KR20210032214A - 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시각 장애인이 파지한 상태에서 전방의 장애물을 실시간으로 감지하고, 감지된 감지값을 사용자가 확인할 수 있는 점자(點字)로 표현함으로써 시각 장애인의 보행 안정성을 향상시킬 수 있는 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이에 관한 것이다.

Description

시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이{Smart wand with obstacle detection for the blind}

본 발명은 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시각 장애인이 파지한 상태에서 전방의 장애물을 실시간으로 감지하고, 감지된 감지값을 사용자가 확인할 수 있는 점자(點字)로 표현함으로써 시각 장애인의 보행 안정성을 향상시킬 수 있는 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이에 관한 것이다.

시각 장애인은 맹인과 저시력자를 모두 포함하여 지칭하는 개념으로서, 시각 장애는 단순히 개인의 시력이 정상적이지 않은 문제에서 그치지 않고 주변 환경에 대처하는 능력이 저하되는 문제로 이어진다. 따라서 시각 장애인은 실외 활동에 대한 욕구와 동기 부여가 점점 감소하고 이는 개인의 삶의 질이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 방법은 훈련된 안내견의 안내를 받는 방법이 있으나, 훈련된 안내견을 이용하기 위해서는 매우 고가의 비용이 필요하고, 훈련된 안내견과 시각 장애인 사이에서 교감을 형성하기 위해서는 상당한 시간이 소모되기 때문에 대다수의 시각 장애인이 이용할 수 없는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 기술로는 대한민국 등록특허 제10-1708144호(2017.02.13. 등록)가 있는데, 상기 종래기술은 시각 장앤인들의 길안내를 위해 보행자의 보도에 설치된 점형 또는 선형의 점자블록을 카메라를 통해 인식하고, 인식된 점자블록의 패턴을 분석하여 시각 장애인에게 분석된 점자블록의 패턴을 음성을 전달하고, 보행방향에 장애물을 감지하여 시각 장애인에게 알려주는 것이다.

이를 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 종래기술은 점자블록을 촬영하여 인식하기 위한 카메라부, 카메라부에 의해 인식되어 전송된 점자블록을 영상처리 한 후 점자블록의 패턴을 분석하고, 분석된 점자블록의 패턴을 음성신호로 전송하는 점자블록 패턴분석부, 점자블록 패턴분석부에서 전송된 음성신호를 수신하여 출력하는 헤드셋을 포함한 음성출력부, 진행방향에 장애물이 있는지 여부를 감지하기 위한 초음파 거리 감지센서, 초음파 거리 감지센서에서 전송된 장애물 감지신호를 처리하여 장애물과의 거리를 연산하고, 장애물과의 거리가 미리 입력된 소정거리 이내에 있을 경우 진동 신호를 송신하는 장애물 거리분석부 및 장애물 거리분석부에서 전송한 진동신호를 수신하여 진동으로 출력하는 진동신호 수신부를 포함한다.

상기와 같이 이루어진 종래기술은 카메라부를 통해 촬영된 점자블록의 패턴을 분석하는 과정에서 오류가 발생하는 경우 이후의 처리 과정에서 잘못된 정보를 시각 장애인에게 전달하기 때문에 카메라의 성능과 촬영된 영상의 선명도에 따라 패턴 분석의 정확성이 결정된다. 그러나 시각 장애인이 보행 중 지팡이를 사용하기 때문에 지팡이는 상하 또는 좌우로 항상 이동하고 이러한 이동성에 의해 촬영 결과물이 선명하지 못하여 점자블록의 패턴을 정확하게 분석할 수 없는 문제점이 있고, 보행 방향에 배치된 적재물, 구조물 등을 파악할 수 없어 시각 장애인이 도로에 적재된 화물 등에 부딪히는 사고를 방지할 수 없고, 나아가 점자블록에 보행자, 화물 등이 겹치면 패턴을 분석할 수 없기 때문에 시각 장애인에게 전방의 정확한 상황을 알려 줄 수 없어 사고가 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1708144호(2017.02.13. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 시각 장애인이 사용하는 지팡이를 제공하되 주행 방향에 배치된 사람, 화물을 실시간으로 감지한 후 이를 승강하도록 구성된 점자(點字)를 통해 시각 장애인에게 알려줌으로써 시각 장애인의 보행 안전성을 향상시킬 수 있는 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이를 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

내부에 배터리가 수납되고, 상기 배터리로부터 전원을 인가 받아 동작하는 제어모듈이 구비되고, 사용자가 파지하는 바디;

상기 바디의 일면에 구비되며 서로 다른 직경을 가진 다수개의 관으로 이루어져 인입 및 인출되도록 구성되는 지지구;

상기 바디의 일면에 구비되되 상기 지지구가 배치된 방향의 장애물을 감지하는 센싱모듈;

상기 센싱모듈을 통해 감지된 감지값을 점자(點字)로 표현하는 점자모듈;

상기 바디에 구비되며 상기 점자모듈의 동작과 연동하여 외부로 알려주기 위한 알림모듈;을 포함하고,

상기 점자모듈은,

상호 간격을 두고 배치된 다수개의 점자돌기와,

상기 점자돌기를 승강시키는 승강수단을 포함한다.

