KR20140104122A - 시각장애인용 보행안내장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시각장애인용 음성및 진동안내장치에 관한 것으로서, 유도로에 NFC태그를 설치하고, 지팡이에 RFID리더기 및 진동자를 설치하여 상기 유도로를 NFC태그에의해 감지하게 함과 아울러 진동자에 의해 유도로이탈을 알리도록 구성하며, 이동 경로 상의 임의의 위치마다 안내 정보를 저장하여 제공하기 위한 복수의 RFID태그를 설치하며, 상기 RFID태그를 비접촉식 무선 송수신방식으로 액세스하기 위하여 시각 장애인용 지팡이에 설치되는 안테나와; 상기 안테나를 통해서 상기 RFID태그 정보를 읽고 그 정보에 의거하여 해당정보를 음성신호로 변환하여 음성 안내를 하는 휴대용 안내장치로 구성하되, 음성안내장치는 이어폰을 이용하여 음성출력을 하도록 포함되며, 충전 전원을 이용하도록 구성함으로써, 시각장애인이 보행로 상에 설치된 유도로를 따라 안전하게 이동함과 아울러 RFID태그 정보에 의한 음성안내를 듣고 방향전환이나 기타 필요한 정보를 취득할 수 있게 된다.

Description

시각장애인용 보행안내장치{Guide apparatus for blind person}

본 발명은 시각장애인용 보행 안내 장치에 관한 것으로서, 특히 NFC태그 유도로를 설치하여 유도로를 따라 이동할 수 있게 하고, 유도로 상에 RFID태그를 매립 설치하여 RFID태그로부터 안내정보를 취득하여 음성 및 진동으로 안내를 할 수 있도록 한 시각장애인용 보행 안내장치에 관한 것이다.

종래의 시각장애인들이 이동을 하기 위해서는 지팡이로 바닥에 있는 유도블록을 감지하여 위치 및 위험을 인지하여 이동하게 된다. 그러나 이런 방법으로는 정확한 현재의 위치 및 가고자하는 진행 방향을 알 수 없으며, 처음 가는 곳에서는 그 위치 정보를 주위의 사람으로부터 얻을 수밖에 없는 실정이다. 그러므로 처음 가는 곳은 위치를 가이드 해 줄 타인을 필요로 하고 있다.

현재로서는 건널목이나 지하철 승하차 출입문, 계단 등과 같이 주의를 요하거나 특정위치까지 안내하기 위해 보도블럭 중간에 유도블럭을 추가하여 이용하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 유도블럭은 고무, 스테인레스 스틸, 플라스틱, 자기질 등과 같은 일반 바닥 재질과는다른 재질을 사용하게 되어 있으며 시각장애인들이 돌출된 부분을 지팡이나 발로 감지하게 하였다. 또한, 시각장애인이 소지한 지팡이를 두드리거나, 끌면서 소리나 감각을 통하여 감지하게 된다.

시각 장애인들이 지팡이로 이리저리 흔들어서 부딪치는 블럭 상의 돌출형상만으로 감각적으로 감지하게 되며,이와 같이 형상에 의해 시각 장애인에게 전달되는 메시지의 종류는 크게 분류하여 3종류의 형태로 매우 제한되어 있으며, 실제 시각 장애인이 보행 시 이들 메시지만으로 원하는 장소까지 유도되는 것과 안전하게 유도 되는 것에는 감지의 속도가 느리고 불편하며, 또한 정확하지 않다는 문제점이 있었다.

시각 장애인을 위한 정보 제공은 음성이나 음향 등과 같은 청각적 정보 전달과 점자판과진동 같은 촉각을 이용한 전달만이 가능하다. 청각적인 정보 전달은 촉각에 의한 정보 전달에 비하여 빠르고 정확한 전달이 가능하다. 시각장애인이 스스로 얻을 수 있는 위치정보를 전달받기 위한 방법은 많이 연구되어 지고 있다.

