KR20170035738A - The Walking Assistive Device - Google Patents

The Walking Assistive Device Download PDF

Info

Publication number
KR20170035738A
KR20170035738A KR1020150135002A KR20150135002A KR20170035738A KR 20170035738 A KR20170035738 A KR 20170035738A KR 1020150135002 A KR1020150135002 A KR 1020150135002A KR 20150135002 A KR20150135002 A KR 20150135002A KR 20170035738 A KR20170035738 A KR 20170035738A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
obstacle
user
control unit
unit
output
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
KR1020150135002A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이정호
정수빈
Original Assignee
이정호
정수빈
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 이정호, 정수빈 filed Critical 이정호
Priority to KR1020150135002A priority Critical patent/KR20170035738A/en
Publication of KR20170035738A publication Critical patent/KR20170035738A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/06—Walking aids for blind persons
    • A61H3/061—Walking aids for blind persons with electronic detecting or guiding means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/02—Viewing or reading apparatus
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00—Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • G02C11/10—Electronic devices other than hearing aids
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165—Wearable interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5084—Acceleration sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 초음파를 통해 장애물의 위치를 정확히 산정하고, 이를 착용자에게 음성으로 전달하여 사용자의 안전과 편의성을 확보할 수 있도록 한 보행보조장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 보행 보조장치는 사용자의 신체에 착용되는 본체에 일정거리 이격되어 설치되고, 각각 송신한 신호의 반송파 도달시간을 측정한 측정값을 산출하는 한 쌍의 초음파 센서를 포함하는 센서부; 한 쌍의 상기 초음파 센서로부터의 측정값을 이용하여 장애물의 위치를 판독하고, 상기 장애물의 위치를 안내하기 위한 출력신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 전달되는 출력신호를 출력하여 사용자에게 전달하는 출력부;를 포함한다.The present invention relates to a gait assistant device for precisely estimating the position of an obstacle through ultrasonic waves and transmitting it to a wearer by voice to ensure safety and convenience of the user.
A walking assist device according to the present invention includes a sensor unit including a pair of ultrasonic sensors installed at a predetermined distance from a main body of a user to calculate a measurement value of a carrier arrival time of a transmitted signal, A control unit for reading the position of the obstacle using the measured values from the pair of ultrasonic sensors and generating an output signal for guiding the position of the obstacle; And an output unit for outputting an output signal transmitted from the control unit and transmitting the output signal to a user.

Description

보행 보조 장치{The Walking Assistive Device}[0001] The Walking Assistive Device [

본 발명은 저식력자용 보행 보조 장치에 관한 것으로 특히, 초음파를 통해 장애물의 위치를 정확히 산정하고, 이를 착용자에게 음성으로 전달하여 사용자의 안전과 편의성을 확보할 수 있도록 한 보행보조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a walking assist device for a low-powered person, and more particularly, to a walking assist device that accurately estimates the position of an obstacle through ultrasonic waves and transmits it to a wearer by voice,

우리의 주변에는 실명 또는 선척적 장애로 인해 앞이 보이지 않는 맹인들이 매우 많다. 이러한 맹인들은 앞이 보이지 않는 이유로 활동에 많은 장애를 받고 있으며, 이는 곧 생활의 어려움으로 이어지고 있다. 맹인들 외에도 최근에는 스트레스, 환경, 업무상 재해 등으로 인해 고도 근시, 약시와 같이 실제 사물의 구분이 어려운 준 맹인들도 많아지고 있다.There are many blind people around us who are blinded by blindness or frontal obstacles. These blind people suffer from many obstacles to their activities because of their invisibility, which leads to the difficulties of life. In addition to the blind, there are also a growing number of blind people who have difficulty distinguishing real objects, such as high myopia and amblyopia, due to stress, environment, and occupational accidents.

최근에는 보도블럭의 일부에 점자블럭을 구성하고, 엘리베이터의 버튼, 문 손잡이 등에 점자를 기재하고 있으며, 맹인 안내견을 육성하여 보급하거나, 저시력자들을 위한 택시 등을 보급하는 등 저시력자들의 권익 보호와 생활권 확보를 위해 국가, 지자체 및 각종 단체에서 노력하고 있다. 하지만, 저시력자의 수와 활동양에 비해 이러한 보조 시설의 보급은 턱없이 부족하며, 여전히 많은 불편을 야기하고 있다.In recent years, braille blocks have been constructed on some of the sidewalk blocks, braille has been added on the elevator buttons, door handles, etc., and nurture and distribute blind guide dogs and provide taxis for low vision persons. The country, local governments and various organizations are making efforts to secure the living rights. However, compared to the number and activity of low vision persons, the supply of these auxiliary facilities is insufficient and still causes many inconveniences.

