KR20000036392A - 위치추적시스템과 휴대폰을 이용한 시각장애자용보행보조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시각장애자들이 가고자 하는 목적지로 찾아가기 위한 이동 방향, 경로정보, 시설물 정보를 음성으로 제공하는 기술이다. 휴대용 단말장치와 중앙 센터간의 통신을 통해 시각 장애자의 현재위치를 탐지하고 가고자 하는 목적지를 위한 보행유도정보를 음성으로 안내해주는 보행보조시스템이다.

단말장치내에 장착된 GPS(Differential Global Positioning System)을 이용하여 시각장애자의 현재 위치를 검출하고, 위치 정보를 휴대전화를 이용하여 중앙센터로 전송한다. 중앙센터에서는 수신된 위치정보의 오차를 수정하고 전자지도상의 좌표로 변환하여 시각 장애자의 현재 위치를 산출하고 음성정보를 생성, 전송함으로써 시각장애자의 보행을 유도한다.

Description

위치추적시스템과 휴대폰을 이용한 시각장애자용 보행보조시스템 {GPS and PCS based Walk-Guidance System for Sight Impaired Persons}

본 발명은 시각장애자가 가고자하는 목적지로 이동할 경우 현재 위치에 대한 이동 경로,이동 방향, 주변건물의 위치를 음성으로 안내해주는 보행보조시스템으로 데이타 통신기술, 음성 전송기술, 디지탈 지도 제작 기술 그리고 지도 클리핑 및 맵매칭 기술이 포함된다.

현재 시각장애자 주행유도용으로 관공서나 지하철역, 특정 건물내부에는 요철로 된 보조블록이나 고무재질의 보조블록 등이 있다. 그러나 보도블록을 설치할 수 있는 장소가 제한되어 있고 단순히 안전하게 이동할 수 있는 경로만을 알려줄 뿐 정확한 위치나 방향정보는 알 수 없는 실정이다.

이에 대한민국 특허출원 제99-40225호에서는 자기성질을 띈 보도블록과 지팡이 끝에 설치된 자기도색감지장치를 이용하여 안전지대의 이탈시 경보를 알리는 맹인용 길안내 안전보조장치를 개발하였으나, 이는 서비스가 필요한 모든 장소에 자기성질을 띈 보도블록을 설치해야 하는 단점이 있다.

이외에도 대한민국 특허출원 제94-5717호에서는 전방에 초음파 신호를 발사하여 전방 원거리(2m) 및 단거리(1m)내에 있는 장애물의 유무를 청각 또는 촉각으로 알려주는 맹인용 길 안내장치를 개발하였으나, 단지 전방의 장애물을 경고해줄 뿐 원하는 목적지까자의 이동경로를 알려주지는 못하는 결점이 있다.

또한 기존의 보행유도 기술은 국지적인 정보만을 제공해 줄뿐 목적지를 위한 방향 제시와 같은 전체적인 정보를 제공해 주질 못하고 있다. 따라서, 현재까지는 시각장애인들은 주위 사람이나 안내견의 도움이 절대적으로 필요하였다.

위와 같은 결점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 서비스를 제공할 수 있는 장소가 제한되어 있지 않고 이동경로, 현재 위치정보, 주위 시설물에 대한 정보를 제공할 수 있는 광범위한 위치검출에 필요한 GPS 기술과 PCS폰을 이용한 무선데이터전송기술 개발 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 벌명에서는 장소 제한이 없는 위치검출기능과 데이터통신기능을 보유해야 하고 휴대가 가능한 형태로서 음성을 통하여 보행보조 정보를 제공할 수 있어야 한다. 요철 형태의 보도블록과 같이 특정 장소에만 설치가 가능한 경우에는 서비스 영역이 제한되므로 시각장애자의 보행을 안내하기가 어렵다.

