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논문 상세정보

시각 장애인을 위한 스마트케인 설계

Design and Implementation of Smart Cane for Visually Impaired People

초록

IT 기술의 급격한 발전에도 불구하고 여전히 시각장애인들은 보행보조 도구로써 단순한 형태의 지팡이를 사용하고 있으며 보다 발전된 보행보조 도구를 필요로 하고 있다. 인터넷 서비스 및 센서를 기반으로 개발된 스마트케인은 이러한 시각장애인들에게 주변정보 및 보행상황을 음성과 진동으로 전달함으로써 기존 시각장애인용 지팡이에 비해 높은 안전성과 편의성을 제공할 수 있다. 본 논문에서는 기존에 연구개발 되었던 스마트케인보다 사용자 편의가 고려된 실용적인 제품을 개발하기 위해 초음파를 이용한 거리측정에서 보다 먼 거리를 측정할 수 있고 음파의 반향파라는 특성으로 생기는 오차의 결과를 최적화 할 수 있는 알고리즘을 기반으로 거리 알람 신호를 촉각으로 전달하고 GPS 정보를 이용하여 현재 위치를 음성으로 알리는 동시에 인체 공학적인 형태로 디자인되어 사용자 친화적인 발전된 형태의 스마트케인을 제안하고 구현한다.

Abstract

Despite the rapid development of IT technology, people with visual impairments still use simple forms of walking sticks and need more advanced walking aids. Smart Cane, which is developed based on Internet service and sensor, can provide high safety and convenience compared to existing sticks for visually impaired people by conveying peripheral information and walking situation to these visually impaired people through voice and vibration. In this paper, we propose and implement SmartKane to overcome lack of miniaturization, user friendly form, and sensing sensitivity, which have been pointed out as a problem of existing SmartKane.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
스마트케인
스마트케인은 무엇을 기반으로 개발되었는가?
인터넷 서비스 및 센서

IT 기술의 급격한 발전에도 불구하고 여전히 시각장애인들은 보행보조 도구로써 단순한 형태의 지팡이를 사용하고 있으며 보다 발전된 보행보조 도구를 필요로 하고 있다. 인터넷 서비스 및 센서를 기반으로 개발된 스마트케인은 이러한 시각장애인들에게 주변정보 및 보행상황을 음성과 진동으로 전달함으로써 기존 시각장애인용 지팡이에 비해 높은 안전성과 편의성을 제공할 수 있다. 본 논문에서는 기존에 연구개발 되었던 스마트케인보다 사용자 편의가 고려된 실용적인 제품을 개발하기 위해 초음파를 이용한 거리측정에서 보다 먼 거리를 측정할 수 있고 음파의 반향파라는 특성으로 생기는 오차의 결과를 최적화 할 수 있는 알고리즘을 기반으로 거리 알람 신호를 촉각으로 전달하고 GPS 정보를 이용하여 현재 위치를 음성으로 알리는 동시에 인체 공학적인 형태로 디자인되어 사용자 친화적인 발전된 형태의 스마트케인을 제안하고 구현한다.

MCU
하나의 MCU로 무엇을 제어하도록 구성하였는가?
비콘, 음성모듈, 광센서 그리고 LED

하나의 MCU는 비콘, 음성모듈, 광센서 그리고 LED 를 제어하도록 구성하였다. 신호등의 비콘 발신 신호를 수신하여 음성모듈을 통해 사용자에게 신호등 상태 및횡단보도 등의 정보를 알린다.