구체적으로 맹인 안내견의 경우 훈련에 소요되는 시간이 길고, 정해진 경로 외에는 이동이 불편하면, 안내견과 저시력자 간의 호흡을 맞추기 위해 많은 시간과 노력이 소요되는 시정이다. 특히, 맹인 안내견의 경우 안내견의 훈련을 위한 비용, 시간과 노력이 막대하여 많은 수의 안내견 보급이 어려운 실정이며, 맹인 안내견을 일반적인 애완견과 동일시하여 이동 등에 있어서 여전히 많은 제약이 따르는 문제가 있다.Specifically, guide dogs with blindness are time-consuming and labor-intensive to adjust breathing between guide dogs and low vision aids if training takes a long time and the movement is uncomfortable. In particular, in the case of guide dogs for blind, it is difficult to supply a large number of guide dogs because the cost, time and effort for training the guide dogs are large, and there is still a problem that the guide dog with blindness is identified with a general dog,

이러한 문제점을 해소하기 위해 지팡이 등에 센서를 설치하여 인접한 장애물을 음성 또는 촉각을 통해 알리는 기술 등이 개발되어 있지만, 기존의 지팡이와 촉각을 이용하는 방법에 비해 편의성 및 안정성이 확보가 미흡하여 이용이 저조한 실정이다. In order to solve such a problem, a technology has been developed in which a sensor such as a cane is provided to notify an adjacent obstacle through voice or tactile sense. However, compared with the conventional method using a cane and a tactile sense, to be.

한국 공개특허 10-2010-0123036(공개일 2010.11.24)Korean Patent Publication No. 10-2010-0123036 (Publication date November 24, 2010)

따라서, 본 발명의 목적은 초음파를 통해 장애물의 위치를 정확히 산정하고, 이를 착용자에게 음성으로 전달하여 사용자의 안전과 편의성을 확보할 수 있도록 한 보행보조장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a gait assistant device that accurately estimates the position of an obstacle through ultrasonic waves and transmits it to a wearer by voice to ensure the safety and convenience of the user.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 보행 보조장치는 사용자의 신체에 착용되는 본체에 일정거리 이격되어 설치되고, 각각 송신한 신호의 반송파 도달시간을 측정한 측정값을 산출하는 한 쌍의 초음파 센서를 포함하는 센서부; 한 쌍의 상기 초음파 센서로부터의 측정값을 이용하여 장애물의 위치를 판독하고, 상기 장애물의 위치를 안내하기 위한 출력신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 전달되는 출력신호를 출력하여 사용자에게 전달하는 출력부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a walking aid device comprising: a pair of ultrasonic sensors installed at a predetermined distance from a main body of a user to calculate a measurement value of a carrier arrival time of a transmitted signal, A sensor unit comprising: A control unit for reading the position of the obstacle using the measured values from the pair of ultrasonic sensors and generating an output signal for guiding the position of the obstacle; And an output unit for outputting an output signal transmitted from the control unit and transmitting the output signal to a user.

상기 출력부는 스피커, 골전도 출력장치 및 점멸 신호의 출력을 위한 발광수단 중 어느 하나 이상을 포함한다.The output section includes at least one of a speaker, a bone conduction output apparatus, and a light emitting means for outputting a flicker signal.

상기 센서부는 가속도 센서를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 가속도 센서의 측정값을 이용하여 보행자의 이동여부 및 속도를 산출하고, 산출 결과에 따라 상기 사용자가 상기 장애물에 도달하는 시간을 산출한다.The sensor unit may further include an acceleration sensor, and the controller calculates movement and speed of the pedestrian using the measured value of the acceleration sensor, and calculates a time when the user reaches the obstacle according to the calculation result .

상기 제어부는 상기 장애물에 도달하는 시간에 따라 상기 출력신호의 출력 빈도를 달리한다.The control unit changes the output frequency of the output signal according to the time to reach the obstacle.

상기 본체에 설치되어 사용자 전면의 영상을 촬영하는 촬영부를 더 포함하여 구성되고, 상기 제어부는 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 장애물의 위치를 분석한다.And a photographing unit installed in the main body and photographing an image of a front face of the user, wherein the control unit analyzes the image photographed by the photographing unit and analyzes the position of the obstacle.

본 발명에 따른 보행보조장치는 초음파를 통해 장애물의 위치를 정확히 산정하고, 이를 착용자에게 음성으로 전달하여 사용자의 안전과 편의성을 확보할 수 있도록 하는 것이 가능하다.The walking assist device according to the present invention can accurately calculate the position of the obstacle through the ultrasonic waves and transmit it to the wearer by voice so as to secure the safety and convenience of the user.

