KR20190100710A - 시각 장애인용 스마트 지팡이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시각 장애인용 스마트 지팡이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각 장애인용 지팡이의 상단에 센서부를 설치함으로써 사용자의 머리 높이의 예컨대 처마, 간판 등의 장애물에 충돌하는 사고를 방지하고 주위 상황에 대한 인식률을 높이며, 음성 및 진동 기능으로 시각 장애인의 보행시 안전사고를 방지할 수 있는 시각 장애인용 스마트 지팡이에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이는 원기둥 형상으로 이루어지는 지지부와, 상기 지지부 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있는 손잡이부, 및 상기 지지부와 손잡이부의 일측에 구비되는 감지부를 포함하고,
상기 감지부는,
상기 손잡이부의 하단 일측에 상기 지지부의 길이 방향 대비 상(上)방향으로 30° ~ 60°로 기울어져 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 초음파 센서 모듈과, 상기 초음파 센서 모듈이 물체를 감지할 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주기 위한 버져 모듈과, GPS 신호를 수신하여 위치 좌표코드정보를 생성하는 GPS 모듈, 및 상기 초음파 센서 모듈로부터 물체가 감지되거나 상기 GPS 모듈로부터 상기 위치 좌표코드 정보를 수신하여 상태 정보를 음성 안내할 수 있도록 하는 RFID 모듈을 포함한다.

Description

시각 장애인용 스마트 지팡이{Smart Walking stick for blind person}
본 발명은 시각 장애인용 스마트 지팡이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각 장애인용 지팡이의 상단에 센서부를 설치함으로써 사용자의 머리 높이의 예컨대 처마, 간판 등의 장애물에 충돌하는 사고를 방지하고 주위 상황에 대한 인식률을 높이며, 음성 및 진동 기능으로 시각 장애인의 보행시 안전사고를 방지하기 위한 시각 장애인용 스마트 지팡이에 관한 것이다.
일반적으로 시각 장애인의 경우, 시각을 통하여 주위정보를 인식할 수 없기 때문에 시각 장애인이 이동할 때에는 시각 장애인용 지팡이를 이용하여 이동경로의 지면 등에 대한 정보를 획득하게 되거나, 횡단 보도나 보행로 상에 설치된 유도 블럭과 계단이나 출입구의 벽면 등에 부착된 점자판 등을 이용하여 주변 정보를 얻은 상태에서 이동할 수 있도록 하고 있다.
그러나 사물을 식별할 수 없는 상태에서 지팡이만을 이용하여 정확한 이동 경로를 식별하는 것도 어려운 것은 물론, 정확한 상황 판단이 어려워 많은 위험에 노출될 수 있고, 유도 블럭이 설치되어 있거나 점자판 등이 부착되어 있다 하더라도 실제 유도 블럭과 점자판을 찾는 데까지 상당한 시간이 걸리는 것은 물론, 쉽게 찾을 수 없게 되므로 효용성이 낮은 실정이다.
한편, 시각 장애인용 지팡이에 스프링을 넣어 자동으로 이완되는 시각장애인용 버튼식 자동이완 보행지팡이가 개발되었으나, 이 또한 시각장애인의 감각에 의존해야 하며, 신호의 유형도 기존의 직진과 정지만으로 되어 있어 지팡이의 조작에는 다소 도움이 되지만 실생활에는 도움을 주지 못하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점으로 인해 시각 장애인에게 편의를 제공하고, 주변 상황을 상세히 인식할 수 있도록 한 지팡이가 제안되었는 바, 국내등록특허공보 등록번호 제10-0615670호 "시각장애인용 안내장치"(문헌 1)에 의하면, 사용자가 취부하는 손잡이(113)에서 하측으로 연장되는 지팡이몸체(112)의 하측으로 광센서(117)를 구비하여 지면의 굴곡을 감지하고, 제 1 초음파센서(116)를 구비하여 지면으로부터 돌출되는 장애물을 감지하여 지면의 굴곡 및 장애물이 있음을 출력하는 시각장애인용 지팡이(100)를 제안하고 있다.
또한, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1027240호 "시각장애인용 지팡이"(문헌 2)에서는 시각장애인이 휴대할 수 있도록 구성된 장형의 몸체부(210)와; 상기 몸체부(210)의 하부에 결합하여 바닥으로 파장을 송수신함으로써 바닥의 굴곡을 감지하는 바닥센서부(220)와;상기 몸체부(210)에 결합하며, 상기 바닥센서부(220)가 굴곡을 감지할 경우 진동되는 바닥진동자(230)와; 상기 몸체부(210)에 결합하며, 전방으로 파장을 송수신함으로써 장애물을 감지하는 측부센서부(240)와; 상기 몸체부(210)에 결합하며, 상기 측부센서부(240)가 장애물을 감지할 경우 진동되는 측부진동자(250)와; 상기 바닥센서부(220)에서 감지된 신호에 따라 굴곡이 있을 경우 상기 바닥진동자(230)의 진동수를 조절하며, 상기 측부센서부(240)에서 감지된 신호로 장애물의 원근에 따라 상기 측부진동자(250)의 진동수를 조절하는 제어부와; 상기 제어부가 소정의 거리까지만 감지할 수 있도록, 감지거리를 선택할 수 있는 거리조절스위치을 포함하는 것을 제안하고 있다(도 1 참조).
