KR20230062014A - 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명은 버스 정류장에 설치되는 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템에 있어서, 점자 인터페이스를 통하여 사용자 입력을 수신하는 제1 장치부 및 상기 사용자 입력에 대응하는 버스 정보를 표시하는 제2 장치부를 포함하되, 상기 제2 장치부는 상기 버스 정류장에 근접하는 버스의 번호판을 촬영하는 카메라 장치, 상기 사용자 입력에 대응되는 버스 정보를 표시하는 디스플레이 장치 및 상기 버스 정보와 매칭되는 상기 번호판을 추출하는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 점자 인터페이스를 활용한 버스 탑승 안내 서비스를 제공하는 시스템과 안내 방법에 관한 것이다.
오늘날 의료산업의 발달로 인해 고령화가 급격하게 진행되고 또한 여러 질병이나 사고 등에 의해 후천적 장애 발생률도 증가함으로써 결과적으로 전체 인구에서 노약자나 장애인(이하 총칭하여 '교통 약자'라 한다.)이 차지하고 있는 비중이 점증하고 있고, 이에 비례하여 노약자와 시각 장애인의 사회활동 참여도 날로 증가하고 있다.
이런 상황에서 시각 장애인 등 교통 약자가 집 밖으로 나오면 제일 먼저 접하게 되는 시설이 인도, 횡단 보도 및 버스나 전철과 같은 대중교통시설이다. 이 중에서 버스의 경우에는 여유 없는 배차 시간으로 인한 급출발과 급정차가 다반사일 뿐만 아니라 정해진 위치에 정차하지 않는 경우가 많기 때문에 교통 약자가 제시간에 버스에 탑승하기 어려울 뿐 아니라 버스가 연석으로부터 멀리 떨어진 채로 정차하는 경우에는 버스의 탑승을 위해 시각 장애인 등의 교통 약자가 도로까지 나가야 하는 위험을 감수해야 했다.
한편, 근래 들어 버스 이용의 편의 및 복지 향상에 대한 국민적 요구와 관심이 커짐에 따라 다양한 버스 편의 시스템(BIS: Bus Information System), 예를 들어 "버스 도착 예정 시간, 소요 시간 및 노선 안내 시스템", "정류장 내 불법 주정차 단속 시스템" 및 "실시간 버스 도착 정보 또는 위치 정보 안내 시스템" 등이 제안되어 있다.
그러나 전술한 시스템들은 대부분 승객의 입장에서 내가 탑승할 버스가 언제쯤 도착할 수 있는지를 버스 정류장에서 알고 싶어하는 욕구를 만족시켜 주기 위한 예측 정보 안내 시스템들로서, 단지 이전 정류장에서 몇 번 버스가 출발하였는지 또는 몇 번 버스가 언제 도착 예정인지 등과 같은 제한된 서비스만을 음성과 LED를 통해 제공할 뿐, 현재 버스 정류장으로 접근하고 있는 버스가 어떤 버스인지는 알 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 버스 정류장으로 접근하는 버스를 인식하여 시각 장애인에게 접근 여부를 알려주기 위한 서비스를 제공하기 위한 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 버스 정류장에 설치되는 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템에 있어서, 점자 인터페이스를 통하여 사용자 입력을 수신하는 제1 장치부 및 상기 사용자 입력에 대응하는 버스 정보를 표시하는 제2 장치부를 포함하되, 상기 제2 장치부는 상기 버스 정류장에 근접하는 버스의 번호판을 촬영하는 카메라 장치, 상기 사용자 입력에 대응되는 버스 정보를 표시하는 디스플레이 장치 및 상기 버스 정보와 매칭되는 상기 번호판을 추출하는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 카메라 장치는 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징, 상기 관통홀에 설치된 렌즈 및 상기 렌즈를 구동하는 구동부를 포함하되, 상기 관통홀은 상기 렌즈의 직경에 대응되는 크기로 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 장치부는 점자 정보를 표시하는 점자 정보 표시부, 상기 사용자 입력에 의하여 상기 점자 정보 표시부에 대응하는 신호를 발생하는 버튼부 및 상기 신호에 따른 소리 정보를 출력하는 스피커부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 컴퓨팅 장치는 상기 카메라 장치에서 촬영된 이미지 데이터를 학습하여 번호판 영역을 추출하고, 상기 번호판 영역에서 상기 버스의 차량 번호 또는 노선 번호를 추출할 수 있다.
