KR20160000897A - Ｂｌｅ 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템 - Google Patents

Ｂｌｅ 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시각장애인용 보행안내시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각장애인이 착용하고 있는 손목형 안내기기에 설치된 보행안내 앱이 활성화되어 다수의 BLE(Bluetooth Low Energy) 단말기와 데이터통신을 하면서 각 BLE 단말기의 고유코드를 수령하여 자신의 고유코드를 결합한 후 무선통신망 상에서 보행안내서버로 전송하면, 보행안내서버에서 각 BLE 단말기의 고유코드가 설치되어 있는 위치정보에 의해 시각장애인의 현재 위치를 파악한 후, 시각장애인이 이동할 방향을 안내하는 보행정보를 손목형 안내기기에 구비된 안내음성재생부와 안내진동출력부를 통하여 청각과 촉각으로 출력할 수 있게 한 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템에 관한 것이다.

Description

ＢＬＥ 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템{PERSONAL GUIDANCE SYSTEM FOR BLIND PERSONS USING WRIST TYPE DEVICE BASED BLE}
본 발명은 시각장애인용 보행안내시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시각장애인이 착용하고 있는 손목형 안내기기에 설치된 보행안내 앱이 활성화되어 다수의 BLE(Bluetooth Low Energy) 단말기와 데이터통신을 하면서 각 BLE 단말기의 고유코드를 수령하여 자신의 고유코드를 결합한 후 무선통신망 상에서 보행안내서버로 전송하면, 보행안내서버에서 각 BLE 단말기의 고유코드가 설치되어 있는 위치정보에 의해 시각장애인의 현재 위치를 파악한 후, 시각장애인이 이동할 방향을 안내하는 보행정보를 손목형 안내기기에 구비된 안내음성재생부와 안내진동출력부를 통하여 청각과 촉각으로 출력할 수 있게 한 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템에 관한 것이다.
일반적으로 시각장애인들은 거리나 건물 내부를 보행할 때, 자신이 걸어가는 곳의 지형지물을 지팡이로 짚어보고 두드려보면서 지팡이를 통하여 전달되는 촉각과 청각에 의존하여 주변 상황이나 장애물의 존부를 인식하며 걷게 된다.
또한, 최근에는 정보통신기술을 이용하여 시각장애인들의 보행과 같은 일상생활에 도움을 주고자 하는 연구들이 활발히 진행되고 있으며, 이러한 연구의 결과 중의 하나로서 Central Michigan University(CMU)의 쿠마르 옐라마르티(Kumar Yelamarthi) 교수와 윌리 마틴(Willie Martin)이 개발한 스마트 케인(smart cane) 시스템에서는 캠퍼스 내에 마커를 붙여놓고, 마커에 RFID를 심어놓음으로써, 시각장애인이 캠퍼스를 내를 보행하는 데 도움을 줄 수 있게 하기도 하였다.
그러나, 이러한 종래의 스마트 케인 시스템에서는 수동 RFID(Raido Frequency IDentification)와 장애인에게 접촉된 단일 초음파 센서를 이용하여 장애물을 감지하는 시스템을 이용하여 구현되었으나, 시각장애인이 있는 지역에 다수의 마커가 존재할 경우, 시각장애인이 소지하고 있는 장치에서 보내는 무선신호에 대해 그 지역에 설치되어 있는 다수의 마커가 반응하게 됨으로 인하여 시각장애인으로서는 자신의 위치를 정확히 인식하기 어려운 문제점이 있었고, 그로 인하여 진행할 방향을 정확하게 파악하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 이러한 종래의 시스템에서는 시각장애인에게 현재 위치를 알려주기 위한 수단으로서 현재의 위치를 알려주거나, 진행할 방향을 안내하기 위한 음성정보를 재생하곤 하였다.
그러나, 이처럼 음성에 의해 현재 위치나 진행할 방향을 안내할 경우 주변의 소음이나, 음성정보가 재생되는 장치와의 거리상의 이유 등으로 인하여 시각장애인이 안내음성을 잘 듣지 못하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 이처럼 음성에 의해 현재 위치와 진행 방향을 안내할 경우 시각장애인 주변에 있는 사람들에게는 불필요한 음성이 될 수 있는바, 마치 소음처럼 인식될 우려가 있었다.
그에 따라, 최근에는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0082225호에 개시된 바와 같이, 초음파와 적외선 및 방향제시장치를 이용하여 시각장애인의 이동에 대해 보다 정확한 안내를 제공할 수 있게 한 ‘시각장애인용 안내 시스템 및 그를 이용한 안내방법’이 제안되기도 하였다.
