KR20200128883A - 자율주행 휠체어 및 제어 시스템 - Google Patents

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KR20200128883A KR1020190052958A KR20190052958A KR20200128883A KR 20200128883 A KR20200128883 A KR 20200128883A KR 1020190052958 A KR1020190052958 A KR 1020190052958A KR 20190052958 A KR20190052958 A KR 20190052958A KR 20200128883 A KR20200128883 A KR 20200128883A
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정혜경
고장혁
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건국대학교 글로컬산학협력단
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Abstract

휠체어가 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 휠체어는, 사용자가 설정한 목적지로 이동하도록 자율주행 경로를 생성하는 자율주행 경로생성부, 상기 휠체어 주변의 환경정보를 인식하는 센서부, 상기 경로 및 상기 환경정보에 기초하여, 휠체어의 이동 가능여부를 판단하고, 휠체어의 속도 및 방향을 제어하는 제어부, 상기 환경정보에 기초하여 점소등하는 발광부를 포함할 수 있다.

Description

자율주행 휠체어 및 제어 시스템{AUTONOMOUS WHEELCHAIR}
본원은 자율주행 휠체어 및 제어 시스템에 관한 것이다.
휠체어는 신체 장애인이나 환자 도는 거동이 불편한 노약자가 편하게 이동할 수 있도록 돕기 위한 이동보조장치이다. 이러한 휠체어는 시트와 등받이, 그리고 시트의 양측에 장착된 바퀴로 구성되어 있으며, 탑승자가 바퀴를 손으로 직접 회전시키거나 보조자가 뒤에서 손잡이를 잡고 밀어 움직이는 수동 휠체어가 많이 사용되고 있다.
하지만 최근에는 수동으로 바퀴를 움직일 필요 없는 전동 휠체어가 많이 개발되고 있으며, 다양한 제품이 출시 되어 판매되고 있다. 현재 출시되고 있는 전동 휠체어는 설치된 모터로 바퀴를 구동시켜 움직이도록 함으로써 탑승자가 직접 힘을 가하지 않고도 손쉽게 이동이 가능하다.
그런데, 종래에 전동휠체어는, 사용자가 방향을 설정하거나 속도를 설정하는 등 사용자의 조작에 의존하고 있기 때문에 사용자에게 신체적 어려움이 있을 경우, 운전이 미숙하거나 갑작스러운 장애물로 인한 정지가 어려운 문제점이 있다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제10-2018-0114582호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휠체어 주변의 환경정보에 따라 안전하게 주행 경로를 생성 및 수정하는 자율주행 휠체어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 휠체어는, 사용자가 설정한 목적지로 이동하도록 자율주행 경로를 생성하는 자율주행 경로생성부, 상기 휠체어 주변의 환경정보를 인식하는 센서부, 상기 경로 및 상기 환경정보에 기초하여, 휠체어의 이동 가능여부를 판단하고, 휠체어의 속도 및 방향을 제어하는 제어부, 및 상기 환경정보에 기초하여 점소등하는 발광부를 포함할 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 따른 휠체어에 있어서, 상하로 길이조절이 가능하고 상기 발광부가 배치되는 지지부, 및 상기 지지부에 연결되어 상기 휠체어 주변을 촬영하는 촬영부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 환경정보에 기초하여 상기 지지부의 상하 길이를 조절하는 것일 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 휠체어는, 사용자 단말 접속부를 더 포함하고, 상기 촬영부는 사용자 단말에 촬영한 영상 및 이미지 데이터를 전송하고, 상기 지지부는 사용자 단말에 의해 상승 및 하강하여 길이조절이 되는 것일 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 따른 휠체어에 있어서, 상기 센서부에 의해 상기 휠체어의 기설정된 범위 이내에 움직이는 장애물이 감지된 경우, 상기 발광부는 조명을 제1패턴으로 점소등하고, 상기 제어부는 상기 휠체어의 속도를 감소시키거나 정지시키고, 상기 센서부에 의해 상기 휠체어의 일정 반경 이내에 정지된 장애물이 감지된 경우, 상기 발광부는 조명을 제2패턴으로 점소등하고, 상기 제어부는 상기 장애물로부터 거리가 멀어지도록 상기 휠체어의 이동방향을 수정하는 것일 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 따른 휠체어에 있어서, 상기 센서부는, 휠체어의 이동 전방에 횡단보도가 인식되는 경우, 상기 횡단보도의 신호등의 색을 인식하고, 상기 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 일정 주기마다 인식하여 제어부로 전송하고, 상기 제어부는, 상기 신호등의 색을 기반으로 휠체어가 횡단보도를 횡단 가능하다고 판단하는 경우, 상기 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 기초하여 속도를 제어하여 횡단보도를 건너는 것일 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 따른 휠체어에 있어서, 상기 사용자 단말 접속부는, 상기 사용자 단말로부터 상기 기존의 경로에 대한 피드백을 받고, 상기 자율주행 경로생성부는, 상기 피드백에 기초하여 상기 기존의 경로를 수정하는 것일 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 따른 휠체어에 있어서, 상기 센서부는, 바퀴의 움직임을 기반으로 제1환경정보를 인식하는 바퀴센서부, 의자에 가해지는 압력을 기반으로 제2환경정보를 인식하는 의자센서부, 및 상기 촬영부가 촬영한 데이터를 기반으로 제3환경정보를 인식하는 촬영센서부, 를 포함하고, 상기 바퀴센서부, 의자센서부, 및 촬영센서부에서 인식한 제1환경정보, 제2환경정보, 및 제3환경정보의 가중치를 다르게 적용하여 환경정보를 판단하는 것일 수 있다.
또한 본원의 일 실시예에 따른 휠체어에 있어서, 상기 사용자 단말 접속부는, 상기 사용자 단말로부터 사용자 정보를 수신하고, 상기 자율주행 경로생성부는, 상기 사용자 정보에 기초하여 경로를 생성하고, 상기 제어부는, 상기 경로 및 사용자 정보에 기초하여 휠체어의 속도를 제어하는 것일 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 휠체어 제어 시스템은, 휠체어 주변의 환경정보 및 사용자 정보를 기반으로 자율주행하는 휠체어, 및 상기 휠체어로부터 자율주행 경로에 관한 정보를 제공받고, 상기 자율주행 경로에 대한 피드백 정보 및 사용자 정보를 기반으로 상기 휠체어의 자율주행을 제어하는 제어신호를 생성하여 전송하는 사용자 단말, 을 포함할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 환경정보에 따라 주행 경로를 생성 및 수정하는 자율주행 휠체어를 제공함으로써, 사용자의 운전이 미숙하거나 갑작스러운 장애물로 인한 사고를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 휠체어 제어 시스템을 도시한 개략적인 개념도이다.