또한, 상기 제2 장치부는 상기 버스의 상기 버스 정류장의 근접 여부를 센싱하는 센서부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 사용자 입력을 수신하는 단계, 버스를 촬영한 이미지 데이터를 수신하는 단계, 상기 사용자 입력에 대응하는 버스 정보를 출력하는 단계, 상기 이미지 데이터에서 차량 번호 또는 노선 번호를 추출하는 단계, 상기 버스 정보와 상기 차량 번호 또는 노선 번호를 매칭하는 단계 및 상기 매칭 결과 동일성 점수가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 상기 차량 번호 또는 노선 번호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 상술한 방법을 수행할 수 있다.
본 발명의 효과는 버스 정류장으로 접근하는 버스를 인식하여 시각 장애인에게 접근 여부를 알려주기 위한 서비스를 제공할 수 있다는 점이다.
또한, 본 발명의 효과는 버스 정류장으로 다가오는 버스의 번호를 자동으로 인식하여 시각 장애인에게 알려줄 수 있다는 점이다.
또한, 본 발명의 효과는 특유의 렌즈를 포함하는 카메라를 통하여 번호를 인식하므로 보다 향상된 차량 번호 인식이 가능하다는 점이다.
본 발명에 따라 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 보호부의 외부면으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 장치부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 제2 장치부를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 장치를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 HSV 그래프를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 시스템을 이용한 시각 장애인용 버스 탑승 안내 방법을 나타낸 것이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 장치부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 제2 장치부를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 장치를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 HSV 그래프를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 시스템을 이용한 시각 장애인용 버스 탑승 안내 방법을 나타낸 것이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 보호부의 외부면된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른, 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 시스템은 버스 정류장에 설치되어 시각 장애인에게 버스 탑승을 안내하기 위한 시스템일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템을 나타낸 것이다.
도 1에 따르면, 본 발명에 따른 시스템은 제1 장치부(100) 및 제2 장치부(200)를 포함할 수 있다.
제1 장치부(100)는 점자 인터페이스를 제공할 수 있다. 제1 장치부(100)는 점자 인터페이스를 통하여 사용자 입력을 수신할 수 있다. 또한, 제2 장치부(200)는 제1 장치부(100)로부터 사용자 입력을 수신하고, 수신한 사용자 입력에 대응하는 버스 정보를 표시할 수 있다.
제1 장치부(100) 및 제2 장치부(200)는 버스 정류장 주변에 설치될 수 있으며, 시각 장애인을 위한 탑승 안내를 제공할 수 있다. 구체적으로, 시각 장애인은 제1 장치부(100)의 점자 인터페이스를 이용하여 원하는 버스 번호를 입력하고, 제2 장치는 원하는 버스 번호를 가진 버스가 버스 정류장에 접근하는지를 감지하며, 제1 장치부(100)는 제2 장치부(200)의 감지 결과에 기초하여 시각 장애인에게 버스 접근 정보 및 버스 정차 정보를 포함하는 소리 정보를 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 장치부를 나타낸 것이다.
제1 장치부(100)는 점자 정보 표시부(110), 버튼부(120) 및 스피커부(130)를 포함할 수 있다. 제1 장치부(100)는 버스의 근접 여부에 따른 신호를 제2 장치부(200)로부터 수신할 수 있다. 제2 장치부(200)는 버스의 근접 여부를 감지할 수 있다. 제1 장치부(100)는 상기 신호에 따른 소리 정보를 스피커부(130)를 통하여 출력할 수 있다.
제1 장치부(100)는 제2 장치부(200)로부터 근접하는 버스의 차량 번호 또는 노선 번호에 따른 정보를 수신하고, 상기 노선 번호에 따른 소리 정보를 스피커부(130)를 통하여 출력할 수 있다.