이러한 최근 ‘시각장애인용 안내 시스템 및 그를 이용한 안내방법’에서는 음성정보 뿐만 아니라, 시각장애인이 소지하고 있는 지팡이나 헬멧 등의 장치에서 진동으로 진행방향을 알려줄 수 있게 한 방향제시장치를 제안하였다는 장점은 있으나, 지팡이의 경우 시각장애인이 지팡이를 돌리거나 바꿔 잡으면 전후좌우의 방향이 수시로 변경될 우려가 있는바 진동정보를 느끼는 시각장애인으로서는 진행방향을 정확히 파악하기 어려운 문제점이 있었으며, 헬멧의 경우 일반적인 사회생활을 위한 보행시 지속적으로 착용하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 이처럼 지팡이나 헬멧에 진동을 발생할 수 있는 수단을 설치할 경우, 그러한 수단이 부가된 지팡이나 헬멧을 새로이 구입하여야 하였는바, 경제적인 부담이 상당히 증가하게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1371423호 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0082225호
본 발명은 시각장애인이 착용하고 있는 손목형 안내기기에 설치된 보행안내 앱이 활성화되어 다수의 BLE(Bluetooth Low Energy) 단말기와 데이터통신을 하면서 각 BLE 단말기의 고유코드를 수령하여 자신의 고유코드를 결합한 후 무선통신망 상에서 보행안내서버로 전송하면, 보행안내서버에서 각 BLE 단말기의 고유코드가 설치되어 있는 위치정보에 의해 시각장애인의 현재 위치를 파악한 후, 시각장애인이 이동할 방향을 안내하는 보행정보를 손목형 안내기기에 구비된 안내음성재생부와 안내진동출력부를 통하여 청각과 촉각으로 출력할 수 있게 한 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템은,
보행안내를 구현하려는 공간에 설치되어 있으며, BLE(Bluetooth Low Energy) 기반에서 무선통신망을 통하여 자신의 고유코드를 전송하는 다수의 BLE 단말기; 시각장애인의 양 쪽 손목에 각각 착용되어 있으며, 상기 BLE 단말기와의 데이터통신에 의해 적어도 하나 이상의 BLE 단말기로부터 고유코드와 위치정보를 수신한 후, 자신의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성하고, 이를 무선통신망을 통해 전송한 후, 이동방향을 나타내는 보행정보를 음성과 진동 구동신호로 수신하여 출력하는 손목형 안내기기; 및 상기 다수의 BLE 단말기들이 설치된 각각의 위치정보와 고유코드를 데이터베이스에 등록하고 있으며, 상기 손목형 안내기기로부터 전송되는 BLE 단말기 인식정보에 의해 시각장애인의 위치를 도출한 후, 음성과 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성하여 상기 손목형 안내기기로 전송하는 보행안내서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 손목형 안내기기에는 블루투스 무선통신망을 통하여 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 BLE 단말기와의 데이터통신에 의해 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 전송받고, 이에 자신의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성한 후 상기 보행안내서버로 전송하며, 상기 보행안내서버에서 전송되는 보행정보를 수신하여 출력하도록 프로그래밍되어 있는 보행안내 앱(APP)이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 손목형 안내기기는, 보행정보에 따라 좌측 방향으로의 이동을 안내하기 위한 진동을 좌측 손목에 전달하는 제1기기와, 우측 방향으로의 이동을 안내하기 위한 진동을 우측 손목에 전달하는 제2기기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 손목형 안내기기는,
블루투스 무선통신망상에서 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 상기 BLE 단말기와의 데이터통신이 가능하게 하는 BLE 통신부; 상기 보행안내 앱이 활성화되어 상기 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 수신한 후, 손목형 안내기기의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성하고, 이러한 BLE 단말기 인식정보를 무선통신망을 통하여 상기 보행안내서버로 전송하는 보행안내 앱 활성화부; 상기 BLE 단말기 인식정보의 전송을 위해 상기 보행안내서버와 형성되어 있는 통신로를 통하여, 음성으로 이루어진 보행정보를 수신하여 재생하는 안내음성재생부; 및 상기 통신로를 통하여 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 수신하여 진동수단을 구동시키는 안내진동출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보행안내서버는,