도 2는 본원의 다양한 실시예에 따른 휠체어의 발광부를 도시한 개념도이다.
도 3은 본원의 다양한 실시예에 따른 발광부의 배치를 도시한 개념도이다.
도 4는 본원의 다양한 실시예에 따른 휠체어의 지지부를 도시한 개념도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 휠체어의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본원은 휠체어 및 제어 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는, 자율주행을 하는 휠체어에 관한 것이다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 휠체어 제어 시스템을 도시한 개략적인 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 휠체어 제어 시스템은 휠체어(10) 및 사용자 단말(20)을 포함할 수 있다. 자율주행을 하는 휠체어(10)는 사용자 단말(20)과 연동될 수 있다. 휠체어(10)는 사용자 단말(20)로부터 사용자 정보를 수신하고, 사용자 정보에 기초하여 경로를 생성하고, 생성된 경로에 관한 정보 및 사용자 정보에 기초하여 휠체어(10)의 속도를 제어하는 것일 수 있다. 휠체어(10)는 휠체어(10) 주변의 환경정보 및 사용자 정보를 기반으로 자율주행 할 수 있고, 사용자 단말(20)은 휠체어(10)로부터 자율주행 경로에 관한 정보를 제공받고, 상기 자율주행 경로에 대한 사용자가 입력한 피드백 정보 및 사용자 정보를 기반으로 휠체어(10)의 자율주행을 제어하는 제어신호 및 수정된 자율주행에 관한 경로 정보를 생성하여 휠체어(10)로 전송할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 정보는, 예를 들어, 사용자의 이름, 집 주소, 자주 주행하는 도로, 학교, 직장, 선호하는 도로, 선호하는 속도, 사용자의 주된 이동 범위, 사용자가 다니는 도로의 장애물, 사용자의 주행 이력, 사용자의 장애의 정도, 장애가 있는 신체 정보 등 휠체어(10)가 자율주행 하는데 필요한 정보일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 상기 사용자 정보는 휠체어(10)를 이용하는 복수의 사용자 마다 각 사용자의 식별정보(예를 들어, 아이디 정보)와 연계하여 저장될 수 있다. 상기 사용자 정보는 사용자 단말(20) 또는 사용자 단말(20)에 설치되는 휠체어(10) 제어를 위한 어플리케이션 구동 서버에 각 사용자의 식별정보와 연계하여 저장될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 환경정보는, 휠체어(10) 주변의 장애물 유무, 시간 정보, 장소 정보, 날씨정보, 주행 도로의 기울기, 주행 도로의 마찰력 등 휠체어(10)가 자율주행 하는데 필요로 하는 정보들을 의미할 수 있으며, 상술한 예시에 한정되는 것은 아니다. 시간 정보는, 아침, 저녁, 밤, 9시, 11시, 여름, 겨울 등 시간과 관련된 정보가 될 수 있다. 또한, 장소 정보는, 시골, 번화가, 실내, 실외 등 장소와 관련된 정보가 될 수 있다. 또한, 환경정보는 상기 정보들을 복수개의 카테고리로 분류하여 수집 또는 저장될 수 있다. 예를 들어, 카테고리는, 휠체어(10)의 상태, 휠체어(10) 주변의 장애물, 도로의 상태, 시간, 장소 등 카테고리 별로 분류되어 저장될 수 있다.
휠체어(10)와 사용자 단말(20)은 네트워크로 연결될 수 있다. 상기 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
사용자 단말(20)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV, 스마트 워치, 스마트 웨어러블 기기 등 유선 통신 장치를 포함할 수 있다.
이 때, 사용자 단말(20)은 휠체어 제어 어플리케이션을 포함할 수 있다. 사용자 단말(20)은 자율주행 경로에 관한 정보를 휠체어(10)로부터 제공받고 휠체어 제어 어플리케이션을 통해 디스플레이할 수 있다. 휠체어 제어 어플리케이션은, 휠체어(10)의 자율주행 제어와 관련되어 설치되는 것으로, 사용자 요청에 따라 실행되는 것일 수 있다. 사용자는 휠체어 제어 어플리케이션에 로그인하여 사용자 정보를 저장할 수 있다. 휠체어 제어 어플리케이션은 휠체어(10)에 사용자 정보, 사용자 단말(20)이 획득한 환경정보 및 각종 자율 주행에 관한 정보를 전송할 수 있다. 휠체어(10)는 사용자 정보를 수신하고, 사용자 정보에 기초하여 사용자 맞춤 경로를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1사용자가 자주 가는 장소가 A학교이고, 제1사용자가 휠체어 제어 어플리케이션에 로그인하여 휠체어에 제1사용자에 관한 사용자 정보를 전송한 경우, 휠체어는 A학교까지의 경로를 생성할 수 있다. 제2사용자가 자주 가는 장소가 B직장이고, 제2사용자가 휠체어 제어 어플리케이션에 로그인하여 휠체어에 제2사용자 정보를 전송한 경우, 휠체어는 B직장까지의 경로를 생성할 수 있다. 이와 같이, 본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)가 동일하더라도 휠체어와 연결된 사용자 단말(20)을 통해 전송되는 휠체어 사용자의 사용자 정보에 따라, 휠체어(10)는 자율주행 정보를 생성하기 때문에, 다수의 사용자가 휠체어(10)를 대여하여 공용으로 사용하는 경우에도 각 사용자에 맞는 자율주행 정보에 따라 휠체어(10)의 자율주행이 가능하다.
또는, A 사용자의 동네의 주요 도로가 비포장 도로가 많으며 도로이고, A사용자가 휠체어 제어 어플리케이션에 로그인하여 휠체어에 사용자 정보를 전송한 경우, 휠체어(10)는 동네를 주행하는 경로에 대해 속도를 낮게 설정하는 것일 수 있다.
한편, 본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 고유 번호를 가질 수 있다. 사용자는 휠체어 제어 어플리케이션에 휠체어(10)의 고유 번호를 입력함으로써 해당 고유 번호를 가진 휠체어와 연동되는 것일 수 있다. 예를 들어, 휠체어(10)가 5개이고, 각각 01, 02, 03, 04, 05의 고유번호를 가지는 경우, 사용자가 휠체어 제어 어플리케이션에 고유 번호 03을 입력하는 경우, 고유번호 03 휠체어(10)와 휠체어 제어 어플리케이션이 연동되어 고유번호 03 휠체어(10)를 제어할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 사용자가 설정한 목적지로 이동하도록 자율주행 경로를 생성할 수 있다. 목적지는 사용자 단말(20)로부터 수신하는 것일 수 있다. 목적지는, 예를 들어, 사용자의 집, 직장, 복지회관 등이 될 수 있다. 휠체어(10)는 목적지로 갈 수 있는 경로 후보를 복수 개 생성할 수 있다. 휠체어(10)는 경로 후보 중 하나를 선택할 수 있다. 선택된 경로는, 예를 들어, 거리가 가장 짧은 경로, 사용자의 정보에 기초하여 사용자가 선호하는 경로, 신호등이 가장 적은 경로 등이 될 수 있다.
