KR20230110010A - 시각장애인을 위한 3차원 표현장치 - Google Patents

시각장애인을 위한 3차원 표현장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230110010A
KR20230110010A KR1020220005995A KR20220005995A KR20230110010A KR 20230110010 A KR20230110010 A KR 20230110010A KR 1020220005995 A KR1020220005995 A KR 1020220005995A KR 20220005995 A KR20220005995 A KR 20220005995A KR 20230110010 A KR20230110010 A KR 20230110010A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
camera
main body
mounted inside
subject
Prior art date
Application number
KR1020220005995A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102593776B1 (ko
Inventor
서동섭
Original Assignee
서동섭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서동섭 filed Critical 서동섭
Priority to KR1020220005995A priority Critical patent/KR102593776B1/ko
Publication of KR20230110010A publication Critical patent/KR20230110010A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102593776B1 publication Critical patent/KR102593776B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B21/00—Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
    • G09B21/001—Teaching or communicating with blind persons
    • G09B21/003—Teaching or communicating with blind persons using tactile presentation of the information, e.g. Braille displays
    • G09B21/004—Details of particular tactile cells, e.g. electro-mechanical or mechanical layout
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/002—Specific input/output arrangements not covered by G06F3/01 - G06F3/16
    • G06F3/005—Input arrangements through a video camera
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B21/00—Teaching, or communicating with, the blind, deaf or mute
    • G09B21/001—Teaching or communicating with blind persons
    • G09B21/003—Teaching or communicating with blind persons using tactile presentation of the information, e.g. Braille displays
    • G09B21/005—Details of specially-adapted software to access information, e.g. to browse through hyperlinked information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

시각장애인을 위한 3차원 표현장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 3차원 표현장치는, 사용자의 손에 파지될 수 있는 사각기둥구조이며, 일측면에 카메라부의 3D카메라를 장착하고, 상단면에 3차원출력부의 돌출구동부의 상부면을 외부로 노출하는 구조의 본체부; 상기 본체부의 내부에 장착되고, 전방에 촬영되는 피사체의 모습을 3차원 이미지 형태로 촬영한 후, 획득한 3차원 이미지 데이터를 중앙처리부에 전달하는 카메라부; 상기 본체부의 내부에 장착되고, 카메라부로부터 전달된 3차원 이미지 데이터를 바탕으로 3차원출력부를 구성하는 돌출구동부의 픽셀 좌표와 대응되는 픽셀 데이터로 변환한 데이터를 제어부에 전달하는 중앙처리부; 상기 본체부의 내부에 장착되고, 중앙처리부로부터 전달된 데이터를 바탕으로 3차원출력부의 작동을 제어하는 제어부; 상기 본체부의 상부에 장착되고, 제어부로부터 전달되는 제어신호에 의해 작동하며, 본체부의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 돌출되거나 소정 깊이만큼 만입되는 다수의 픽셀로 구성되는 돌출구동부를 포함하는 3차원출력부; 및 상기 본체부의 내부에 장착되고, 충방전 가능한 2차전지를 내장하며, 저장된 전력을 제어부를 통해 중앙처리부, 카메라부, 3차원출력부에 제공하는 전원공급부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 사용자의 손에 안정적으로 파지되어 사용자의 주위에 위치하는 피사체를 3차원 이미지 형태로 촬영한 후 촬영된 데이터를 바탕으로 피사체의 3차원 형상을 촉각으로써 인지할 수 있는 물리적 형태로 표현함으로써, 시각장애인의 주위에 위치하는 피사체를 실시간으로 인식할 수 있는 시각장애인을 위한 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.

Description

시각장애인을 위한 3차원 표현장치{3D Expression Device For The Visually Impaired}
본 발명은 시각장애인을 위한 3차원 표현장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시각정보를 3차원화하고 그것을 촉각으로써 인지할 수 있는 물리적 형태로 표현하여 시각장애인에게 도움을 줄 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산업과 문화의 발전과 함께 복지를 추구하는 국가일수록 장애인들의 편의를 추구하는 다양한 제품이 개발되어 선보이고 있다.
특히, 시각장애인의 경우, 점자 표시 장치, 점자 인식 장치, 점자 보도 블록 또는 촉각 인식 관련 교재 등이 다양하게 개발되고 있는 실정이다.