한편, 시각 장애인용 보행안내기구에 관한 선행기술로서 한국등록실용신안 20-0203332호에는 지팡이에 초음파발생장치 및 진동 장치를 장착하여 초음파로 주변 장애물을 검출하고, 장애물 검출 시 진동자를 구동시켜 장애물이 있음을 알리는 안내기구가 제안되어 있다. 그러나 이러한 초음파를 이용한 안내장치는 근접 위치의 장애물에

대해서는 감지하여 알려줄 수 있으나 사람이 많은 곳에서는 이동 중인 사람과 고정 장애물을 구별할 수 없어서 오히려 방해가 되고 혼란을 유발시킬 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 기술 중 초음파 및 무선 전자파를 이용하는 안내장치에 대해서는 지향성이 없기 위해(때문에) 음성안내에 전후좌우를 받아들인 유도를 할 수 없는 난점이 있다. 예를 들면 전자파의 경우, 2개 이상의 매설 코일(coil)에 ID을 가지게 하고 지팡이로의 판독 순부터 유도하거나, GPS 방식의 경우도 위성을 사용한 상세함이나있고 음성 유도도 가능해져 오고 있지만 계단 등 한발 앞의 위험 경고나 방향별의 루트(route) 정보에는 대응으로 상처, 매일 시시각각 진행되고 있는 도로 개량 공사 등의 대응에도 지도를 작성하고 모든 개인 휴대 단말에가지게 하는 것은 불가능하다.

본 발명은 유도로 상에 NFC태그를 매설하여 유도로 이탈을 방지하고 RFID태그를 비접촉식으로 읽어 들여 음성 및 진동 안내를 할 수 있도록 하고 진행 방향에 위치되는 위험 경고와 안내 정보를 제공하려고 하는 것이다.

또한, 본 발명은 시각장애인용 지팡이에 점멸 신호기를 부착하여 주변의 사람들에게 시각장애인의 이동임을 알리도록 함으로써 복잡한 장소의 보행 시 주변 사람들과의 부딪힘을 미연에 예방할 수 있도록 하기위한 것이다.

본 발명은 보행로 상에 시각장애인을 위하여 NFC태그로 유도로를 알려주는 유도로와 상기 유도로에 서의 유도로 감지에 의거하여 유도로 이탈/진행 상태를 알리기 위하여 상기 지팡이에 부착되는 진동자와, 시각장애인을 위한 보행 안내에 필요한 정보를 저장하여 보행로의 유도블럭 또는 보도 블럭 내에 매립 설치되는 복수의 RFID태그와 시각 장애인용 지팡이에 설치되는 안테나를 통해 상기 RFID태그를 비접촉식 무선 송수신방식으로 액세스하기 위한 RFID태그 리더기와 상기 RFID태그 리더기를 통해서 상기 보행로 상에 설치되는 RFID태그정보를 읽고 그 정보에 의거하여 음성 및 진동 안내를 하는 휴대용 안내 장치를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. 상기반사 유도로는, 유도로상의 NFC 태그를 인식하면 진동하게 하여 유도로 이탈/진행 상태를 알린다. 상기 본 발명은, 점자 블록 등으로 유도되는 유도로 NFC태그를 부착하여 유도라인을 형성하고, 지팡이의 끝부분에 부착된 NFC 리더기가 상기 유도로상의 NFC태그를 인식하면 진동자를 구동시키도록 구성된다. 아울러 본 발명은 유도라인에 의해 유도 되는 중간 중간에 필요한 정보를 음성으로 안내 할 수 있도록 RFID태그를 매립시키면, RFID태그로부터 해당 정보를 비접촉식으로 읽어 들여 필요로 하는 음성 안내를 하게 된다.

상기 RFID태그 유도로는 , NFC태그를 사용하여 유도로 반경10cm안에서 태그를 인식, 진동자를 구동하여 유도로를 구분한다.

상기 휴대용 안내장치는, 상기 안테나를 통해 무선신호를 방사하여 근접 RFID태그에서 정보를 읽어오는 송수신부와 상기 송수신부에서 읽어들인 RFID태그 정보를 해독하여 해당 정보에 따른 음성 안내 신호를 발생함과 아울러 음성출력을 위한 이어폰 출력포트를 구비한 신호처리부와; 외부전원을 충전시켜 휴대용 안내장치 각부의동작 전원을 공급하는 충전 전원부와; 휴대용 안내장치 각부의 동작을 제어하여 RFID태그에 의한 음성안내 출력을 제어함과 아울러 외부의 디바이스와 통신하기 위한 통신 포트를 구비하고 휴대용 안내장치의 전체 제어프로그램의 갱신 및 복원처리 등을 하기 위한 제어 및 통신부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 RFID태그는, 통상의 시각장애인을 위한 유도블럭내에 삽입 장착하되, 진행 방향 변경이나 장애물 및 일정한 거리마다 설치하며, 유도블럭 베이스 내에 RFID태그를 삽입하고 에폭시 몰딩으로 보호 처리를 하도록 구성된다.