보행안내를 구현하려는 공간에 설치되어 있는 다수의 BLE 단말기들의 고유코드와 설치된 위치를 나타내는 위치정보를 데이터베이스에 저장하는 BLE 단말기 관리부; 상기 보행안내 앱이 활성화된 손목형 안내기기와 무선통신망 상에서 연결되어 데이터의 송수신이 가능한 통신로를 형성하는 손목형 안내기기 통신부; 상기 손목형 안내기기로부터 무선통신망을 통하여 전송되는 BLE 단말기 인식정보를 수신한 후, 상기 데이터베이스에 저장되어 있는 BLE 단말기들의 위치정보에 매핑하여 시각장애인의 현재 위치를 도출하는 위치추정부; 및 상기 위치추정부에서 도출된 시각장애인의 현재 위치에서 이동해야 할 방향을 안내하는 음성과 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성하여 무선통신망을 통해 상기 손목형 안내기기로 전송하는 보행안내부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명은 시각장애인이 착용하고 있는 손목형 안내기기가 다수의 BLE(Bluetooth Low Energy) 단말기와 데이터통신을 하면서 각 BLE 단말기의 고유코드를 수령하여 자신의 고유코드를 결합한 후 무선통신망 상에서 보행안내서버로 전송하면, 보행안내서버에서는 그 손목형 안내기기의 위치를 정확하게 파악하여 이동방향을 안내할 수 있는 효과가 있으며, 그로 인하여 중복적으로 음성을 안내하였던 단점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시각장애인의 좌우측 손목에 각각 착용하고 있는 손목형 안내기기에서 좌측방향으로의 이동을 안내하는 진동과 우측방향으로의 이동을 안내하는 진동을 각각 생성하여 출력함으로써, 진동으로 안내하고자 하는 방향을 정확하게 지시할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 시각장애인이 사용하는 지팡이의 교체 없이 저렴한 비용으로 제조할 수 있는 손목형 안내기기를 착용하는 것만으로 시각장애인의 위치파악과 이동방향 안내가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템의 시스템도.
도 2는 본 발명에 따른 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템의 블록 구성도.
도 3은 본 발명에 따라 보행안내를 위해 이루어지는 신호의 흐름을 나타내는 데이터 흐름도.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템의 시스템도이고, 도 2는 본 발명에 따른 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템의 블록 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템은, 보행안내를 구현하려는 공간에 설치되어 있으며 BLE(Bluetooth Low Energy) 기반에서 무선통신망을 통하여 자신의 고유코드를 전송하는 다수의 BLE 단말기(100)와, 시각장애인의 양 쪽 손목에 각각 착용되어 있으며 상기 BLE 단말기와의 데이터통신에 의해 적어도 하나 이상의 BLE 단말기로부터 고유코드와 위치정보를 수신한 후 자신의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성하고 이를 무선통신망을 통해 전송한 후 이동방향을 나타내는 보행정보를 음성과 진동 구동신호로 수신하여 출력하는 손목형 안내기기(200)와, 상기 다수의 BLE 단말기들이 설치된 각각의 위치정보와 고유코드를 데이터베이스에 등록하고 있으며 상기 손목형 안내기기로부터 전송되는 BLE 단말기 인식정보에 의해 시각장애인의 위치를 도출한 후 음성과 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성하여 상기 손목형 안내기기로 전송하는 보행안내서버(300)를 포함한다.
상기 BLE 단말기(100)는 시각장애인에게 이동방향을 안내하기 위한 특정 공간이나 장소에 설치되어 있으며 블루투스 저전력(BLE :Bluetooth Low Energy)기반에서 무선통신망인 블루투스를 통하여 상기 손목형 안내기기(200)와의 데이터 통신이 가능한 다수의 단말기로 구성된다.
상기 BLE 단말기(100)는 60M 이상 인식 가능한 블루투스 저전력(BLE) 기반으로 이루어지는바, 이러한 인식 가능범위를 고려하고, 이동방향을 안내하긴 위한 특정 공간이나 장소에 존재하는 장애물 등을 고려하여 시각장애인의 현재 위치를 파악할 필요가 있다고 판단되는 적정 거리마다 이격 설치된다.
또한, 이러한 복수의 BLE 단말기(100) 각각에는 고유코드를 할당함으로써, 상기 보행안내서버(300)에서 시각장애인의 위치를 파악하기 위해 상기 손목형 안내기기(200)와 데이터통신이 이루어지고 있는 BLE 단말기(100)를 식별하기 용이하게 하는 것이 바람직하다.
상기 BLE 단말기(100)는 상기 손목형 안내기기(200)에 설치되어 있는 보행안내 앱이 활성화된 후, 블루투스 무선통신망을 통하여 상기 손목형 안내기기(200)와 데이터통신하면서 각 BLE 단말기(100)에 할당되어 있는 고유번호와 위치정보를 상기 손목형 안내기기(200)로 전송하도록 구성된다.