또한 기존의 서비스는 단순히 안전하게 이동할 수 있는 통행로 정보만을 제공하고 현재 위치나 주변정보, 이동해야하는 방향에 대한 정보를 제공하지는 못한다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 장소의 제한이 없는 위치검출방법 및 데이터통신방법의 개발은 매우 중요한 요소이다.

도1은 본 발명에 따른 GPS와 PCS폰을 이용한 보행보조시스템의 구성도

도2는 PCS폰과 PCS용 데이터통신키트 연결형태

도3은 시각장애자의 위치추적을 위한 GPS 장비

도4는 GPS, PCS, 단말장치를 연결한 시스템 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 지역정보데이터를 저장한 보행안내지도정보

2: 중앙센터용 서버컴퓨터

3: 위치정보 및 음성정보 송수신을 위한 데이터 통신모뎀

4: 위치추적을 위한 GPS 수신장치

5: 공중전화망을 이용한 교통정보 송수신 방식

6: 휴대용 PCS Phone

7: PCS용 데이터통신키트

8: 보행유도시스템내의 중앙제어모듈

9: 단말장치에 부착된 GPS수신장치

S1: 29C252 ROM

S2: 74HC573 LATCH

S3: CLOCK 분할 CHIP

S4: COM2포트를 위한 8251

S5: RS232C

S6: 16Mhz CLOCK

S7: 80C196KC CPU

S8: 20V8 GAL

본 시스템은 시각장애자가 휴대하는 단말장치부분과 보행정보를 제공하기 위한 중앙센터부분으로 구분된다. 휴대용 단말장치는 GPS안테나를 통해 위치정보를 검출하는 GPS(Global Positioning System)부; 전체 시스템을 제어하는 중앙 처리부; 수신된 위치정보를 전송하기 위한 PCS 데이터통신부;로 구성된다. 중앙센터는 시각장애자의 위치정보를 수신하고 위치오차를 수정하기 위한 센터용 GPS부; 시각장애자의 현재 위치정보를 수신하기 위한 데이터통신부; 이동경로 및 시설물정보를 포함한 전자지도부; 보행정보를 제공하기 위한 음성출력부; 시각장애자의 위치정보상에서 전자지도데이터내의 위치좌표를 산출하여 정보를 생성,제어하는 중앙 처리부;로 구성된다.

단말장치의 GPS는 1Hz, RS232C방식으로 시각장애자의 현재위치정보를 출력한다. 센터에서 전송된 오차수정정보를 이용하여 정지한 상태에서 2분정도의 초기화를 한 후에는 1∼5M 위치오차 정밀도를 나타낸다.

단말장치의 중앙처리부에서는 마이크로컨트롤러인 80C196KC와 실행프로그램을 저장한 29C256 ROM, RS232C 컨트롤러인 MAX232로 구성되어 있다. 중앙처리부에서는 전원이 들어오면 GPS가 연결된 시리얼포트를 9600Baudrate, 1StopBits, No-Parity 형태로 Open하고 PCS 데이터모뎀이 연결된 시리얼포트를 19200Baudrate, 1StopBits, No-Parity 형태로 Open한다. 다음으로 PCS 데이터모뎀이 연결된 시리얼포트로 모뎀초기화 명령을 출력하고 GPS가 연결된 시리얼포트로 GPS초기화 명령을 출력한다. PCS모뎀 초기화가 이루어지면 중앙센터로 전화를 걸고 전화접속이 이루어지면 데이터를 송수신한다.

단말장치와 연결된 PCS 데이터통신부에는 일반 PCS폰과 PCS전용 데이터통신케이블모뎀으로 구성되어 있다. PCS 데이터통신케이블모뎀은 차량용 시거잭충전기를 사용하거나 PCS폰의 배터리를 전원으로 사용할 수 있다.

중앙센터의 GPS장치부는 단말장치에 사용된 동일한 형태의 GPS로 측량된 위치좌표에 설치되어 수신정보를 분석, GPS오차정보를 센터의 컴퓨터로 전송한다.