점자 정보 표시부(110)는 해당 버스 정류장에 정차하는 버스의 노선 번호에 따른 정보를 표시할 수 있다. 점자 정보 표시부(110)는 버튼부(120) 주변에 설치되거나, 버튼부(120)에 설치되어, 시각 장애인으로 하여금 특정 점자 정보 표시부(110)와 특정 버튼부(120)가 대응되는 것임을 직감시킬 수 있다.
버튼부(120)는 시각 장애인의 사용자 입력을 수신하는 장치일 수 있다. 버튼부(120)는 버튼 형태 또는 스위치 형태일 수 있으며, 그 형태는 제한되지 않을 수 있다.
스피커부(130)는 소리 정보를 외부로 출력하는 구성으로서, 사용자 입력에 따른 제1 소리 정보를 출력하고, 버스의 근접 여부에 따른 제2 소리 정보를 출력하여 시각 장애인에게 젱보를 제공할 수 있다.
구체적으로, 시각 장애인이 점자 정보에 따른 버튼부(120)를 누르면, 해당 점자 정보에 대응하는 버스 노선 번호에 대한 제1 소리 정보가 스피커부(130)를 통하여 외부로 출력될 수 있다. 또한, 해당 버스 노선 번호에 따른 버스가 버스 정류장에 근접하면, 제2 장치부(도 1의 200)로부터 근접 신호가 제1 장치부(100)로 전달되고, 근접 신호에 따라 제2 소리 정보가 스피커부(130)를 통하여 외부로 출력될 수 있다.
일 예로, 시각 장애인이 128번 버스를 타기 위하여 버스 정류장으로 온 경우를 가정할 수 있다. 128번 버스에 대응하는 버튼부(120)가 시각 장애인에 의하여 눌러지면, 128번에 대한 소리 정보가 제1 장치부(100)의 스피커부(130)에서 출력될 수 있다. 128번 버스가 버스 정류장에 근접하는 것을 제2 장치부(도 1의 200)가 감지하면, 제1 장치부(100)의 스피커부(130)에서 128번 버스의 접근 여부 및 정차 여부에 대한 정보가 스피커부(130)에서 출력될 수 있다. 또한, 제2 장치부(도 1의 200)에서 128번 노선 정보가 인식되면, 제1 장치부(100)는 128번 노선 번호에 대한 정보를 스피커부(130)를 통하여 출력할 수 있다. 그 결과, 시각 장애인은 스피커부(130)를 통한 음성 출력을 기초로 128번 버스의 도착을 인지할 수 있게 된다.
추가로, 제2 장치부(도 1의 200)에서 노선 번호가 아니라 차량 번호를 인식하는 경우, 제2 장치(도 1의 200)는 외부 서버(미도시)와 통신하여 차량 번호에 대응하는 노선 번호에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때, 외부 서버(미도시)는 실시간 버스 노선 정보를 제공하는 관제 서버일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 제2 장치부를 나타낸 것이다.
제2 장치부(200)는 카메라 장치(220), 디스플레이 장치(210), 센서부(230) 및 컴퓨팅 장치(240)를 포함할 수 있다. 카메라 장치(220)는 버스 정류장에 근접하는 버스의 번호판을 촬영하기 위한 것으로서, 번호판 이미지를 포함하는 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
디스플레이 장치(210)는 사용자 입력에 대응되는 버스 정보를 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(210)는 프로세서로부터 화면 데이터를 수신하여 사용자가 감각을 통하여 이를 확인할 수 있도록 표시하는 장치를 의미할 수 있다. 디스플레이 장치(210)는 자발광 디스플레이 패널 또는 비자발광 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 자발광 디스플레이 패널로는 예를 들어 백라이트가 필요하지 않은 OLED 패널 등이 예시될 수 있고, 비자발광 디스플레이 패널로는 예를 들어 백라이트가 필요한 LCD 패널 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예로, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(210)는 LED 전광판으로서 도트 매트리스 구조를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치(210)는 8X8 구조를 가지고 있어 숫자만 표시하기에 용이할 수 있다.