특히, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1400828호 "시각 장애인용 지팡이"(문헌 3)에 의하면 봉 형상으로 이루어지는 몸체(22)를 갖고, 상기 몸체(22)의 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있도록 형성되는 손잡이(24)를 갖는 지팡이(20)와; 상기 지팡이(20)에 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 센서부(30)와;상기 지팡이(20)에 설치되어 상기 센서부(30)에 전원을 공급하기 위한 전원부(40)와; 상기 센서부(30)로부터 수집된 사용자의 이동경로에 대한 정보를 전달받아 사용자에게 음성으로 전달하기 위한 스마트 단말기(50)를 포함하는 시각 장애인용 지팡이를 제안하고 있다(도 2 참조).
그러나 이와 같은 종래기술은 지면으로부터 돌출되는 장애물을 감지하여 지면의 굴곡 및 장애물이 있음을 알릴 수 있으므로 보행시 편의를 제공할 수 있지만, 시각 장애인의 경우 보행 중의 처마, 간판 등의 머리 높이의 장애물에 충돌하는 사고가 빈번하게 발생하는 문제점은 여전히 있었다.
한국 등록특허공보 등록번호 제10-0615670호 "시각장애인용 안내장치"(등록일자 2006.08.17.) 한국 등록특허공보 등록번호 제10-1027240호 "시각장애인용 지팡이"(등록일자 2011.03.29.) 한국 등록특허공보 등록번호 제10-1400828호 "시각 장애인용 지팡이"(등록일자 2014.05.22.)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 시각 장애인의 필수품인 지팡이의 상단에 30° ~ 60°로 기울어진 초음파 센서를 설치함으로써, 시각장애인이 보행 중 처마, 간판 등의 머리 높이의 장애물에 충돌하는 사고를 방지할 수 있는 시각 장애인용 스마트 지팡이를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이는 원기둥 형상으로 이루어지는 지지부와, 상기 지지부 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있는 손잡이부, 및 상기 지지부와 손잡이부의 일측에 구비되는 감지부를 포함하고,
상기 감지부는,
상기 손잡이부의 하단 일측에 상기 지지부의 길이 방향 대비 상(上)방향으로 30° ~ 60°로 기울어져 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 초음파 센서 모듈과, 상기 초음파 센서 모듈이 물체를 감지할 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주기 위한 버져 모듈과, GPS 신호를 수신하여 위치 좌표코드정보를 생성하는 GPS 모듈, 및 상기 초음파 센서 모듈로부터 물체가 감지되거나 상기 GPS 모듈로부터 상기 위치 좌표코드 정보를 수신하여 상태 정보를 음성 안내할 수 있도록 하는 RFID 모듈을 포함한다.
본 발명에 따르면, 사용자에게 혼란을 주지 않으면서 횡단 보도의 위치, 지하철 출구, 화장실 위치 정보 등을 손쉽게 파악될 수 있도록 간단한 진동 또는 음성으로서 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 지팡이의 상부에 30° ~ 60° 각도로 기울어진 초음파 센서가 설치됨으로써, 보행 중 처마, 간판 등의 머리 높이 정도의 장애물에 충돌하는 사고를 방지할 수 있으며, 별도의 추가 구성이 불필요한 간명한 구조를 가지는 이점이 있다.
또한, 사용자에게 정확한 위치 정보를 전달할 수 있으며 시각 장애인용 스마트 지팡이와 무선 연동되어 사용자의 휴대 단말기에 설치되는 어플리케이션에 의하여 보호자의 긴급 알림 및 응급상황 신고가 가능하게 되므로, 사고나 위험 발생 시 신속하게 보호자 또는 응급센터에 연락이나 위치 정보 등을 원격지의 서버를 통하여 전송할 수 있어 2차적인 피해를 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1 및 도 2는 시각 장애인용 지팡이와 관련한 종래 기술을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이의 감지부를 도시한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 이상적인 실시 예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시 예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않는다. 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 걸치거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다.
