KR20170004303A

KR20170004303A - 스마트 손잡이

Info

Publication number: KR20170004303A
Application number: KR1020150094475A
Authority: KR
Inventors: 김경진
Original assignee: 김경진
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-11

Abstract

본 발명은 시각장애인의 보행 보조 수단인 흰 지팡이에 탈부착이 가능한 손잡이로서
주변의 사물을 탐지하는 자이로스코프 기기와 연결시킬수 있는 스마트 손잡이 이다.

Description

스마트 손잡이 {Smart Handle}

본 발명은 시각장애인이 보행시 사물 미확인에 대한 교통사고 및 대중교통 이용에 불편한 사항들을 해소하기 위한 방법에 관한 것이다.

인간은 시각을 통하여 주위에 있는 모든 사물이나 사람의 얼굴과 그 표정등을 인식한다. 그리고 문자를 식별하거나 공간 내에서 행동을 조절하는데 이러한 여러가지 활동은 일상생활을 통하여 끊임없이 이루어지고 있다. 그러나 이러한 시각에 장애가 생기면 시각정보의 수집활동은 물론 공간 내에서의 신체이동이나 색상, 형태 공간인지 및 공간내의 조정활동에도 커다란 제약을 받는다.

대다수의 보행보조 수단인 방향정위에 대한 근본적인 정보를 제공하지 못하는 단점을 보완하고 독립보행을 지원될 수 있는 근본적인 시각적인 감각에 바탕을 두고 위험을 최소화하여 무릎 위쪽의 장애물 감지 및 진행방향의 전방의 장애물 감지를 할 수 있도록 설계된 하드웨어 스마트 기기이며, 시각장애인의 독립보행에 따른 기본이 되도록 개발을 목적으로 한다.

시각장애인들에게 있어 가장 보편적인 보행보조 수단인 흰 지팡이의 경우 독립보행에 많은 도움을 주고 있는 것이 사실이지만 여전히 이동의 측면에 치우치고 있으며, 신체적인 이동 이전에 방향정위에 관한 적절한 단서를 제공하는데 어려움이 많은 것이 사실이다.

대다수의 보행보조 수단인 방향정위에 대한 근본적인 정보를 제공하지 못하는 단점을 보완하고 독립보행을 지원될 수 있는 근본적인 시각적 감각에 바탕을 두고 체계적인 기술개발을 통한 일상생활의 편의를 목적을 두고있다.

사람은 생활 정보의 대부분을 시각을 통하여 획득한다. 따라서 시각 기능을 상실한다는 것은 정상적인 생활에 치명적일 수 있다. 2013년 12월말 기준 우리나라의 전국 등록 장애인 인구는 약 250만 명에 이르고 있으며, 장애 유형 중 시각 장애인은 25만 3천명에 이르고 있다 (보건복지부 통계자료, 2014). 선천적인 요인이 아닌 사고 등으로 인하여 후천적 요인에 의한 장애인 수의 증가에 따라서 전체 장애인의 수는 지속적으로 증가하고 있는 실정이다.

시각 장애인이 일상생활에서 겪는 가장 큰 불편함은 이동에 관련된 문제이다. 특히 혼자서도 원하는 목적지까지 정확하고 안전하게 이동하는 것에 한 욕구가 많으나, 흰 지팡이와 안내 견에 의존해야만 하는 실정이다. 이 또한 대중음식점 등 이용 시 큰 불편을 초래할 뿐만 아니라 시각 장애인의 수에 비하여 보급되는 안내견의 수는 매우 적은 실정이어서 대부분의 시각 장애인은 대부분 흰 지팡이를 사용하고 있다.

시각장애인들에게 있어 가장 보편적인 보행 보조 수단인 흰 지팡이의 경우 보행에 많은 도움을 주고 있는 것이 사실이지만 여전히 이동의 측면에 치우치고 있으며, 신체적 이동 이전에 방향정위에 관한 적절한 단서를 제공하는데 어려움이 많은 것이 사실이다.

흰 지팡이와 안내견 외에도 최근 IT 기기들의 개발과 함께 IT 기술을 접목시켜 주위의 장애물을 감지하고 현재의 위치를 알려 줄 수 있는 보행 보조 장치가 개발되고 있다. 그 중에서 가장 많이 개발되고 있는 것이 초음파센서를 이용하여 장애물을 탐지하고 음성이나 진동을 통하여 사용자에게 알려주는 스마트 지팡이다.