휠체어(10)는 사용자 단말(20)로 생성한 경로에 대한 정보를 전송할 수 있다. 휠체어(10)는 사용자 단말(20)로부터 기존의 경로에 대한 피드백을 받고, 피드백에 기초하여 상기 기존의 경로를 수정할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 사용자 단말(20)에 설치된 어플리케이션을 통해 기존의 경로에 공원을 지나가는 경로, 또는 과속방지턱이 없는 경로, 또는 자전거나 휠체어 전용 도로가 있는 경로 등을 추가하는 피드백을 휠체어(10)에 전송하는 경우, 휠체어(10)는 해당 경로를 추가하여 경로를 수정할 수 있다. 또한, 사용자의 피드백에 의해 생성되거나 수정된 경로는, 사용자 정보에 이력 정보로서 저장될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 휠체어(10) 주변의 환경정보를 인식할 수 있다. 휠체어(10) 주변은 근거리와 원거리로 구분될 수 있으며, 휠체어(10)는 근거리와 원거리로 구분하여 주변의 환경정보를 인식할 수 있다. 근거리는 휠체어(10) 및 사용자를 안전하게 보호할 수 있는 범위, 예를 들어, 휠체어(10)의 반경 2m 이내, 를 의미할 수 있고, 원거리는 휠체어(10)가 안전하게 자율주행할 수 있도록 주변을 인식하는 범위, 예를 들어, 휠체어(10)로부터 전방 4m까지를 의미할 수 있다.
휠체어(10)는 환경정보를 인식하기 위해 열, 빛, 온도, 압력, 소리, 영상 등을 입력받는 다양한 센서를 포함할 수 있으며 센서의 종류는, 예를 들어, 광전스위치, 에어센서, 전자석 스위치, 온도 센서, 압력 센서, 유량 센서, 자기 센서, 광 센서, 음향 센서, 미각 센서, 후각 센서, 카메라 등이 될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 휠체어(10)는 환경정보를 정밀하게 인식하기 위해 센서를 휠체어(10)의 각 부위 별로 복수 개 구비할 수 있으며, 복수의 센서 종류는 서로 같거나 다를 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 바퀴의 움직임을 기반으로 제1환경정보를 인식할 수 있다. 제1환경정보는, 도로 표면의 거칠기, 즉, 울퉁불퉁한 정도, 또는, 도로의 기울기 정도, 도로 표면의 종류, 휠체어의 가속도가 될 수 있다. 휠체어(10)의 바퀴에는 복수개의 센서가 소정 간격을 두고 바퀴 둘레를 따라 배치될 수 있다. 바퀴 둘레를 따라 배치된 복수개의 센서는, 휠체어(10)가 이동할 때 센서에 가해지는 압력에 기초하여 도로 표면의 거칠기 및 도로 표면의 종류 등 도로에 관한 정보를 인식하거나 휠체어 바퀴의 마모 상태, 휠체어의 가속도 등 휠체어의 상태를 인식하는 것일 수 있다. 또는, 휠체어 바퀴의 회전 량, 회전 속도 등에 기초하여 휠체어의 현재 속도를 인식할 수 있다. 또는, 휠체어(10) 바퀴의 중심부에 센서가 배치될 수 있다. 바퀴의 중심부에 배치된 센서는 휠체어의 도로의 기울기 정도, 휠체어(10)의 가속도 등 휠체어 상태를 인식하는 것일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 의자에 가해지는 압력을 기반으로 제2환경정보를 인식할 수 있다. 제2환경정보는, 사용자의 무게, 도로의 기울기 정도, 도로 표면의 거칠기가 될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 의자에서 사용자의 엉덩이를 지탱하는 부분에는 복수개의 센서가 배치될 수 있다. 센서는 압력을 측정하는 센서일 수 있다. 구체적으로는, 사용자가 의자에 앉았을 때 의자에 가해지는 압력을 측정할 수 있다. 휠체어(10)가 주행 중 의자 앞쪽으로 사용자의 무게가 쏠리는 경우, 도로가 내리막길이라고 판단하고, 쏠린 정도에 따라 도로 기울기를 측정할 수 있다. 또는 의자 뒤쪽으로 사용자의 무게가 쏠리는 경우, 도로가 오르막길이라고 판단하고, 쏠린 정도에 따라 도로 기울기를 측정할 수 있다. 의자에 가해지는 압력이 불규칙적으로 강해졌다가 약해지는 것을 반복하면, 강해졌다가 약해졌을 때의 압력차를 기반으로 도로 표면의 거칠기(예를 들어, 포장도로 또는 비포장도로 판단 등)를 측정할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는, 촬영한 데이터를 기반으로 제3환경정보를 인식할 수 있다. 제3환경정보는, 장애물 유무, 도로의 혼잡도, 신호등 유무, 횡단보도 유무, 과속방지턱 유무 등이 될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 촬영한 데이터는 휠체어(10) 또는 외부 서버에 저장될 수 있다. 휠체어(10)는 촬영한 데이터를 주기적으로 분석하여 제3환경정보를 인식할 수 있다. 휠체어(10)는 촬영한 데이터를 기반으로 빛의 양 분석, 장애물에 대해 열 감지 및 분석을 할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 제1환경정보, 제2환경정보, 및 제3환경정보에 기초하여 휠체어(10) 주변의 최종 환경정보를 판단하되, 각 환경정보의 가중치를 다르게 적용하여 최종 환경정보를 판단할 수 있다. 가중치는, 예를 들어, 장소, 시간 별로 다르게 적용되는 것일 수 있다. 휠체어(10)는 장소에 대한 정보를 얻기 위해 GPS수신기를 포함할 수 있다. 휠체어(10)는 환경정보 중 도로의 기울기 정도에 대해 판단하는 경우, A 장소에서는 바퀴의 움직임에 관한 제1환경정보에 기초한 도로의 기울기 정도*0.5, 의자에 가해지는 압력에 기초한 제2환경정보에 기초한 도로의 기울기 정도*0.4, 촬영 영상에 기초한 제3환경정보에 기초한 도로의 기울기 정도*0.2, B 장소에서는 제1환경정보에 기초한 도로의 기울기 정도*0.2, 제2환경정보에 기초한 도로의 기울기 정도*0.6, 제3환경정보에 기초한 도로의 기울기 정도*0.2로 각각 가중치를 다르게 하여 도로의 기울기 정도를 계산하는 것일 수 있다. 장소는, 예를 들어, 시골, 번화가, 산, 해수욕장 등이 될 수 있다.