또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것도 아니다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시 예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 출원인은 지금까지 시각 장애인들의 주된 도보 수단인 지팡이가 많은 기술적 발전이 이루어져 다양한 제품들이 많이 출시되었지만 오히려 혼란스러운 기능 등으로 인해 정작 사용자가 여전히 종래의 스틱형 지팡이를 선호하므로, 4차산업 시대를 맞이하여 인간 중심의 개발 가치를 확산시키고 사용자의 요구와 편의에 부합하는 사물 인터넷을 이용한 시각 장애인용 스마트 지팡이를 제안한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이의 감지부를 도시한 블록도이다.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이(100)는 원기둥 형상으로 이루어지는 지지부(110)와, 상기 지지부(110) 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있는 손잡이부(120), 및 상기 지지부(110)와 손잡이부(120)의 일측에 구비되는 감지부(200)를 포함한다.
또한, 본 발명에서 제안하는 감지부(200)는,
상기 손잡이부(120)의 하단 일측에 상기 지지부(110)의 길이 방향 대비 상(上)방향으로 30° ~ 60°로 기울어져 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 초음파 센서 모듈(210)과,
상기 초음파 센서 모듈(210)이 물체를 감지할 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주기 위한 버져 모듈(220)과,
GPS 신호를 수신하여 위치 좌표코드정보를 생성하는 GPS 모듈(230), 및
상기 초음파 센서 모듈(210)로부터 물체가 감지되거나 상기 GPS 모듈(230)로부터 상기 위치 좌표코드 정보를 수신하여 상태 정보를 음성 안내할 수 있도록 하는 RFID 모듈(240)을 포함한다.
또한, 본 발명에서 제안하는 감지부(200)는,
상기 GPS 모듈(230)과, 상기 초음파 센서 모듈(210)로부터 수집된 정보를 수신받아 저장할 수 있는 어플리케이션이 설치된 휴대 단말기(H)와 근거리 무선 통신이 가능할 수 있도록 블루투스 모듈(250)을 더 포함한다.
그럼, 본 발명의 일실시 예에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이의 구성 및 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 시각 장애인용 스마트 지팡이(100)는 지지부(110)와, 손잡이부(120), 및 감지부(200)를 포함한다.
지지부(110)는 원기둥 형상으로 상하로 길게 이루어져 지면에 하중을 전달할 수 있는 구성이다.
또한, 지지부(110)는 바(bar) 형상과 같이 가늘고 길게 상하로 이루어져 시각 장애인이 쉽게 지지할 수 있는 강성 구조일 수 있다.
손잡이부(120)는 지지부(110) 상측에 일체로 형성되어 사용자가 파지(把持)할 수 있는 구성으로, 사용자 방향으로 30° ~ 60°기울어져 있다.
또한, 손잡이부(120)는 지지부(110)와 동일 재질을 사용할 수 있고 일반적인 지팡이 재질이 적용될 수 있다.
감지부(200)는 지지부(110)와 손잡이부(120)의 일측에 구비되어 사용자가 걸어가는 방향 전방으로 물체를 감지 및 신호전달 기능을 한다.
또한, 본 발명에서 제안하는 감지부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 초음파 센서 모듈(210), 버져(Buzzer) 모듈(220), GPS 모듈(230), RFID 모듈(240) 및 블루투스 모듈(250)을 포함한다.
여기서 초음파 센서 모듈(210)은 시각장애인이 보행 중 처마, 간판 등의 머리 높이의 장애물에 충돌하는 사고를 방지하기 위하여 손잡이부(120)의 하단 일측에 지지부(110)의 길이 방향 대비 상(上)방향으로 30° ~ 60° 각도로 기울어져 설치될 수 있으며, 이러한 초음파 센서 모듈(210)은 사용자의 이동경로에 대한 정보(예컨대, 경로 상의 장애물 정보)를 수집할 수 있다.
참고로 초음파 센서 모듈(210)의 기울어지는 각도는 사용자를 기준으로 머리 높이의 장애물에 충돌하지 않는 범위 내에서 변경이 가능할 수 있다.
한편, 초음파 센서 모듈(210)에서 물체가 감지될 경우, 사용자에게 경로 상에 물체와의 거리를 인식하도록 하기 위해 버져 모듈(220)이 함께 구비될 수 있다.
이때 버져 모듈(220)은 초음파 센서 모듈(210)로부터 물체가 감지된 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주는 역할을 할 수 있으며, 여기서 진동은 사용자와 물체의 거리가 가까워질수록 진동의 세기 또는 진동의 횟수가 점진적으로 크게 변경될 수 있다.
그에 따라, 사용자는 보행시 이동경로에 대하여 돌발상황이 발생하였을 경우 초음파 센서 모듈(210)에서 이를 감지하여 버져 모듈(220)에서 진동을 발생시켜 사용자에게 알려주도록 하여 사고를 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 GPS 모듈(230)은 스마트 지팡이(100)의 GPS 신호를 수신하고, 위치 좌표코드정보를 생성하는 역할을 한다. 생성된 위치 좌표코드 정보는 보호자의 휴대 단말기(H)의 어플리케이션 서버를 통해 무선 연동될 수 있다.