1) 시각장애인의 보행을 보조하기 위한 안내견의 경우 훈련시간이 길어 수요를 따라가지 못하고 있으나, 본 기술의 개발 결과로 장애인의 외출을 도울 수 있는 보조기기 개발이 가능하여 편리하고 안전한 안내정보를 제공함으로써 보다 윤택한 삶을 누릴 수 있음

2) 시각 장애인이나 노인을 보조할 수 있는 시각보조 장치로서 복지 산업에 활용될 수 있으며, 도로를 따라 주행하며 교통 표지판을 보고 상황에 맞는 판단이 가능한 무인 자동차, 비서용/개인용 로봇, 교육용 및 산업용 로봇 개발 기업으로의 기술 이전이 가능함

3) 시각장애인들과 노약자를 위한 제품을 개발함으로써 사회적 약자들이 더 살기 좋은 사회로 거듭나는 계기가 될 수 있음

4) 장애인뿐만 아니라 아동 및 노약자에게도 쉽게 사용이 가능한 인터페이스를 개발함으로써 더 감각적이며 쉽고 재미있는 UI 시장 창출 가능.

시각장애인이 보행 시 초음파감지센서를 이용하여 일정한 거리를 기준으로 주변에 장애물감지기능을 가지고 있으며, 장애물 감지 시 손잡이 부위에 진동으로 전달하게 된다. 진동의 단계는 4단계로 구성되어 장애물과 거리가 가까워질수록 진동의 세기는 증가하게 된다.

본 개발에서 개발하고자 하는 시각장애인용 지팡이는 지팡이 전체가 아닌 기존의 흰 지팡이에 손잡이만을 부착해서 사용할 수 있도록 고안된 기술이다. 범용으로 개발된 시스템으로 시각장애인이 사용하고 있던 지팡이에 부착하여 사용할 수 있도록 개발하고자 한다. 시각장애인이 주위 도움 없이 독립적으로 탈부착 할 수 있도록 탈부착 방식을 편리하게 할 수 있도록 설계하였다. 또한 탈부착이 용이하기 때문에 지팡이의 사용이 필요하지 않는 곳에서는 기존방법과 동일하게 휴대할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 스마트 손잡이 탈부착 방식은 자성 커넥터(magnetic connector)에 관한 것으로, 자기력을 이용하여 두 개의 장치간 연결을 제어하는 장치를 의미한다. 자세한 구성은 ［도 1］과 같다.

흰 지팡이가 들어가는 부분은 원통형으로 생겼으며, 내부에 두 개의 막대기가 스마트 손잡이의 내벽에 연결되어 있고 막대기의 양쪽에 S극의 극성을 같은 자석으로 되어 있다. 그리고 스마트 손잡이 내벽 양쪽 끝 또한 N극의 자석으로 되어 있다. N극의 경우는 영구자석이 될 수도 있고, 전원이 인가 될 때만 자석이 되는 전자석으로 만들 수도 있다.

［도 1］에서 왼쪽이 흰 지팡이를 부착하기 전 상태를 나타내는 그림이고, 오른쪽이 부착한 후의 그림이다. 부착하기 전에는 두 개의 막대기 아래쪽이 스마트 손잡이 내벽에 자석으로 붙어 있게 된다. 이 후 지팡이를 손잡이 내부로 밀어 넣게 되면 흰 지팡이의 손잡이 끝이 두 막대기를 밀어내어 붙어 있던 자석이 떨어지고 지팡이를 끝까지 넣으면 막대기 반대편 S극 자석이 스파트 손잡이 내부 안쪽 끝의 N극에 붙게 된다. 따라서 두 막대기 아래쪽 S극은 흰 지팡이를 지탱하며 고정하는 역할을 할 수 있다. 이때 흰 지팡이와 닿는 두 막대기 면에 돌기 형태로 만들어 주면 조금 더 안정하게 고정할 수 있을 것이다. 여기서 흰 지팡이를 조금 더 밀어 넣으면 스마트 손잡이 내부 끝에 있는 버튼을 누리게 되고 양쪽 지팡이 고정용 핀이 튀어나온다. 이때 고정용 핀은 두 막대기가 움직이지 않도록 고정시켜주는 역할을 한다. 반대로 지팡이를 살짝 잡아당기면 눌렸던 버튼이 열리고 고정용 핀은 들어간다. 그리고 조금 더 지팡이를 잡아당기면 쉽게 스마트 손잡이와 흰 지팡이를 분리할 수 있도록 설계하였다.