도 1은 본 발명에 따른 보행 보조장치의 개략적인 형태를 도시한 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 보행 보조장치의 구성을 좀 더 상세하게 도시한 구성 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 데이터 처리 과정 및 장애물 인식 과정을 설명하기 위한 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an exemplary diagram showing a schematic configuration of a walking aid according to the present invention; Fig.
Fig. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the walking assistance device shown in Fig. 1 in more detail. Fig.
3 is an exemplary diagram for explaining a data processing procedure and an obstacle recognition process according to the present invention;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be noted that the drawings denoted by the same reference numerals in the drawings denote the same reference numerals whenever possible, in other drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. And certain features shown in the drawings are to be enlarged or reduced or simplified for ease of explanation, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.

도 1은 본 발명에 따른 보행 보조장치의 개략적인 형태를 도시한 예시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 보행 보조장치의 구성을 좀 더 상세하게 도시한 구성 예시도이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a walking assistance apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of a walking assistance apparatus shown in FIG. 1 in more detail.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 보행 보조 장치(100)는 제어부(10), 센서부(20), 저장부(30), 배터리(40), 출력부(50), RF부(60) 및 촬영부(70)를 포함하여 구성된다.1 and 2, a walking assistance apparatus 100 according to the present invention includes a control unit 10, a sensor unit 20, a storage unit 30, a battery 40, an output unit 50, (60) and a photographing unit (70).

제어부(10)는 센서부(20) 또는 출력부(50)를 통해 사용자 전방의 장애물을 판단하고, 판단한 결과를 출력부(50)를 통해 사용자에게 제공한다. 이를 위해 제어부(10)는 센서부(20)의 센서로부터 측정된 측정값에 의해 장애물의 위치, 장애물과의 거리 및 장애물까지의 도달시간을 산출한다. 좀더 구체적으로 제어부(10)는 두 가지 방법 중 어느 하나 또는 둘 모두를 이용하여 장애물의 위치를 판단한다. 우선 제어부(10)는 센서부(20)에 포함되는 한쌍의 초음파 센서(21)와 가속도센서(22)를 이용한다. 구체적으로 제어부(10)는 한 쌍의 초음파 센서(21)로부터 전달되는 도달시간을 계산하여 장애물의 위치와 거리를 계산한다. 그리고 제어부(10)는 가속도 센서(22)를 이용하여 사용자의 속도를 산출하고, 먼저 계산된 위치 및 거리와 사용자의 속도를 이용하여 사용자가 장애물까지 도달하는 시간을 산출하게 된다. 그리고, 제어부(10)는 산출된 결과를 출력부(50)를 통해 출력하여 사용자가 장애물의 위치와 거리, 도달시간을 알 수 있게 한다. The control unit 10 determines an obstacle ahead of the user through the sensor unit 20 or the output unit 50 and provides the determined result to the user through the output unit 50. For this, the control unit 10 calculates the position of the obstacle, the distance to the obstacle, and the arrival time to the obstacle by the measurement value measured from the sensor of the sensor unit 20. More specifically, the control unit 10 determines the position of the obstacle by using one or both of the two methods. The control unit 10 uses a pair of the ultrasonic sensor 21 and the acceleration sensor 22 included in the sensor unit 20. Specifically, the control unit 10 calculates the arrival time of the obstacle from the pair of ultrasonic sensors 21, and calculates the position and distance of the obstacle. The controller 10 calculates the velocity of the user using the acceleration sensor 22 and calculates the time at which the user reaches the obstacle by using the calculated position and distance and the velocity of the user. The control unit 10 outputs the calculated result through the output unit 50 so that the user can know the position, distance, and arrival time of the obstacle.

또한, 제어부(10)는 촬영부(70)를 통해 촬영된 영상을 RF부(60)를 이용하여 외부 판단 시스템에 전달한다. 그리고, 제어부(10)는 외부 판단 시스템에서 장애물의 형태, 위치를 판단한 결과를 제공받아 이를 출력부(50)를 통해 사용자에게 제공한다.In addition, the control unit 10 transmits the image photographed through the photographing unit 70 to the external judging system using the RF unit 60. The control unit 10 receives the result of the determination of the type and position of the obstacle in the external determination system, and provides the result to the user through the output unit 50.

센서부(20)는 장애물의 위치를 판단하기 위한 신호를 송수신함과 아울러 사용자의 속도를 감지하여 제어부(10)에 전달한다. 이를 위해 센서부(20)는 장애물의 위치를 판단하기 위한 신호를 송출하고, 송출된 신호의 반향에 의한 신호를 수신하는 초음파 센서(21)와 사용자의 이동속도와 방향을 산출하기 위한 가속도 센서(22)를 포함하여 구성된다. The sensor unit 20 transmits and receives a signal for determining the position of the obstacle, and senses the speed of the user and transmits the sensed speed to the controller 10. To this end, the sensor unit 20 includes an ultrasonic sensor 21 for transmitting a signal for determining the position of the obstacle, a signal for receiving the signal by the reflection of the transmitted signal, and an acceleration sensor 22).