이러한 시각장애인을 위한 장치 중에서 점자 표시 장치로는 한국공개특허 제10-2001-0067614호의 "슬라이더셀을 이용한 시각장애인용 무지점자표시장치"가 제시된 바 있는데, 이는 시각장애인이 전자책, 컴퓨터 및 텔레비젼과 같은 영상자료)를 이용할 때에, 전자책, 컴퓨터 및 영상자료에서의 문자정보와 이미지정보를 전용의 처리장치에 입력하고, 처리장치는 입력된 신호를 이용하여 액츄에이터고정판에 부착되어 있는 액츄에이터를 작동시켜, 액츄에이터가 작동될 때에 연결케이블과 연결철선이 케이블스프링과 케이블지지부에 의해 지지되면서 슬라이더셀이 슬라이더셀가이드와 상대변위를 갖도록 하여, 슬라이더셀이 2개 이상의 제어가 가능한 변위를 갖도록 하여, 시각장애인이 촉각을 이용하여 슬라이더셀가이드와 상대변위를 갖는 슬라이더셀을 인식하여 문자정보 및 이미지정보를 인식함을 특징으로 한다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 각 셀에 대한 구조가 복잡하고, 동작의 신뢰성 향상에 한계를 가지며, 상대변위의 정도를 미세하면서도 정확하게 제어하는데 어려움이 따르고, 이로 인해 점자 이외에 이미지나 각종 입체 형상을 표현하지 못하며, 점자 표시만으로 용도가 한정될 뿐만 아니라, 일반인을 대상으로 하는 표면 랜더링 등에 사용할 수 없어 그 활용성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 시각장애인이 휴대하여 사용할 수 없는 구조이며, 상기 언급한 종래 기술에 따른 장치를 이용하여 주위의 사물 또는 사람을 인식할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2001-0067614호 (공개일자: 2001년07월13일)
본 발명의 목적은, 시각정보를 3차원화하고 그것을 촉각으로써 인지할 수 있는 물리적 형태로 표현하여 시각장애인에게 도움을 줄 수 있는 시각장애인을 위한 3차원 표현장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 3차원 표현장치는, 사용자의 손에 파지될 수 있는 사각기둥구조이며, 일측면에 카메라부의 3D카메라를 장착하고, 상단면에 3차원출력부의 돌출구동부의 상부면을 외부로 노출하는 구조의 본체부; 상기 본체부의 내부에 장착되고, 전방에 촬영되는 피사체의 모습을 3차원 이미지 형태로 촬영한 후, 획득한 3차원 이미지 데이터를 중앙처리부에 전달하는 카메라부; 상기 본체부의 내부에 장착되고, 카메라부로부터 전달된 3차원 이미지 데이터를 바탕으로 3차원출력부를 구성하는 돌출구동부의 픽셀 좌표와 대응되는 픽셀 데이터로 변환한 데이터를 제어부에 전달하는 중앙처리부; 상기 본체부의 내부에 장착되고, 중앙처리부로부터 전달된 데이터를 바탕으로 3차원출력부의 작동을 제어하는 제어부; 상기 본체부의 상부에 장착되고, 제어부로부터 전달되는 제어신호에 의해 작동하며, 본체부의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 돌출되거나 소정 깊이만큼 만입되는 다수의 픽셀로 구성되는 돌출구동부를 포함하는 3차원출력부; 및 상기 본체부의 내부에 장착되고, 충방전 가능한 2차전지를 내장하며, 저장된 전력을 제어부를 통해 중앙처리부, 카메라부, 3차원출력부에 제공하는 전원공급부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는, 상기 본체부의 상부면으로부터 내측방향으로 소정 깊이만큼 만입된 구조로 형성되고, 3차원출력부를 탈부착 가능한 구조로 장착하며, 내측면에 3차원출력부에 제어신호를 전달할 수 있는 접속단자가 장착된 상부장착부; 상기 본체부의 외주면을 감싸는 원통형 구조로 장착되고, 본체부의 외주면을 따라 소정 각도만큼 회전될 수 있는 구조이고, 본체부의 외주면을 따라 상하 높이방향으로 소정 높이만큼 위치변경될 수 있는 구조이며, 카메라부를 내부에 장착하며, 일측방으로 카메라부의 3D카메라를 노출시키는 구조의 카메라장착부; 및 상기 본체부의 하부면으로부터 내측방향으로 소정 깊이만큼 만입된 구조로 형성되고, 내부에 전원공급부의 탈부착 가능한 구조로 수납하는 구조이고, 일측면에 전원공급부와 전기적으로 연결되는 충전단자를 장착하는 배터리장착부;를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 본체부는, 상기 본체부의 내부에 장착되고, 사용자의 진행방향을 실시간으로 검출하여 제어부에 전달하는 위치검출부; 및 상기 본체부의 내부에 장착되고, 위치검출부로부터 획득한 데이터를 바탕으로 카메라 장착부의 위치를 변경하여 카메라부의 3D카메라의 노출 방향을 사용자의 진행방향을 향하도록 카메라장착부의 위치를 실시간 보정하는 위치보정부;를 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 본체부는, 상기 본체부의 하부 외주면에 장착되고, 사용자의 손가락 또는 손바닥을 감싸는 형태로 고정되어 3차원 표현장치의 위치를 고정하는 본체고정부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 3차원출력부는, 상기 본체부의 상부면을 통해 내부로 소정 깊이만큼 삽입되어 탈부착 가능한 구조로 장착되고, 본체부의 상부 내측면과 대응되는 구조이며, 다수의 픽셀과 대응되는 위치에 다수의 모터를 내장하는 모터하우징; 상기 모터하우징 상단 측면을 따라 연속적으로 