110 : 손잡이부 120 : 감지부
200 : 사물인식장치 210 : 카메라부
220 : 초음파모듈 221 : 초음파발신부
222 : 초음파센서부 230 : 음성인식부
240 : 알람부 250 : RFID수신모듈
260 : GPS모듈 270 : 전자지도모듈
280 : 자이로스코프 290 : MCU

Claims

시각장애인용 지팡이에 있어서,
손잡이부(110)와, 감지부(120)와, 상기 손잡이부(110)와 감지부(120)의 일측
에 구비되는 사물인식장치(200)를 포함하고,
상기 사물인식장치(200)는,
현재위치를 파악하고, 파악된 정보를 MCU(290)에 전송하는 GPS모듈(260);
지도 정보가 저장되는 전자지도모듈(270);
거리측정을 위한 초음파를 발생하는 초음파발신부(221)와, 장애물에 의해 반
사된 초음파를 수신하는 초음파센서부(222)가 구비된 초음파모듈(220);
전면에 구비되어 보행 중 영상 정보를 획득하여 MCU(290)에 전송하는 카메라
부(210);
상기 카메라부(210)에서 획득한 영상의 사물을 정확히 인식하기 위해 흔들림
방향을 보정하는 자이로스코프(280);
목적지를 음성으로 인식하고, 파악하는 음성인식부(230);
상기 GPS모듈(260)로부터 전송된 현재위치와 상기 음성인식부(230)에서 파악
된 목적지 위치정보를 기반으로 상기 전자지도모듈(270)과 연동하여 주변 시설물
및 장애물에 대한 정보를 상기 알람부(240)를 통해 시각장애인에게 알리고, 상기
초음파발신부(221)에서 발사된 기준신호의 시간과, 상기 초음파센서부(222)에서 수
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2015-05-20
신된 변별신호의 시간차를 이용하여 물체의 거리를 산출하되, 특정 사물만을 감지
하여 거리를 산출하는 MCU(290);
상기 MCU(290)로부터 신호를 받아 시각장애인에게 알람을 제공하는 알람부
(240);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 사물인식 지팡이.
청구항 1에 있어서,
복수개의 RFID 태그들로부터 현재 위치를 보정하는 RFID수신모듈(250);
을 포함하고, 상기 MCU(290)는, 상기 GPS모듈(260)의 신호 강도가 약하면, 상기 RFID수신모듈(250)과 카메라부(210)을 통하여 주변 사물을 인식하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 사물인식 지팡이.
청구항 1에 있어서, 전원을 공급하는 배터리부(291);를 더 포함하고,
상기 MCU(290)는, 상기 배터리부(291)의 충전 잔량을 지속적으로 검출하고,
충전이 필요한 경우 사용자에게 알람부(240)를 통해 알람을 제공하는 것을 특징으
로 하는 시각장애인용 사물인식 지팡이.
청구항 1에 있어서,
상기 MCU(290)는, 상기 카메라부(210)에서 전송된 영상 정보를 바탕으로 버스번호, 에스컬레이터, 계단, 신호등, 육교, 맨홀, 사람의 얼굴과 표정, 문자열 중 어느 하나 이상을 인식하여 알람부(240)를 통해 알람을 제공하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 사물인식 지팡이.
청구항 1에 있어서,
상기 MCU(290)는,
상기 GPS모듈(260)로부터 전송된 위치정보를 기반으로 상기 전자지도모듈
(270)과 연동하여 시각장애인이 횡단보도에 위치되면, 상기 카메라부(210)를 통해
횡단보도 주변에 설치된 신호등의 파란불을 인식하여 상기 알람부(240)에 알람신호
를 전송하고, 상기 초음파센서부(222)에서 수신된 변별신호를 파악하여 자동차와의
산출된 거리에 따른 음향 신호를 상기 알람부(240)에 전송하는 것을 특징으로 하는
시각장애인용 사물인식 지팡이.