상기 손목형 안내기기(200)는 블루투스 무선통신망을 통하여 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 BLE 단말기(100)와의 데이터통신에 의해 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 전송받고, 이에 자신의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성한 후 상기 보행안내서버(300)로 전송하며, 상기 보행안내서버(300)에서 전송되는 보행정보를 수신하여 출력하도록 프로그래밍되어 있는 보행안내 앱(APP)이 설치되어 이루어진다.
이러한 상기 손목형 안내기기(200)는 보행정보에 따라 좌측 방향으로의 이동을 안내하기 위한 진동을 좌측 손목으로 전달하는 제1기기(202)와, 우측 방향으로의 이동을 안내하기 위한 진동을 우측 손목으로 전달하는 제2기기(204)로 이루어진다.
이때, 상기 보행안내서버(300)에서 이동 방향을 안내하고자 하는 시각장애인을 인식하여 그 시각장애인이 착용하고 있는 손목형 안내기기(200)로 보행정보를 전송할 수 있도록, 상기 손목형 안내기기(200) 각각에도 고유번호가 설정되어 있어야 함은 물론, 좌측 진동과 우측 진동을 각각의 기기로 전송할 수 있도록 상기 제1기기(202)와 제2기기(204)에도 고유번호가 설정되어 있어야 한다.
이러한 손목형 안내기기(100)의 고유번호와 제1 및 제2기기(202,204)의 고유번호는 상기 보행안내 앱(APP)이 설치되어 상기 손목형 안내기기(200)를 보행안내서버(300)에 등록하는 과정에서 자동 또는 수동으로 할당되어 등록되도록 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 보행안내 앱(APP)이 설치되어 있는 손목형 안내기기(200)는, 블루투스 무선통신망상에서 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 상기 BLE 단말기와 데이터통신이 가능하게 하는 BLE 통신부(210)와, 상기 보행안내 앱을 활성화시켜 상기 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 수신한 후 손목형 안내기기의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성하고 이러한 BLE 단말기 인식정보를 무선통신망을 통하여 상기 보행안내서버로 전송하는 보행안내 앱 활성화부(220)와, 상기 BLE 단말기 인식정보의 전송을 위해 상기 보행안내서버와 형성되어 있는 통신로를 통하여 음성으로 이루어진 보행정보를 수신하여 재생하는 안내음성재생부(230)와, 상기 통신로를 통하여 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 수신하여 진동수단을 구동시키는 안내진동출력부(240)를 포함한다.
상기 BLE 통신부(210)는 블루투스 무선통신망 상에서 상기 BLE 단말기(100)와의 데이터 통신을 가능하게 하는 통신모듈로 이루어지며, 상기 보행안내 앱이 활성화된 후 인식 가능한 범위 내에 있는 BLE 단말기(100)와의 데이터통신을 수행하게 된다.
상기 보행안내 앱 활성화부(220)는 사용자의 조작 또는 전원인가에 의해 손목형 안내기기(200)에 설치되어 있는 보행안내 앱이 활성화된 후, 블루투스 무선통신망을 통하여 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 BLE 단말기들로부터 송출되는 브로드캐스트를 감지하여 각 BLE 단말기(100)의 고유코드와 위치정보를 수신하도록 구성된다.
이와 같이 적어도 하나 이상의 BLE 단말기들로부터 각 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 수신한 후, 상기 보행안내 앱 활성화부(220)는 각 BLE 단말기(100)의 고유코드와 위치정보에 손목형 안내기기(200)의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성한 후, 무선통신망을 통하여 상기 보행안내서버(300)로 전송하도록 구성된다.
이를 위하여 상기 손목형 안내기기(200)는 상기 보행안내 앱 활성화부에서 보행안내 앱이 활성화된 후 상기 보행안내서버(300)와의 데이터 송수신이 가능한 무선통신로를 형성하게 된다.
상기 안내음성재생부(230)와 안내진동출력부(240)는 무선통신로를 통하여 상기 보행안내서버(300)에서 사용자의 정확한 위치를 추정한 후 전송되는 음성 또는 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 수신하도록 구성된다.