초음파 센서(21)는 사용자의 전방 특히, 얼굴의 정면을 향해 초음파를 송출하고, 송출된 신호가 장애물에 부딪혀 반사되는 반사파를 수신하여 송수신에 걸린 시간을 측정한다. 특히, 본 발명의 초음파 센서(21)는 도 1에 도시된 바와 같이 안경 형태의 본체(101)의 가장 먼 위치서 서로 이격되어 한쌍 이상이 구성된다. 그리고, 한쌍의 초음파 센서(21)가 각각 자신의 고유한 신호를 송출하고, 이의 반사파 도달되는 시간을 각각 측정하여, 제어부(10)에 전달한다. 제어부(10)는 한쌍의 초음파 센서(21) 각각에서 전달되는 수신시간의 차를 이용하여 장애물의 위치를 판단하게 된다. 특히, 초음파 센서(21)를 셋 이상 사용하는 경우 장애물의 수평 및 수직 위치와 거리를 정확히 산출할 수 있어 유리하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 초음파 센서(21)는 광센서와 같이 장애물의 위치를 파악할 수 있는 형태의 센서면 어떠한 센서를 이용해도 무방하다. The ultrasonic sensor 21 emits ultrasonic waves toward the front of the user, in particular, the front face of the user, and measures the time taken for transmission and reception by receiving the reflected wave reflected from the transmitted signal by colliding with the obstacle. In particular, as shown in FIG. 1, the ultrasonic sensor 21 of the present invention is separated from the most distant position of the main body 101 in the form of a pair of glasses. Each of the pair of ultrasonic sensors 21 transmits its own signal, measures the arrival time of the reflected wave, and transmits the measured time to the controller 10. The control unit 10 determines the position of the obstacle by using the difference in the reception time transmitted from each of the pair of ultrasonic sensors 21. [ In particular, when three or more ultrasonic sensors 21 are used, it is possible to accurately calculate the horizontal and vertical positions and distances of obstacles. However, the present invention is not limited thereto. The ultrasonic sensor 21 may be any type of sensor capable of detecting the position of an obstacle such as an optical sensor.

가속도 센서(22)는 사용자의 움직임에 따른 가속도를 측정하여 측정값을 제어부(10)에 전달한다. 제어부(10)는 가속도 센서(22)로부터의 측정값에 의해 사용자의 속도를 산출하게 된다. 여기서, 가속도 센서(22) 외에 자이로 센서와 같이 사용자 방향과 속도를 정밀하게 산출할 수 있는 센서를 부가하여 사용하는 것이 가능하며, 제시된 바에 의해서만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The acceleration sensor 22 measures the acceleration according to the movement of the user and transmits the measured value to the controller 10. The control unit 10 calculates the velocity of the user based on the measured value from the acceleration sensor 22. [ Here, in addition to the acceleration sensor 22, it is possible to additionally use a sensor such as a gyro sensor capable of accurately calculating the user's direction and speed, and the present invention is not limited to the present invention.

저장부(30)는 촬영부(70)를 통해 촬영된 영상, 센서부(20)로부터 전달된 측정값, 제어부(10)에 의해 산출된 산출값이 일시적으로 저장되며, 제어부(10)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제어부(10)에 제공한다.The storage unit 30 temporarily stores the image photographed through the photographing unit 70, the measurement value transmitted from the sensor unit 20, and the calculated value calculated by the control unit 10, And provides the stored data to the control unit 10. [

배터리(40)는 보행 보조 장치의 동작을 위한 전원을 공급한다. 이 배터리(40)는 충방전이 가능한 리튬 화합물, 니켈 화합물 계통의 이차전지, 또는 교환 가능한 망간건전지로 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The battery 40 supplies power for the operation of the walking aid. The battery 40 may be composed of a chargeable and dischargeable lithium compound, a nickel compound secondary cell, or a replaceable manganese dry battery, but the present invention is not limited thereto.