중앙센터의 데이터 통신부는 일반 56K 모뎀을 사용하여 시각장애자의 단말장치에서 통신접속이 이루어지면 GPS의 오차수정정보를 단말장치로 전송하고 시각장애자의 위치정보를 수신한다.

이동경로 및 시설물정보를 포함한 전자지도부는 관공서나 대학캠퍼스주변 등의 안전한 보행로, 주변 시설물, 교차점 위치정보를 포함하고 이를 바탕으로 하여 시각장애자의 현재 위치에 따라 적절한 보행유도정보를 출력한다.

보행정보를 제공하기 위한 음성출력부는 일반 보이스모뎀을 사용하여 시각장애자가 전화를 걸었을 경우 보행유도정보를 음성으로 안내해 주는 형태와 음성정보를 데이터통신시에 전송하여 시각장애자의 단말장치 내부의 음성출력장치로 안내해 주는 두가지 형태가 있다.

시각장애자의 위치정보상에서 전자지도데이터내의 위치좌표를 산출하여 정보를 생성,제어하는 중앙 처리부는 단말장치에서 전송된 위치좌표를 센터에 저장된 전자지도의 좌표로 변환하여 현재 위치를 판단하고 시각장애자가 원하는 특정 목적지까지의 이동경로를 산출하고 현재 위치에 따른 보행유도정보를 출력한다.

본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

시각장애자의 위치정보를 검출하는 GPS는 1Hz의 속도로 현재 위치에 대한 위도, 경도, 방향, 속도 등의 정보를 수신하여 RS232C방식으로 단말장치의 중앙처리부로 전송한다. 마이크로콘트롤러인 80C196KC로 구성된 단말장치의 중앙처리부에서는 전원이 들어오면 중앙센터의 모뎀이 연결된 전화번호로 전화를 걸어 데이터통신을 위한 1대1 접속을 시도한다.

중앙센터에서는 1대1 데이터통신이 연결되면 정확한 위치에 고정된 GPS수신기에서 오차수정정보를 수신받아서 시각장애자의 단말장치로 GPS오차정보를 전송한다. 시각장애자의 보행유도장치에서는 센터에서 전송된 위치수정정보를 GPS수신기에 전송하여 위치오차를 수정하고 GPS에서 수신되는 위치정보를 센터에 전송한다. 중앙센터에서는 단말장치에서 전송되는 위치정보를 저장된 전자지도의 위치좌표로 변환하여 현재 위치를 계산한다. 시각장애자는 단말장치의 전원을 켠 후 목적지를 입력한 후 단말장치에서 안내하는 음성정보를 이용하여 보행을 하면 된다.

GPS를 통한 위치검출방식과 PCS폰을 이용한 데이터통신방식은 사용영역의 제한이 거의 없으므로 시각장애자들에게 특정 장소에 국한되지 않는 보행유도서비스를 제공할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은 시각장애자가 특정 목적지를 가기 위하여 이동해야 하는 안전한 보행로 및 주변의 시설물의 안내정보, 교차점에서의 방향전환정보 등을 안내하여 시각장애자에게 안전하게 보행할 수 있도록 보조해 준다.

Claims (4)

1. 시각장애자의 보행보조시스템에 있어서 기존 보행보조기구의 단점인 설치장소의 제약을 줄일 수 있는 GPS위치추적시스템을 이용한 위치추적방식;
2. 단말장치의 휴대성을 높이기 위해 센터의 컴퓨터와 PCS폰용 데이터 통신모뎀을 이용하여 데이터 통신을 하는 정보전송 방식;
3. GPS와 PCS폰을 연결하여 위치좌표를 전송하게 하는 단말장치의 중앙제어장치; 시각장애자의 편의를 위하여 지역정보데이터를 중앙센터의 서버컴퓨터에 저장하는 정보저장 방식;
4. 보행유도정보를 일반 PCS폰으로 안내하기 위하여 보이스출력모뎀을 사용하는 정보안내방식;