또는, 시간에 따라 가중치를 다르게 적용할 수 있으며, 촬영한 데이터를 기반으로 인식한 제3환경정보는 낮에 비해 밤에 적용되는 가중치가 낮아질 수 있고, 반대로 낮 시간에는 촬영 영상에 기초한 제3환경정보의 가중치가 상대적으로 다른 환경정보의 가중치에 비해 높게 고려될 수 있다.
휠체어(10)는 생성한 자율주행 경로 및 환경정보에 기초하여, 휠체어(10)의 이동 가능여부를 판단하고, 휠체어(10)의 속도 및 방향을 제어할 수 있다. 휠체어(10)는 환경정보의 정도에 기초하여 복수개의 이동 구역으로 나눌 수 있다. 복수개의 구역 중 제1구역은 이동 가능한 구역, 제2구역은 이동 불가능한 구역으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 구역은 환경정보를 1단계부터 10단계까지 나누어 10개의 구역이고, 1단계부터 7단계는 이동 가능, 8단계부터 10단계는 이동 불가능으로 판단할 수 있다. 일 예로, 휠체어(10)는 환경정보 중 도로 표면의 거칠기를 1(매우 좋음)부터 10(매우 나쁨)의 단계로 나눌 수 있다. 이 때, 도로 표면의 거칠기가 10인 경우, 휠체어(10)는 이동이 불가능하다고 판단하고, 휠체어(10)의 방향을 전환하여 거칠기의 정도가 낮은 쪽으로 이동할 수 있다. 또는, 도로 표면의 거칠기가 7인 경우, 휠체어는 이동이 가능하다고 판단하고, 휠체어(10)의 속도를 낮추어 이동할 수 있다.
또는, 휠체어(10)가 이동하려는 방향에 사람이 밀집된 정도를 인식하고, 이동 가능여부를 판단할 수 있다. 휠체어(10)는 사람이 밀집된 정도를 1(밀집도 매우 낮음)부터 10(밀집도 매우 높음)의 단계로 나눌 수 있다. 이 때, 밀집된 정도가 10인 경우, 휠체어(10)는 이동이 불가능하다고 판단하고, 휠체어(10)의 방향을 전환하여 밀집도가 낮은 쪽으로 이동할 수 있다. 또는, 사람이 밀집된 정도가 5인 경우, 속도를 낮추어 이동할 수 있다.
또는, 휠체어(10)는 이동이 불가능하다고 판단할 경우, 자율주행 경로를 재 생성할 수 있다. 예를 들어, 장애물 밀집도가 10단계로 매우 높은 경우, 휠체어(10)는 이동이 불가능하다고 판단하고, 자율주행 경로를 재 생성할 수 있다. 휠체어(10)는 후보 경로들 중 경로를 다시 선택할 수 있다. 다시 선택하는 경우, 후보 경로들 중 기존 경로를 제외하고 가장 짧은 거리의 경로를 선택하는 것일 수 있다. 또는, 휠체어(10)의 현 위치부터 목적지까지 경로를 새로 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 휠체어(10)는 센서부를 이용하여 횡단보도를 인식할 수 있다. 휠체어(10)의 이동 전방에 횡단보도가 인식되는 경우, 횡단보도의 신호등의 색을 인식할 수 있다. 횡단보도를 인식하는 데 있어서, 신호등을 인식하거나, 횡단보도 선을 인식하거나, 횡단보도의 볼라드를 인식함으로써 휠체어가 횡단보도를 인식할 수 있다. 휠체어(10)는 신호등의 색을 인식하여 신호등이 초록색, 파란색 등의 보행자 신호라고 판단하면, 상기 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 일정 주기마다 인식할 수 있다. 횡단보도의 거리를 측정하는 방식은, 예를 들어, 휠체어는 횡단보도의 건너편 신호등을 인식하고, 건너편 신호등까지의 거리를 측정할 수 있다. 이 때, 거리를 측정하는 방식은, 예를 들어, 주변 사물과의 비율을 비교하는 방식일 수 있다. 또한, 휠체어(10)는 신호등의 색을 기반으로 휠체어가 횡단보도를 횡단 가능하다고 판단하는 경우, 상기 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 기초하여 속도를 제어하여 횡단보도를 건너는 것일 수 있다. 남은 시간은 신호등에 표시되는 남은 시간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 휠체어는 신호등을 2초마다 인식하여 남은 시간을 인식하고, 남은 거리에 기초하여 속도를 제어할 수 있다. 또는, 횡단보도에 진입하였을 때 횡단보도의 거리 및 남은 시간을 기초하여 속도를 계산하고, 속도가 기설정된 속도 이상으로 계산된 경우, 횡단보도를 건너지 않고 다음 신호를 기다릴 수 있다. 예를 들어, 휠체어가 속도를 계산한 결과 시속5km로 건너야 하는 경우, 휠체어는 횡단보도를 건너지 않고 다음 신호를 기다릴 수 있다.
도1을 참고하면, 휠체어(10)는 지지부(400) 및 환경정보에 기초하여 점소등하는 발광부(500)를 포함할 수 있다. 지지부(400)는 상하로 길이조절이 가능하고, 지지부(400)의 선단에 발광부(500)가 배치되는 것일 수 있다. 또한, 휠체어(10)는 도시하지 않았으나 지지부(400)의 길이를 조절하기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다. 지지부(400)는 원기둥, 각기둥, 육면체 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 지지부(400)는 쉽게 휘어지지 않는 재질로, 예를 들어, 스테인리스, 쇠, 나무 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광부(500)는, 발광소자를 포함하고, 일예로 엘이디(LED), 레이저 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 발광부(500)의 색상은 하얀색, 노란색, 빨간색, 파란색 등 다양한 색을 표현할 수 있다. 발광부(500)는 본원의 다양한 실시 예에 따라 적어도 하나가 구비될 수 있으며, 일예로, 발광부(500)는 서로 반대 방향을 향해 광을 발산하도록 2개 구비될 수 있다. 이때, 발광부(500)의 구비 개수, 구비 형태 등은 이에 한정된 것은 아니며 다양하게 구현 가능하다. 또한, 발광부(500)의 모양은 구, 육면체, 사면체, 납작한 사각형 등 다양할 수 있다.
