KR20220087624A - 시각장애인용 길안내장치 - Google Patents

시각장애인용 길안내장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시각장애인용 길안내장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 시각장애인용 길안내장치는 일측에 탈착형의 로드가 결합하는 몸체부와, 상기 몸체부의 일측에 적어도 하나 이상의 바퀴가 형성되어 지면을 주행하는 주행부와, 외부의 통신단말과 통신하여 주행경로를 입력받는 통신부와, 상기 몸체부의 위치, 이동속도 및 장애물과의 근접도를 포함하는 감지정보를 생성하는 감지부와, 상기 주행경로에 따라 상기 주행부를 구동시키되, 상기 로드가 상기 몸체부로부터 이탈하는 경우 상기 주행부의 구동을 중단하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 시각장애인에게 주행경로를 입력받아 안전하게 길안내를 할 수 있다.

Description

시각장애인용 길안내장치{Navigating apparatus for blind}
본 발명은 시각장애인용 길안내장치에 관한 것으로, 자율주행 방식으로 시각장애인에게 길을 안내하는 기술이 개시된다.
시각장애인들은 대부분을 촉각이나 청각 등의 근육 감각에 의지하여 주위에 무엇이 있는지 확인하며 다른 사람과 의사소통을 한다. 일반적으로 시각장애인들은 손이나 발로 장애물을 판단하기 때문에 장애물이나 각종 위험을 사전에 예측하여 예방하기가 어렵다. 시각장애인들은 익숙한 공간일지라도 가변적이고 일시적인 시설물은 인지가 불가능하여 충돌 위험이 있으며, 물건(물품) 위치를 알 수 없어 사용하기 힘들고 단차 등에 걸려 넘어질 위험이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 시각장애인들을 위한 여러 가지 보조기구들이 개발되고 있다.
종래의 기술 중 대한민국 등록특허 제10-1654299호(2016년 9월 5일 공고)는 시각 장애인용 지팡이 및 시각 장애인용 지팡이의 장애물 탐지 방법에 관한 것으로, 시각 장애인의 보행 시 장애물을 미리 탐지하여 위험을 알리는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 종래의 기술은 시각장애인들의 특성에 맞는 설계가 이루어지지 않아 보조기구의 사용 효과가 미미하다는 한계가 있었다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 시각장애인에게 주행경로를 입력받아 안전하게 길안내를 할 수 있는 시각장애인용 길안내장치를 제공하기 위함이다.
또한, 로드를 이용하여 시각장애인이 수동으로 길을 인식할 수 있으며, 로드의 기울기를 이용하여 주행방향 또는 주행속도를 제어할 수 있는 시각장애인용 길안내장치를 제공하기 위함이다.
또한, 점자를 비접촉방식으로 식별할 수 있는 시각장애인용 길안내장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따른 시각장애인용 길안내장치는 일측에 탈착형의 로드가 결합하는 몸체부와, 상기 몸체부의 일측에 적어도 하나 이상의 바퀴가 형성되어 지면을 주행하는 주행부와, 외부의 통신단말과 통신하여 주행경로를 입력받는 통신부와, 상기 몸체부의 위치, 이동속도 및 장애물과의 근접도를 포함하는 감지정보를 생성하는 감지부와, 상기 주행경로에 따라 상기 주행부를 구동시키되, 상기 로드가 상기 몸체부로부터 이탈하는 경우 상기 주행부의 구동을 중단하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 감지부는 상기 로드의 기울기를 감지하여 상기 감지정보를 생성하고, 상기 제어부는 상기 로드의 기울기에 따라 상기 주행부를 통해 상기 몸체부의 이동속도를 조절할 수 있다.
또한, 상기 감지부는 적외선인 제1 신호와 초음파인 제2 신호를 출력하여 상기 장애물에 대한 거리를 감지하되, 상기 제1 신호에 따른 제1 거리정보와 상기 제2 신호에 따른 제2 거리정보가 기 설정치를 초과하면 상기 제1 거리정보를 상기 장애물과의 거리로 결정할 수 있다.