이때, 상기 안내음성재생부(230)는 통상적인 시각장애인용 음성 안내시스템처럼, 음성신호를 재생할 수 있는 재생프로그램이 탑재되고, 재생된 음성을 외부로 출력하기 위한 스피커를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 상기 안내음성재생부(230)는 이어폰을 통하여 시각장애인만이 음성정보를 청취할 수 있도록 이어폰 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 손목에 착용하고 있는 손목형 안내기기와 귀에 착용하는 이어폰 사이를 블루투스에 의해 무선으로 연결하도록 구성될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 안내진동출력부(240)는 진동 구동신호에 의해 손목형 안내기기 착용자가 감지할 수 있는 진동을 생성하기 위한 진동수단으로 구성된다. 이러한 진동수단은 진동모터와 다양한 형상의 캠으로 이루어진 기계적인 구조로 이루어질 수 있음은 물론, 전기적인 신호에 의해 고정자와 진동자 간의 떨림을 유발할 수 있는 구조로 이루어질 수 있는 등 다양하게 이루어질 수 있게 된다.
이러한 상기 안내음성재생부(230)와 안내진동출력부(240)는 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0082225호 등 공지의 시각장애인용 안내시스템과 관련된 선행기술들에 개시되어 있는바 그 상세한 구성과 설명은 생략한다.
다만, 본 발명에 의한 상기 안내진동출력부(240)는 좌측방향으로의 이동을 안내하는 진동은 좌측에 착용하고 있는 제1기기(202)에서만 생성되고, 우측방향으로의 이동을 안내하는 진동은 우측에 착용하고 있는 제2기기(204)에서만 생성되어야 하는바, 상기 보행안내서버(300)에서 전송되는 보행정보에는 이동을 안내하고자 하는 방향에 따라 제1기기(202)에서 재생될 신호와 제2기기(204)에서 재생될 신호를 구별하기 위한 고유코드가 포함되어야 한다.
이때, 상기 안내진동출력부(240)에서 수신하는 진동 구동신호로 이루어진 보행정보는 제1기기와 제2기기에 따라 각 손목형 안내기기에서 자신을 타겟으로 전송되는 진동 구동신호를 수신하도록 구성될 수 있음은 물론, 상기 보행안내서버와의 원거리 무선통신을 위한 통신모듈의 중복 설치로 인한 비용증가를 방지할 수 있도록, 하나의 기기인 제1기기에만 주된 통신모듈과 메모리 등의 프로그램이 탑재되고, 다른 하나의 기기인 제2기기에는 상기 제1기기로부터 진동 구동신호만을 전달받을 수 있는 근거리 통신수단이 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 안내진동출력부(240)에서 재생되는 진동을 손목형 안내기기를 착용하고 있는 시각장애인이 보행 중에도 보다 명확히 감지할 수 있도록, 상기 손목형 안내기기(200)는 착용자의 손목에 밀착될 수 있는 밴드형 또는 팔찌형으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 보행안내서버(300)는 상기 손목형 안내기기에 설치되는 보행안내 앱을 다운로드 받을 수 있도록 제공하며, 무선통신망 상에서 상기 보행안내 앱이 활성화된 손목형 안내기기(200)와의 데이터 송수신이 가능한 통신로를 형성하여 각 손목형 안내기기(200)로부터 전송되는 BLE 단말기 인식정보를 수신하고, 상기 BLE 단말기 인식정보를 토대로 시각장애인의 현재 위치를 정확히 추정한 후 이동방향을 안내하는 보행정보를 생성하여 상기 손목형 안내기기(200)로 전송하도록 구성된다.
이러한 상기 보행안내서버(300)는, 보행안내를 구현하려는 공간에 설치되어 있는 다수의 BLE 단말기들의 고유코드와 설치된 위치를 나타내는 위치정보를 데이터베이스에 저장하는 BLE 단말기 관리부(310)와, 상기 보행안내 앱이 활성화된 손목형 안내기기와 무선통신망 상에서 연결되어 데이터의 송수신이 가능한 통신로를 형성하는 손목형 안내기기 통신부(320)와, 상기 손목형 안내기기로부터 무선통신망을 통하여 전송되는 BLE 단말기 인식정보를 수신한 후 상기 데이터베이스에 저장되어 있는 BLE 단말기들의 위치정보에 매핑하여 시각장애인의 현재 위치를 도출하는 위치추정부(330)와, 상기 위치추정부에서 도출된 시각장애인의 현재 위치에서 목적지로 가기 위해 이동해야 할 방향을 안내하는 음성정보와 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성하여 무선통신망을 통하여 상기 손목형 안내기기로 전송하는 보행안내부(340)를 포함한다.