출력부(50)는 제어부(10)의 제어에 따라 판단결과를 출력하여 사용자가 장애물의 위치를 인지할 수 있게 하는 역할을 한다. 즉, 출력부(50)는 장애물의 위치와 거리, 도달 시간을 사용자가 인지할 수 있는 형태로 출력하여 제공한다. 이를 위해 이 출력부(50)는 장애물의 위치, 거리 및 도달시간을 음성 안내 또는 비프음으로 안내하기 위한 스피커 또는 점멸속도의 차를 이용하여 저시력자가 위험물을 인지할 수 있도록 하는 LED(Light Emitting Diode)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 출력부(50)는 청력을 상실한 저시력자를 위해 골전도를 통한 음성전달이 이루어질 수 있도록 골전도 출력부를 포함하여 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The output unit 50 outputs a determination result under the control of the control unit 10 to allow the user to recognize the position of the obstacle. That is, the output unit 50 outputs the position, distance, and arrival time of the obstacle in a form recognizable by the user. For this purpose, the output unit 50 includes an LED (Light Emitting Diode (LED)) for recognizing dangerous goods by using a difference between a speaker or a flashing speed for guiding the position, distance and arrival time of an obstacle to voice guidance or beep sound ). ≪ / RTI > In addition, the output unit 50 may include a bone conduction output unit so that voice transmission through bone conduction may be performed for a low vision recipient who has lost their hearing ability, but the present invention is not limited thereto.

RF부(60)는 외부시스템과 보행보조장치를 연결하는 통신채널을 제공하여, 보행보조장치와 외부시스템에 사이에 데이터 통신이 이루어질 수 있게 한다. 특히, 제어부(10)는 RF부(60)를 통해 촬영부(70)에서 촬영된 영상을 외부시스템에 전송한다. 그리고, 외부시스템에서 전달되는 영상 판독결과를 RF부(60)를 통해 제어부(10)가 수신하게 된다. 이를 위해 RF부는 근거리 무선 통신이 가능한 블루투스 근거리 무선랜 통신모듈 또는 이동통신 네트워크와의 접속이 가능한 이동통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며 외부와의 통신이 가능한 형태의 통신모듈은 어떠한 것이든 적용이 가능하다.The RF unit 60 provides a communication channel for connecting the external system and the walking aid to enable data communication between the walking aid and the external system. In particular, the control unit 10 transmits the image photographed by the photographing unit 70 to the external system via the RF unit 60. The control unit 10 receives the image reading result transmitted from the external system through the RF unit 60. To this end, the RF unit may include a Bluetooth wireless local area network (WLAN) communication module capable of short-range wireless communication or a mobile communication module capable of connecting with a mobile communication network. However, the present invention is not limited thereto, Any of the communication modules of the present invention can be applied.

특히, 보행보조장치(100)는 사용자가 소지한 이동통신 단말기를 통해 이동통신 네트워크를 경유하여 외부시스템에 연결되도록 할 수 있다. 구체적으로 보행보조장치(100)에는 이동통신 단말기와 통신 가능한 근거리 무선통신 모듈을 구성하고, 이동통신 단말기와 근거리 무선통신에 의해 연결되도록 한 후, 이동통신 단말기와 이동통신 네트워크와 연결되도록 함으로써 외부시스템에 접속하도록 하는 것이 가능하다.In particular, the walking aiding device 100 may be connected to an external system via a mobile communication network through a mobile communication terminal carried by the user. Specifically, the walking assistant device 100 may be a short-range wireless communication module capable of communicating with the mobile communication terminal, may be connected to the mobile communication terminal by short-range wireless communication, and may be connected to the mobile communication terminal and the mobile communication network, As shown in Fig.

촬영부(70)는 사용자 전방의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 제어부(10)에 전달한다. 이 촬영부(70)는 사용자의 명령이 입력되는 경우 또는 제어부(10)에 의한 요청이 발생하는 경우 전방의 영상을 촬영한다. 이때 촬영되는 영상은 수 프레임 이항의 정지 영상 즉, 여러장의 사진일 수도 있고, 일정 시간 동안의 동영상일 수도 있다. 이 촬영부(70)에 의해 촬영된 영상은 외부시스템에 의해 전방의 장애물을 확인하기 위한 영상으로, 외부시스템에서 데이터 처리가 가능한 영상으로 작성되어 제어부(10)에 전달된다. 이 촬영부(70)는 도 1에 도시된 본체(101)에 구성된다.The photographing unit 70 photographs an image in front of the user and transmits the photographed image to the control unit 10. [ The photographing section 70 photographs a forward image when a user's command is input or when a request is made by the control section 10. [ In this case, the photographed image may be a still image of several frames, that is, a plurality of photographs, or may be a moving image for a predetermined period of time. An image photographed by the photographing unit 70 is an image for confirming an obstacle ahead by an external system. The image is created as an image capable of data processing in an external system and is transmitted to the control unit 10. This photographing section 70 is configured in the main body 101 shown in Fig.

외부시스템(미도시)은 RF부(60)를 통해 전달받은 영상을 데이터 처리하여 장애물을 판독하고, 판독결과를 RF부(60)를 통해 제어부에 전달한다. 이 외부시스템은 근거리 무선 통신, 이동통신 네트워크, 무선랜 네트워크에 연결된 컴퓨터일 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.The external system (not shown) processes the image received through the RF unit 60 to read an obstacle, and transmits the read result to the controller through the RF unit 60. The external system may be a computer connected to a local area wireless communication, a mobile communication network, or a wireless LAN network, but the present invention is not limited thereto.