또한, 상기 로드와 탈착형으로 결합되며, 상기 로드와 결합시 상기 몸체부로부터 기 설정된 높이에서의 상기 장애물과의 근접도를 감지하고, 상기 장애물과 기 설정치 이내로 근접하면 진동 또는 소리 형태로 알람신호를 출력하는 알람부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 감지부에서 감지된 상기 장애물과의 제1 근접정보와, 상기 알람부에서 감지된 상기 장애물과의 제2 근접정보를 비교하여, 오차가 기 설정치 이상인 경우에는 상기 주행부를 정지시키고, 우회경로를 안내할 수 있다.
이에 따라, 시각장애인에게 주행경로를 입력받아 안전하게 길안내를 할 수 있다.
또한, 로드를 이용하여 시각장애인이 수동으로 길을 인식할 수 있으며, 로드의 기울기를 이용하여 주행방향 또는 주행속도를 제어할 수 있다.
또한, 점자를 비접촉방식으로 식별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시각장애인용 길안내장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 따른 시각장애인용 길안내장치에 알람부가 더 포함되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 도 1에 따른 시각장애인용 길안내장치에서 로드가 분리되어 이용되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 1에 따른 시각장애인용 길안내장치에서 알람부가 분리되어 점자를 인식하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시각장애인용 길안내장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 시각장애인용 길안내장치에 알람부가 더 포함되는 것을 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 도 1에 따른 시각장애인용 길안내장치에서 로드가 분리되어 이용되는 것을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 도 1에 따른 시각장애인용 길안내장치에서 알람부가 분리되어 점자를 인식하는 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시각장애인용 길안내장치(100)는 몸체부(110), 주행부(120), 통신부(130), 감지부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
몸체부(110)는 박스형태로 형성되어 주행부(120), 통신부(130), 감지부(140) 및 제어부(150)를 수용한다. 몸체부(110)는 내부에 수용공간이 형성될 수 있다. 몸체부(110)는 방수, 방진이 가능한 기밀구조로 형성되는 것도 가능하다. 몸체부(110)는 일측에 탈착형의 로드(10)가 결합한다. 이 경우, 몸체부(110)에는 로드(10)가 삽입될 수 있는 수용홈이 형성되는 것이 바람직하다. 몸체부(110)는 로드(10)와 결합시 로드(10)가 이탈되지 않도록 외측면을 가압하는 가압부재가 형성되는 것이 바람직하다. 로드(10)는 길이가 가변될 수 있으며, 몸체부(110)와 결합시 전후, 좌우 방향으로 회전이 가능하도록 결합할 수 있다.
또한, 몸체부(110)의 내부에는 배터리가 형성될 수 있다. 배터리는 2차 전지 형태로 형성되어 충전 또는 방전이 가능하다. 이 경우, 복수의 배터리가 탑재될 수 있으며, 배터리를 냉각시키는 쿨러가 형성되는 것도 가능하다. 몸체부(110)는 배터리가 분리되는 경우 이탈신호를 출력할 수 있다.
주행부(120)는 몸체부(110)의 일측에 적어도 하나 이상의 바퀴가 형성되어 지면을 주행한다. 주행부(120)는 바퀴를 구동시키는 모터를 포함한다. 주행부(120)는 후술하는 제어부(150)의 제어에 의해 구동된다. 주행부(120)는 사용자가 외력을 가하지 않아도 자동으로 운전이 가능하다. 주행부(120)는 몸체부(110)의 기울기를 감지하여 구동력을 조절할 수 있다. 예를 들어, 경사로 중 오르막인 경우 모터의 회전속도를 증가시키고, 내리막인 경우 모터의 회전속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 시각장애인이 안전하게 로드(10)를 의지하면서 이동할 수 있다.
또한, 주행부(120)는 로드(10)의 기울기에 따라 이동방향에나 속도를 조절할 수 있다. 로드(10)는 시각장애인이 파지하고 있는 것으로, 이동을 안내한다. 예를 들어, 시각장애인이 로드(10)를 오른쪽으로 회전시키면 주행부(120)는 오른쪽 방향으로 이동할 수 있다. 이는 비록 시각장애인이 앞을 볼 수 없는 상태이지만 걷는 노면의 상태가 불편한 경우 다른 경로를 찾도록 하기 위함이다. 주행부(120)는 로드(10)의 기울기가 기 설정치를 초과하여 기울어진 경우에는 속도를 증가시킬 수 있다. 이는 시각장애인이 빠르게 이동하고자 하는 것이며, 로드(10)가 노면과 수직인 상태인 경우 주행부(120)는 구동을 중단할 수 있다.
