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블루투스 및 초음파 센서를 이용한 위험감지 음성 시스템 설계
Design of voice warning system using bluetooth and ultrasonic sensor 원문보기

대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회, 2008 July 16, 2008년, pp.1531 - 1532  

박준훈 (충주대학교) ,  김진민 (충주대학교) ,  박민규 (충주대학교)

초록
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본 논문은 앞을 볼 수 없는 시각 장애인의 보행 시 장애물에 대한 안전을 고려한 시스템으로 보행 시 전방에 보행 장애 물체가 나타날 경우 초음파 센서가 장애물의 위치거리를 측정하고 측정된 거리 데이터를 근거리 무선통신을 통해 송.수신하여 이를 최종적으로 사용자인 시각 장애인에게 음성으로 사전 경고함으로써 발생할 수 있는 위험 요소를 대처하는데 기여할 수 있도록 설계하였다. 설계된 시스템은 IT관련 기술을 활용함으로써 휴먼 IT기술을 구현하고자 하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 거리측정 실험은 안식각에 의한 거리 폭을 기준으로 측정을 하였다. 초음파 센서가 어느 정도 안식각을 만들어 퍼지는 현상이 있기 때문에 폭에 관한 실험을 하였다.
  • 또 블루투스의 전송거리는 30m라고 하지만 실험에서 그 이상의 경우에도 통신이 안정적으로 인식이 됨을 알 수가 있었다. 따라서 장애물 발생 시 초음파 센서로 장애물을 감지하고 감지된 장애물의 위치거리 데이터를 송 . 수신하는데 있어 폭에 관한 제한을 배제하고는 큰 문제가 없음을 알 수가 있었다.
  • 본 논문에서 구현한 블루투스 및 초음파 센서를 이용한 위험감지 음성 시스템은 시각장애인을 위해 장애물 탐지와 회피를 가능하게 하는 것으로 휴먼 IT 기술을 접목하고 구현하였다. 초음파 센서를 이용한 거리 측정모듈에서는 15°정도의 안식각으로 인해 측정 폭에 따라 측정 거리에 제한이 생겨 좁은 복도나 버스의 경우 거리 측정에 어느 정도 제한이 있을 것이다.
  • 수신 모듈 회로도이다. 논문에서 송신 측 모듈의 입체센서를 이용한 거리측정기에서 거리 측정을 하고 측정된 거리를 마이크로프로세서가 부피를 계산하여 결과값을 LCD에 디스플레이 한다. 송신측 모듈이 디스플레이 된 값은 블루투스 모듈을 통해 송신측 모듈로 수신하고 수신된 값을 수신 측 마이크로프로세서가 처리하게 시스템을 구성하였다.
  • 본 논문에서는 입체 변위 센서를 이용해 사용자와 장애물 사이의 거리를 측정하여 이를 근거리 무선 통신을 통해 전달하고 최종적으로 측정된 결과를 음성으로 변환하여 소형 스피커를 통해 경고 메시지와 함께 알려주는 시스템을 구현하였다. 이를 위해 초음파 센서의 펄스를 시간 축으로 계산하여 거리를 확인하고, 근거리 무선통신을 통해 초음파 센서의 계산된 거리를 송.
  • 수신부의 거리별 데이터 정확률, 모듈별 인식 시간을 측정 한다. 블루투스 실험에 있어서는 전파 간섭에 따라 어떤 변화가 생기는지 보기위해 건물 복도, 건물 옥상 및 운동장에서 실험을 하였다. 통신 실험에 있어서 차폐물 즉 장애물이 있을 경우 장애물의 종류에 따라 송신 신호가 감쇄되거나 제한을 받을 수 있으므로 장애물은 없는 상태에서 실험을 하였다.
  • 블루투스는 ‘근거리, 저 전력 무선 인터페이스로 1MHz의 대역폭으로 29개의 채널로 나누어 각 채널을 호핑하는 FHSS 방식을 택하였고, TDD(Time Division Duplex)방식으로 625川s의 타임 슬롯을 기반으로 하며, 라운드 로빈 방식으로 디바이스 패킷을 교환한다. 블루투스의 사양은 표2-2에 나타내었다.
  • 논문에서 송신 측 모듈의 입체센서를 이용한 거리측정기에서 거리 측정을 하고 측정된 거리를 마이크로프로세서가 부피를 계산하여 결과값을 LCD에 디스플레이 한다. 송신측 모듈이 디스플레이 된 값은 블루투스 모듈을 통해 송신측 모듈로 수신하고 수신된 값을 수신 측 마이크로프로세서가 처리하게 시스템을 구성하였다.
  • 이용한 송 . 수신부의 거리별 데이터 정확률, 모듈별 인식 시간을 측정 한다. 블루투스 실험에 있어서는 전파 간섭에 따라 어떤 변화가 생기는지 보기위해 건물 복도, 건물 옥상 및 운동장에서 실험을 하였다.
  • 이를 위해 초음파 센서의 펄스를 시간 축으로 계산하여 거리를 확인하고, 근거리 무선통신을 통해 초음파 센서의 계산된 거리를 송. 수신하며 수신 모듈이 데이터를 음성변조(TTS, Text To Speech)를 하도록 구현하였다. 초음파 입체 변위 센서를 이용한 측정처리를 실시간 자동 거리 측정이 가능한 시스템으로 구현하고 나아가 USN(Ubiquitous Sensor Network)기술을 기반으로 근거리 무선통신에 의한 실시간 자동 경보 시스템을 구축함으로써 보행 장애 위험물 감지가 보다 효율적으로 이루어지도록 디지털화된 시스템으로 개선하였다.
  • 시스템을 구현하였다. 이를 위해 초음파 센서의 펄스를 시간 축으로 계산하여 거리를 확인하고, 근거리 무선통신을 통해 초음파 센서의 계산된 거리를 송. 수신하며 수신 모듈이 데이터를 음성변조(TTS, Text To Speech)를 하도록 구현하였다.
  • 초음파 센서 SE-600-I에 9V 전압을 흘려주고 이 전압에 역전압이 흐르지 않도록 1N4007 다이오드를 설치를 하였다. SE-600-I는 9V 전압으로 에코(echo)를 발생하고, 마이크로컨트롤러인 ATmega128(PORT E.
  • 초음파 센서가 어느 정도 안식각을 만들어 퍼지는 현상이 있기 때문에 폭에 관한 실험을 하였다.
  • 수신하며 수신 모듈이 데이터를 음성변조(TTS, Text To Speech)를 하도록 구현하였다. 초음파 입체 변위 센서를 이용한 측정처리를 실시간 자동 거리 측정이 가능한 시스템으로 구현하고 나아가 USN(Ubiquitous Sensor Network)기술을 기반으로 근거리 무선통신에 의한 실시간 자동 경보 시스템을 구축함으로써 보행 장애 위험물 감지가 보다 효율적으로 이루어지도록 디지털화된 시스템으로 개선하였다.
  • 있다. 합성하고자 하는 어휘들을 미리 부석하고 파라메타로 저장하였다가 이들의 조합으로 음성 부호기를 구동하여 음성을 합성하는 방법을 이용하였다.

대상 데이터

  • 등으로 구성된다. ATmega128에 LCD모니터와 블루투스 칩셋, 초음파 센서를 각각 연결하였다. 이를 그림 2에 보였다.
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