센서부(230)는 적외선 센서 등을 이용하여 버스의 근접 여부를 센싱하는 구성일 수 있다. 근접 여부는 미리 설정된 거리를 기준으로 감지될 수 있다. 일 예로, 버스 정류장에 설치된 센서부(230)와 30미터 거리를 기준 거리로 설정해두면, 센서부는 30미터 거리에 버스가 근접하는 경우, 해당 버스의 근접 여부를 센싱할 수 있다.
본 발명에 따른 컴퓨팅 장치(240)는 비전 인식 알고리즘을 통하여 이미지 데이터로부터 버스 정보와 매칭되는 버스의 차량 번호 또는 노선 번호를 추출할 수 있다. 이때, 비전 인식 알고리즘은 CNN 알고리즘을 포함할 수 있으며, CNN 알고리즘을 이용한 번호 인식 방법은 종래의 숫자 인식 방법과 같을 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 비전 인식 알고리즘은 숫자 인식의 정확도를 향상시키기 위하여 이미지 필터를 사용할 수 있고, 그에 따른 설명은 후술한다.
다시 말해, 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치(240)는 카메라 장치(220)에서 촬영된 이미지 데이터를 학습하여 번호판 영역을 추출하고, 번호판 영역에서 버스의 차량 번호 또는 노선 번호를 추출할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라 장치를 간략히 나타낸 것이다.
도 4에 따르면, 본 카메라 장치(220)은 광 이미지로부터 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 카메라 장치(220)은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징(1324), 관통홀에 설치된 렌즈(1321) 및 렌즈(1321)를 구동하는 구동부(1323)를 포함할 수 있다. 관통홀은 렌즈(1321)의 직경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 렌즈(1321)는 관통홀에 삽입될 수 있다.
렌즈 구동부(1323)는 렌즈(1321)를 전방 또는 후방으로 움직이도록 제어하는 구성일 수 있다. 렌즈(1321)와 렌즈 구동부(1323)는 종래 알려진 방식으로 연결되고 렌즈(1321)는 종래 알려진 방식으로 렌즈 구동부(1323)에 의하여 제어될 수 있다.
다양한 이미지를 수득하기 위해서는 렌즈(1321)가 카메라 장치(220) 또는 하우징(1324)의 외부로 노출될 필요가 있다.
특히, 본 발명에 따른 렌즈(1321)는 하우징(1324)의 외부에 노출되도록 위치하여야 한다. 따라서, 내오염성이 강한 렌즈가 필요하다. 특히, 축사환경에서는 오물이 렌즈에 접촉하는 등 오염도에 따른 문제가 발생한다. 이에, 본 발명은 렌즈를 코팅하는 코팅층을 제안하여, 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.
바람직하게 상기 렌즈(1321)는 그 표면에 하기의 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제가 포함되는 코팅조성물로 코팅된 것일 수 있다.
[화학식 1]
여기서,
n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,
L1은 바이페닐렌기이다.
상기 코팅조성물로 렌즈(1321)가 코팅된 경우 우수한 발수성 및 내오염성을 나타낼 수 있기 때문에 차량의 외부에 설치된 렌즈(1321)가 오염 환경에 장기간 노출되더라도, 도로정보로 활용할 수 있는 이미지 또는 영상을 수집할 수 있다.
상기 무기 입자는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 직경은 70 내지 100㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 무기 입자는 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)으로 형성 후, 물리적인 강도를 향상시키고, 점도를 일정 범위로 유지시켜 성형성을 높일 수 있다.
상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 분산제로는 폴리에스테르 계열의 분산제를 사용할 수 있고, 구체적으로 2-메톡시프로필 아세테이트 및 1-메톡시-2-프로필 아세테이트의 공중합체로 이루어진 폴리에스테르 계열의 분산안정제로서 TEGO-Disperse 670 (제조사: EVONIK)을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 통상의 기술자에게 자명한 분산제는 제한 없이 모두 사용 가능하다.
상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.
상기 코팅층(1322)을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물 40 내지 60 중량부, 무기 입자 20 내지 40 중량부 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 렌즈(1321) 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.
[제조예 1: 코팅층의 제조]
1. 코팅 조성물의 제조
메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물, 무기입자 및 분산제를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
여기서,
n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,
L1은 바이페닐렌기이다.