상기 BLE 단말기 관리부(310)는 시각장애인에게 보행안내를 구현하고자 하는 공간에 설치되어 있는 다수개의 BLE 단말기(100)들의 고유코드와, 각 BLE 단말기(100)들이 설치되어 있는 공간상의 위치정보를 데이터베이스에 함께 저장하도록 구성된다. 이와 같이 상기 데이터베이스에 저장되는 BLE 단말기(100)들의 고유코드와 위치정보는 추후 BLE 단말기의 추가 설치와 교체 등에 의해 추가 또는 변경이 가능함은 물론이다.
이러한 BLE 단말기들의 위치정보는 보행안내를 구현하고자 하는 공간을 나타내는 지도상의 위치에 함께 결합되어 저장됨으로써, 추후 상기 BLE 단말기 인식정보를 토대로 도출되는 시각장애인의 위치를 용이하게 매핑할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 BLE 단말기의 활성화여부를 일정시간마다 상기 BLE 단말기 관리부에서 수신하여 BLE 단말기의 고장이나 활성화 여부를 지속적으로 모니터링할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
상기 손목형 안내기기 통신부(320)는 원거리 또는 근거리 무선통신망 상에서 보행안내 앱이 활성화되어 있는 상기 손목형 안내기기(200)와 데이터의 송수신이 가능한 통신로를 형성하도록 구성된다.
이때, 상기 보행안내서버(300)는 다수의 BLE 단말기들의 통합적인 관리와 비교적 넓은 범위에 걸쳐 시각장애인의 위치 추정과 이동방향 안내를 위한 것이므로, 상기 BLE 단말기보다는 손목형 안내기기로부터 멀리 떨어져 있게 된다. 그에 따라, 상기 손목형 안내기기 통신부(320)는 데이터 송수신을 위한 거리 제한이 있는 근거리 무선통신망보다는 와이파이나 3G 또는 LTE 등의 원거리 무선통신망에 의해 통신로를 형성하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 손목형 안내기기(200)에도 상기 보행안내서버와의 데이터 송수신을 위한 원거리 무선통신모듈이 구비되어야 함은 물론이다.
이와 같이 상기 손목형 안내기기와 통신로를 형성하고 있는 손목형 안내기기 통신부(320)를 통하여 상기 보행안내서버(300)는 상기 손목형 안내기기(200)에서 전송되는 BLE 단말기 인식정보, 즉 손목형 안내기기에서 블루투스 무선통신망을 통하여 인식할 수 있는 범위 내에 있는 BLE 단말기로부터 수신한 BLE 단말기의 고유번호와 위치정보에 상기 손목형 안내기기의 고유코드를 결합하여 이루어진 BLE 단말기 인식정보를 수신하게 된다.
이때, 상기 손목형 안내기기 통신부(320)에서 수신하는 BLE 단말기 인식정보에 포함되어 있는 손목형 안내기기의 고유코드에 의하여 상기 보행안내서버(300)는 위치를 추정하고자 하는 시각장애인을 특정하게 된다.
상기 위치추정부(330)는 상기 손목형 안내기기(200)에서 전송되는 BLE 단말기 인식정보를 데이터베이스 상에 저장되어 있는 BLE 단말기(100)들의 위치정보에 매핑하여 시각장애인의 현재 위치를 도출할 수 있도록 구성된다.
이러한 상기 위치추정부(330)는 상기 손목형 안내기기(200)와 BLE 단말기(100) 상호간의 데이터통신 결과를 나타내는 BLE 단말기 인식정보에 의해, 손목형 안내기기(200)와 BLE 단말기(100) 사이의 거리 및 방향을 연산하여 시각장애인의 현재 위치를 도출하게 된다.
이때, 상기 손목형 안내기기에서 전송되는 BLE 단말기 인식정보는 시각장애인의 위치에 따라 적어도 하나 이상의 BLE 단말기와의 데이터통신 결과를 포함할 수 있는바, 다수의 BLE 단말기들에서의 인식결과를 포함할 경우에는 그러한 복수의BLE 단말기들의 인식범위가 겹쳐지는 영역을 시각장애인의 현재 위치로 도출할 수 있게 된다.
상기 보행안내부(340)는 상기 위치추정부(330)에서 도출된 시각장애인의 현재 위치에서 목적지로 가기 위해 이동해야 할 방향을 안내하는 음성정보와 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성한 후 상기 손목형 안내기기 통신부(320)에서 무선통신망을 통하여 각 손목형 안내기기(200)로 전송하도록 구성된다. 이때, 상기 보행안내부(340)에서는 이동방향을 안내하는 진동정보를 제1 및 제2기기에 맞게 생성할 수 있게 된다. 즉, 왼쪽으로 이동할 것을 안내하는 보행정보는 왼쪽 손목에 착용하고 있는 제1기기만을 진동시킬 수 있는 진동 구동신호를 생성하고, 오른쪽으로 이동할 것을 안내하는 보행정보는 오른쪽 손목에 착용하고 있는 제2기기만을 진동시킬 수 있는 진동 구동신호를 생성하여, 시각장애인이 진행방향을 정확히 인식할 수 있게 한다.