참고로 본 발명에서 설명하는 휴대 단말기(H)의 어플리케이션은 스마트 지팡이(100)와 원격지의 서버를 통해서 무선 연동될 수 있는 것으로, 사용자에게 정확한 위치 정보 전달, 원격지의 보호자에게 긴급 알림 기능 및 응급상황 신고 기능을 포함하여 제공될 수 있다.
따라서 보호자는 소지한 휴대 단말기의 어플리케이션을 통해 사용자의 위치를 수신할 수 있으므로, 비상시 용이하게 사용자의 위치를 파악할 수 있다.
본 발명의 RFID 모듈(240)은 초음파 센서 모듈(210)로부터 물체가 감지되거나 GPS 모듈(230)로부터 위치 좌표코드 정보를 수신하여 상태 정보를 음성 안내할 수 있도록 구비된다.
참고로 상기의 상태 정보란 사용자의 장애물 유무 및 장애물 위치 정보, 목적지 정보 등을 포함하는 정보를 의미한다.
또한, 본 발명에서는 GPS 모듈(230), 초음파 센서 모듈(210)로부터 수집된 정보를 수신받아 저장할 수 있는 어플리케이션이 설치된 휴대 단말기(H)와 스마트 지팡이(100)가 근거리 무선 통신이 가능할 수 있도록 블루투스 모듈(250)이 필요에 따라 추가로 구비될 수 있다.
아울러 본 발명의 스마트 지팡이(100)에는 블랙박스 기능이 가능한 소형 카메라와 이를 제어하기 위한 아두이노 보드, 조도센서 및 LED 등이 필요에 따라 추가로 구비될 수 있다.
이와 같이 구성으로 인하여 본 발명에 따른 시각 장애인용 스마트 지팡이(100)는 사용자에게 혼란을 주지 않으면서 횡단보도의 위치, 지하철 출구, 화장실 위치 정보 등을 손쉽게 파악될 수 있도록 간단한 진동 또는 음성으로서 정보를 제공할 수 있다.
특히, 시각 장애인의 필수품인 지팡이의 상단에 30° ~ 60° 각도로 기울어진 초음파 센서가 설치됨으로써, 보행 중 처마, 간판 등의 머리 높이 정도의 장애물에 충돌하는 사고를 방지할 수 있으며, 별도의 추가 구성이 불필요한 간명한 구조를 가지는 이점이 있다.
또한, 사용자에게 정확한 위치 정보를 전달할 수 있으며 시각 장애인용 스마트 지팡이와 무선 연동되어 사용자의 휴대 단말기에 설치되는 어플리케이션에 의하여 보호자의 긴급 알림 및 응급상황 신고가 가능하게 되므로, 사고나 위험 발생 시 신속하게 보호자 또는 응급센터에 연락이나 위치 정보 등을 원격지의 서버를 통하여 전송할 수 있어 2차적인 피해를 방지할 수 있다.
그에 따라 사용자는 안전하고 용이하게 목적지에 도달할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 본 발명이 제안하는 스마트 지팡이
110 : 지지부
120 : 손잡이부
200 : 감지부
210 : 초음파 센서 모듈
220 : 버져(Buzzer) 모듈
230 : GPS 모듈
240 : RFID 모듈
250 : 블루투스 모듈

Claims (2)

  1. 시각 장애인용 스마트 지팡이에 있어서,
    원기둥 형상으로 이루어지는 지지부와, 상기 지지부 상측에 일체로 형성되어 사용자가 잡을 수 있는 손잡이부, 및 상기 지지부와 손잡이부의 일측에 구비되는 감지부를 포함하고,
    상기 감지부는,
    상기 손잡이부의 하단 일측에 상기 지지부의 길이 방향 대비 상(上)방향으로 30° ~ 60°로 기울어져 설치되어 사용자의 이동경로에 대한 정보를 수집하기 위한 초음파 센서 모듈과,
    상기 초음파 센서 모듈이 물체를 감지할 경우 물체와의 거리를 사용자에게 진동으로 알려주기 위한 버져 모듈과,
    GPS 신호를 수신하여 위치 좌표코드정보를 생성하는 GPS 모듈, 및
    상기 초음파 센서 모듈로부터 물체가 감지되거나 상기 GPS 모듈로부터 상기 위치 좌표코드 정보를 수신하여 상태 정보를 음성 안내할 수 있도록 하는 RFID 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 스마트 지팡이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 GPS 모듈과, 상기 초음파 센서 모듈로부터 수집된 정보를 수신받아 저장할 수 있는 어플리케이션이 설치된 휴대 단말기와 근거리 무선 통신이 가능할 수 있도록 블루투스 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 스마트 지팡이.
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