상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 유기용매 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 아크릴계 화합물 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 무기입자 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 분산제 | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 |
(단위 중량부)
2. 코팅층의 제조
렌즈(1321)의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층(1322)을 형성하였다.
[실험예]
1. 표면 외관에 대한 평가
코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층(1322)을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층(1322)을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.
○: 균일한 코팅층 형성
×: 불균일한 코팅층의 형성
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 관능 평가 | Х | ○ | ○ | ○ | Х |
코팅층(1322)을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 렌즈(1321)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층(1322)의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층(1322)의 형성이 불가하였다.
2. 발수각의 측정
상기 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 3과 같다.
전진 접촉각 (  |
정지 접촉각 (  |
후진 접촉각 (  |
|
| TX1 | 117.1±2.9 | 112.1±4.1 | < 10 |
| TX2 | 132.4±1.5 | 131.5±2.7 | 141.7±3.4 |
| TX3 | 138.9±3.0 | 138.9±2.7 | 139.8±3.7 |
| TX4 | 136.9±2.0 | 135.6±2.6 | 140.4±3.4 |
| TX5 | 116.9±0.7 | 115.4±3.0 | < 10 |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층(1322)을 형성한 이후, 접촉각을 측정한 결과를 확인하였다. TX1 및 TX5는 후진 접촉각이 10도 미만으로 측정되었다. 즉, 코팅 조성물을 제조하기 위한 최적의 범위를 벗어나게 되는 경우, 물방울이 피닝(Pinning)되는 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 반면 TX2 내지 4에서는 피닝 현상이 발생하지 않음을 확인하여 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.
3. 내오염성 평가
상기 실시예에 따른 코팅층(1322)을 형성한 렌즈(1321)를 모형카메라에 부착하고, 40일 간 축사 환경에 노출되도록 하였다. 비교예(Con)로는 코팅층(1322)이 형성되지 않은 동일한 렌즈(1321)를 사용하였으며, 각 실시예에 모형카메라는 동일한 축사 환경에 설치하였다.
그 뒤 실험 전후의 렌즈(1321)의 오염 정도를 유관으로 평가하였고, 객관적인 비교를 위하여 코팅층(1322)이 형성되지 않은 비교예와 비교하여 그 결과를 1 내지 10의 지수로 평가하여 하기의 표 5에 나타내었다. 하기의 지수는 그 숫자가 낮을수록 내오염성이 우수한 것이다.
| Con | TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 내오염성 | 10 | 7 | 3 | 3 | 3 | 8 |
(단위: 지수)
상기 표 4를 참조하면, 렌즈(1321)에 코팅층(1322)을 형성하는 경우 외부 환경에 카메라를 설치하면서 렌즈(1321)가 외부로 노출되도록 하여도 높은 내오염성을 기초로 오랜 기간 분석하기 용이한 형태로 이미지 데이터를 수집할 수 있다는 점을 알 수 있다. 특히 TX2 내지 TX4에 의하는 경우 코팅층(1322)에 의한 내오염성이 매우 우수하다는 점을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 컴퓨팅 장치를 나타낸 것이다.
도 5에 따르면, 컴퓨팅 장치는 프로세서(241), 메모리(242) 및 통신 모듈(243)을 포함할 수 있다.
프로세서(241)는 메모리(242)에 저장된 명령어를 실행하여 다른 구성들을 제어할 수 있다. 프로세서(241)는 메모리(242)에 저장된 명령어를 수행할 수 있다.
프로세서(241)는, 연산을 수행하고 다른 장치를 제어할 수 있는 구성이다. 주로, 중앙 연산 장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 그래픽스 처리 장치(GPU) 등을 의미할 수 있다. 또한, CPU, AP 또는 GPU는 그 내부에 하나 또는 그 이상의 코어들을 포함할 수 있으며, CPU, AP 또는 GPU는 작동 전압과 클락 신호를 이용하여 작동할 수 있다. 다만, CPU 또는 AP는 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 반면, GPU는 병렬 처리용으로 설계된 수 천 개의 보다 소형이고 효율적인 코어로 구성될 수 있다.