도 3은 본 발명에 따른 데이터 처리 과정 및 장애물 인식 과정을 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary diagram for explaining a data processing procedure and an obstacle recognition process according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 보행보조장치는 전술한 바와 초음파와 촬영된 영상을 이용하여 장애물의 위치를 확인하고 이를 사용자에게 전달하여, 사용자가 장애물을 용이하게 회피하여 이동할 수 있게 하는 역할을 한다.Referring to FIG. 3, the walking assist device according to the present invention detects the position of an obstacle by using the ultrasonic image and the photographed image, transmits the detected obstacle to the user, and allows the user to easily avoid and move the obstacle .

이를 위해 보행보조장치의 전원이 연결(S10)되면 보행보조장치의 구동을 위한 데이터가 로딩(S20)된다. 이때, 로딩되는 데이터에는 안내를 위한 음성 또는 비프음과 같은 음향이 포함되며 이러한 음성 및 음향데이터가 함께 로딩된다(S21). When the power of the walking aid is connected (S10), data for driving the walking aid is loaded (S20). At this time, the loaded data includes sound such as voice or beep for guidance, and the voice and sound data are loaded together (S21).

이와 같은 셋업 과정이 종료되어 사용자가 보행보조장치를 착용하고 사용하게 되면, 보행보조장치의 센서부(20)가 동작하여 주기적으로 초음파를 전방으로 방출하고, 방출된 초음파의 반향을 수신하는 시간을 측정하는 센서값 측정(S30)이 지속적으로 이루어지게 된다.When the user completes the set-up process and the user wears the walking aid, the sensor unit 20 of the walking aid operates to periodically emit the ultrasonic wave forward, and to receive the echo of the emitted ultrasonic wave The measurement of the sensor value to be measured (S30) is continuously performed.

센서값 측정(S30)이 진행되는 과정 중에 전방에 장애물이 발생하면, 제어부(10)는 출력부(50)를 통해 사용자에게 장애물이 있음을 통보하게 된다. 이 과정에서 제어부(10)는 센서부(20)를 통해 측정된 측정값을 이용하여 장애물과 사용자간의 거리, 사용자의 이동속도 및 방향을 고려하여 도달시간 및 장애물에 대한 접근도를 지속적으로 경고하게 된다.If an obstacle occurs forward in the course of the sensor value measurement (S30), the controller (10) notifies the user of the obstacle through the output unit (50). In this process, the control unit 10 continuously warns the arrival time and the accessibility to the obstacle in consideration of the distance between the obstacle and the user, the moving speed and direction of the user, using the measured values measured through the sensor unit 20 do.

이러한 과정에서 장애물의 크기와 위치가 부정확한 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 경우 제어부(10)가 출력부(50)를 통해 부정확한 장애물이 있음을 전달할 수 있다.In this case, the size and position of the obstacle may be inaccurate. In this case, the control unit 10 may transmit an incorrect obstacle through the output unit 50.

이때 사용자는 보행보조장치(100)에 마련되는 입력장치의 버튼을 이용하여 전방에 위치하는 장애물을 촬영할 수 있다. 즉, 버튼이 일정시간 이상 눌린 상태를 유지하여 기능이 활성화(S40)되는 경우 제어부(10)는 촬영부(70)의 동작이 필요한지 여부, 사용자가 보행중인지의 여부, 전방 물체에 대한 색판정이 필요한지 등의 여부(S41, S42, S43)를 판단하여 각각의 과정을 진행하게 된다.At this time, the user can photograph the obstacle located in front by using the button of the input device provided in the walking aid device 100. [ That is, when the button is held for a predetermined time or longer and the function is activated (S40), the control unit 10 determines whether the operation of the photographing unit 70 is necessary, whether the user is walking or not, (S41, S42, S43), and proceeds to the respective processes.

구체적으로 제어부(10)는 촬영부(70)에 의한 촬영이 필요하다고 판단되면(S41)는 촬영부(70)를 제어하여 사진 또는 동영상 형태의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 RF부(60)와 RF부(60)에 의해 연결된 네트워크를 통해 외부시스템에 전송(S62, S63) 전송하게 된다. 이와 같이 전달된 영상은 외부시스템에 의해 정규화 계산 및 데이터 처리를 거쳐 제어부(100)에 재전달되고, 제어부(10)가 출력부(50)를 제어하여 사용자에게 장애물의 위치를 통지하게 된다(S50, S51, S52, S53).Specifically, when it is determined that the photographing by the photographing unit 70 is necessary (S41), the control unit 10 controls the photographing unit 70 to photograph an image in the form of a photograph or moving image, and transmits the photographed image to the RF unit 60 ) And the RF unit 60 (S62 and S63) to the external system through the network. The image thus transmitted is passed through the normalization calculation and the data processing by the external system and then transmitted to the control unit 100. The control unit 10 controls the output unit 50 to notify the user of the position of the obstacle , S51, S52, S53).