형성되고, 측방으로 소정 높이만큼 돌출되어 형성되며, 본체부의 상단모서리에 안착되어 모터하우징의 삽입 깊이를 한정하는 모터고정판; 및 상기 모터고정판의 상부면에 다수의 픽셀 조합으로 형성되고, 모터하우징의 내부에 장착된 모터의 구동에 의해 상방으로 소정 높이만큼 돌출되거나 하방으로 소정높이만큼 만입되는 구조의 돌출구동부;를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 돌출구동부는, 상기 모터고정판의 상부면에 다수의 픽셀 위치에 각각 장착되고, 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입 구동하며, 원기둥 구조의 로터; 및 상기 로터의 상단에 탈부착 가능한 구조로 장착되고, 로터의 상하 구동에 의해 상하 구동하며, 해당 픽셀과 대응되는 구조 또는 내접하는 원을 바닥면으로 하는 원기둥 구조의 헤더;를 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 로터는, 상기 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입 구동하는 원기둥 구조의 상단로터; 및 상기 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입구동하며, 해당 픽셀과 동일한 면적을 상부면으로하는 사각기둥 구조이며, 상단로터를 감싸는 사각기둥 구조의 하단로터;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 3차원 표현장치는, 상기 본체부의 내부에 장착되고, 제어부의 제어신호에 의해 작동하는 진동발생부;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 카메라부로부터 실시간으로 획득하는 3차원 이미지를 바탕으로 촬영된 피사체와의 거리를 실시간으로 검출하고, 상기 카메라부로부터 검출된 피사체와의 거리가 기설정된 시간당 거리감소율을 초과할 경우, 점차 간격이 짧아지는 진동패턴을 일정 시간동안 출력하도록 진동발생부를 제어하고, 상기 카메라부로부터 검출된 피사체와의 거리가 기설정된 시간당 거리증가율을 초과할 경우, 점차 간격이 넓어지는 진동패턴을 일정 시간동안 출력하도록 진동발생부를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 시각장애인을 위한 3차원 표현장치에 따르면, 특정 구조의 본체부, 카메라부, 중앙처리부, 제어부, 3차원출력부 및 전원공급부를 구비함으로써, 사용자의 손에 안정적으로 파지되어 사용자의 주위에 위치하는 피사체를 3차원 이미지 형태로 촬영한 후 촬영된 데이터를 바탕으로 피사체의 3차원 형상을 촉각으로써 인지할 수 있는 물리적 형태로 표현함으로써, 시각장애인의 주위에 위치하는 피사체를 실시간으로 인식할 수 있는 시각장애인을 위한 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 시각장애인을 위한 3차원 표현장치에 따르면, 특정 구조의 카메라장착부를 구비하고, 특정 역할을 수행하는 위치검출부 및 위치보정부를 구비함으로써, 사용자의 걷는 진행방향에 맞춰 카메라부의 3D카메라의 노출 방향을 실시간으로 보정함으로써, 사용자의 걷는 진행방향에 위치하는 피사체를 정확하게 인식할 수 있는 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 시각장애인을 위한 3차원 표현장치에 따르면, 특정 구조의 상단로터, 하단로터 및 헤더를 포함하는 돌출구동부를 구비함으로써, 사용자의 의도에 따라 다양한 픽셀 조합으로 구성되는 돌출구동부를 교체 장착할 수 있고, 돌출 길이와 만입 깊이의 범위를 현저히 증가시킬 수 있어, 다양한 입체 형상을 촉각에 의해 손쉽게 인식될 수 있도록 효과적으로 표현할 수 있는 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 시각장애인을 위한 3차원 표현장치에 따르면, 특정 구조의 진동발생부를 구비하고, 진동발생부를 특정 패턴으로 진동시킴으로써, 사용자의 주위에 위치하는 피사체와의 거리가 급격히 감소할 경우 사용자에게 이에 대해 진동을 이용하여 경고함으로써, 해당 피사체와의 부딪히는 사고를 미연에 방지할 수 있고, 피사체와의 거리가 감소하는지 증가하는 지의 여부를 진동 패턴에 위해 손쉽게 인식할 수 있어, 피사체의 형태 뿐만 아니라 피사체의 위치정보까지 인식할 수 있는 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 3차원 표현장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 표현장치를 사용자가 파지한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 3차원 표현장치의 3차원출력부에 표현된 입체 돌기 구조를 사용자가 손가락을 이용하여 인식하는 모습을 나타내는 부분 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시된 3차원 표현장치의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5은 도 4의 A부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부에 의해 촬영된 피사체를 2차원 픽셀 단위로 구분하여 데이터 처리한 후 처리된 데이터에 의해 3차원출력부가 작동한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 표현장치를 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 표현장치의 제어흐름을 나타내는 제어 구성도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 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.