는 시각 장애인용 전방 감시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전방 감지 센서는 초음파 센서로 구현되고,
    상기 제어장치는 마이크로 제어 유닛(Micro Control Unit)으로 구현되며,
    상기 경보 장치는 이어폰 또는 휴대용 진동 센서로 구현되는
    시각 장애인용 전방 감시 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전원 장치는 상기 전방 감지 센서와 일체형으로 구현되거나 또는 상기 신발의 앞단 부분에 별개로 제공되고,
    상기 제 2 전원 장치는 상기 제어장치와 일체형으로 구현되거나 또는 상기 신발의 뒷굽 부분에 별개로 제공되는
    시각 장애인용 전방 감시 장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전원 장치 및 상기 제 2 전원 장치는 각각 코인 타입의 리튬 전지로 구현되는 시각 장애인용 전방 감시 장치.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방 감지 센서의 전방 좌우 시야각은 진행방향(F)을 기준으로 좌우로 40 범위이고, 상하 시야각은 수평방향을 기준으로 45 범위를 갖는 시각 장애인용 전방 감시 장치.
  7. 시각장애인용 전방 감지 방법에 있어서,
    a) 신발의 밑창에 위치된 압력 감지 센서를 이용하여 미리 정해진 일정한 압력 이상을 감지하여 압력 감지 신호를 제어장치로 전송하는 단계;
    b) 상기 제어장치를 이용하여 상기 신발의 앞단에 위치된 전방 감지 센서 및 제 1 전원 장치에 제어 신호를 전송하는 단계;
    c) 상기 제 1 전원 장치로부터 상기 전방 감지 센서에 전원을 공급하고, 상기 전방 감지 센서를 이용하여 상기 신발의 전방을 스캔하는 단계;
    d) 상기 전방 감지 센서가 상기 신발의 전방에 존재하는 물체로부터 반사된 초음파를 수신하는 경우, 상기 제어장치로 상기 물체의 감지 신호를 전송하는 단계;
    e) 상기 제어장치를 이용하여 경보 장치에 경보 신호를 무선 방식으로 전송하는 단계; 및
    f) 상기 경보 장치로부터 경보를 발하는 단계
    를 포함하는 시각장애인용 전방 감지 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 f) 단계에서 상기 경보는 소리 신호 또는 진동 신호로 구현되는 시각장애인용 전방 감지 방법.
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