또한, 상기 알림모듈은,

상기 점자모듈과 연동하여 경고음을 배출하는 스피커와, 상기 점자모듈과 연동하여 진동하는 진동모터를 포함한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 파지한 상태에서 전방의 장애물을 센싱모듈을 통해 실시간으로 감지하고, 감지된 감지값을 사용자가 확인할 수 있는 점자(點字)로 표현함으로써 시각 장애인의 보행 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 텔레스코프 형태로 이루어진 지지구가 구비되어 휴대 및 보관시에는 인입하여 휴대성을 높이고 사용시 인출하여 주행 방향 전방에 존재하는 사람, 화물을 인지할 수 있어 사용의 편의성을 향상시킨 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이를 다른 각도에서 도시한 예시도.
도 3은 본 발명을 구성하는 점자모듈을 확대 도시한 예시도.
도 4a, 4b, 4c 및 도 5a, 5b는 본 발명에 따른 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이의 동작 상태를 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이의 동작 관계를 도시한 예시도.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이(1)는, 바디(10)와, 지지구(20)와, 센싱모듈(30)과, 점자모듈(40) 및 알림모듈(50)을 포함한다.

상기 바디(10)는 사용자가 파지하는 손잡이의 역할을 함과 동시에 내부에 배터리가 수납되고 상기 배터리로부터 전원을 인가 받아 동작하면서 상기 센싱모듈(30)과, 점자모듈(40) 및 알림모듈(50)의 동작을 제어하는 제어모듈(12)이 구비된다.

이러한 바디(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사용자가 한 손으로 파지할 수 있도록 외형이 원통형의 몸체로 이루어질 수 있으나 이는 하나의 실시예이며 다양한 길이 및 형태로 이루어질 수 있는 것으로 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

이어서 상기 바디(10)는 내부가 빈 함체 형태로 이루어져 재충전이 가능한 배터리가 내부에 배치되고, 상기 배터리로부터 전원을 인가 받아 동작하는 제어모듈(12)이 각각 배치되고, 상기 배터리와 제어모듈(12)을 연결하는 케이블이 배치된다.

그리고 상기 바디(10)의 외면에는 상기 제어모듈(12)의 On/Off 동작을 제어하는 스위치가 더 구비될 수 있고, 바디의 외면에는 사용자의 손이 미끄러짐을 방지하기 위한 미끄럼방지돌기 또는 미끄럼방지패드가 더 배치될 수 있다.

상기 지지구(20)는 상기 바디(10)의 일면, 더 정확하게는 주행 방향을 향한 전방에 배치되고, 상호 다른 직경을 가진 다수개의 관체로 이루어져 상호 인입 및 인출되도록 구성되어 휴대 및 보관시 부피를 줄이고 사용시 외부로 인출하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

이러한 지지구(20)는 사용자가 보행시 바디(10)를 파지한 상태에서 좌우 또는 상하로 바디를 흔들어 주행 방향에 사람 또는 화물과 같은 장애물을 감지하는 것으로, 바람직하게는 길이 방향으로 연장된 관체 형태로 이루어지고 상술한 바와 같이 길이 방향으로 인출되거나 인입되는 텔레스코프 형태로 이루어진다.

그리고 상기 지지구(20)는 지면 또는 바닥면을 타격하는 과정에서 파손을 방지하기 위하여 내구성이 높은 합성수지재 또는 금속재로 이루어지고, 보다 바람직하게는 길이 방향 말단부에 금속재로 이루어진 보강재가 분리 가능하게 결합되어 마모 또는 파손에 의한 교체가 용이하게 이루어지도록 한다.

상기 센싱모듈(30)은 상기 바디(10)의 일면, 더 정확하게는 주행 방향을 향한 전방에 배치되어 상기 배터리로부터 인가된 전원과 상기 제어모듈(12)로부터 인가된 신호에 의해 동작하면서 전방 공간을 센싱하여 주행 방향에 사람, 화물, 동물, 적재물등을 감지하고 감지된 감지값을 상기 제어모듈(12)로 전송하는 것이다.

이러한 센싱모듈(30)은 초음파를 이용하여 다른 물체와의 거리를 감지하는 초음파센서로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않음은 물론이다. 상기 초음파센서는 TX(Transmit), RX(Receive)를 포함한 것으로 상기 TX를 통해 초음파를 외부로 조사하고 되돌아오는 초음파를 RX가 감지한 후 해당 초음파가 되돌아오는 시간을 연산한 후 해당 위치에 장애물이 있는지를 확인하는 것이다.