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 표현장치를 사용자가 파지한 모습을 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 3차원 표현장치의 3차원출력부에 표현된 입체 돌기 구조를 사용자가 손가락을 이용하여 인식하는 모습을 나타내는 부분 확대도가 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 도 2에 도시된 3차원 표현장치의 내부 구조를 나타내는 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 표현장치(100)는, 특정 구조의 본체부(110), 카메라부(120), 중앙처리부(130), 제어부(140), 3차원출력부(150) 및 전원공급부(160)를 구비함으로써, 사용자의 손에 안정적으로 파지되어 사용자의 주위에 위치하는 피사체를 3차원 이미지 형태로 촬영한 후 촬영된 데이터를 바탕으로 피사체의 3차원 형상을 촉각으로써 인지할 수 있는 물리적 형태로 표현함으로써, 시각장애인의 주위에 위치하는 피사체를 실시간으로 인식할 수 있는 시각장애인을 위한 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 3차원 표현장치(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 5에는 도 4의 A부분 확대도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라부에 의해 촬영된 피사체를 2차원 픽셀 단위로 구분하여 데이터 처리한 후 처리된 데이터에 의해 3차원출력부가 작동한 모습을 나타내는 사시도가 도시되어 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 3차원 표현장치(100)의 본체부(110)는, 사용자의 손에 파지될 수 있는 사각기둥구조이다. 이때, 본체부(110)는 일측면에 카메라부(120)의 3D카메라(121)를 장착하고, 상단면에 3차원출력부(150)의 돌출구동부(151)의 상부면을 외부로 노출하는 구조이다. 본체부(110)의 일측면에 장착되는 카메라부(120)의 3D카메라(121)는 사용자가 원하는 방향을 지향하여 사용자의 주위에 위치하는 피사체를 촬영할 수 있다.
상기 언급한 3D카메라(121)로서 ToF카메라(time of flight camera)를 채택할 수 있다. ToF카메라는, 피사체를 입체형태로 촬영하는 수단으로서, VCSEL이라는 레이저 적외선 광원을 이용하여 피사체를 촬영하는 장치이다. ToF카메라는, 발광하는 소자와 수광하는 소자가 일체형으로 탑재된 구조이다. 이러한 구조의 ToF카메라는 피사체를 향해 발사한 빛이 튕겨져 돌아오는 시간으로 거리를 계산, 사물의 입체감과 공간 정보, 움직임을 인식하는 3D 센싱 부품이다. 생체인증, 동작 인식은 물론 AR, 가상현실(VR) 등의 기능을 구현할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 본체부(110)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 특정 구조의 상부장착부(111), 카메라장착부(112) 및 배터리장착부(113)를 포함하는 구성일 수 있다. 본체부(110)의 상부장착부(111)는, 본체부(110)의 상부면으로부터 내측방향으로 소정 깊이만큼 만입된 구조로 형성되는 구성으로서, 3차원출력부(150)를 탈부착 가능한 구조로 장착하며, 내측면에 3차원출력부(150)에 제어신호를 전달할 수 있는 접속단자가 장착된다. 카메라장착부(112)는, 카메라부(120)를 내부에 장착하는 구성으로서, 일측방으로 카메라부(120)의 3D카메라(121)를 노출시키는 구조이다. 또한, 배터리장착부(113)는, 본체부(110)의 하부면으로부터 내측방향으로 소정 깊이만큼 만입된 구조로 형성되는 구성으로서, 내부에 전원공급부(160)의 탈부착 가능한 구조로 수납하는 구조이다.
경우에 따라서, 본체부(110)의 하부 외주면에는, 사용자의 손가락 또는 손바닥을 감싸는 형태로 고정되어 3차원 표현장치의 위치를 고정하는 본체고정부(도시하지 않음)가 더 장착되어 활용될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 배터리장착부(113)의 일측면에 전원공급부(160)와 전기적으로 연결되는 충전단자(도 7의 113a 참조)를 장착할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 카메라부(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 본체부(110)의 내부에 장착되는 구성으로서, 전방에 촬영되는 피사체의 모습을 3차원 이미지 형태로 촬영한 후, 획득한 3차원 이미지 데이터를 중앙처리부(130)에 전달할 수 있다.
