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시각장애인 보행 안내를 위한 진행 방향 판단 기법
Determination of Walking Direction for Guidance of the Blind 원문보기

한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회, 2019 May 23, 2019년, pp.49 - 52  

고병오 (국민대학교 전자공학부) ,  김하경 (국민대학교 전자공학부) ,  손진우 (국민대학교 전자공학부) ,  정경훈 (국민대학교 전자공학부)

초록
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보도의 점자블록은 시각장애인의 자율적인 보행을 위해서 필수적인 시설물이다. 시각장애인은 발바닥 감각과 지팡이를 이용하여 점자블록을 확인하면서 보행하는데, 점자블록에서 이탈하는 경우에는 다시 점자블록을 만날 때까지 어려움을 겪게 된다. 본 논문에서는 보행자가 착용한 웨어러블 영상 센서를 이용하여 점자블록을 따라서 보행하는지를 판단함으로써 시각장애인의 보행을 유도하는 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 점자블록의 기울기를 특징으로 선정하였으며, 3-line detector 구조를 도입하여 프레임마다 점자블록의 좌우 기울기와 전방 연속성을 판단한다. 진행 도중에 점자블록이 끊어지거나 분기되는 상황에 대응하기 위한 공간 필터링과 시각장애인의 보행 도중에 발생하는 상하좌우의 움직임에 대응하기 위한 시간 필터링을 사용하여 기울기를 안정한다. 실제 도로 및 실내에서 획득한 영상을 사용한 모의 실험을 수행하였으며 제안 알고리즘을 통해 보행자의 진행 방향 및 이탈 정도에 대한 판단이 가능함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Braille guide block of sidewalk is an essential facility for independent walking of the blind. The blind walks while checking the braile guide blocks with white cane and sense of sole. When they leave the braile area, they face difficulties until they find the braile guide blocks again. In this pape...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이상의 단계를 거쳐 각 프레임 마다 점자블록 영역이 검출되지만, 시각장애인이 보행함에 따라 자체적인 움직임이 불가피하게 존재하기 때문에 웨어러블 영상 센서가 상하좌우로 흔들리고 점자블록 영역 역시 고정되지 않고 시간적으로 변동하는 문제점이 있다. 따라서 가급적 자체 움직임의 영향을 받지 않는 특징을 선택하여 사용해야 하는데, 본 논문에서는 점자블록의 기울기를 적절한 특징으로 선택하고 이를 추정하기 위한 3-line detector를 제안한다.
  • 본 논문에서는 시각 장애인의 보행 안내를 위해 점자블록의 기울기와 위치 정보를 통해 진행방향을 판단하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 3-line detector 구조를 도입하였으며, 하단의 두 라인으로부터 관심영역을 적응적으로 설정하여 점자블록의 좌, 우 기울기를 추정하고 상단 라인으로부터 전방 점자블록의 연속성을 판단한다.
  • 다음으로 시간적 필터링 단계를 수행한다. 본 논문에서는 시각장애인의 움직임에 따른 변동의 영향을 줄이기 위해서 시간축 방향으로 메디안 필터를 사용하여 급작스러운 변화를 방지한다.
  • 본 논문에서는 웨어러블 영상 센서를 이용하여 시각장애인이 정확하고 안전하게 보행하도록 보조하는 기법을 제안하고자 한다. 이를 위해 영상으로부터 점자블록 영역을 검출하여 이의 위치 및 기울기 정보를 통해 시각장애인의 진행 방향과 이탈 정도를 판단하는데, 이 과정에서 점자블록의 분기 및 중단 등 도로 상황에 대응해야 하며 영상 센서를 착용한 시각장애인이 보행함에 따라 발생하는 움직임과 흔들림 등에 효과적으로 대응할 필요가 있다.
  • 즉 실제 점자블록에 이르기 전에 점자블록으로 오검출된 영역을 만난다면 이로부터 얻어진 기울기는 정확하지 않을 것이다. 본 논문에서는 점자블록의 경계 탐색을 위한 관심 영역을 적응적으로 설정하는 방법으로 정확도를 향상시킨다. 즉 이미 검출된 왼편 및 오른편 경계의 위치가 여러 프레임에 걸쳐 연속적으로 동일하다면 해당 위치의 신뢰도가 높다고 간주하고 탐색 영역을 이 부근으로 한정하는 방법을 사용한다.
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