이를 위하여, 상기 손목형 안내기기에서 활성화된 보행안내 앱에는 시각장애인이 찾아가고자 하는 목적지를 설정하기 위한 목적지 선택부(250)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 손목형 안내기기에 구비된 목적지 선택부(250)에서 선택된 목적지에 이르는 이동경로를 상기 위치추정부(330)에서 도출되는 시각장애인의 현재 위치를 토대로 내비게이션처럼 안내할 수 있게 된다.
이때, 상기 보행정보는 통상적인 음성안내시스템에 적용되는 것처럼 이동경로를 음성으로 안내하기 위한 음성정보뿐만 아니라, 시각장애인이 왼쪽 손목에 착용하고 있는 제1기기나, 오른쪽 손목에 각각 착용하고 있는 제2기기에 구비된 안내진동출력부에서 진동을 생성할 수 있는 진동 구동신호를 포함하여 이루어진다.
이러한 상기 진동 구동신호는 좌측방향으로의 회전이나 이동을 안내할 경우에는 왼쪽 손목에 착용하고 있는 제1기기(202)에서만 진동이 발생되고, 우측방향으로의 회전이나 이동을 안내할 경우에는 오른쪽 손목에 착용하고 있는 제2기기(204)에서만 진동이 발생되게 함으로써, 시각장애인에게 정확한 방향정보를 전달할 수 있게 된다.
이때, 상기 진동 구동신호는 좀 더 직진하다가 좌회전해야 하는 경우에는 느린 주기로 반복되는 진동이 왼쪽 손목에 착용되어 있는 제1기기에서만 생성되게 하고, 좌회전해야 하는 곳에 도착한 경우에는 짧은 주기로 반복되는 진동이 상기 제1기기에서만 생성되게 함으로써 시각장애인의 보행을 보조할 수 있게 된다. 이처럼 진동이 발생되는 주기를 달리 설정하거나 진동의 강약을 달리 설정함으로써 진동만으로도 시각장애인의 보행을 보다 명확하게 안내할 수 있게 된다.
이때, 상기 보행정보는 진동 구동신호뿐만 아니라 각 시각장애인의 위치에 특화시켜 생성된 음성정보도 함께 재생되어 표출되므로 시각장애인으로서는 다수의 교차점을 지나거나 장애물이 있더라도 보다 안전하고 편리하게 목적지까지 이동할 수 있게 된다.
이처럼 본 발명에서는 BLE 단말기와의 데이터통신을 통해 시각장애인의 위치를 보다 정확하게 파악한 후, 그 위치에서 이동하기 위한 보행정보를 안내하게 됨으로써, 시각장애인의 이동을 위한 보다 정확한 안내를 제공할 수 있게 된다.
다음에는 도 3을 참조하여 본 발명에 따라 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용하여 보행을 안내하는 신호의 흐름을 설명한다.
도 3을 참조하면, 먼저 손목형 안내기기에 보행안내 앱을 설치(①)하고, 상기 손목형 안내기기를 왼쪽 손목과 오른쪽 손목에 각각 착용한 후 상기 보행안내 앱을 활성화시킨다. 이후 시각장애인이 보행안내를 구현하고자 하는 공간에 진입하면 상기 손목형 안내기기가 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 BLE 단말기들과 데이터통신을 하며 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 수신한다(②, ③).
이러한 데이터통신에 의해 수신한 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보에 손목형 안내기기의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성한 후, 무선통신망을 통하여 격지의 보안안내서버로 전송한다(④).