도2는 본원의 다양한 실시예에 따른 발광부(500)의 배치를 도시한 개념도이다.
도2(a)를 참고하면, 휠체어는 지지부(400)의 상단에 연결된 발광부(500)를 한 개 구비할 수 있다. 이 때 발광부(500)는 구 형태를 할 수 있다. 발광부(500)의 표면은 불투명한 재질일 수 있으며, 내부에는 엘이디 복수 개가 포함될 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 환경정보에 기초하여 발광부(500)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 낮에는 발광부(500)를 빨간색으로 점등하고, 밤에는 발광부(500)를 하얀색으로 점등하여 발광부의 시인성을 높일 수 있다. 또는, 장애물이 근접한 경우 빨간색으로 점등하고, 장애물이 근접하지 않은 경우는 하얀색으로 점등할 수 있다. 또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 휠체어(10)는 환경정보에 기초한 다양한 상황에 따라 발광부(500)를 다양한 패턴의 형태로 제어할 수 있다. 예를 들어, 휠체어(10)의 전방에 횡단보도가 있다고 판단한 경우 제1패턴, 과속방지턱이 있다고 판단한 경우 제2패턴, 급정거가 필요하다고 판단한 경우 제3패턴 등으로 발광부(500)를 제어함으로써, 휠체어(10)의 후방 또는 기타 방향에 존재하는 다른 행인 또는 휠체어, 자전거 등에 각 상황에 맞는 인식을 미리 제공할 수 있다.
또한, 도2(b)를 참고하면, 휠체어는 발광부(500) 복수 개를 구비할 수 있으며, 복수 개의 발광부(500)는 지지부(400) 겉면에 소정 간격을 두고 배치되는 것일 수 있다. 휠체어(10)는 복수 개의 발광부(500)를 개별 제어할 수 있다. 예를 들어, 9개의 발광부(500)는 3열 3행의 배치로 지지부(400) 겉면에 배치될 수 있다. 휠체어(10)는 환경정보에 따라 9개의 발광부(500)의 점멸 제어를 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 사람이 밀집된 정도가 심한 도로에서는 9개의 발광부(500)를 모두 점등할 수 있다. 반면, 사람이 밀집된 정도가 심하지 않은 도로에서는 가장 하단의 열 3개의 발광부(500)를 점등할 수 있다. 발광부(500)의 개수를 다르게 점등함으로써 사람들로 하여금 휠체어를 쉽게 인식시켜 충돌을 방지할 수 있다.
또는, 휠체어는, 복수개의 복수의 발광부(500)를 개별 제어함으로써 문구를 생성하여 표시할 수 있다. 문구는 예를 들어, 조심, 주의와 같은 문구일 수 있다. 휠체어(10)는 사용자 단말로부터 문구를 지정받을 수 있다.
도3은 본원의 다양한 실시예에 따른 발광부의 배치를 도시한 개념도이다.
도3을 참고하면, 휠체어는 장애물과 충돌을 방지하기 위한 범위를 설정할 수 있다. 범위는 예를 들어, 휠체어 반경 1m 이내일 수 있다. 도3(a)를 참조하면, 휠체어의 기설정된 범위 이내에 움직이는 장애물이 감지된 경우, 발광부(500)는 조명을 제1패턴으로 점소등하고, 휠체어는 휠체어의 속도를 감소시키거나 정지시킬 수 있다. 도3(b)를 참조하면, 휠체어의 일정 반경 이내에 정지된 장애물이 감지된 경우, 발광부(500)는 조명을 제2패턴으로 점소등하고, 휠체어는 장애물로부터 거리가 멀어지도록 상기 휠체어의 이동방향을 수정하는 것일 수 있다. 제1패턴과 제2패턴은 색을 다르게 하거나 점멸주기를 다르게 하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1패턴은 빨간색, 제2패턴은 초록색으로 점멸하는 것일 수 있고, 제1패턴은 점멸주기가 1초이며, 제2패턴은 점멸주기가3초일 수 있다. 추가적으로 휠체어는, 움직이는 장애물이 휠체어를 쉽게 인식하도록 지지부(400)를 상하 운동하도록 반복할 수 있다.
도3(a)를 참조하면, 휠체어의 기설정된 범위 이내에 움직이는 장애물, 예를 들어, 사람 또는 자동차 등이 감지되는 경우, 휠체어는 휠체어의 속도를 감소시키거나 정지시킬 수 있다. 휠체어는 움직이는 장애물이 기설정된 범위에서 벗어난 후 기존 속도로 돌아갈 수 있다. 이 때, 발광부(500)는 제1패턴, 예를 들어, 빨간색으로 점등하고 점멸주기가 1초가 되도록 점멸할 수 있다.
도3(b)를 참조하면, 휠체어의 기설정된 범위 이내에 정지된 장애물, 예를 들어, 전봇대 또는 나무 등이 감지되는 경우, 휠체어는 장애물로부터 거리가 멀어지도록 상기 휠체어의 이동방향을 수정하는 것일 수 있다. 이 때, 발광부(500)는 제2패턴, 예를 들어, 초록색으로 점등하고 점멸주기가 3초가 되도록 점멸할 수 있다. 휠체어 앞뒤로 두 대가 함께 이동하는 경우, 뒤에 있는 휠체어는 앞에 있는 휠체어의 발광부(500)를 인식하여 장애물의 종류를 파악할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따른 휠체어(10)는 사용자 단말(20)에 촬영한 영상 및 이미지 데이터를 전송할 수 있다. 휠체어(10)는, 지지부(400)에 배치된 적외선 카메라, 디지털 카메라, 회전 카메라 등에 의해 휠체어의 전방 또는 휠체어 일정 반경을 촬영하는 것일 수 있다. 지지부(40)는 사용자 단말(20)에 의해 상승 및 하강하여 길이조절이 되는 것일 수 있다. 사용자는 휠체어의 촬영한 영상 및 이미지 데이터를 제공 받아 휠체어(10)의 주변을 제대로 촬영하고 있는지를 확인할 수 있다. 사용자는 휠체어(10)가 촬영하는 영상의 범위를 조절하고자 할 때, 휠체어(20)에 지지부(400)의 길이를 조절하도록 제어 신호를 보낼 수 있다. 지지부(400)의 길이가 길어지면 촬영의 범위가 넓어지고, 지지부(400)의 길이가 짧아지면 촬영의 범위가 좁아질 수 있다.
도4는 본원의 다양한 실시예에 따른 휠체어의 지지부를 도시한 개념도이다.
도4를 참조하면, 휠체어는 환경정보에 기초하여 지지부(400)의 상하 길이를 조절하는 것일 수 있다.