따라서, 본 발명은 NFC태그를 인식한 지팡이에 장착된 진동자가 작동시켜 유도라인을 인지하게 되고, 유도라인을 따라 원하는 목적지로 이동할 수 있게 되며, 유도라인을 따라 이동하는 중에 분기점이나 기타 안내가 필요로 하는 지점에 RFID태그를 매립하여 둠으로써 지팡이의 안테나를 통해 비접촉식으로 RFID태그의 정보를 읽어들여 음성으로 안내를 해줄 수 있는 효과가 있다. 그러므로 RFID태그를 조밀하게 매립하지 않고서 특정 위치에만 매립 설치하고 나머지는 유도라인으로 유도하여 주기 때문에 RFID 태그를 찾지 못하여 안내를 놓치거나 하는 일없이 정확히 유도되어 안내를 받을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 반사 유도로와 RFID태그를 매립한 유도로의 설명도.
도 2는 본 발명에 의한 유도로 감지용 지팡이의 개요도.
도 3은 본 발명의 의한 휴대용 안내장치의 순서도.
도 4는 본 발명의 의한 NFC인식 시스템의 개요도
도 5는 본 발명의 의한 RFID인식 시스템의 개요도
도 6은 본 발명의 의한 보행안내장치의 개요도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20 : NFC태그 100 : 유도로
110 : RFID태그 200 : 지팡이
201 : 그립부 210 : 안테나
221 : 버튼 223 : 점멸 LED
227 : 진동자 300 : 휴대용 안내장치
310 :RFID리더기 320 : 신호처리부
330 : 충전 전원부 340 : 제어/통신부
321: 이어폰 포트 331 : 전원 포트
341 : 통신포트

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 NFC태그(20) 유도로와 RFID태그를 매립한 유도로의 설명도이고, 도 2는 본 발명에 의한 유도로감지용 지팡이의 개요도이며, 도 3은 본 발명에 의한 유도로 감지장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한RFID태그 감지 음성안내장치 구성도이다.

본 발명은, NFC태그가 보행로 상에 설치되는 유도로(20)와, 상기 유도로(20) 상에임의의 위치마다 매립 설치되어 각 위치별 안내 정보를 저장하여두고 비접촉식 통신으로 액세스가 가능하도록설치되는 RFID태그(110)와; RFID태그용 안테나(210)가 하단부에 설치되는 지팡이(200)와, 상기 지팡이(200)의그립부(201)의 아래쪽에 안테나 설치되어 NFC및 RFID태그를 조사하고 수신하여 진동자(227)를 구동시키는 유도로 감지장치(220)와, 상기 지팡이(200)와 전원 및 통신 연결 케이블을 잭으로 연결하고, 상기 안테나(210)와 연결되어 무선송수신에 의해 상기 RFID태그(110)로부터 해당 정보를 읽어들이고 RFID태그의 정보에 의해 음성안내 메시지를 출력하는 휴대용 안내장치(300)로 구성된다.

상기 유도로(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 시각장애인을 위하여 보행로 상에NFC태그를 매립한다. 또한, 상기와 같이 보행로 상에 설치된 유도로(20)에는 특정한 위치 즉, 시각장애인에게 안내메시지를 전달할필요가 있는 위치마다 RFID태그(110)를 유도로(20)에 매립설치함으로써 시각장애인이 유도로(20)를 따라 이동하다가 RFID태그로부터 안내 정보를 받아서 음성안내를 받을 수 있도록 구성된다.

도 2는 본 발명에 의한 시각장애인용 지팡이의 개요도이다. 지팡이의 하단부에설치된 안테나가 NFC및 RFID태그를 인식하면 해당정보를 휴대용 안내장치에 전송, 판독하여 진동자를 구동 혹은 음성안내를 받을수있도록 구성된다

따라서, NFC태그 유도로(20)에서는 NFC태그를 인식한 지팡의 하단부의 안테나가 휴대용 안내장치를 통해 지팡이(200)의 진동자(vibrator)(227)를구동시켜 유도로의 이탈 유무를 인지할 수 있도록 하며, 상기 유도로(20) 상에임의의 위치마다 매립 설치되어 각 위치별 안내 정보를 저장하여두고 비접촉식 통신으로 액세스가 가능하도록설치되는 RFID태그(110)로 부터는 안내정보를 받아 음성안내를 받을 수 있도록 구성된다