이때, 본 실시예에 따른 중앙처리부(130)는, 본체부(110)의 내부에 장착되는 구성으로서, 카메라부(120)로부터 전달된 3차원 이미지 데이터를 바탕으로 3차원출력부(150)를 구성하는 돌출구동부(151)의 픽셀 좌표와 대응되는 픽셀 데이터로 변환한 데이터를 제어부(140)에 전달할 수 있다.
본체부(110)의 내부에 장착되는 제어부(140)는, 중앙처리부(130)로부터 전달된 데이터를 바탕으로 3차원출력부(150)의 작동을 제어한다.
이때, 본 실시예에 따른 3차원출력부(150)는, 본체부(110)의 상부에 장착되는 구성으로서, 제어부(140)로부터 전달되는 제어신호에 의해 작동하며, 본체부(110)의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 돌출되거나 소정 깊이만큼 만입되는 다수의 픽셀로 구성되는 돌출구동부(151)를 포함하는 구조이다.
또한, 본 실시예에 따른 전원공급부(160)는, 본체부(110)의 내부에 장착되는 구성으로서, 충방전 가능한 2차전지를 내장하며, 저장된 전력을 제어부(140)를 통해 중앙처리부(130), 카메라부(120), 3차원출력부(150)에 제공할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 3차원출력부(150)는, 특정 구조의 모터하우징(154), 모터고정판(155) 및 돌출구동부(151)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 3차원출력부(150)의 모터하우징(154)은, 본체부(110)의 상부면을 통해 내부로 소정 깊이만큼 삽입되어 탈부착 가능한 구조로 장착되는 구성으로서, 본체부(110)의 상부 내측면과 대응되는 구조이며, 다수의 픽셀과 대응되는 위치에 다수의 모터를 내장하는 구조이다. 모터고정판(155)은, 모터하우징(154) 상단 측면을 따라 연속적으로 형성되는 구성으로서, 측방으로 소정 높이만큼 돌출되어 형성되며, 본체부(110)의 상단모서리에 안착되어 모터하우징(154)의 삽입 깊이를 한정하는 구조이다.
또한, 돌출구동부(151)는, 모터고정판(155)의 상부면에 다수의 픽셀 조합으로 형성되는 구성으로서, 모터하우징(154)의 내부에 장착된 모터의 구동에 의해 상방으로 소정 높이만큼 돌출되거나 하방으로 소정높이만큼 만입되는 구조이다.
더욱 구체적으로, 본 실시예에 따른 돌출구동부(151)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 특정 구조의 로터(152) 및 헤더(153)를 포함하는 구성일 수 있다. 돌출구동부(151)의 로터(152)는, 모터고정판(155)의 상부면에 다수의 픽셀 위치에 각각 장착되는 구성으로서, 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입 구동하며, 원기둥 구조임이 바람직하다. 또한, 헤더(153)는, 로터(152)의 상단에 탈부착 가능한 구조로 장착되는 구성으로서, 로터(152)의 상하 구동에 의해 상하 구동하며, 해당 픽셀과 대응되는 구조 또는 내접하는 원을 바닥면으로 하는 원기둥 구조임이 바람직하다.
본 실시예에 따른 로터(152)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 특정 구조의 상단로터(152a) 및 하단로터(152b)를 포함하는 구성일 수 있다. 상단로터(152a)는, 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입 구동하는 원기둥 구조이다. 또한, 하단로터(152b)는, 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입구동하는 구성으로서, 해당 픽셀과 동일한 면적을 상부면으로하는 사각기둥 구조이며, 상단로터(152a)를 감싸는 사각기둥 구조이다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 상단로터(152a), 하단로터(152b) 및 헤더(153)를 포함하는 돌출구동부(151)를 구비함으로써, 사용자의 의도에 따라 다양한 픽셀 조합으로 구성되는 돌출구동부(151)를 교체 장착할 수 있고, 돌출 길이와 만입 깊이의 범위를 현저히 증가시킬 수 있어, 다양한 입체 형상을 촉각에 의해 손쉽게 인식될 수 있도록 효과적으로 표현할 수 있는 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 표현장치를 나타내는 정면도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3차원 표현장치의 제어흐름을 나타내는 제어 구성도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 카메라장착부(112)는, 본체부(110)의 외주면을 감싸는 원통형 구조로 장착되는 구성으로서, 본체부(110)의 외주면을 따라 소정 각도만큼 회전될 수 있는 구조이다. 이때, 카메라장착부(112)는, 본체부(110)의 외주면을 따라 상하 높이방향으로 소정 높이만큼 위치변경될 수 있는 구조이며, 카메라부(120)를 내부에 장착하며, 일측방으로 카메라부(120)의 3D카메라(121)를 노출시키는 구조이다.