또한, 주행부(120)는 로드(10)가 몸체부(110)로부터 이탈하는 경우 구동을 중단한다. 이는 사용자인 시각장애인이 일시로 멈추거나, 건물 내부로 움직이는 경우 동작을 중단하도록 하기 위함이다. 이 경우, 주행부(120)는 현 위치에 정지된 상태로 대기할 수 있다. 시각장애인의 로드(10)와 기 설정된 거리 이내로 근접하면 알림음을 내어 시각장애인이 몸체부(110)를 찾을 수 있도록 안내하는 것도 가능하다. 주행부(120)는 로드(10)가 몸체부(110)에 다시 삽입되는 경우 구동을 시작한다.
통신부(130)는 외부의 통신단말(20)과 통신하여 주행경로를 입력받는다. 여기서, 통신단말(20)은 시각장애인이 사용하는 단말을 의미한다. 통신부(130)는 통신단말(20)로부터 주행경로가 입력되면 이를 제어부(150)로 전달한다. 통신부(130)는 로드(10)와 통신하는 것도 가능하다. 통신부(130)는 로드(10)가 근접하면 알림음을 낼 수 있다. 이는 시각장애인이 몸체로부터 로드(10)를 분리시킨 후 이를 다시 결합하고자 하는 경우 안내하기 위함이다. 통신부(130)는 실시간으로 몸체부(110)의 위치를 외부의 관리서버로 전송할 수 있다. 이는 시각장애인의 움직임정보를 외부에 알리기 위함이다. 이에 따라, 시각장애인의 가족이나 보호자는 원격에서 시각장애인의 움직임정보를 확인할 수 있다.
감지부(140)는 몸체부(110)의 위치, 이동속도 및 장애물과의 근접도를 포함하는 감지정보를 생성한다. 예를 들어, 감지부(140)는 GPS를 이용하여 몸체부(110)의 위치를 감지한다. 감지부(140)는 자이로센서, 가속도센서를 이용하여 몸체부(110)의 이동속도를 감지한다. 감지부(140)는 조도센서, 적외선센서, 초음파센서를 이용하여 주변의 장애물과의 근접도를 감지한다. 감지부(140)는 몸체부(110)가 이동하는 경우 움직임을 감지한다. 감지부(140)는 몸체부(110)의 움직임정보를 기초로 시각장애인이 정해진 경로를 가고 있는지 여부를 확인할 수 있도록 하며, 장애물을 회피할 수 있도록 한다.
이 경우, 로드(10)는 일단에 전극(11)이 형성되어 몸체부(110)와 접촉 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 시각장애인이 로드(10)를 몸체부(110)로부터 이탈시켜 바닥에 접촉하는 경우 전극(11)에 전기가 통전하지 않아 이탈임을 감지할 수 있다. 로드(10)를 몸체부(110)에 결합하는 경우 전극(11)을 통해 전기가 통전됨으로써 로드(10)가 결합했음을 알 수 있다. 이에 따라, 로드(10)의 결합 여부를 보다 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 감지부(140)는 로드(10)의 기울기를 감지하여 감지정보를 생성할 수도 있다. 감지부(140)는 로드(10)의 기울기를 시각장애인의 운전제어정보로 인식하여 제어하도록 한다. 예를 들어, 로드(10)의 기울기에 따라 방향을 전환하거나, 기울기 정도에 따라 속도를 가감시킬 수 있다. 감지부(140)는 로드(10)의 기울기를 실시간으로 감지하여 제어부(150)로 출력한다. 감지부(140)는 몸체부(110)와 로드(10)의 접촉 여부를 감지하는 것도 가능하다. 감지부(140)는 로드(10)가 몸체부(110)로부터 이탈하는 경우 이탈정보를 생성하여 제어부(150)로 출력한다.
또한, 감지부(140)는 적외선인 제1 신호와 초음파인 제2 신호를 출력하여 장애물에 대한 거리를 감지할 수 있다. 이 경우, 감지부(140)는 제1 신호에 따른 제1 거리정보와 제2 신호에 따른 제2 거리정보가 기 설정치를 초과하면 추가적으로 비전영상을 획득하여 제3 거리정보를 획득할 수도 있다. 이 경우, 제어부(150)는 제1 거리정보 및 제2 거리정보와 비교하여 평균치를 장애물과의 거리로 최종 결정할 수도 있다.