상기 휴대용 안내장치(300)는, 상기 안테나(210)를 통해 무선신호를 방사하여 근접되는 RFID태그(110)에서 정보를 읽어오는 RFID리더기(310)와; 상기 RFID리더기(310)에서 읽어들인 RFID태그(110) 정보를 해독하여 해당 정보에 따른 음성 안내 신호를 발생함과 아울러 음성출력을 위한 이어폰 출력포트(321)를 구비한신호처리부(320)와; 외부전원 포트(321)를 통해 연결되는 외부전원을 충전밧데리에 충전시켜 휴대용 안내장치각부의 동작 전원을 발생시켜 공급하는 충전 전원부(330)와; 휴대용 안내장치 각부의 동작을 제어하여 RFID태그(110)의 정보에 의한 음성안내 출력을 제어함과 아울러 외부의 디바이스와 통신하기 위한 통신 포트(341)를 구비한 제어 및 통신부(340)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 보행로 상에 유도로(20)를 설치하고, 유도로(20) 상에 RFID태그(110)를 매립 설치하여 시각장애인의 이동시 안내를 위한 기본 시설을 갖춘다. 그리고 시각장애인용 지팡이(200)에는 도 2 및 도3에 도시된 바와 같이 적외선 센서와 진동자 등을 설치하여 상기 유도로(20)를 감지하기 위한 유도로 감지장치(220)를 부착하며, 아울러 RFID태그(110)를 비접촉식으로 액세스하기 위한 안테나(210)를 부착설치한다. 그리고 휴대용 안내장치(300)를 지팡이(200)와 잭으로 연결하여 전원 공급 및 RFID태그와의 정보 송수신 등을 하도록한다.

이와 같이 준비된 상태에서 사용자(시각장애인)가 지팡이(200)에 휴대용 안내장치(300)를 연결하여 휴대용 안내장치(300)를 작동(도면에 도시되지 않았으나, 동작 스위치를 온시킴)시키게 되면, 휴대용 안내장치(300)에서 전원이 유도로 감지장치(220)로 공급되고, 유도로 감지장치(220)의 제어부(245)는 적외선 LED(225)를 일정한 주파수로 제어하여 적외선을 방사하게 한다.

상기 NFC태그는 약 10cm의 인식반경을 가지고있으므로 지팡이가 태그위를 지나가면 진동자를 구동시켜 유도로를 따라가고있음 알수있다

또한, 상기 휴대용 안내장치는 NFC태그를 인식하지 못할 경우 유도로(20)를 벗어나는 지를 감지하고, 유도로(20)를 일정시간 이상 벗어나는 경우, 휴대용 안내장치(300)로유도로 이탈 정보를 전송하여, 음성 메시지로 '유도로 이탈'을 알릴 수 있다.

상기와 같이 지팡이(200)의 NFC태그를 이용하여 유도로(20)를 따라 이동이 가능하게 되며, 유도로(20)를 따라 이동중에 RFID태그(110)가 매설된 지점에 오면, 안테나(210)를 통해 방사되는 무선신호에 의해 RFID태그(110)에 유도 기전력이 유기되어 태그 내부 동작 전원이 발생되고, 아울러 비접촉식 무선 송수신으로 RFID태그(110)에 기록된 정보를 읽어들일 수 있게 된다.

본 발명에서는 유선 연결로서 잭으로 연결/분리가 가능하도록 구성하고, 휴대용 안내장치(300)에는 충전밧데리전원을 이용한 충전 전원부(330)를 구비하여 동작 전원을 공급한다.

휴대용 안내장치(300)에는 사용 조작을 위한 버튼 또는 스위치가 포함되어 제어 및 통신부(340)로 조작입력을하게 하거나, 충전 전원부(330)의 전원 출력을 온/오프 시키도록 구성한다. 도면에음성서는 표시하지 않았으며 이에대해서는 설명하지 않는다.

휴대용 안내장치(300)는 지팡이(200)에 설치된 안테나(210)와 연결하여 사용하게 되고, 지팡이(200)를 이용하여 보행로를 탐색하면서 이동할 때 RFID태그(110)를 감지한다. 이때 휴대용 안내장치(300)의 제어 및 통신부(340)는 RFID리더기(310)를 제어하여 RFID태그(110)의 정보를 읽기 위한 무선신호를 방사하도록 하며, 안테나(210)에서 방사되는 무선신호에 의거하여 RFID태그(110) 정보를 읽게 된다.