프로세서(241)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(242)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
메모리(242)는 제2 장치부(200)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(242)는 제2 장치부(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 제2 장치부(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 응용 프로그램은, 메모리(242)에 저장되고, 제2 장치부(200)에 설치되어, 프로세서(241)에 의하여 상기 제2 장치부(200)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
메모리(242)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(242)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수도 있다.
통신 모듈(243)은 안테나를 통해 기지국 또는 통신 기능을 포함하는 카메라와 정보의 송수신을 실행한다. 통신 모듈(243)은 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신 모듈(243)은 유선 통신 기능을 수행할 수 있다.
무선 통신은, 통신사들이 기존에 설치해둔 통신 시설과 그 통신 시설의 주파수를 사용하는 무선 통신망을 사용한 통신을 말할 수 있다. 이때, 통신 모듈(243)은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있으며, 뿐만 아니라, 통신 모듈(243)은 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 등에도 사용될 수 있다. 또한, 최근 상용화 중인 5G 통신뿐만 아니라, 추후 상용화가 예정되어 있는 6G 등도 사용될 수 있다. 다만, 본 명세서는 이와 같은 무선 통신 방식에 구애됨이 없이 기설치된 통신망을 활용할 수 있다.
또한, 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 HSV 그래프를 나타낸 것이다.
도 6에 따르면, 필터의 종류와 기능이 나타나 있다. 즉, CNN 알고리즘은 복수의 레이어를 사용하는 학습 알고리즘일 수 있다. 또한, CNN 알고리즘은 이미지 분류 정확도를 최대화하는 필터를 자동으로 학습할 수 있으며, 합성곱 계층과 폴링 계층이라고 하는 새로운 층을 풀리 커넥티드 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미지에 대해 분류 연산을 수행할 수 있다. CNN 알고리즘은 합성곱 계층 (convolutional layer)과 풀링 계층 (pooling layer)이라고 하는 새로운 층을 fully-connected 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미에 대해 분류 연산이 수행되도록 구성될 수 있다.
이때, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
(단,
Gij : 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀,
F : 필터,
X : 이미지,
FH : 필터의 높이 (행의 수),
FW : 필터의 너비 (열의 수)이다. )
바람직하게는, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
(단,
Gij : 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀,
F' : 응용 필터
X : 이미지,
F'H : 응용 필터의 높이 (행의 수),
F'W : 응용 필터의 너비 (열의 수)이다.)
바람직하게는, F'는 응용 필터로서 숫자가 표시된 이미지 데이터를 학습하고 인식하기 위하여, 상기 이미지 데이터에 적용되는 필터일 수 있다. 특히, 버스 노선 번호 또는 차량 번호의 경우 형태 및 크기의 차이를 기초로 유형에 따라 분류될 수 있으므로, 형태 및 크기 등을 효과적으로 인지하기 위한 응용 필터가 필요할 수 있다. 이러한 필요성을 충족하기 위하여 응용 필터 F는 아래의 수학식 3에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 3]
(단, F : 필터, 
: 계수, F' : 응용 필터)
이때, 각 F에 따른 필터는 도 6에 따른 엣지 인식 필터(Edge detection), 샤픈 필터(sharpen) 및 박스 블러 필터(Box blur) 중 어느 하나의 행렬일 수 있다.
바람직하게, 
를 구하는 연산식은 아래의 수학식 4와 같다. 이때, 
는 필터의 효율을 높이기 위하여 사용되는 하나의 변수로서 해석될 수 있으며, 그 단위는 무시될 수 있다.
[수학식 4]
단, 이미지 촬영에 사용된 카메라의 렌즈의 직경(지름)은 mm 단위이고, 렌즈의 f값은 렌즈의 조리개값(F number)이며, HSV평균값은 이미지에 따른 색좌표를 HSV 그래프를 통하여 크기값으로 변환한 값을 평균한 값을 의미할 수 있다. HSV값에 대한 구체적인 내용은 아래와 같다.