본 실시예에 따른 본체부(110)의 내부에는 특정 역할을 수행하는 위치검출부(114) 및 위치보정부(115)가 더 장착될 수 있다. 이 경우, 본체부(110)의 내부에 장착되는 위치검출부(114)는, 사용자의 진행방향을 실시간으로 검출하여 제어부(140)에 전달할 수 있다. 또한, 위치보정부(115)는, 위치검출부(114)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 카메라 장착부의 위치를 변경하여 카메라부(120)의 3D카메라(121)의 노출 방향을 사용자의 진행방향을 향하도록 카메라장착부(112)의 위치를 실시간 보정할 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 역할을 수행하는 위치검출부(114) 및 위치보정부(115)를 구비함으로써, 사용자의 걷는 진행방향에 맞춰 카메라부(120)의 3D카메라(121)의 노출 방향을 실시간으로 보정함으로써, 사용자의 걷는 진행방향에 위치하는 피사체를 정확하게 인식할 수 있는 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
경우에 따라서, 본 실시예에 따른 3차원 표현장치(100)는, 특정 역할을 수행하는 진동발생부(170)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 진동발생부(170)는, 본체부(110)의 내부에 장착되는 구성으로서, 제어부(140)의 제어신호에 의해 작동할 수 있다. 이때, 제어부(140)는, 카메라부(120)로부터 실시간으로 획득하는 3차원 이미지를 바탕으로 촬영된 피사체와의 거리를 실시간으로 검출한 후 진동발생부(170)의 작동을 제어하게 된다.
더욱 구체적으로, 제어부(140)는, 카메라부(120)로부터 검출된 피사체와의 거리가 기설정된 시간당 거리감소율을 초과할 경우, 점차 간격이 짧아지는 진동패턴을 일정 시간동안 출력하도록 진동발생부(170)를 제어할 수 있다. 또한, 카메라부(120)로부터 검출된 피사체와의 거리가 기설정된 시간당 거리증가율을 초과할 경우, 점차 간격이 넓어지는 진동패턴을 일정 시간동안 출력하도록 진동발생부(170)를 제어할 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 진동발생부(170)를 구비하고, 진동발생부(170)를 특정 패턴으로 진동시킴으로써, 사용자의 주위에 위치하는 피사체와의 거리가 급격히 감소할 경우 사용자에게 이에 대해 진동을 이용하여 경고함으로써, 해당 피사체와의 부딪히는 사고를 미연에 방지할 수 있고, 피사체와의 거리가 감소하는지 증가하는 지의 여부를 진동 패턴에 위해 손쉽게 인식할 수 있어, 피사체의 형태 뿐만 아니라 피사체의 위치정보까지 인식할 수 있는 3차원 표현장치를 제공할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 3차원 표현장치
110: 본체부
111: 상부장착부
112: 카메라장착부
113: 배터리장착부
113a: 충전단자
114: 위치검출부
115: 위치보정부
120: 카메라부
121: 3D카메라(time of flight camera)
130: 중앙처리부
140: 제어부
150: 3차원출력부
151: 돌출구동부
152: 로터
152a: 상단로터
152b: 하단로터
153: 헤더
154: 모터하우징
155: 모터고정판
156: 모터연결PCB
160: 전원공급부
170: 진동발생부

Claims (5)

  1. 사용자의 손에 파지될 수 있는 사각기둥구조이며, 일측면에 카메라부(120)의 3D카메라(121)를 장착하고, 상단면에 3차원출력부(150)의 돌출구동부(151)의 상부면을 외부로 노출하는 구조의 본체부(110);
    상기 본체부(110)의 내부에 장착되고, 전방에 촬영되는 피사체의 모습을 3차원 이미지 형태로 촬영한 후, 획득한 3차원 이미지 데이터를 중앙처리부(130)에 전달하는 카메라부(120);
    상기 본체부(110)의 내부에 장착되고, 카메라부(120)로부터 전달된 3차원 이미지 데이터를 바탕으로 3차원출력부(150)를 구성하는 돌출구동부(151)의 픽셀 좌표와 대응되는 픽셀 데이터로 변환한 데이터를 제어부(140)에 전달하는 중앙처리부(130);
    상기 본체부(110)의 내부에 장착되고, 중앙처리부(130)로부터 전달된 데이터를 바탕으로 3차원출력부(150)의 작동을 제어하는 제어부(140);
    상기 본체부(110)의 상부에 장착되고, 제어부(140)로부터 전달되는 제어신호에 의해 작동하며, 본체부(110)의 상부면으로부터 상방으로 소정 높이만큼 돌출되거나 소정 깊이만큼 만입되는 다수의 픽셀로 구성되는 돌출구동부(151)를 포함하는 3차원출력부(150); 및
    상기 본체부(110)의 내부에 장착되고, 충방전 가능한 2차전지를 내장하며, 저장된 전력을 제어부(140)를 통해 중앙처리부(130), 카메라부(120), 3차원출력부(150)에 제공하는 전원공급부(160);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 표현장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부(110)는,