RFID태그(110)의 정보는 신호처리부(320)에서 해독하게 되고, 신호처리부(320)는 해독된 정보에 의거하여 해당되는 신호를 발생시켜 이어폰으로 출력하게 된다.RFID태그(110)의 정보는 각 위치마다 적정한 안내정보를 저장하며, 예를 들어, '좌로굽은길', '횡단보도', '우로 분기길', '앞으로 가시오', 등등의 보행안내와, 장애물과, 해당 위치의 지명, 신호등, 위험물, 주변 상태 등등 다양하게 적용될 수 있다. 그리고 이러한 정보는 유저 인터페이스를 통하여 태그에 저장되고 미리 표준화된코드 체계를 사용하여 호환성을 높이도록 한다.

이와 같이 태그의 정보를 읽어 그 정보를 분석 후 음성 데이터로 변환하여 단말기와 이어폰을 통하여 시각장애인의 귀로 청각적으로 정보를 알려주는 것이다.

따라서 본 발명은 유도로를 지팡이를 통해서 감지하여 유도로를 따라 이동할 수 있게 되고, 유도로 상에 설치되는 RFID태그나 무선 송수신기로부터 안내정보를 취득하여 음성으로 안내를 받을 수 있어서 잘못된 방향으로가거나 RFID태그를 찾는데 어려움이 없으며, 다양한 정보를 제공할 수 있고, 시각장애인용 지팡이에만 적용하는 것은 아니고, 자동차, 자전거, 유모차, 휠체어 등 모든 것에 이용이 가능해지고, 언제도 어디도 간단히 사용할 수 있는 정보 통신 방식의 개인 휴대 단말로 이용가능해진다.

20 : NFC태그 100 : 유도로
110 : RFID태그 200 : 지팡이
201 : 그립부 210 : 안테나
221 : 버튼 223 : 점멸 LED
227 : 진동자 300 : 휴대용 안내장치
310 :RFID리더기 320 : 신호처리부
330 : 충전 전원부 340 : 제어/통신부
321: 이어폰 포트 331 : 전원 포트
341 : 통신포트

Claims (4)

1. NFC태그가 설치되는 유도로(20)와 상기 유도로(20) 상에 임의의 위치마다 매립 설치되어 각 위치별 안내정보를 저장하여두고 비접촉식 통신으로액세스가 가능하도록 설치되는 RFID태그(110)와;RFID태그용 안테나(210)가 하단부에 설치되는 지팡이(200)와;상기 지팡이(200)에 RFID태그 리더기가 설치되어 유도로상의 NFC태그로 부터 수신되는 신호를 수신하여 진동자(227)를 구동시키는 RFID태그리더기와상기 지팡이(200)와 전원 및 통신 연결 케이블을 잭으로 연결하고, 상기 안테나(210)와 연결되어 무선송수신에의해 상기 RFID태그(110)로부터 해당 정보를 읽어들이고 RFID태그의 정보에 의해 음성안내 메시지를 출력하는
   휴대용 안내장치(300)로 구성된 것을 특징으로 하는 시각장애인용 보행 안내장치
2. 제 1 항에 있어서, 상기 NFC태그는 상기 유도로의 가운데에 매립 설치되어 NFC태그용
   안테나가 하단부에 설치되는 지팡이와 상기 지팡이에 비접촉식으로 통신하여 진동자를
   구동시키는 안내장치
3. 제 1 항에 있어서, 사용자의 조작제어를 위한 버튼(221)과, 사용자의 선택에 의해 외부에 시각장애인임을 알리도록 점멸제어되는 점멸LED(223)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시각장애인용 보행 안내장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 휴대용 안내장치(300)는,상기 안테나(210)를 통해 무선신호를 방사하여 근접되는 RFID태그(110)에서 정보를 읽어오는RFID리더기(310)와;상기 RFID리더기(310)에서 읽어들인 RFID태그(110) 정보를 해독하여 해당 정보에 따른 음성 안내 신호를 발생함과 아울러 음성출력을 위한 이어폰 출력포트(321)를 구비한 신호처리부(320)와;외부전원 포트(321)를 통해 연결되는 외부전원을 충전밧데리에 충전시켜 휴대용 안내장치 각부의 동작 전원을발생시켜 공급하는 충전 전원부(330)와;휴대용 안내장치 각부의 동작을 제어하여 RFID태그(110)의 정보에 의한 음성안내 출력을 제어함과 아울러 외부의 디바이스와 통신하기 위한 통신 포트(341)를 구비한 제어 및 통신부(340)를 포함하여 구성된 것을 특징으로하는 시각장애인용 보행 안내장치.

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