도 7에 따르면, 본 발명에 따른 HSV 그래프는 지각적인 특성이 반영된 색 공간을 의미할 수 있다. H(Hue, 0~360°)는 색조를 의미할 수 있고, S(Saturation, 0~100%)는 채도를 의미할 수 있으며, V(Value, 0~100%)는 명도를 의미할 수 있다. 색조, 채도 및 명도 값을 HSV 값이라고 할 수 있으며, 이는 Adobe illustrator cc 2019 등 그래픽 툴을 이용하여 쉽게 추출될 수 있다.
본 발명에 따른 HSV 평균값은 도 7의 HSV 3차원 좌표를 통하여 획득될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 HSV 평균값은 그래픽 툴을 통하여 획득된 HSV 값을 기초로 계산될 수 있다. HSV 3차원 좌표상의 원점좌표를 기준점으로 측정된 HSV 좌표의 거리값은 상술한 HSV 평균값을 구성할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 이미지는 가축에 대한 이미지를 포함하고, 이미지의 HSV 색상좌표는 HSV 3차원 좌표 중 일정 영역에서 분포될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 HSV 평균값은 일정 영역의 색상에 대한 HSV 좌표들의 평균을 이용한 평균 좌표를 기초로 계산된 원점좌표와의 거리값을 의미할 수 있다.
[실험예 2]
본 발명에 따른 이미지 데이터에 대하여, 본 발명의 응용 필터 F'를 적용하는 경우에 실제 버스 노선 번호 또는 차량 번호에 대한 정보와의 정확도를 살펴보면 아래와 같다. 아래 표는 해당 기술분야 종사자에 의뢰하여, 필터 적용 여부 등에 따라 인식 결과의 정확도를 수치로서 나타낸 것이다.
| 필터 적용 없음 | 필터  |
필터  |
|
| 정확도 (점수) | 75 | 90 | 99 |
상기 표 5은 전문가로부터 평가된 정확도에 대한 점수를 각 케이스별로 나타낸 것이다. 본 실험예는 120개의 서로 다른 차량 번호를 포함하는 이미지 데이터를 실험된 것이며, 실제 차량 번호에 대한 정보와 이미지 데이터에 표현된 정보의 정확도를 100점 만점으로 측정한 것이다.
표 5에서 확인할 수 있는 것과 같이, 필터 적용 없는 경우, 차량 번호에 대한 인식에 오류가 발생할 확률이 존재하여 상대적으로 낮은 정확도로 평가되었다. 이에 비하여, 일반 CNN 필터 F를 적용한 경우 다소 정확도가 높았으나, 응용 필터 F'를 적용하는 경우의 정확도가 현저하게 향상되는 것이 확인된다.
이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른, 시각 장애인용 버스 탑승 안내 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
이때, 본 발명에 따른 안내 방법을 수행하는 주체는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 또는 컴퓨팅 장치일 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 시스템을 이용한 시각 장애인용 버스 탑승 안내 방법을 나타낸 것이다.
도 6에 따르면, 본 발명에 따른 안내 방법은, 사용자 입력을 수신하는 단계, 버스를 촬영한 이미지 데이터를 수신하는 단계(S1100), 상기 사용자 입력에 대응하는 버스 정보를 출력하는 단계(S1200), 상기 이미지 데이터에서 차량 번호 또는 노선 번호를 추출하는 단계(S1300), 상기 버스 정보와 상기 차량 번호 또는 노선 번호를 매칭하는 단계(S1400), 상기 매칭 결과 동일성 점수가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 상기 차량 번호 또는 노선 번호를 출력하는 단계(S1500) 및 상기 버스의 접근 정보 및 정차 정보를 출력하는 단계(S1600)를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 모델링하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 모델링되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 제1 장치부
200: 제2 장치부
200: 제2 장치부
Claims (7)
- 버스 정류장에 설치되는 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템에 있어서,
점자 인터페이스를 통하여 사용자 입력을 수신하는 제1 장치부; 및
상기 사용자 입력에 대응하는 버스 정보를 표시하고, 상기 버스 정보에 따른 버스의 근접 여부를 감지하는 제2 장치부;를 포함하되,
상기 제1 장치부는,
상기 버스의 근접 여부에 따른 제2 신호를 상기 제2 장치부로부터 수신하고, 상기 제2 신호에 따른 제2 소리 정보를 출력하며,
상기 제2 장치부는,
상기 버스 정류장에 근접하는 버스의 번호판을 포함하는 이미지 데이터를 생성하는 카메라 장치;
상기 사용자 입력에 대응되는 버스 정보를 표시하는 디스플레이 장치; 및
상기 이미지 데이터로부터 상기 버스 정보와 매칭되는 상기 버스의 차량 번호 또는 노선 번호를 추출하는 컴퓨팅 장치;를 포함하고,
상기 제1 장치부는,