도4(a)내지 도4(b)를 참조하면, 휠체어(10)는 장애물이 밀집된 정도에 따라 지지부(400)의 상하 길이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 도4(a)와 같이 사람이 밀집된 정도가 미리 설정된 사람 수 또는 밀집도 이하인 경우에는 지지부(400)의 길이를 짧게 할 수 있다. 반면, 도4(b)와 같이 사람이 밀집된 정도가 미리 설정된 사람 수 또는 밀집도를 초과하는 경우에는 지지부(400)의 길이를 길게 할 수 있다. 지지부(400)의 길이를 조절함으로써 전방을 용이하게 촬영할 수 있다. 즉, 전방에 사람이 많은 경우, 앞이 보이지 않아 경로 및 다른 장애물을 식별하기 어려울 수 있으나 지지부(400)의 길이를 조절하여 촬영의 범위를 넓힘으로써 촬영 데이터를 통해 경로 및 장애물을 보다 용이하게 식별하기 위함이다. 또한, 지지부(400)의 길이를 길게 하여 멀리 있는 사람도 휠체어의 발광부(500)를 볼 수 있고, 휠체어의 존재를 인식하여 충돌을 방지할 수 있다.
도4(c)내지 도4(d)를 참조하면, 휠체어는 장애물의 높이에 따라 지지부(400)의 상하 길이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 도4(c)와 같이 장애물의 높이가 주행 중 지지부(400)의 길이보다 낮은 경우에는 지지부(400)의 길이를 짧게 할 수 있다. 반면, 도4(d)와 같이 장애물의 높이가 주행 중 지지부(400)의 길이보다 높은 경우에는, 지지부(400)의 길이를 길게 할 수 있다. 또는, 장애물이 기설정된 높이를 초과하는 경우, 지지부(400)의 길이를 길게 할 수 있다. 기설정된 높이는 예를 들어, 170cm일 수 있다.
도5는 본원의 일 실시예에 따른 휠체어의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도5를 참조하면, 휠체어(10)는 경로생성부(100), 센서부(200), 제어부(300), 지지부(400), 발광부(500), 촬영부(600), 사용자 단말 접속부(700)를 포함할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만 휠체어(10)는 휠체어를 구동하기 위한 구동부, 배터리부 등을 포함할 수 있다.
경로생성부(100)는 사용자가 설정한 목적지로 이동하도록 자율주행 경로를 생성할 수 있다. 목적지는 사용자 단말로부터 수신하는 것일 수 있다. 목적지는, 예를 들어, 사용자의 집, 직장, 복지회관 등이 될 수 있다. 경로생성부(100)는 목적지로 갈 수 있는 경로 후보를 복수 개 생성할 수 있다. 경로생성부(100)는 경로 후보 중 하나를 선택할 수 있다. 선택된 경로는, 예를 들어, 거리가 가장 짧은 경로, 사용자의 정보에 기초하여 사용자가 선호하는 경로, 신호등이 가장 적은 경로 등이 될 수 있다. 사용자 정보는 사용자의 이름, 집 주소, 자주 주행하는 도로, 학교, 직장, 선호하는 도로, 선호하는 속도, 사용자의 주된 이동 범위, 사용자가 다니는 도로의 장애물, 사용자의 주행 이력 등 휠체어(10)가 자율주행 하는데 필요한 정보일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본원의일 실시예에 따르면, 경로생성부(100)는 다양한 환경정보, 사용자 정보 및 목적지 정보에 기초하여 최적의 경로 정보를 도출하는 미리 학습된 인공지능 모듈 또는 기계학습 모듈을 포함할 수 있다. 상기 기계학습 모듈은 RNN, CNN 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 경로생성부(100)는 학습된 인공지능 모듈 또는 기계학습 모듈을 활용하여, 센서부(200)에서 획득된 환경정보, 사용자 정보 및 목적지 정보를 입력으로 하여 복수개의 경로 정보를 생성할 수 있다.
센서부(200)는 휠체어(10) 주변의 환경정보를 인식할 수 있다. 환경정보는, 휠체어(10) 주변의 장애물 유무, 시간 정보, 장소 정보, 주행 도로의 기울기, 주행 도로의 마찰력 등 휠체어(10)가 자율주행 하는데 필요로 하는 정보들을 의미할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 시간 정보는, 아침, 저녁, 밤, 9시, 11시, 여름, 겨울 등 시간과 관련된 정보가 될 수 있다. 또한, 장소 정보는, 시골, 번화가, 실내, 실외 등 장소와 관련된 정보가 될 수 있다. 또한, 환경정보는 상기 정보들을 복수개의 카테고리로 분류될 수 있다. 예를 들어, 카테고리는, 휠체어(10)의 상태, 휠체어(10) 주변의 장애물, 도로의 상태, 시간, 장소일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
센서부(200)는 휠체어(10)의 기설정된 범위 이내에 움직이는 장애물을 감지할 수 있다. 센서부(200)에 의해 휠체어(10)의 일정 반경 이내에 정지된 장애물이 감지된 경우, 발광부(500)는 조명을 제2패턴으로 점소등하고, 제어부(300)는 장애물로부터 거리가 멀어지도록 휠체어(10)의 이동방향을 수정하는 것일 수 있다.
또한, 센서부(200)는 휠체어(10)의 이동 전방에 횡단보도가 인식되는 경우, 횡단보도의 신호등의 색을 인식하고, 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 일정 주기마다 인식하여 제어부(300)로 전송하고, 제어부(300)는, 신호등의 색을 기반으로 휠체어(10)가 횡단보도를 횡단 가능하다고 판단하는 경우, 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 기초하여 속도를 제어하여 횡단보도를 건너는 것일 수 있다. 횡단보도의 거리를 측정하는 방식은, 예를 들어, 휠체어는 횡단보도의 건너편 신호등을 인식하고, 건너편 신호등까지의 거리를 측정할 수 있다. 이 때, 거리를 측정하는 방식은, 예를 들어, 주변 사물과의 비율을 비교하는 방식일 수 있다. 남은 시간은 신호등에 표시되는 남은 시간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 휠체어는 신호등을 2초마다 인식하여 남은 시간을 인식하고, 남은 거리에 기초하여 속도를 제어할 수 있다. 또는, 횡단보도에 진입하였을 때 횡단보도의 거리 및 남은 시간을 기초하여 속도를 계산하고, 속도가 기설정된 속도 이상으로 계산된 경우, 횡단보도를 건너지 않고 다음 신호를 기다릴 수 있다. 예를 들어, 휠체어가 속도를 계산한 결과 시속5km로 건너야 하는 경우, 휠체어는 횡단보도를 건너지 않고 다음 신호를 기다릴 수 있다.