이러한 센싱모듈(30)은 바디(10)의 전면에 상호 이격된 위치에 다수개가 배치될 수 있고, 배치되는 개수 및 위치, 그리고 상호간의 간격은 다양하게 변경 가능한 것으로 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 점자모듈(40)은 상기 센싱모듈(30)에서 장애물이 감지되면 이를 제어모듈(12)을 통해 사용자에게 알려주기 위한 수단 중 하나로써, 상기 바디(10)의 외면에 승강 가능하게 배치된 다수개의 점자돌기(41)와, 상기 점자돌기(41)를 승강시키기 위한 승강수단(42)을 포함한다.

상기 점자돌기(41)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개가 상호 간격을 두고 배치되되 각각이 승강 가능하게 배치되거나 방향을 지시하는 점자가 블록으로 묶여서 승강 가능하도록 배치될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여 상기 점자돌기(41)의 동작 상태를 통해 살펴보면, 도 4a는 전방에 장애물이 없는 상태이고, 도 4b는 주행 방향의 중앙에 장애물이 있는 상태이고, 도 4c는 주행 방향의 중앙에 장애물이 있되 사용자와의 거리가 근접한 상태인 것을 도시한 것이다. 그리고, 도 5a는 주행 방향의 좌측에 장애물이 있는 상태이고, 도 5b는 주행 방향의 우측에 장애물이 있는 상태를 도시한 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 동작 상태에서 주행 방향의 전방에 장애물이 감지된 상황에서는 해당 장애물이 있는 위치와 거리를 점자로 표시하는데, 해당 점자를 상승시켜 사용자가 이를 손가락으로 감지할 수 있도록 한다.

또한, 도 4b와 도 4c는 동일한 장애물이 사용자와의 거리에 따라 상승시키는 점자돌기를 다르게 하여 감지된 장애물의 거리를 사용자에게 신속하게 알려주어 사고를 방지할 수 있는 것이다.

상기 승강수단(42)은 상기 점자돌기(41)를 승강시키기 위한 것으로, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 실린더로 구성될 수 있으나 이에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 알림모듈(50)은 상기 바디(10)에 구비되며 상기 제어모듈(12)에 의해 동작이 제어되는 것으로, 점자모듈(40)을 통해 전방에 장애물이 감지되면 이를 사용자에게 소리 또는 진동 또는 이들 모두로 알려줌으로써 사고를 방지한다.

이를 위해 상기 알림모듈(50)은 상기 바디(10)에 구비되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하되, 상기 제어모듈(12)에 저장된 경고음을 외부로 배출하는 스피커(51)와, 상기 바디(10)의 내부에 배치되어 상기 제어모듈(12)의 제어에 의해 동작하여 바디(10)를 진동시키는 진동모터(52)를 포함한다.

여기서 상기 스피커(51)는 바디(10)의 후면에 배치되는 것이 바람직한데, 이는 바디(10)의 후면은 사용자와 가장 가까운 위치에 배치되는 부위이며 동시에 사용자의 손이 바디를 파지할 때 가려지지 않고 노출되는 부위이기 때문에 배출되는 경고음이 손실되는 것을 방지할 수 있는 것이나 스피커(51)의 위치 및 개수는 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 진동모터(52)는 제어모듈(12)을 통해 동작이 제어되는 것으로, 센싱모듈(30)을 통해 장애물이 감지되면 제어모듈(12)은 진동모터(52)를 On 하여 바디를 진동시켜 사용자가 전방에 장애물이 있음을 확인할 수 있도록 한 것이다.

이러한 진동모터(52)의 동작은 장애물과 사용자와의 거리에 따라 진동횟수, 진동시간이 조절될 수 있는 것으로, 이러한 진동모터(52)의 구조 및 동작은 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이
10 : 바디
20 : 지지구
30 : 센싱모듈
40 : 점자모듈
41 : 점자돌기 42 : 승강수단
50 : 알림모듈
51 : 스피커 52 : 진동모터

Claims (2)

1. 내부에 배터리가 수납되고, 상기 배터리로부터 전원을 인가 받아 동작하는 제어모듈(12)이 구비되고, 사용자가 파지하는 바디(10);
   상기 바디(10)의 일면에 구비되며 서로 다른 직경을 가진 다수개의 관으로 이루어져 인입 및 인출되도록 구성되는 지지구(20);
   상기 바디(10)의 일면에 구비되되 상기 지지구(20)가 배치된 방향의 장애물을 감지하는 센싱모듈(30);
   상기 센싱모듈(30)을 통해 감지된 감지값을 점자(點字)로 표현하는 점자모듈(40);
   상기 바디(10)에 구비되며 상기 점자모듈(40)의 동작과 연동하여 외부로 알려주기 위한 알림모듈(50);을 포함하고,
   상기 점자모듈(40)은,
   상호 간격을 두고 배치된 다수개의 점자돌기(41)와,
   상기 점자돌기(41)를 승강시키는 승강수단(42)을 포함한 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 알림모듈(50)은,
   상기 점자모듈(40)과 연동하여 경고음을 배출하는 스피커(51)와,
   상기 점자모듈(40)과 연동하여 진동하는 진동모터(52)를 포함한 것을 특징으로 하는 시각 장애인용 장애물 감지 기능이 구비된 스마트 지팡이.
   

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