상기 버스의 차량 번호 또는 노선 번호에 대한 제3 신호를 상기 제2 장치로부터 수신하고, 상기 제3 신호에 따른 제3 소리 정보를 출력하는 것인,
시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 카메라 장치는,
측벽에 관통홀을 포함하는 하우징;
상기 관통홀에 설치된 렌즈 및
상기 렌즈를 구동하는 구동부를 포함하되,
상기 관통홀은 상기 렌즈의 직경에 대응되는 크기로 형성된 것인,
시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 장치부는,
점자 정보를 표시하는 점자 정보 표시부;
상기 사용자 입력에 의하여 상기 점자 정보 표시부에 대응하는 제1 신호를 발생하는 버튼부; 및
상기 제1 신호에 따른 제1 소리 정보를 출력하는 스피커부;를 포함하는 것인,
시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 컴퓨팅 장치는,
상기 카메라 장치에서 촬영된 이미지 데이터를 학습하여 번호판 영역을 추출하고, 상기 번호판 영역에서 상기 버스의 차량 번호 또는 노선 번호를 추출하는 것인,
시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제2 장치부는,
상기 버스의 상기 버스 정류장의 근접 여부를 센싱하는 센서부를 더 포함하는 것인,
시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템.
- 사용자 입력을 수신하는 단계;
버스를 촬영한 이미지 데이터를 수신하는 단계;
상기 사용자 입력에 대응하는 버스 정보를 출력하는 단계;
상기 이미지 데이터에서 차량 번호 또는 노선 번호를 추출하는 단계;
상기 버스 정보와 상기 차량 번호 또는 노선 번호를 매칭하는 단계;
상기 매칭 결과 동일성 점수가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 상기 차량 번호 또는 노선 번호를 출력하는 단계; 및
상기 버스의 접근 정보 및 정차 정보를 출력하는 단계;를 포함하는,
시각 장애인용 버스 탑승 안내 방법.
- 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 제6항의 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210146853A KR102612189B1 (ko) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210146853A KR102612189B1 (ko) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230062014A true KR20230062014A (ko) | 2023-05-09 |
| KR102612189B1 KR102612189B1 (ko) | 2023-12-08 |
Family
ID=86408714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210146853A KR102612189B1 (ko) | 2021-10-29 | 2021-10-29 | 시각 장애인용 버스 탑승 안내 시스템 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102612189B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200441846Y1 (ko) * | 2007-11-09 | 2008-09-10 | 차보영 | 지능형 버스안내단말기 |
| US20140052365A1 (en) * | 2012-08-20 | 2014-02-20 | Te-Sheng Chen | Bus stop and system capable of providing detailed bus schedules |
| KR20170066942A (ko) | 2015-12-07 | 2017-06-15 | (주)휴먼케어 | 교통 약자를 위한 버스 탑승 안내 시스템 |
| KR102196041B1 (ko) * | 2020-05-19 | 2020-12-29 | 선광훈 | 버스 정보를 안내하는 영상 촬영 장치, 교통 정보 시스템 및 방법 |
| KR20210009748A (ko) * | 2019-07-18 | 2021-01-27 | 삼원에프에이 (주) | 버스정보안내단말기에 카메라 연동을 통한 버스 도착정보 갱신 방법 |
-
2021
- 2021-10-29 KR KR1020210146853A patent/KR102612189B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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| KR102196041B1 (ko) * | 2020-05-19 | 2020-12-29 | 선광훈 | 버스 정보를 안내하는 영상 촬영 장치, 교통 정보 시스템 및 방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102612189B1 (ko) | 2023-12-08 |
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