제어부(150)는 로드(10)의 기울기에 따라 주행부(120)를 통해 몸체부(110)의 이동속도를 조절할 수 있다. 제어부(150)는 감지부(140)로부터 로드(10)의 기울기를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 로드(10)가 몸체부(110)의 전방으로 기울어지면 주행부(120)를 통해 몸체부(110)의 이동속도를 증가시킬 수 있다. 제어부(150)는 로드(10)가 몸체부(110)의 후방으로 기울어지면 주행부(120)를 통해 몸체부(110)의 이동속도를 감소시킬 수 있다. 제어부(150)는 로드(10)가 몸체부(110)의 측방으로 기울어지면 기울어진 방향으로 방향을 전환시킬 수 있다.
또한, 제어부(150)는 통신부(130)로부터 획득한 주행경로를 기초로 주행부(120)를 구동시킬 수 있다. 이 경우, 시각장애인이 장애물이 적은 경로를 이용할 수 있도록 경로를 재설정하는 것도 가능하다. 제어부(150)는 몸체부(110)의 위치, 이동속도를 기초로 주행경로를 이탈하는 경우 주행부(120)를 제어하여 경로를 재설정하는 것도 가능하다. 제어부(150)는 주행부(120)를 구동시키되, 로드(10)가 몸체부(110)로부터 이탈하는 경우 주행부(120)의 구동을 중단시킬 수 있다. 이는 시각장애인이 로드(10)만을 이용하여 수동으로 길을 찾고자 하는 경우이므로, 주행을 중단한다.
또한, 제어부(150)는 감지부(140)로부터 장애물과의 거리를 감지하는 경우 장애물을 회피하도록 주행부(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 적외선인 제1 신호와 초음파인 제2 신호를 출력하여 장애물에 대한 거리를 감지되는 경우, 제1 신호에 따른 제1 거리정보에 가중치를 두어 장애물과의 거리로 결정하는 것도 가능하다. 다시 말해, 제1 신호에 따른 제1 거리정보와 제2 신호에 따른 제2 거리정보가 기 설정치를 초과하면 제1 거리정보를 장애물과의 거리로 결정할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 감지부(140)에서 추가적으로 비전영상을 획득하여 제3 거리정보를 획득하는 경우, 제1 거리정보 및 제2 거리정보 및 제3 거리정보를 비교하여 평균치를 장애물과의 거리로 최종 결정할 수도 있다. 이에 따라, 장애물과의 거리를 정확하게 계산하여 시각장애인이 실족하거나 부상당하는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 시각장애인용 길안내장치(100)는 알람부(160)를 더 포함할 수 있다. 알람부(160)는 로드(10)와 탈착형으로 결합된다. 알람부(160)는 로드(10)와 결합시 몸체부(110)로부터 기 설정된 높이에서의 장애물과의 근접도를 감지한다. 다시 말해, 지면에서는 감지부(140)를 통해 장애물과의 거리를 감지하고, 사용자의 허리 높이에서는 알람부(160)를 통해 장애물과의 거리를 감지할 수 있다. 이는 지면과 지상과의 서로 다른 높이에서 장애물을 감지함으로써 시각장애인의 주행상 안정성을 높일 수 있다.
이 경우, 제어부(150)는 감지부(140)에서 감지된 장애물과의 제1 근접정보와, 알람부(160)에서 감지된 장애물과의 제2 근접정보를 비교할 수 있다. 제어부(150)는 제1 근접정보와 제2 근접정보 간의 오차가 기 설정치 이상인 경우에는 주행부(120)를 정지시키고, 우회경로를 안내할 수 있다. 이는 시각장애인에게 위험이 되는 장애물이 감지된 경우 경로 자체를 우회함으로써 안전을 향상시키기 위함이다.
또한, 알람부(160)는 장애물과 기 설정치 이내로 근접하면 진동 또는 소리 형태로 알람신호를 출력할 수 있다. 알람신호는 시각장애인이 들을 수 있도록 충분히 큰 소리로 출력하거나, 진동신호 형태로 출력될 수 있다. 이는 시각장애인이 손쉽게 확인하도록 하기 위함이다. 이 경우, 손잡이에 진동부(161)가 형성되어 시각장애인이 즉시 확인이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 스피커(162)는 전후, 좌우로 형성되어 시각장애인 외에 주위를 지나는 일반인들도 들일 수 있도록 할 수 있다.