사용자가 보행중인지의 여부를 판단(S42)하는 과정에서 제어부(10)는 센서부(20)의 초음파 센서(21)를 통해 장애물의 거리와 위치를 계산하고(S44), 가속도 센서를 통해 사용자의 보행속도를 계산하게 된다. 그리고, 제어부(10)는 장애물의 거리와 위치 그리고, 보행속도에 의해 도달시간을 계산하면, 음향 재생 빈도, 음향의 크기 등을 계산하고, 이를 토대로 출력부(50)를 통해 제공하기 위한 형태로 처리(S45, S46)하여 정규화 과정 등(S50, S51, S52, S53)을 진행하여 사용자에게 전달하게 된다. 여기서, 정규화 과정은 보행보조장치 또는 외부시스템 중 어느 하나에 의해 진행될 수 있는 것으로, 설명의 편의를 위해 통합하여 도시하였다.The control unit 10 calculates the distance and the position of the obstacle through the ultrasonic sensor 21 of the sensor unit 20 in step S44 and determines whether or not the user The walking speed is calculated. When the arrival time is calculated based on the distance and position of the obstacle and the walking speed, the control unit 10 calculates a sound reproduction frequency, a sound size, and the like, (S45, S46) to proceed to the normalization process (S50, S51, S52, S53) and deliver it to the user. Here, the normalization process can be performed by either the walking aiding device or the external system, and is integrated for convenience of explanation.

그리고, 전방 물체에 대한 색판정(S43)과정에서 제어부(10)는 촬영이 필요하고, 장애물의 명확한 판정을 위한 촬영이 필요한 경우 센서부(20)를 통해 거리판단 (S71), 촬영(S72) 및 판독/재생(S73) 과정을 거쳐 장애물의 분석을 수행하게 된다.When the control unit 10 needs to take a picture in the process of color determination (S43) for a forward object and it is necessary to take an image for clear determination of an obstacle, the distance determination (S71), the shooting (S72) And reading / reproducing (S73).

이러한 본원발명의 보행보조장치는 본체(101)의 양단 끝에 설치되는 초음파 센서를 이용하여 장애물의 위치와 방향을 정확히 파악할 수 있으며, 특히 영상처리를 부과하여 초음파로 구분이 어려운 장애물을 정확히 식별하는 것이 가능하다. 특히, 본원발명은 장애물에 대한 정확한 구분이 가능하여, 이를 토대로 사용자에 대해 장애물의 정확한 위치를 알려줄 수 있어 저시력자 할지라도 기존에 비해 안전하게 보행할 수 있게 하는 것이 가능하다.The walking assist device of the present invention can accurately grasp the position and direction of an obstacle by using an ultrasonic sensor installed at both ends of the body 101. In particular, it implements image processing to accurately identify obstacles difficult to be separated by ultrasonic waves It is possible. In particular, the present invention enables precise classification of obstacles, and it is possible to inform the user of the exact position of the obstacle based on the precise location of the obstacle.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, . ≪ / RTI > Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 제어부 20 : 센서부
21 : 초음파 센서 22 : 가속도 센서
30 : 저장부 40 : 배터리
50 : 출력부 60 : RF부
70 : 촬영부 100 : 보행보조장치
101 : 본체10: control unit 20:
21: ultrasonic sensor 22: acceleration sensor
30: Storage unit 40: Battery
50: output unit 60: RF unit
70: photographing part 100: walking aid
101: Body

Claims (5)