보행 보조 시스템
전주 비전대에서 개발된 보행 보조 시스템은 무엇인가?
보행 진로에 있는 장애물 여부와 위치를 진동으로 알려주는 화이트 아이

IT 기술의 발전에 힘입어 시각장애인들을 위한 보행 보조기로서 다양한 스마트케인과 보행 보조 시스템 등이 개발되었다 [4-8] . 국내에서는 전주 비전대에서 보행 진로에 있는 장애물 여부와 위치를 진동으로 알려주는 화이트 아이가 개발되어 엑스포에 출품되었고, 영국에서는 버밍엄 시티 대학교에서 얼굴인식 기능을 장착한 엑스플 로어가 개발되었으나 상용화 되어 시장에 보급되지는 못하였다. 실제 개발되어 시장에 보급된 스마트케인으로는 인도의 assistech사에서 개발한 초음파 센서를 기반으로 근거리 장애물을 탐지하는 스마트케인이며 다른 제품은 개발만 되었을 뿐 실제로 장애인이 사용한 사례는 찾아 보기 어렵다.

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저자의 다른 논문

참고문헌 (10)

  1. 1. Sumin Jang, Dong-gyo Hwang, Soo Kang, Eunju Kim, Junho Park, Kihun Jang and Jaesoo Yoo, "Design and Implementation of a Navigation System for Visually Impaired Persons", JOURNAL OF THE KOREA CONTENTS ASSOCIATION, Vol. 12, No. 1, pp. 38-47, 2012. DOI: https://doi.org/10.5392/JKCA.2012.12.01.038 
  2. 2. Jonggu Kang, "An Exploration of International Academic Journals(JVIB and BJVI) Regarding Orientation and Mobility of People with Visual Impairments", THE KOREAN JOURNAL OF VISUAL IMPAIRMENT, Vol. 31, No. 3, pp. 107-126, 2015. DOI: http://www.riss.kr/link?idA100938408 
  3. 3. Song, Jiwon and Yang, Sungho, "A study on the Indoor Walking Behavior and Cane Usage of Visually Impaired", Journal of Digital Design, Vol. 10, No. 1, pp. 331-340, 2010. DOI: https://doi.org/10.17280/jdd.2010.10.1.032 
  4. 4. Hyo-Gwan Kim and Young-Gyu Choi, "Study on the Development of Working Safety Device for Visually Impaired Person", Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology, Vol. 9, No. 4, pp. 366-372, 2016. DOI: https://doi.org/10.17661/jkiiect.2016.9.4.366 
  5. 5. C. M. Yang, J. Y. Jung and J. J. Kim, "Walking Assistive Shoes for Visually Impaired Person Using Infrared Sensor and Pressure Sensor", Journal of Rehabilitation Welfare Engineering & Assistive Technology, Vol. 11, No. 2, pp. 147-156, 2017. DOI: https://doi.org/10.21288/RESKO.2017.11.2.147 
  6. 6. Hyun-Seung Lee, In-Moon Choi, Soon-Ja Lim, "Development of a Portable Card Reader for the Visually Impaired using Raspberry Pi", Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.18, No.10, pp.131-135, 2017. DOI : http://www.riss.kr/link?idA103691086 
  7. 7. OhYong Kwon, TaeYong Sim, JinYoung Yun, Do GeunLim, Jonghee Kim, EunTaek Lee and HongTeak Ju, "The Walk Help Glasses for Blind Using Obstacle Recognition And GPS", Korean Institute of Information Scientists and Engineers Conference, pp. 1708-1710, 2017. DOI: http://www.riss.kr/link?idA105084755 
  8. 8. Seong-Joo Lee, Seok-Hoon Kim, Won-Seok Jang, JeongWoo Jwa and Soon-Whan Kim, "Smart Cane for the blind interworking with Sound Signal Generator", The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication, Vol. 17, No. 6, pp.137-143, Dec. 31, 2017. DOI: http://www.riss.kr/link?idA105089919 
  9. 9. Lim Chaihong, "A Study on Design development of Sensor Cane for the Blind", Journal of Digital Design, Vol. 11, No. 1, pp. 1-8, 2011. DOI: https://doi.org/10.17280/jdd.2011.11.1.001 
  10. 10. Wong, Yi Vonn and Yang, Sungho, "A Study on Design-guidelines to Redefine Cane Design for First Time Users", Journal of Integrated Design Research, Vol. 16, No. 2, pp. 21-32, 2017. DOI: https://doi.org/10.21195/jidr.2017.16.2.002 

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