    상기 본체부(110)의 상부면으로부터 내측방향으로 소정 깊이만큼 만입된 구조로 형성되고, 3차원출력부(150)를 탈부착 가능한 구조로 장착하며, 내측면에 3차원출력부(150)에 제어신호를 전달할 수 있는 접속단자가 장착된 상부장착부(111);
    상기 본체부(110)의 외주면을 감싸는 원통형 구조로 장착되고, 본체부(110)의 외주면을 따라 소정 각도만큼 회전될 수 있는 구조이고, 본체부(110)의 외주면을 따라 상하 높이방향으로 소정 높이만큼 위치변경될 수 있는 구조이며, 카메라부(120)를 내부에 장착하며, 일측방으로 카메라부(120)의 3D카메라(121)를 노출시키는 구조의 카메라장착부(112);
    상기 본체부(110)의 하부면으로부터 내측방향으로 소정 깊이만큼 만입된 구조로 형성되고, 내부에 전원공급부(160)의 탈부착 가능한 구조로 수납하는 구조이고, 일측면에 전원공급부(160)와 전기적으로 연결되는 충전단자를 장착하는 배터리장착부(113);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 표현장치.
    상기 본체부(110)의 내부에 장착되고, 사용자의 진행방향을 실시간으로 검출하여 제어부(140)에 전달하는 위치검출부(114); 및
    상기 본체부(110)의 내부에 장착되고, 위치검출부(114)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 카메라 장착부의 위치를 변경하여 카메라부(120)의 3D카메라(121)의 노출 방향을 사용자의 진행방향을 향하도록 카메라장착부(112)의 위치를 실시간 보정하는 위치보정부(115);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 표현장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3차원출력부(150)는,
    상기 본체부(110)의 상부면을 통해 내부로 소정 깊이만큼 삽입되어 탈부착 가능한 구조로 장착되고, 본체부(110)의 상부 내측면과 대응되는 구조이며, 다수의 픽셀과 대응되는 위치에 다수의 모터를 내장하는 모터하우징(154);
    상기 모터하우징(154) 상단 측면을 따라 연속적으로 형성되고, 측방으로 소정 높이만큼 돌출되어 형성되며, 본체부(110)의 상단모서리에 안착되어 모터하우징(154)의 삽입 깊이를 한정하는 모터고정판(155); 및
    상기 모터고정판(155)의 상부면에 다수의 픽셀 조합으로 형성되고, 모터하우징(154)의 내부에 장착된 모터의 구동에 의해 상방으로 소정 높이만큼 돌출되거나 하방으로 소정높이만큼 만입되는 구조의 돌출구동부(151);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 표현장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 돌출구동부(151)는,
    상기 모터고정판(155)의 상부면에 다수의 픽셀 위치에 각각 장착되고, 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입 구동하며, 원기둥 구조의 로터(152); 및
    상기 로터(152)의 상단에 탈부착 가능한 구조로 장착되고, 로터(152)의 상하 구동에 의해 상하 구동하며, 해당 픽셀과 대응되는 구조 또는 내접하는 원을 바닥면으로 하는 원기둥 구조의 헤더(153);
    를 포함하고,
    상기 로터(152)는,
    상기 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입 구동하는 원기둥 구조의 상단로터(152a); 및
    상기 해당 픽셀에 장착된 모터에 의해 상하방향으로 돌출 및 만입구동하며, 해당 픽셀과 동일한 면적을 상부면으로하는 사각기둥 구조이며, 상단로터(152a)를 감싸는 사각기둥 구조의 하단로터(152b);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 표현장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 표현장치는,
    상기 본체부(110)의 내부에 장착되고, 제어부(140)의 제어신호에 의해 작동하는 진동발생부(170);
    를 더 포함하고,
    상기 제어부(140)는,
    상기 카메라부(120)로부터 실시간으로 획득하는 3차원 이미지를 바탕으로 촬영된 피사체와의 거리를 실시간으로 검출하고,
    상기 카메라부(120)로부터 검출된 피사체와의 거리가 기설정된 시간당 거리감소율을 초과할 경우, 점차 간격이 짧아지는 진동패턴을 일정 시간동안 출력하도록 진동발생부(170)를 제어하고,
    상기 카메라부(120)로부터 검출된 피사체와의 거리가 기설정된 시간당 거리증가율을 초과할 경우, 점차 간격이 넓어지는 진동패턴을 일정 시간동안 출력하도록 진동발생부(170)를 제어하는 것을 특징으로 하는 3차원 표현장치.