상기 손목형 안내기기에서 전송되는 BLE 단말기 인식정보를 수신한 보행안내서버는 데이터베이스에 저장되어 있는 BLE 단말기들의 고유코드와 위치정보에 상기 BLE 단말기 인식정보를 매핑하여 시각장애인의 정확한 위치를 도출(⑤)하며, 도출된 시각장애인의 위치에서 목적지에 이르기 위한 이동경로를 안내하는 음성정보와 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성(⑥)하게 된다. 이후, 상기 보행안내서버에서 음성정보로 이루어진 보행정보를 상기 손목형 안내기기로 전송(⑦)하여 안내음성재생부에서 이동경로를 안내하는 음성을 재생함과 아울러, 상기 보행안내서버에서 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 전송(⑧)하여 왼쪽 손목 또는 오른쪽 손목에 착용하고 있는 손목형 안내기기에 구비된 안내진동출력부에서 각각 진동을 발생시켜 착용자가 진행방향을 감지하면서 이동경로를 정확히 인지할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 - BLE 단말기
200 - 손목형 안내기기 202 - 제1기기
204 - 제2기기 210 - BLE 통신부
220 - 보행안내 앱 활성화부 230 - 안내음성재생부
240 - 안내진동출력부 250 - 목적지 선택부
300 - 보행안내서버 310 - BLE 단말기 관리부
320 - 손목형 안내기기 통신부 330 - 위치추정부
340 - 보행안내부

Claims (5)

  1. 시각장애인용 보행안내시스템에 있어서,
    보행안내를 구현하려는 공간에 설치되어 있으며, BLE(Bluetooth Low Energy) 기반에서 무선통신망을 통하여 자신의 고유코드를 전송하는 다수의 BLE 단말기;
    시각장애인의 양 쪽 손목에 각각 착용되어 있으며, 상기 BLE 단말기와의 데이터통신에 의해 적어도 하나 이상의 BLE 단말기로부터 고유코드와 위치정보를 수신한 후, 자신의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성하고, 이를 무선통신망을 통해 전송한 후, 이동방향을 나타내는 보행정보를 음성과 진동 구동신호로 수신하여 출력하는 손목형 안내기기; 및
    상기 다수의 BLE 단말기들이 설치된 각각의 위치정보와 고유코드를 데이터베이스에 등록하고 있으며, 상기 손목형 안내기기로부터 전송되는 BLE 단말기 인식정보에 의해 시각장애인의 위치를 도출한 후, 음성과 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성하여 상기 손목형 안내기기로 전송하는 보행안내서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 손목형 안내기기에는 블루투스 무선통신망을 통하여 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 BLE 단말기와의 데이터통신에 의해 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 전송받고, 이에 자신의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성한 후 상기 보행안내서버로 전송하며, 상기 보행안내서버에서 전송되는 보행정보를 수신하여 출력하도록 프로그래밍되어 있는 보행안내 앱(APP)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 손목형 안내기기는, 보행정보에 따라 좌측 방향으로의 이동을 안내하기 위한 진동을 좌측 손목에 전달하는 제1기기와, 우측 방향으로의 이동을 안내하기 위한 진동을 우측 손목에 전달하는 제2기기로 구성되는 것을 특징으로 하는 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 손목형 안내기기는,
    블루투스 무선통신망상에서 인식 가능한 범위 내에 있는 적어도 하나 이상의 상기 BLE 단말기와의 데이터통신이 가능하게 하는 BLE 통신부;
    상기 보행안내 앱이 활성화되어 상기 BLE 단말기의 고유코드와 위치정보를 수신한 후, 손목형 안내기기의 고유코드를 결합하여 BLE 단말기 인식정보를 생성하고, 이러한 BLE 단말기 인식정보를 무선통신망을 통하여 상기 보행안내서버로 전송하는 보행안내 앱 활성화부;
    상기 BLE 단말기 인식정보의 전송을 위해 상기 보행안내서버와 형성되어 있는 통신로를 통하여, 음성으로 이루어진 보행정보를 수신하여 재생하는 안내음성재생부; 및
    상기 통신로를 통하여 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 수신하여 진동수단을 구동시키는 안내진동출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보행안내서버는,
    보행안내를 구현하려는 공간에 설치되어 있는 다수의 BLE 단말기들의 고유코드와 설치된 위치를 나타내는 위치정보를 데이터베이스에 저장하는 BLE 단말기 관리부;
    상기 보행안내 앱이 활성화된 손목형 안내기기와 무선통신망 상에서 연결되어 데이터의 송수신이 가능한 통신로를 형성하는 손목형 안내기기 통신부;
    상기 손목형 안내기기로부터 무선통신망을 통하여 전송되는 BLE 단말기 인식정보를 수신한 후, 상기 데이터베이스에 저장되어 있는 BLE 단말기들의 위치정보에 매핑하여 시각장애인의 현재 위치를 도출하는 위치추정부; 및
    상기 위치추정부에서 도출된 시각장애인의 현재 위치에서 이동해야 할 방향을 안내하는 음성과 진동 구동신호로 이루어진 보행정보를 생성하여 무선통신망을 통해 상기 손목형 안내기기로 전송하는 보행안내부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLE 기반의 손목형 안내기기를 이용한 시각장애인용 보행안내시스템.
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