또한, 센서부(200)는, 바퀴의 움직임을 기반으로 제1환경정보를 인식하는 바퀴센서부, 의자에 가해지는 압력을 기반으로 제2환경정보를 인식하는 의자센서부, 촬영부(600)가 촬영한 데이터를 기반으로 제3환경정보를 인식하는 촬영센서부를 포함할 수 있다. 바퀴센서부, 의자센서부, 및 촬영센서부에서 인식한 제1환경정보, 제2환경정보, 및 제3환경정보의 가중치를 다르게 적용하여 환경정보를 판단하는 것일 수 있다. 제1환경정보는, 도로 표면의 거칠기, 즉, 울퉁불퉁한 정도, 또는, 도로의 기울기 정도, 도로 표면의 종류, 휠체어의 가속도가 될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2환경정보는, 도로의 기울기 정도, 도로 표면의 거칠기가 될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 제3환경정보는, 장애물 유무, 도로의 혼잡도, 신호등 유무 등이 될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 가중치는, 예를 들어, 장소, 시간 별로 다르게 적용되는 것일 수 있다.
제어부(300)는 경로 및 환경정보에 기초하여, 휠체어(10)의 이동 가능여부를 판단하고, 휠체어(10)의 속도 및 방향을 제어할 수 있다. 구체적으로, 센서부(200)에 의해 상기 휠체어의 기설정된 범위 이내에 움직이는 장애물이 감지된 경우, 제어부(300)는 상기 휠체어(10)의 속도를 감소시키거나 정지시킬 수 있다. 또는, 센서부(200)에 의해 상기 휠체어의 일정 반경 이내에 정지된 장애물이 감지된 경우, 제어부(300)는 장애물로부터 거리가 멀어지도록 휠체어(10)의 이동방향을 수정하는 것일 수 있다.
지지부(400)는 상하로 길이조절이 가능하고 발광부(500) 및 촬영부(600)가 배치될 수 있다. 지지부(400)는 원기둥, 각기둥, 육면체 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 지지부(400)는 쉽게 휘어지지 않는 재질로, 예를 들어, 스테인리스, 쇠, 나무 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이 때, 지지부(400)는 제어부(300)에 의해 환경정보에 기초하여 상하 길이가 조절될 수 있다. 예를 들어, 지지부(400)는 장애물이 밀집된 정도에 따라 상하 길이가 조절될 수 있다. 사람이 밀집된 정도가 심하지 않은 경우에는 지지부(400)의 길이를 짧게 할 수 있다. 반면, 사람이 밀집된 정도가 심한 경우에는 지지부(400)의 길이를 길게 할 수 있다. 또한, 다른 예를 들면, 장애물의 높이에 따라 지지부(400)의 상하 길이가 조절될 수 있다. 장애물의 높이가 주행 중 지지부(400)의 길이보다 낮은 경우에는 지지부(400)의 길이를 짧게 할 수 있다. 반면, 장애물의 높이가 주행 중 지지부(400)의 길이보다 높은 경우에는, 지지부(400)의 길이를 길게 할 수 있다. 또는, 장애물이 기설정된 높이를 초과하는 경우, 지지부(400)의 길이를 길게 할 수 있다.
또한, 지지부(400)는 사용자 단말에 의해 상승 및 하강하여 길이조절이 되는 것일 수 있다. 사용자는 휠체어의 촬영한 영상 및 이미지 데이터를 제공 받아 휠체어의 주변을 제대로 촬영하고 있는지를 확인할 수 있다. 사용자는 휠체어가 촬영하는 영상의 범위를 조절하고자 할 때, 휠체어에 지지부(400)의 길이를 조절하도록 제어 신호를 보낼 수 있다. 지지부(400)의 길이가 길어지면 촬영의 범위가 넓어지고, 지지부의 길이가 짧아지면 촬영의 범위가 좁아질 수 있다.
발광부(500)는 환경정보에 기초하여 점소등할 수 있다. 구체적으로, 발광부(500)는 센서부(200)에 의해 기설정된 범위 이내에 움직이는 장애물이 감지된 경우, 조명을 제1패턴으로 점소등할 수 있다. 또는, 발광부(500)는 센서부(200)에 의해 기설정된 범위 이내에 정지된 장애물이 감지된 경우, 조명을 제2패턴으로 점소등할 수 있다. 발광부(500)는, 발광소자를 포함하고, 일예로 엘이디(LED), 레이저 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 발광부(500)의 색상은 하얀색, 노란색, 파란색 등 다양한 색을 표현할 수 있다. 발광부(500)는 본원의 다양한 실시 예에 따라 적어도 하나가 구비될 수 있으며, 일예로, 발광부(500)는 서로 반대 방향을 향해 광을 발산하도록 2개 구비될 수 있다. 이때, 발광부(500)의 구비 개수, 구비 형태 등은 이에 한정된 것은 아니며 다양하게 구현 가능하다. 또한, 발광부(500)의 모양은 구, 육면체, 사면체, 납작한 사각형 등 다양할 수 있다. 발광부(500)는 복수 개일 수 있으며, 조심, 주의와 같은 문구를 표현할 수 있다.
촬영부(600)는 지지부(400)에 연결되어 휠체어(10) 주변을 촬영할 수 있다. 촬영부(600)는 사용자 단말에 촬영한 영상 및 이미지 데이터를 전송할 수 있다. 촬영부(600)는 적외선 카메라, 디지털 카메라, 회전 카메라 등일 수 있으며, 회전 카메라에 의해 360도 이미지를 얻을 경우, 파노라마 형태로 이미지를 저장할 수 있다.
사용자 단말 접속부(700)는 사용자 단말(20)로부터 상기 기존의 경로에 대한 피드백을 받을 수 있다. 이 때, 자율주행 경로생성부는, 피드백에 기초하여 상기 기존의 경로를 수정하는 것일 수 있다.