사용자의 신체에 착용되는 본체에 일정거리 이격되어 설치되고, 각각 송신한 신호의 반송파 도달시간을 측정한 측정값을 산출하는 한 쌍의 초음파 센서를 포함하는 센서부;
한 쌍의 상기 초음파 센서로부터의 측정값을 이용하여 장애물의 위치를 판독하고, 상기 장애물의 위치를 안내하기 위한 출력신호를 생성하는 제어부; 및
상기 제어부로부터 전달되는 출력신호를 출력하여 사용자에게 전달하는 출력부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.A sensor unit including a pair of ultrasonic sensors that are installed at a predetermined distance from a main body of a user to be worn on the body of the user and calculate a measured value of a carrier wave arrival time of each transmitted signal;
A control unit for reading the position of the obstacle using the measured values from the pair of ultrasonic sensors and generating an output signal for guiding the position of the obstacle; And
And an output unit for outputting an output signal transmitted from the control unit and transmitting the output signal to a user. 제 1 항에 있어서,
상기 출력부는
스피커, 골전도 출력장치 및 점멸 신호의 출력을 위한 발광수단 중 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.The method according to claim 1,
The output
A speaker, a bone conduction output device, and a light emitting means for outputting a blinking signal. 제 1 항에 있어서,
상기 센서부는 가속도 센서를 더 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 상기 가속도 센서의 측정값을 이용하여 보행자의 이동여부 및 속도를 산출하고, 산출 결과에 따라 상기 사용자가 상기 장애물에 도달하는 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.The method according to claim 1,
Wherein the sensor unit further comprises an acceleration sensor,
Wherein the control unit calculates the moving speed and the speed of the pedestrian using the measured value of the acceleration sensor and calculates the time when the user reaches the obstacle according to the calculation result. 제 3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 장애물에 도달하는 시간에 따라 상기 출력신호의 출력 빈도를 달리하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.The method of claim 3,
Wherein the control unit changes the output frequency of the output signal according to a time of reaching the obstacle. 제 1 항에 있어서,
상기 본체에 설치되어 사용자 전면의 영상을 촬영하는 촬영부를 더 포함하여 구성되고,
상기 제어부는 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 분석하여 상기 장애물의 위치를 분석하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 장치.The method according to claim 1,
And a photographing unit installed in the main body and photographing an image of a front face of the user,
Wherein the control unit analyzes the image photographed by the photographing unit and analyzes the position of the obstacle.
KR1020150135002A 2015-09-23 2015-09-23 The Walking Assistive Device Ceased KR20170035738A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150135002A KR20170035738A (en) 2015-09-23 2015-09-23 The Walking Assistive Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150135002A KR20170035738A (en) 2015-09-23 2015-09-23 The Walking Assistive Device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170035738A true KR20170035738A (en) 2017-03-31

Family

ID=58500938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150135002A Ceased KR20170035738A (en) 2015-09-23 2015-09-23 The Walking Assistive Device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170035738A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114002684A (en) * 2020-07-28 2022-02-01 华为技术有限公司 Blind guiding method and device and wearable equipment
KR20230169539A (en) * 2022-06-08 2023-12-18 이동호 Obstacle detection device
CN118759545A (en) * 2024-09-09 2024-10-11 湖南中森通信科技有限公司 GNSS post-processing clock error filtering and smoothing method and device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100123036A (en) 2009-05-14 2010-11-24 주식회사 마카비즈 Walking assistance device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100123036A (en) 2009-05-14 2010-11-24 주식회사 마카비즈 Walking assistance device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114002684A (en) * 2020-07-28 2022-02-01 华为技术有限公司 Blind guiding method and device and wearable equipment
KR20230169539A (en) * 2022-06-08 2023-12-18 이동호 Obstacle detection device
CN118759545A (en) * 2024-09-09 2024-10-11 湖南中森通信科技有限公司 GNSS post-processing clock error filtering and smoothing method and device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101762494B1 (en) The drone, the route guidance drone set and the method of route guidance using them
KR101898582B1 (en) A stick for the blind
KR102351584B1 (en) System for providing navigation service for visually impaired person
KR101115415B1 (en) Guide system for the visually impaired and guidance method using the same
CN107049718B (en) Obstacle avoidance device
JPWO2005108926A1 (en) Information processing device, mobile device, and information processing method
Subbiah et al. Smart cane for visually impaired based on IOT
KR101390345B1 (en) Smart Wand System and Method that Works with Smart Devices
KR102314482B1 (en) Smart stick for blind
KR101715472B1 (en) Smart walking assistance device for the blind and Smart walking assistance system using the same
KR101892190B1 (en) The smart glasses for a person who is visually impairedand using method thereof
KR101250952B1 (en) System for navigating walking of blind person
KR101893374B1 (en) A stick for the blind
Ilag et al. Design review of smart stick for the blind equipped with obstacle detection and identification using artificial intelligence
KR101463986B1 (en) The Device to Help Blind Person by Using the Ultrasonic Pulse Echo And the Method for Controlling thereof
CN113208883A (en) Multi-functional intelligent blind-guiding walking stick based on machine vision
KR20170035738A (en) The Walking Assistive Device
KR20180126768A (en) System for Navigating Guide for Blind People
JP2005143892A (en) Walking support device
KR102097795B1 (en) The smart braille cane for blind person
KR101849594B1 (en) Wireless headset, walking assistant apparatus and method for controlling walking assistant with lidar
KR101662914B1 (en) Front detection device of glasses type
KR20220087624A (en) Navigating apparatus for blind
KR20160000897A (en) Personal guidance system for blind persons using wrist type device based ble
KR20190004490A (en) Walking guide system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20150923

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160822

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20170426

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20160822

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I