또한, 알람부(160)는 접촉부(163)를 더 포함할 수 있다. 접촉부(163)는 표면의 돌출정보를 획득할 수 있는 수단이다. 이는 시각장애인이 건물 내부나 표지판 등에 표시된 점자를 식별하도록 하기 위함이다. 이 경우, 시각장애인은 알람부(160)의 접촉부(163)를 점자를 접촉시켜 돌출부위의 점자를 획득하여 스피커(162)를 통해 식별된 정보를 출력할 수 있다. 이는 공중 이용시설에 형성된 점자의 경우 여러 사람이 이용함으로써 감염병 등의 전파 위험을 줄일 기 위함이다. 다시 말해, 시각장애인의 손가락을 접촉부(163)로 대체함으로써 비접촉 방식으로 점자를 인식할 수 있다.
또한, 알람부(160)는 영상획득부(164)를 더 포함할 수 있다. 영상획득부(164)는 점자에 대한 영상을 획득한다. 이는 접촉부(163)로부터 접촉이 감지되면 접촉 전후의 영상을 분석하여 점자를 인식한다. 이는 접촉부(163)에 의해 점자 식별이 불완전한 경우 이를 보완하기 위해 영상을 이용하기 위함이다. 이 경우, 영상획득부(164)는 스테레오 카메라와 같이 깊이를 측정할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 알람부(160)는 접촉부(163)에 의한 점자의 제1 식별정보와 영상획득부(164)에 의한 점자의 제2 식별정보를 비교한다. 알람부(160)는 제1 식별정보와 제2 식별정보 중 기 설정된 어휘정보에 근접한 정보를 최종 식별정보로 결정할 수 있다. 이에 따라, 시각장애인은 비접촉방식으로 점자를 식별할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
100 : 길안내장치
110 : 몸체부
120 : 주행부
130 : 통신부
140 : 감지부
150 : 제어부
160 : 알람부
161 : 진동부
162 : 스피커
163 : 접촉부
164 : 영상획득부
10 : 로드
11 : 전극
20 : 통신단말

Claims (5)

  1. 일측에 탈착형의 로드가 결합하는 몸체부;
    상기 몸체부의 일측에 적어도 하나 이상의 바퀴가 형성되어 지면을 주행하는 주행부;
    외부의 통신단말과 통신하여 주행경로를 입력받는 통신부;
    상기 몸체부의 위치, 이동속도 및 장애물과의 근접도를 포함하는 감지정보를 생성하는 감지부;
    상기 주행경로에 따라 상기 주행부를 구동시키되, 상기 로드가 상기 몸체부로부터 이탈하는 경우 상기 주행부의 구동을 중단하는 제어부를 포함하는 시각장애인용 길안내장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 로드의 기울기를 감지하여 상기 감지정보를 생성하고,
    상기 제어부는,
    상기 로드의 기울기에 따라 상기 주행부를 통해 상기 몸체부의 이동속도를 조절하는 시각장애인용 길안내장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    적외선인 제1 신호와 초음파인 제2 신호를 출력하여 상기 장애물에 대한 거리를 감지하되, 상기 제1 신호에 따른 제1 거리정보와 상기 제2 신호에 따른 제2 거리정보가 기 설정치를 초과하면 상기 제1 거리정보를 상기 장애물과의 거리로 결정하는 시각장애인용 길안내장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로드와 탈착형으로 결합되며, 상기 로드와 결합시 상기 몸체부로부터 기 설정된 높이에서의 상기 장애물과의 근접도를 감지하고, 상기 장애물과 기 설정치 이내로 근접하면 진동 또는 소리 형태로 알람신호를 출력하는 알람부를 더 포함하는 시각장애인용 길안내장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지부에서 감지된 상기 장애물과의 제1 근접정보와, 상기 알람부에서 감지된 상기 장애물과의 제2 근접정보를 비교하여, 오차가 기 설정치 이상인 경우에는 상기 주행부를 정지시키고, 우회경로를 안내하는 시각장애인용 길안내장치.
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