또한, 사용자 단말 접속부(700)는 사용자 단말(10)로부터 사용자 정보를 수신할 수 있다. 사용자 단말 접속부(700)는 사용자 단말(20)로 생성한 경로에 대한 정보를 전송할 수 있다. 사용자 단말 접속부(700)는 사용자 단말(20)로부터 기존의 경로에 대한 피드백을 받고, 피드백에 기초하여 상기 기존의 경로를 수정하는 것일 수 있다. 예를 들어, 사용자가 사용자 단말(20)에 설치된 어플리케이션을 통해 기존의 경로에 공원을 지나가는 경로를 추가하는 피드백을 사용자 단말 접속부(700)는 에 전송하는 경우, 자율주행 경로생성부(100)는 공원을 지나가는 경로를 추가하여 경로를 수정할 수 있다. 또한, 사용자의 피드백에 의해 생성되거나 수정된 경로는, 사용자 정보에 저장될 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 휠체어
20: 사용자 단말
100: 자율주행 경로생성부
200: 센서부
300: 제어부
400: 지지부
500: 발광부
600: 촬영부

Claims (14)

  1. 휠체어에 있어서,
    사용자가 설정한 목적지로 이동하도록 자율주행 경로를 생성하는 자율주행 경로생성부;
    상기 휠체어 주변의 환경정보를 인식하는 센서부;
    상기 경로 및 상기 환경정보에 기초하여, 휠체어의 이동 가능여부를 판단하고, 휠체어의 속도 및 방향을 제어하는 제어부; 및
    상기 환경정보에 기초하여 점소등하는 발광부,
    를 포함하는 휠체어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휠체어는,
    상하로 길이조절이 가능하고 상기 발광부가 배치되는 지지부; 및
    상기 지지부에 연결되어 상기 휠체어 주변을 촬영하는 촬영부,
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 환경정보에 기초하여 상기 지지부의 상하 길이를 조절하는 것인, 휠체어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 휠체어는,
    사용자 단말 접속부를 더 포함하고,
    상기 촬영부는 사용자 단말에 촬영한 영상 및 이미지 데이터를 전송하고,
    상기 지지부는 사용자 단말에 의해 상승 및 하강하여 길이조절이 되는 것인, 휠체어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서부에 의해 상기 휠체어의 기설정된 범위 이내에 움직이는 장애물이 감지된 경우, 상기 발광부는 조명을 제1패턴으로 점소등하고, 상기 제어부는 상기 휠체어의 속도를 감소시키거나 정지시키고,
    상기 센서부에 의해 상기 휠체어의 일정 반경 이내에 정지된 장애물이 감지된 경우, 상기 발광부는 조명을 제2패턴으로 점소등하고, 상기 제어부는 상기 장애물로부터 거리가 멀어지도록 상기 휠체어의 이동방향을 수정하는 것인, 휠체어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    휠체어의 이동 전방에 횡단보도가 인식되는 경우, 상기 횡단보도의 신호등의 색을 인식하고, 상기 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 일정 주기마다 인식하여 제어부로 전송하고,
    상기 제어부는, 상기 신호등의 색을 기반으로 휠체어가 횡단보도를 횡단 가능하다고 판단하는 경우, 상기 횡단보도의 거리 및 신호의 남은 시간을 기초하여 속도를 제어하여 횡단보도를 건너는 것인, 휠체어.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 사용자 단말 접속부는,
    상기 사용자 단말로부터 상기 기존의 경로에 대한 피드백을 받고,
    상기 자율주행 경로생성부는,
    상기 피드백에 기초하여 상기 기존의 경로를 수정하는 것인, 휠체어.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    바퀴의 움직임을 기반으로 제1환경정보를 인식하는 바퀴센서부;
    의자에 가해지는 압력을 기반으로 제2환경정보를 인식하는 의자센서부; 및
    상기 촬영부가 촬영한 데이터를 기반으로 제3환경정보를 인식하는 촬영센서부,
    를 포함하는 것인, 휠체어.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 사용자 단말 접속부는,
    상기 사용자 단말로부터 사용자 정보를 수신하고,
    상기 자율주행 경로생성부는,
    상기 사용자 정보에 기초하여 경로를 생성하고,
    상기 제어부는,
    상기 경로 및 사용자 정보에 기초하여 휠체어의 속도를 제어하는 것인, 휠체어.
  9. 휠체어 제어 시스템에 있어서,
    휠체어 주변의 환경정보 및 사용자 정보를 기반으로 자율주행 하는 휠체어; 및
    상기 휠체어로부터 자율주행 경로에 관한 정보를 제공받고, 상기 자율주행 경로에 대한 피드백 정보 및 사용자 정보를 기반으로 상기 휠체어의 자율주행을 제어하는 제어신호를 생성하여 전송하는 사용자 단말,
    을 포함하는 휠체어 제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 사용자 단말은 사용자 정보를 상기 휠체어로 전송하고,
    상기 휠체어는 상기 수신한 사용자 정보에 기초하여 경로를 생성하고, 상기 경로 정보 및 사용자 정보에 기초하여 휠체어의 속도를 제어하는 것인, 휠체어 제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사용자 단말은 상기 휠체어를 제어하기 위한 어플리케이션을 포함하고,
    상기 사용자 단말은 상기 어플리케이션을 통해 상기 자율주행 경로에 관한 정보를 디스플레이하고, 상기 사용자 정보를 수신하는 것인, 휠체어 제어 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 사용자 단말은, 상기 휠체어로부터 수신한 경로 정보에 대한 피드백 정보를 생성하여 상기 휠체어로 전송하고,
    상기 휠체어는, 상기 사용자 단말로부터 기존의 경로에 대한 피드백 정보를 수신하고 상기 피드백 정보에 기초하여 기존의 자율주행 경로를 수정하는 것인, 휠체어 제어 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 휠체어는,
    사용자가 설정한 목적지로 이동하도록 자율주행 경로를 생성하는 자율주행 경로생성부;
    상기 휠체어 주변의 환경정보를 인식하는 센서부;
    상기 경로 및 상기 환경정보에 기초하여, 휠체어의 이동 가능여부를 판단하고, 휠체어의 속도 및 방향을 제어하는 제어부; 및
    상기 환경정보에 기초하여 점소등하는 발광부,
    를 포함하는 것인, 휠체어 제어 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 휠체어는,
    상하로 길이조절이 가능하고 상기 발광부가 배치되는 지지부; 및
    상기 지지부에 연결되어 상기 휠체어 주변을 촬영하는 촬영부,
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 환경정보에 기초하여 상기 지지부의 상하 길이를 조절하는 것인, 휠체어 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220085207A (ko) 2020-12-15 2022-06-22 광운대학교 산학협력단 네비게이션과 결재 기능을 갖는 거동 불편 환자의 병원 진료를 위한 자율 주행 휠체어 시스템, 병원 진료 시스템, 병원 진료 서비스 제공 방법 및 자율 주행 휠체어
KR20220091963A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 한국기계연구원 계단 등반을 위한 다자유도 레그 구조를 갖는 투휠 휠체어
KR20230027357A (ko) * 2021-08-18 2023-02-28 주식회사 힐스로보틱스 자율 주행 전동 휠체어
KR20240001361A (ko) 2022-06-24 2024-01-03 (주)노고단 신체 약자용 자율주행 모빌리티

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