KR1020220005995A 2022-01-14 2022-01-14 시각장애인을 위한 3차원 표현장치 KR102593776B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220005995A KR102593776B1 (ko) 2022-01-14 2022-01-14 시각장애인을 위한 3차원 표현장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220005995A KR102593776B1 (ko) 2022-01-14 2022-01-14 시각장애인을 위한 3차원 표현장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230110010A true KR20230110010A (ko) 2023-07-21
KR102593776B1 KR102593776B1 (ko) 2023-10-24

Family

ID=87429950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220005995A KR102593776B1 (ko) 2022-01-14 2022-01-14 시각장애인을 위한 3차원 표현장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102593776B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010067614A (ko) 2001-02-21 2001-07-13 백상기 슬라이더셀을 이용한 시각장애인용 무지점자표시장치
JP2011030584A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Hitachi Kokusai Electric Inc 歩行補助装置
JP2011087046A (ja) * 2009-10-14 2011-04-28 Nec Saitama Ltd 障害物検知端末、障害物検知端末を用いた障害物検知方法及び障害物検知端末を用いた障害物検知プログラム
KR20160028305A (ko) * 2014-09-03 2016-03-11 삼성전자주식회사 시각장애인용 보조 장치 및 그 제어 방법
JP2020501268A (ja) * 2016-12-05 2020-01-16 ベロモエフ， フェドール バレンチノビッチＢＥＬＯＭＯＥＶ， Ｆｅｄｏｒ Ｖａｌｅｎｔｉｎｏｖｉｃｈ 点字による情報を送受信するためのデバイス及び方法
KR102157096B1 (ko) * 2019-12-24 2020-09-18 이상준 시각장애인 정보 취득 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010067614A (ko) 2001-02-21 2001-07-13 백상기 슬라이더셀을 이용한 시각장애인용 무지점자표시장치
JP2011030584A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Hitachi Kokusai Electric Inc 歩行補助装置
JP2011087046A (ja) * 2009-10-14 2011-04-28 Nec Saitama Ltd 障害物検知端末、障害物検知端末を用いた障害物検知方法及び障害物検知端末を用いた障害物検知プログラム
KR20160028305A (ko) * 2014-09-03 2016-03-11 삼성전자주식회사 시각장애인용 보조 장치 및 그 제어 방법
JP2020501268A (ja) * 2016-12-05 2020-01-16 ベロモエフ， フェドール バレンチノビッチＢＥＬＯＭＯＥＶ， Ｆｅｄｏｒ Ｖａｌｅｎｔｉｎｏｖｉｃｈ 点字による情報を送受信するためのデバイス及び方法
KR102157096B1 (ko) * 2019-12-24 2020-09-18 이상준 시각장애인 정보 취득 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102593776B1 (ko) 2023-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109531585B (zh) 机器人
CN109551502B (zh) 具有触摸灵敏度的机器人
US8922759B2 (en) White cane with integrated electronic travel aid using 3D TOF sensor
KR102380335B1 (ko) 주사 레이저 평면성 검출
CN109421066B (zh) 机器人
US9370459B2 (en) System and method for alerting visually impaired users of nearby objects
EP1293184B1 (en) Walking auxiliary for person with dysopia
US9870718B2 (en) Imaging devices including spacing members and imaging devices including tactile feedback devices
CN110637336B (zh) 编程装置及记录介质、编程方法
US9801778B2 (en) System and method for alerting visually impaired users of nearby objects
JP6733731B2 (ja) 制御装置、プログラムおよび制御方法
JP2017503418A (ja) 仮想現実システムの較正
CN115542341A (zh) 用于深度信息捕捉的装置、方法和计算系统
CN110543233B (zh) 信息处理设备和非暂时性计算机可读介质
CN108055868B (zh) 机器人
US11192253B2 (en) Systems and methods for conditional robotic teleoperation
KR20160028305A (ko) 시각장애인용 보조 장치 및 그 제어 방법
KR20230110010A (ko) 시각장애인을 위한 3차원 표현장치
US11899764B2 (en) Information processing apparatus and non-transitory computer readable medium for selecting presentation location of target image formed in air
EP3483687A1 (en) Robot
JP2010057593A (ja) 視覚障害者用歩行補助システム
KR102135821B1 (ko) 터치센서 모듈 및 그를 구비한 인공지능로봇
KR102135822B1 (ko) 자율주행기능을 구비한 인공지능로봇 및 인공지능로봇의 자율주행제어방법
CN115697843A (zh) 拍摄系统及机器人系统
JP2023034404A (ja) 歩行情報提供システム

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant