KR102055373B1 - Smart bands for the visually impaired and control method thereof - Google Patents

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KR102055373B1
KR102055373B1 KR1020180067268A KR20180067268A KR102055373B1 KR 102055373 B1 KR102055373 B1 KR 102055373B1 KR 1020180067268 A KR1020180067268 A KR 1020180067268A KR 20180067268 A KR20180067268 A KR 20180067268A KR 102055373 B1 KR102055373 B1 KR 102055373B1
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한승오
서승현
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호서대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a smart band for a blind man and a controlling method thereof capable of helping safe and convenient indoor walking by transmitting direction and distance information of an obstacle to a blind man by using a plurality of vibration motors after recognizing surrounding obstacles by using a sensor. The smart band for a blind man comprises: a band body which is worn on an ankle of a blind man; a plurality of sensors which are worn on the band body and measure the direction and a distance of the obstacle; the plurality of vibration motors which are worn on the band body and inform the direction and the distance of the obstacle with vibration; and a micro controller which receives the direction and the distance of the obstacle measured from the plurality of sensors, and informs the direction and the distance of the obstacle to the blind man through the plurality of vibration motors.

Description

시각 장애인을 위한 스마트 밴드 및 그 제어 방법{Smart bands for the visually impaired and control method thereof}Smart bands for the visually impaired and control method

본 발명은 시각장애인을 위한 스마트 밴드 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 다수의 센서를 이용하여 주변 장애물을 인지한 후 다수 진동모터를 이용하여 장애물의 방향과 거리 정보를 시각장애인에게 전달하여 안전하고 편리한 실내보행을 보조하도록 하는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a smart band for a blind and a control method thereof, and in detail, after recognizing a peripheral obstacle using a plurality of sensors, by using a plurality of vibration motors to transmit the direction and distance information of the obstacle to the visually impaired. The present invention relates to a smart band for the visually impaired and to a control method thereof for assisting safe and convenient indoor walking.

시각장애인의 보행법에는 5가지(안내 보행, 흰 지팡이 보행, 안내견 보행, 전자기기를 이용한 보행, 보조기기 없이 이동하는 실내 보행)가 있다. There are five ways of walking for the visually impaired (guided walking, white walking cane, guide dog walking, walking with electronic devices, walking indoors without assistive devices).

이들 가운데 보조기기 없이 이동하는 보행은 실내에서 행해지며 손과 발이 탐지와 방어를 동시에 수행한다. Among them, walking without an assistive device is performed indoors, and hands and feet simultaneously perform detection and defense.

이는 익숙한 공간에서는 편하지만 익숙하지 않은 공간에서는 시각장애인은 물론 주변인들을 위험하게 할 수 있기에 개선이 필요하다.This is comfortable in a familiar space, but in an unfamiliar space, it can be dangerous for people with visual impairments as well as those around them.

현재 시각장애인을 위한 스마트 지팡이는 나와 있지만 이는 실외용 제품으로 실내용으로는 부적합하다. 또한 경제적으로 수입이 적은 시각장애인의 소득에 비하여 가격적인 부담이 매우 크다. Smart wands are available for the visually impaired, but they are not suitable for indoor use. In addition, the cost burden is greater than that of the visually impaired who have low income.

등록번호 10-1835235호Registration No. 10-1835235

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 발명한 것으로, 기존의 실외용, 저시력자를 위한 제품 대신 실내용, 완전히 시력을 잃은 자에게 초점을 맞추어 초음파센서, 적외선센서 등 물체를 인식할 수 있는 센서를 부착하여 장애물을 인식하도록 하고, 밴드형식을 이용하여 발목에 부착함으로 실내보행에서 문제되는 바닥의 장애물을 감지하고 손발을 자유롭게 하는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, instead of the existing outdoor, low vision products for indoor use, focusing on a person who is completely blind, attached sensors that can recognize objects such as ultrasonic sensors, infrared sensors, etc. The present invention provides a smart band and a control method for the visually impaired to detect obstacles on the floor and free hands and feet by attaching them to the ankle using a band type.

본 발명의 장치는 시각장애인의 발목에 착용되는 밴드 본체; 상기 밴드 본체에 착용되어 장애물이 위치하는 방향과 거리를 측정하는 다수의 센서; 상기 밴드 본체에 착용되어 장애물이 위치하는 방향과 거리를 진동으로 알려주는 다수의 진동 모터; 및 상기 다수의 센서로부터 측정된 장애물이 위치하는 방향과 거리를 전송받아 전송받은 장애물이 위치하는 방향과 거리를 상기 다수의 진동 모터를 통하여 시각장애인에게 알려주는 마이크로 컨트롤러를 포함한다.The device of the present invention includes a band body worn on the ankle of the blind; A plurality of sensors worn on the band body to measure a direction and distance at which an obstacle is located; A plurality of vibration motors which are worn on the band body and inform the direction and distance of the obstacles by vibration; And a microcontroller configured to notify a visually impaired person through the plurality of vibration motors of the directions and distances of the received obstacles by receiving the directions and distances of the obstacles measured by the plurality of sensors.

또한, 본 발명의 방법은 (A) 다수의 센서가 장애물을 인식하여 장애물이 위치하는 방향과 거리를 마이크로 컨트롤러에게 제공하는 단계; 및 (B) 마이크로 컨트롤러는 다수의 센서에서 제공받은 장애물이 위치하는 방향과 거리에 따라 장애물이 위치하는 방향에 위치하는 진동 모터를 구동하는 단계를 포함한다.In addition, the method of the present invention includes the steps of (A) a plurality of sensors to recognize the obstacle to provide the microcontroller with the direction and distance in which the obstacle is located; And (B) driving the vibration motor located in the direction in which the obstacle is located according to the direction and distance in which the obstacles provided by the plurality of sensors are located.

본 발명은 시력을 잃은 자를 위한 실내용 제품으로 장애물을 인식하여 사용자에게 알려주고 비교적 저렴한 센서들을 사용함으로 사용자에게 경제적 부담을 줄일 수 있다.The present invention can reduce the economic burden on the user by using a relatively inexpensive sensors to inform the user by recognizing the obstacle as an indoor product for the blind.

또한 본 발명은 밴드형식을 이용하여 발 근처의 장애물을 인식할 수 있기에 실내에서 행해지는 보행(손과 발을 이용한 탐지)에 도움이 되며 손과 발이 자유롭게 되므로 사용자의 위험을 더 줄일 수 있다.  In addition, the present invention can recognize the obstacle near the foot using the band type is helpful for walking (detection using hands and feet) performed indoors and hands and feet can be freely further reduce the risk of the user.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 구성도이다.
도 2는 도 1의 우측면도이다.
도 3은 도 1의 좌측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 구성도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6은 도 4의 전면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 제어 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of a smart band for the visually impaired according to an embodiment of the present invention.
2 is a right side view of FIG. 1.
3 is a left side view of FIG. 1.
Figure 4 is a block diagram of a smart band for the blind according to another embodiment of the present invention.
5 is a side view of FIG. 4.
6 is a front view of FIG. 4.
7 is a flowchart illustrating a method for controlling a smart band for the visually impaired according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명할 수 있다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 할 수 있다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it may be noted that the same reference numerals have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function is apparent to those skilled in the art or may obscure the gist of the present invention, the detailed description may be omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 구성도이고, 도 2는 도 1의 우측면도이며, 도 3은 도 1의 좌측면도이다.1 is a block diagram of a smart band for the visually impaired according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a right side view of Figure 1, Figure 3 is a left side view of FIG.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드는 다수의 센서(10), 다수의 진동모터(20), 가속도센서(30), 밴드 본체(40), 배터리(50), 마이크로 컨트롤러(60), 밴드 고정부(70) 및 스위치(80)로 구성되어있다.1 to 3, a smart band for the visually impaired according to an embodiment of the present invention is a plurality of sensors 10, a plurality of vibration motor 20, the acceleration sensor 30, the band body 40 , A battery 50, a microcontroller 60, a band fixing part 70, and a switch 80.

이와 같은 스마트 밴드는 양쪽 발의 발목에 착용할 수 있다. Such a smart band can be worn on the ankles of both feet.

이때 다수의 센서(10)는 초음파 센서, 적외선 센서나 인체 감지 센서 등 물체를 인식할 수 있는 센서를 포함한다. In this case, the plurality of sensors 10 may include a sensor capable of recognizing an object such as an ultrasonic sensor, an infrared sensor, or a human body sensor.

상기 다수의 센서(10)는 밴드 본체(40)에 부착되어 있으며, 도 1에서 발목의 전면부와 측면부에 각각 배치되게 설치되어 있다.The plurality of sensors 10 are attached to the band body 40, and are installed to be disposed on the front and side portions of the ankle in FIG.

그리고, 다수의 진동 모터(20)는 밴드 본체(40)에 부착되어 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 발목의 전면부와 측면부에 각각 부착되어 있다. In addition, the plurality of vibration motors 20 are attached to the band body 40, and are attached to the front and side portions of the ankle, respectively, as shown in FIG.

상기 가속도 센서(30)는 발이 지면을 향하여 이동하는 상태를 감지하기 위한 것으로, 밴드 본체(40)에 부착되어 있으며, 도 1에서 발목의 후면부에 부착되어 있다.The acceleration sensor 30 is for detecting a state in which the foot moves toward the ground. The acceleration sensor 30 is attached to the band body 40 and is attached to the rear portion of the ankle in FIG. 1.

다음으로, 밴드 본체(40)는 발의 발목에 착용되며, FPCB 또는 이와 동등한 유연성을 나타내는 기판을 이용하여 형성되며 유연하게 발목에 감을 수 있다. Next, the band body 40 is worn on the ankle of the foot, is formed using a substrate showing the FPCB or equivalent flexibility and can be wound around the ankle flexibly.

상기 배터리(50)는 밴드 본체(40)에 내장되게 형성될 수 있으며, 이와 같은 배터리(50)를 구비함에 따라 휴대성이 높도록 설계된다.The battery 50 may be formed to be embedded in the band body 40, and is designed to have high portability as the battery 50 is provided.

그리고, 마이크로 컨트롤러(MCU)(60)는 아두이노(Arduino), 에이티메가(ATmega) 등이 사용될 수 있다. The microcontroller (MCU) 60 may include Arduino, ATmega, and the like.

다음으로, 밴드 고정부(70)는 발목에 착용된 밴드 본체(40)를 고정하기 위한 것으로, 여러 가지 방식을 사용할 수 있으며 일예로 암버클과 수버클 등으로 구현할 수 있다.Next, the band fixing part 70 is for fixing the band body 40 worn on the ankle, can be used in various ways, for example, it can be implemented as an arm buckle and a buckle.

상기 스위치(80)는 마이크로 컨트롤러(60)를 작동시키기 위한 것으로 온되면 마이크로 컨트롤러(60)가 동작한다.When the switch 80 is turned on to operate the microcontroller 60, the microcontroller 60 operates.

이와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the smart band for the visually impaired according to an embodiment of the present invention as follows.

다수의 센서(10)가 장애물을 인식하여 센서 출력신호를 마이크로 컨트롤러(60)로 전달하면 마이크로 컨트롤러(60)는 제공된 센서 출력신호로부터 장애물이 위치하는 거리를 산출한다.When the plurality of sensors 10 recognize the obstacle and transmit the sensor output signal to the microcontroller 60, the microcontroller 60 calculates a distance at which the obstacle is located from the provided sensor output signal.

또한, 다수의 상기 센서(10)들 가운데 장애물을 인식한 센서가 어느 것인지를 상기 마이크로 컨트롤러(60)가 파악함으로써 장애물이 위치하는 방향까지도 파악할 수 있다.In addition, the microcontroller 60 may identify which of the sensors 10 recognizes an obstacle among the plurality of sensors 10, and may determine a direction in which the obstacle is located.

그리고, 마이크로 컨트롤러(60)는 파악된 장애물이 위치하는 방향에 따라 장애물에 가장 근접해 있는 진동 모터(20)를 구동하여 진동이 발생되도록 한다.In addition, the microcontroller 60 drives the vibration motor 20 that is closest to the obstacle in the direction in which the identified obstacle is located so that vibration is generated.

즉, 마이크로 컨트롤러(60)는 발목의 전면부에 있는 센서(10)로부터 장애물이 인식되었다고 판단되면 발목의 전면부에 있는 진동 모터(20)를 구동하고, 발목 측면에 있는 센서(10)로부터 장애물이 인식되었다고 판단되면 발목 측면에 있는 진동모터(20)를 구동하며, 발목의 대각선 방향의 물체에 의해 발목 전면부의 센서(10)와 발목 측면의 센서(10) 모두가 동작되면 발목 전면부와 발목 측면의 진동모터(20) 모두를 구동시킨다.That is, when it is determined that the obstacle is recognized from the sensor 10 at the front of the ankle, the microcontroller 60 drives the vibration motor 20 at the front of the ankle, and the obstacle from the sensor 10 at the side of the ankle. When it is determined that the recognition is recognized by driving the vibration motor 20 on the side of the ankle, when the sensor 10 of the ankle front and the sensor 10 of the ankle side by the object in the diagonal direction of the ankle is operated ankle front and ankle Drive both of the vibration motor 20 of the side.

이처럼 마이크로 컨트롤러(60)는 장애물이 위치하는 방향에 따라 동작되는 진동모터(20)들을 서로 다르게 조합함으로써 장애물의 방향 정보 또한 시각장애인이 인지할 수 있도록 하였다.As such, the microcontroller 60 combines the vibration motors 20 that operate according to the direction in which the obstacles are located to be different so that the blind person can recognize the direction information of the obstacles.

즉, 마이크로 컨트롤러(60)는 발목의 전면부에 있는 센서(10)로부터 장매물이 인식되었다고 판단되면, 발목의 전면부에 있는 진동 모터(20)를 구동한다.That is, when it is determined that the stored material is recognized from the sensor 10 in the front part of the ankle, the microcontroller 60 drives the vibration motor 20 in the front part of the ankle.

이때, 마이크로 컨트롤러(60)는 거리별 센서값을 구간별로 나누어 진동모터(20)가 구간에 따라 진동의 횟수에 차이를 두도록 한다.At this time, the microcontroller 60 divides the sensor value for each distance for each section so that the vibration motor 20 makes a difference in the number of vibrations for each section.

이와 같은 스마트 밴드에 있어서 완전한 밴드형식으로 센서(10)와 진동모터(20)를 교차로 배열시켜 진동모터(20)가 센서(10)에 주는 영향을 최소화 하였다. In such a smart band, the effect of the vibration motor 20 on the sensor 10 is minimized by arranging the sensor 10 and the vibration motor 20 in the form of a complete band.

사람이 걸을 때 발목이 지면을 향하는 경우가 있는데 이때 지면을 장애물로 인식하지 않기 위해 발목 뒷부분에 가속도 센서(30)를 부착하여 일정한 각도 이상을 넘어갈 경우 마이크로 컨트롤러(60)가 센서(10)로부터 입력되는 입력값을 무시함으로서 오동작을 최소화 할 수 있다. 이와 달리 마이크로 컨트롤러(60)는 센서(10)를 오프할 수도 있다.When the person walks, the ankle may face the ground. At this time, the accelerometer 30 is attached to the back of the ankle so as not to recognize the ground as an obstacle. By ignoring the input value, malfunction can be minimized. Alternatively, the microcontroller 60 may turn off the sensor 10.

밴드 고정부(70)를 이용하여 밴드 본체(40)의 크기를 손쉽게 조절할 수 있다. By using the band fixing part 70, the size of the band body 40 can be easily adjusted.

이처럼 스마트 밴드는 밴드 형식으로 제작되기에 눈이 보이지 않아도 큰 어려움 없이 착용을 할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 또한 발목에 착용함으로 실내 뿐 아니라 실외에서도 실용성을 가지고 있다.Like this, the smart band is produced in a band form, so it can be worn without any difficulty even if the eyes are invisible. In addition, by wearing on the ankle has practicality not only indoors but also outdoors.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 구성도이고, 도 5는 도 4의 측면도이며, 도 6은 도 4의 전면도이다.4 is a configuration diagram of a smart band for the visually impaired according to another embodiment of the present invention, Figure 5 is a side view of Figure 4, Figure 6 is a front view of FIG.

도 4 내지 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드는 다수의 센서(10), 다수의 진동모터(20), 가속도센서(30), 밴드 본체(40), 배터리(50), 마이크로 컨트롤러(60), 밴드 고정부(70) 및 스위치(80)로 구성되어 있으며, 도 1과 다른 점은 밴드 본체(40)가 발목에 착용되는 발목용 밴드 본체(40-1), 연결부(40-2), 상기 발목용 밴드 본체(40-2)와 연결부(40-2)를 통해 연결되는 발가락용 밴드 본체(40-3)로 이루어져 있다는 점이다.4 to 6, the smart band for the visually impaired according to another embodiment of the present invention is a plurality of sensors 10, a plurality of vibration motor 20, the acceleration sensor 30, the band body 40 , The battery 50, the microcontroller 60, the band fixing portion 70 and the switch 80, the difference between Figure 1 is the band body 40 is ankle band body 40 is worn on the ankle band -1), the connection portion 40-2, the ankle band body 40-2 and the toe band body 40-3 is connected through the connection portion 40-2.

이와 같은 스마트 밴드는 양쪽 발의 발목과 발가락에 착용할 수 있다. Such smart bands can be worn on the ankles and toes of both feet.

이때 다수의 센서(10)는 초음파 센서, 적외선 센서나 인체 감지 센서 등 물체를 인식할 수 있는 센서를 포함한다. In this case, the plurality of sensors 10 may include a sensor capable of recognizing an object such as an ultrasonic sensor, an infrared sensor, or a human body sensor.

상기 다수의 센서(10)는 밴드 본체(40)에 부착되어 있으며, 도 4에서 발가락에 착용된 발가락용 밴드 본체(40-3)의 우측부와 좌측부에 각각 배치되게 설치되어 있다.The plurality of sensors 10 are attached to the band body 40, and are installed to be disposed on the right side and the left side of the toe band body 40-3 worn on the toe in FIG.

그리고, 다수의 진동 모터(20)는 밴드 본체(40)에 부착되어 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 발목용 밴드 본체(40-1)의 전면부와 측면부에 각각 부착되어 있다. In addition, the plurality of vibration motors 20 are attached to the band body 40, and are attached to the front and side portions of the ankle band body 40-1, respectively, as shown in FIG.

상기 가속도 센서(30)는 발이 지면을 향하여 이동하는 상태를 감지하기 위한 것으로, 밴드 본체(40)의 발목용 밴드 본체(40-1)의 후면부에 부착되어 있다.The acceleration sensor 30 is for detecting a state in which the foot moves toward the ground, and is attached to the rear portion of the ankle band body 40-1 of the band body 40.

다음으로, 밴드 본체(40)는 발목용 밴드 본체(40-1), 연결부(40-2) 및 발가락용 밴드 본체(40-3)로 이루어져 있다.Next, the band body 40 is composed of an ankle band body 40-1, the connection portion 40-2 and the toe band body 40-3.

상기 발목용 밴드 본체(40-1)는 발의 발목에 착용되며, FPCB 또는 이와 동등한 유연성을 나타내는 기판을 이용하여 형성되며 유연하게 발목에 감을 수 있다. The ankle band body 40-1 is worn on the ankle of the foot, is formed using a substrate showing the FPCB or equivalent flexibility and can be wound around the ankle flexibly.

그리고, 연결부(40-2)는 띠 형상으로 발목용 밴드 본체(40-1)와 발가락용 밴드 본체(40-3)를 연결하기 위한 것으로, FPCB 또는 이와 동등한 유연성을 나타내는 기판을 이용하여 형성되며 유연하게 발등에 놓일 수 있다.In addition, the connection part 40-2 is for connecting the ankle band main body 40-1 and the toe band main body 40-3 in a band shape, and is formed by using an FPCB or a substrate having equivalent flexibility. It can be flexibly placed on the instep.

상기 발가락용 밴드 본체(40-3)는 발의 발가락에 착용되며, FPCB 또는 이와 동등한 유연성을 나타내는 기판을 이용하여 형성되며 유연하게 발가락을 감을 수 있다.  The toe band body 40-3 is worn on the toes of the foot, is formed using a substrate showing the FPCB or equivalent flexibility and can be wound toes flexibly.

이러한 발가락용 밴드 본체(40-3)는 발가락 교정기를 모티브로 구상되었다. 발가락 교정기는 발가락에 링을 끼워 사용하는 것이다. 발가락용 밴드 본체(40-3)는 FPCB를 실리콘으로 코팅하여 발에 쉽게 끼울 수 있고, 착용감에 불편함이 없도록 하였다. This toe band body 40-3 is designed with the motif of the toe braces. Toe braces are used by putting a ring on the toe. Toe band body 40-3 is coated with silicon FPCB can be easily fitted to the foot, so that there is no discomfort in the fit.

상기 진동모터(20)는 발목용 밴드 본체(40-1)에 부착시켰고, 다수의 센서(10)는 엄지발가락과 새끼발가락에 부착되어 있으며, 정면과 측면을 측정할 수 있도록 하였다. The vibration motor 20 is attached to the ankle band body 40-1, a number of sensors 10 are attached to the big toe and little toe, to measure the front and side.

새끼발가락에 부착된 센서(10)가 측면을 측정하고, 엄지발가락에 부착된 센서(10)가 정면을 측정한다.The sensor 10 attached to the little toe measures the side, and the sensor 10 attached to the big toe measures the front side.

실리콘을 이용하였기 때문에 고정할 부품이 따로 필요 없고 발목과 발가락에 끼워넣으면 된다. Since silicone is used, there is no need for a separate component, and it is inserted into the ankle and toe.

상기 배터리(50)는 밴드 본체(40)에 내장되게 형성될 수 있으며, 이와 같은 배터리(50)를 구비함에 따라 휴대성이 높도록 설계된다.The battery 50 may be formed to be embedded in the band body 40, and is designed to have high portability as the battery 50 is provided.

그리고, 마이크로 컨트롤러(MCU)(60)는 아두이노(Arduino), 에이티메가(ATmega) 등 사용될 수 있다. In addition, the microcontroller (MCU) 60 may be used, such as Arduino, ATmega, or the like.

다음으로, 밴드 고정부(70)는 발목에 착용된 발목용 밴드 본체(40)를 고정하기 위한 것으로, 여러 가지 방식을 사용할 수 있으며 일예로 암버클과 수버클 등으로 구현할 수 있다.Next, the band fixing part 70 is for fixing the ankle band body 40 worn on the ankle, can be used in various ways, for example, it can be implemented as an arm buckle and a buckle.

상기 스위치(80)는 마이크로 컨트롤러(60)를 작동시키기 위한 것으로 온되면 마이크로 컨트롤러(60)가 동작한다.When the switch 80 is turned on to operate the microcontroller 60, the microcontroller 60 operates.

이와 같은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 동작을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the smart band for the visually impaired according to another embodiment of the present invention as follows.

발가락용 밴드 본체(40-3)에 설치된 다수의 센서(10)가 장애물을 인식하여 센서 출력신호를 마이크로 컨트롤러(60)로 전달하면 마이크로 컨트롤러(60)는 제공된 센서 출력신호로부터 장애물이 위치하는 거리를 산출한다.When a plurality of sensors 10 installed in the toe band main body 40-3 recognizes an obstacle and transmits a sensor output signal to the microcontroller 60, the microcontroller 60 is a distance at which the obstacle is located from the provided sensor output signal. To calculate.

또한, 다수의 상기 센서(10)들 가운데 장애물을 인식한 센서가 어느 것인지를 상기 마이크로 컨트롤러(60)가 파악함으로써 장애물이 위치하는 방향까지도 파악할 수 있다.In addition, the microcontroller 60 may identify which of the sensors 10 recognizes an obstacle among the plurality of sensors 10, and may determine a direction in which the obstacle is located.

그리고, 마이크로 컨트롤러(60)는 파악된 장애물이 위치하는 방향에 따라 장애물에 가장 근접해 있는 진동 모터(20)를 구동하여 진동이 발생되도록 한다. 즉, 전면에 장애물이 위치하고 있으면 발목용 밴드 본체(40-1)의 전면에 있는 진동 모터(20)를 구동하고, 측면에 장애물이 위치하고 있으면 발목용 밴드 본체(40-1)의 측면에 있는 진동 모터(20)를 구동한다.In addition, the microcontroller 60 drives the vibration motor 20 that is closest to the obstacle in the direction in which the identified obstacle is located so that vibration is generated. That is, if an obstacle is located on the front surface, the vibration motor 20 in front of the ankle band body 40-1 is driven, and if an obstacle is located on the side surface, the vibration is on the side of the ankle band body 40-1. The motor 20 is driven.

이처럼 마이크로 컨트롤러(60)는 장애물이 위치하는 방향에 따라 동작되는 진동모터(20)들을 서로 다르게 조합함으로써 장애물의 방향 정보 또한 시각장애인이 인지할 수 있도록 하였다.As such, the microcontroller 60 combines the vibration motors 20 that operate according to the direction in which the obstacles are located to be different so that the blind person can recognize the direction information of the obstacles.

물론, 마이크로 컨트롤러(60)는 장애물의 위치와 무관하게 다수의 진동 모터(20)를 진동하도록 구현할 수도 있다. Of course, the microcontroller 60 may be implemented to vibrate a plurality of vibration motors 20 regardless of the position of the obstacle.

이때, 마이크로 컨트롤러(60)는 거리별 센서값을 구간별로 나누어 진동모터(20)가 구간에 따라 진동의 횟수에 차이를 두도록 한다.At this time, the microcontroller 60 divides the sensor value for each distance for each section so that the vibration motor 20 makes a difference in the number of vibrations for each section.

센서(10)가 물체를 인식하여 센서값을 받은 후 센서값에 따라 진동 모터(20)의 진동 횟수를 다르게 한다. After the sensor 10 recognizes an object and receives a sensor value, the number of vibrations of the vibration motor 20 varies according to the sensor value.

사람이 걸을 때 발목이 지면을 향하는 경우가 있는데 이때 지면을 장애물로 인식하지 않기 위해 발목 뒷부분에 가속도 센서(30)를 부착하여 일정한 각도 이상을 넘어갈 경우 마이크로 컨트롤러(60)가 센서(10)로부터 입력되는 입력값을 무시함으로서 오동작을 최소화 할 수 있다. 이와 달리 마이크로 컨트롤러(60)는 센서(10)를 오프할 수도 있다.When the person walks, the ankle may face the ground. At this time, the accelerometer 30 is attached to the back of the ankle so as not to recognize the ground as an obstacle. By ignoring the input value, malfunction can be minimized. Alternatively, the microcontroller 60 may turn off the sensor 10.

밴드 고정부(70)를 이용하여 밴드 본체(40)의 발목용 밴드 본체(40-1)의 크기를 손쉽게 조절할 수 있다. By using the band fixing part 70, the size of the ankle band body 40-1 of the band body 40 can be easily adjusted.

이처럼 스마트 밴드는 밴드 형식으로 제작되기에 눈이 보이지 않아도 큰 어려움 없이 착용을 할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 또한 발목에 착용함으로 실내 뿐 아니라 실외에서도 실용성을 가지고 있다.Like this, the smart band is produced in a band form, so it can be worn without any difficulty even if the eyes are invisible. In addition, by wearing on the ankle has practicality not only indoors but also outdoors.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 제어 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method for controlling a smart band for the visually impaired according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 제어 방법은 먼저, 시스템을 초기화하며(S10), 마이크로 컨트롤러는 가속도 센서가 측정한 일정 각도를 넘어갔는지를 판단한다(S11).Referring to FIG. 7, in the method for controlling a smart band for the visually impaired according to an exemplary embodiment of the present invention, first, the system is initialized (S10), and the microcontroller determines whether the predetermined angle measured by the acceleration sensor is exceeded. (S11).

판단 결과, 마이크로 컨트롤러는 가속도 센서가 일정 각도를 넘어갔으면 초음파 센서를 오프한다(S12).As a result of determination, the microcontroller turns off the ultrasonic sensor when the acceleration sensor exceeds a predetermined angle (S12).

이와 달리 마이크로 컨트롤러는 가속도 센서가 일정 각도를 넘어가지 않았으면 다수의 센서중에서 장애물을 인식한 센서를 분별한다(S13, S14).On the contrary, if the acceleration sensor does not exceed a certain angle, the microcontroller discriminates a sensor that recognizes an obstacle among a plurality of sensors (S13 and S14).

상기 마이크로 컨트롤러는 센서를 분별한 결과 정면의 장애물을 인식하는 센서1인 경우에 거리가 51cm~100cm의 사이에 있는지를 판단한다(S15).As a result of the classification of the sensor, the microcontroller determines whether the distance is between 51 cm and 100 cm when the sensor 1 recognizes an obstacle in front of the sensor (S15).

판단 결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 51cm~100cm의 사이이면 정면의 장애물이 위치함을 알려주는 진동 모터 1을 1회 회전시킨다(S16).As a result, when the distance is between 51cm and 100cm, the microcontroller rotates the vibrating motor 1 to indicate that the obstacle in front of the front is located (S16).

이와 달리 상기 마이크로 컨트롤러는 센서를 분별한 결과 정면의 장애물을 인식하는 센서1인 경우에 거리가 51cm~100cm의 사이에 있는지의 판단결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 51cm~100cm의 사이가 아니면 상기 마이크로 컨트롤러는 장애물을 인식하는 센서1인 경우에 거리가 31cm~50cm의 사이에 있는지를 판단한다(S17).In contrast, the microcontroller determines whether the distance is between 51 cm and 100 cm when the sensor 1 recognizes an obstacle in front of the sensor as a result of the classification of the sensor. In the case of the sensor 1 recognizing the obstacle, it is determined whether the distance is between 31 cm and 50 cm (S17).

판단 결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 31cm~50cm의 사이이면 정면의 장애물이 위치함을 알려주는 진동 모터 1을 3회 회전시킨다(S18).As a result, when the distance is between 31 cm and 50 cm, the microcontroller rotates the vibrating motor 1 three times indicating that the obstacle in front is located (S18).

이와 달리 상기 마이크로 컨트롤러는 센서를 분별한 결과 정면의 장애물을 인식하는 센서1인 경우에 거리가 31cm~50cm의 사이에 있는지의 판단결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 31cm~50cm의 사이가 아니면 상기 마이크로 컨트롤러는 장애물을 인식하는 센서1인 경우에 거리가 30cm 이하인지를 판단한다(S19).In contrast, the microcontroller determines whether the distance is between 31 cm and 50 cm when the sensor 1 recognizes a front obstacle as a result of the classification of the sensor. In the case of the sensor 1 recognizing the obstacle, it is determined whether the distance is 30 cm or less (S19).

판단 결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 30cm 이하이면 정면의 장애물이 위치함을 알려주는 진동 모터 1을 5회 회전시킨다(S20).As a result, when the distance is 30 cm or less, the microcontroller rotates the vibration motor 1 that informs that the obstacle in front of the front is positioned 5 times (S20).

한편, 상기 마이크로 컨트롤러는 센서를 분별한 결과 측면의 장애물을 인식하는 센서2인 경우에 거리가 51cm~100cm의 사이에 인지를 판단한다(S21).On the other hand, the microcontroller determines whether the distance is between 51cm ~ 100cm in the case of the sensor 2 to recognize the obstacle on the side as a result of the classification of the sensor (S21).

판단 결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 51cm~100cm의 사이이면 측면의 장애물이 위치함을 알려주는 진동 모터 2을 1회 회전시킨다(S22).As a result of the determination, the microcontroller rotates the vibration motor 2 once informing that the obstacle on the side is located when the distance is between 51 cm and 100 cm (S22).

이와 달리 상기 마이크로 컨트롤러는 센서를 분별한 결과 측면의 장애물을 인식하는 센서2인 경우에 거리가 51cm~100cm의 사이에 있는지의 판단결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 51cm~100cm의 사이가 아니면 상기 마이크로 컨트롤러는 장애물을 인식하는 센서2인 경우에 거리가 31cm~50cm의 사이에 있는지를 판단한다(S23).In contrast, the microcontroller determines whether the distance is between 51 cm and 100 cm when the sensor 2 recognizes an obstacle on the side as a result of the classification of the sensor. As a result, the microcontroller determines whether the distance is between 51 cm and 100 cm. In the case of the sensor 2 recognizing the obstacle, it is determined whether the distance is between 31 cm and 50 cm (S23).

판단 결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 31cm~50cm의 사이이면 측면의 장애물이 위치함을 알려주는 진동 모터 2를 3회 회전시킨다(S24).As a result, the microcontroller rotates the vibrating motor 2 three times that the obstacle on the side is located when the distance is between 31 cm and 50 cm (S24).

이와 달리 상기 마이크로 컨트롤러는 센서를 분별한 결과 측면의 장애물을 인식하는 센서2인 경우에 거리가 31cm~50cm의 사이에 있는지의 판단결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 31cm~50cm의 사이가 아니면 상기 마이크로 컨트롤러는 장애물을 인식하는 센서2인 경우에 거리가 30cm 이하인지를 판단한다(S25).In contrast, the microcontroller determines whether the distance is between 31 cm and 50 cm when the sensor 2 recognizes the obstacle on the side as a result of the classification of the sensor. In the case of the sensor 2 recognizing the obstacle, it is determined whether the distance is 30 cm or less (S25).

판단 결과, 마이크로 컨트롤러는 거리가 30cm 이하이면 측면의 장애물이 위치함을 알려주는 진동 모터 2를 5회 회전시킨다(S26).As a result, when the distance is 30 cm or less, the microcontroller rotates the vibration motor 2 that informs that the obstacle on the side is positioned 5 times (S26).

기존의 시각장애인용 지팡이는 실내에서 사용하기에 적합하지 않고 시각장애인이 실내에서 무방비 상태로 손과 발을 이용하여 보행하는 것에 대한 위험함을 줄이기 위하여 본 발명은 발목밴드형식으로 구현하였다. The conventional cane for the blind is not suitable for use indoors, and the present invention has been implemented in the form of an ankle band to reduce the risk of walking with hands and feet in the room unprotected indoors.

장애물의 거리에 따라 서로 다른 진동을 제공함으로 사용자가 장애물의 위치를 파악할 수 있으며 장애물 방향에 따라 동작되는 진동모터의 위치를 다르게 하여 장애물의 방향 정보 또한 파악할 수 있도록 하였다. By providing different vibrations according to the distance of the obstacle, the user can identify the position of the obstacle and the direction information of the obstacle can also be determined by changing the position of the vibration motor operated according to the direction of the obstacle.

발목에 착용함으로 주변의 시선을 줄일 수 있고, 악세사리 기능도 할 수 있다.By wearing it on the ankle, it can reduce the eyes around it and can also function as an accessory.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

10 : 센서 20 : 진동모터
30 : 가속도센서 40 : 밴드 본체
50 : 배터리 60 : 마이크로 컨트롤러
70 : 밴드 고정부 80 : 스위치10: sensor 20: vibration motor
30: acceleration sensor 40: band body
50: battery 60: microcontroller
70: band fixing portion 80: switch

Claims (15)

시각장애인의 발목에 착용되는 밴드 본체;
상기 밴드 본체에 착용되어 장애물이 위치하는 방향과 거리를 측정하는 다수의 센서;
상기 밴드 본체에 착용되어 장애물이 위치하는 방향과 거리를 진동으로 알려주는 다수의 진동 모터; 및
상기 다수의 센서로부터 측정된 장애물이 위치하는 방향과 거리를 전송받아 전송받은 장애물이 위치하는 방향과 거리를 상기 다수의 진동 모터를 통하여 시각장애인에게 알려주는 마이크로 컨트롤러를 포함하며,
상기 밴드 본체의 후면에 설치되는 가속도 센서를 더 포함하며,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 가속도 센서가 일정 각도 이상이면 상기 다수의 센서를 오프시키는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.Band body worn on the ankle of the blind;
A plurality of sensors worn on the band body to measure a direction and distance at which an obstacle is located;
A plurality of vibration motors which are worn on the band body and inform the direction and distance of the obstacles by vibration; And
And receiving a direction and distance from which the obstacles measured by the plurality of sensors are located to inform the visually impaired through the plurality of vibration motors of the direction and distance of the received obstacles.
Further comprising an acceleration sensor installed on the rear of the band body,
The microcontroller is a smart band for the visually impaired to turn off the plurality of sensors when the acceleration sensor is a predetermined angle or more. 청구항 1항에 있어서,
상기 밴드 본체는 FPCB로 이루어진 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
The band body is a smart band for the visually impaired made of FPCB. 청구항 1항에 있어서,
상기 밴드 본체에 설치되어 상기 다수의 센서, 다수의 진동 모터 및 마이크로 컨트롤러에 전원을 공급하는 배터리를 더 포함하는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
Smart band for the visually impaired is installed on the band body further comprises a battery for supplying power to the plurality of sensors, a plurality of vibration motor and a microcontroller. 청구항 1항에 있어서,
상기 다수의 센서에서 하나의 센서는 밴드 본체의 정면에 배치되어 설치되고, 다른 하나의 밴드는 밴드 본체의 측면에 설치되는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
In the plurality of sensors, one sensor is disposed disposed in front of the band body, the other band is installed on the side of the band body smart band for the visually impaired. 청구항 1항에 있어서,
상기 다수의 진동 모터에서 하나의 진동 모터는 밴드 본체의 정면에 배치되어 설치되고, 다른 하나의 진동 모터는 밴드 본체의 측면에 설치되는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
In the plurality of vibration motors, one vibration motor is disposed disposed in front of the band body, the other vibration motor is installed on the side of the band body smart band for the visually impaired. 청구항 1항에 있어서,
상기 다수의 센서와 다수의 진동 모터는 교차로 배열되어 있는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
The plurality of sensors and the plurality of vibration motors are smart bands for the visually impaired are arranged at the intersection. 삭제delete 청구항 1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 다수의 진동 모터에서 장애물이 위치하는 방향에 근접하는 진동 모터를 진동시키는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
The microcontroller is a smart band for the visually impaired to vibrate the vibration motor close to the direction in which the obstacle is located in the plurality of vibration motor. 청구항 1항에 있어서,
상기 마이크로 컨트롤러는 장애물이 위치하는 거리의 근접도에 비례하게 상기 진동 모터의 진동 횟수를 증가시키는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
The microcontroller is a smart band for the visually impaired to increase the number of vibrations of the vibration motor in proportion to the proximity of the distance in which the obstacle is located. 청구항 1항에 있어서,
상기 밴드 본체는 시각장애인의 발목에 착용되는 발목용 밴드 본체;
시각장애인의 발가락에 착용되는 발가락용 밴드 본체; 및
상기 발목용 밴드 본체와 발가락용 밴드 본체를 연결하는 연결부를 포함하며,
상기 다수의 센서는 상기 발가락용 밴드 본체에 설치되고, 상기 다수의 진동 모터는 상기 발목용 밴드 본체에 설치되는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드.The method according to claim 1,
The band body is an ankle band body worn on the ankle of the blind;
Toe band body worn on the toes of the blind; And
It includes a connection connecting the band body and the toe band body for the ankle,
The plurality of sensors are installed on the toe band body, the plurality of vibration motor is installed in the ankle band body smart band for the visually impaired. (A) 다수의 센서가 장애물을 인식하여 장애물이 위치하는 방향과 거리를 마이크로 컨트롤러에게 제공하는 단계;
(B) 마이크로 컨트롤러는 다수의 센서에서 제공받은 장애물이 위치하는 방향과 거리에 따라 장애물이 위치하는 방향에 위치하는 진동 모터를 구동하는 단계;
(C) 상기 마이크로 컨트롤러는 가속도 센서로부터 출력이 일정 각도 이상인지를 판단하는 단계; 및
(D) 상기 마이크로 컨트롤러는 판단 결과 가속도 센서로부터 출력이 일정 각도 이상이면 상기 다수의 센서를 오프시키는 단계를 포함하는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 제어 방법.(A) a plurality of sensors recognize the obstacle to provide the microcontroller with the direction and distance in which the obstacle is located;
(B) the microcontroller driving the vibration motor located in the direction in which the obstacle is located in accordance with the direction and the distance in which the obstacle provided by the plurality of sensors is located;
(C) the microcontroller determines whether the output from the acceleration sensor is greater than a certain angle; And
(D) the control method of the smart band for the visually impaired includes the step of turning off the plurality of sensors if the output from the acceleration sensor is a predetermined angle or more as a result of the determination. 삭제delete 청구항 11항에 있어서,
상기 (B) 단계에서 상기 마이크로 컨트롤러는 장애물과 거리가 51cm~100cm의 사이에 있으면, 상기 진동 모터를 1회 회전시키는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 제어 방법.The method according to claim 11,
In the step (B), if the distance between the obstacle and the distance between 51cm ~ 100cm, the control method of the smart band for the visually impaired to rotate the vibration motor once. 청구항 11항에 있어서,
상기 (B) 단계에서 상기 마이크로 컨트롤러는 장애물과 거리가 31cm~50cm의 사이에 있으면, 상기 진동 모터를 3회 회전시키는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 제어 방법.The method according to claim 11,
In the step (B), if the distance between the obstacle and the distance between 31cm ~ 50cm, the control method of the smart band for the visually impaired to rotate the vibration motor three times. 청구항 11항에 있어서,
상기 (B) 단계에서 상기 마이크로 컨트롤러는 장애물과 거리가 30cm 이하이면 상기 진동 모터를 5회 회전시키는 시각 장애인을 위한 스마트 밴드의 제어 방법.The method according to claim 11,
The control method of the smart band for the visually impaired in the step (B) wherein the microcontroller rotates the vibration motor five times if the distance from the obstacle is less than 30cm.
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