초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이 및 그 동작 방법
SMART STICK PROVIDES VOICE INFORMATION ABOUT OBSTACLES DETECTED BY ULTRASONIC SENSORS AND OPERATING METHOD THEREOF
특허 요약
초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이 및 그 동작 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 스마트 지팡이 및 그 동작 방법은 스마트 지팡이의 전방에 위치하는 장애물의 이미지를 기계학습이 완료된 미리 정해진 사물 식별 모델에 입력하여 상기 장애물의 명칭에 대한 텍스트 데이터를 획득하고, 상기 텍스트 데이터에 대해 텍스트 음성 변환을 수행하여 사용자 단말로 상기 장애물의 명칭에 대한 음성 데이터를 전송함으로써, 사용자가 상기 사용자 단말에서 상기 음성 데이터를 기초로 재생된 음성을 통해 상기 장애물을 인식하도록 지원할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이에 있어서,상기 스마트 지팡이에 부착된 k(k는 2이상의 자연수)개의 초음파 센서들을 통해 상기 스마트 지팡이의 전방으로 초음파를 방사시킴으로써, 상기 스마트 지팡이와 상기 스마트 지팡이의 전방에 위치하는 장애물 사이의 k개의 이격 거리들을 측정하는 이격 거리 측정부;상기 k개의 초음파 센서들을 통해 측정된 상기 스마트 지팡이와 상기 장애물 사이의 상기 k개의 이격 거리들의 평균 값을 연산한 후, 상기 스마트 지팡이의 전방에 장애물이 존재할 확률인 장애물 존재 확률을 미리 설정된 기준 거리와 상기 평균 값 간의 차이에 대해 양의 상관관계를 갖도록 산출하는 장애물 존재 확률 산출부; 상기 장애물 존재 확률이 미리 설정된 기준치보다 큰 경우, 상기 스마트 지팡이에 내장된 카메라를 통해 상기 장애물을 촬영함으로써, 상기 장애물에 대한 이미지를 획득하는 장애물 이미지 획득부;상기 장애물에 대한 이미지를 기계학습이 완료된 미리 정해진 사물 식별 모델 - 상기 사물 식별 모델은 이미지에 포함된 객체가 어떤 사물인지를 식별할 수 있도록 미리 정해진 기계학습 모델임 - 에 입력으로 인가하여 상기 장애물에 대응되는 사물을 식별하고, 상기 장애물에 대응되는 사물의 명칭에 대한 텍스트 데이터를 획득한 후, 상기 텍스트 데이터에 대해 텍스트 음성 변환(Text to Speech: TTS)을 수행함으로써, 상기 장애물에 대한 음성 데이터를 획득하는 음성 데이터 획득부; 및사용자 단말로 상기 장애물에 대한 음성 데이터를 전송함과 동시에, 상기 사용자 단말로 상기 장애물에 대한 음성 데이터를 기초로 음성을 재생하도록 제어하는 음성 재생 명령을 전송하는 전송부를 포함하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이.

2

제1항에 있어서, 상기 장애물 존재 확률 산출부는하기의 수학식 1의 연산에 따라 상기 장애물 존재 확률을 산출하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이.[수학식 1]여기서, P는 상기 장애물 존재 확률, t는 상기 기준 거리, di는 상기 k개의 초음파 센서들 중 i번째 초음파 센서에 의해 측정된 상기 스마트 지팡이와 상기 장애물 사이의 이격 거리를 의미함.

3

제1항에 있어서,상기 장애물 존재 확률이 상기 기준치보다 큰 경우, 상기 장애물 존재 확률을 기초로 상기 장애물에 의한 위험 정도를 판단하고, 상기 스마트 지팡이에 상기 장애물에 의한 위험 정도에 따른 진동을 발생시키는 진동 발생부를 더 포함하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이.

4

제3항에 있어서,상기 진동 발생부는미리 정해진 서로 다른 복수의 진동 세기 값들과 상기 복수의 진동 세기 값들 각각에 대응하는 미리 정해진 서로 다른 장애물 존재 확률에 대한 상한 값과 하한 값이 지정된 범위 값이 기록되어 있는 진동 세기 테이블을 저장하여 유지하는 진동 세기 테이블 유지부;상기 장애물 존재 확률이 상기 기준치보다 큰 경우, 상기 진동 세기 테이블로부터 상기 장애물 존재 확률이 속해있는 제1 장애물 존재 확률의 범위 값에 대응되어 기록되어 있는 제1 진동 세기 값을 확인하는 진동 세기 값 확인부; 및상기 제1 진동 세기 값이 확인되면, 상기 스마트 지팡이에 상기 제1 진동 세기 값에 따른 진동 세기를 갖는 진동을 발생시키는 진동 발생 처리부를 포함하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이.

5

초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이의 동작 방법에 있어서,상기 스마트 지팡이에 부착된 k(k는 2이상의 자연수)개의 초음파 센서들을 통해 상기 스마트 지팡이의 전방으로 초음파를 방사시킴으로써, 상기 스마트 지팡이와 상기 스마트 지팡이의 전방에 위치하는 장애물 사이의 k개의 이격 거리들을 측정하는 단계;상기 k개의 초음파 센서들을 통해 측정된 상기 스마트 지팡이와 상기 장애물 사이의 상기 k개의 이격 거리들의 평균 값을 연산한 후, 상기 스마트 지팡이의 전방에 장애물이 존재할 확률인 장애물 존재 확률을 미리 설정된 기준 거리와 상기 평균 값 간의 차이에 대해 양의 상관관계를 갖도록 산출하는 단계; 상기 장애물 존재 확률이 미리 설정된 기준치보다 큰 경우, 상기 스마트 지팡이에 내장된 카메라를 통해 상기 장애물을 촬영함으로써, 상기 장애물에 대한 이미지를 획득하는 단계;상기 장애물에 대한 이미지를 기계학습이 완료된 미리 정해진 사물 식별 모델 - 상기 사물 식별 모델은 이미지에 포함된 객체가 어떤 사물인지를 식별할 수 있도록 미리 정해진 기계학습 모델임 - 에 입력으로 인가하여 상기 장애물에 대응되는 사물을 식별하고, 상기 장애물에 대응되는 사물의 명칭에 대한 텍스트 데이터를 획득한 후, 상기 텍스트 데이터에 대해 텍스트 음성 변환(Text to Speech: TTS)을 수행함으로써, 상기 장애물에 대한 음성 데이터를 획득하는 단계; 및사용자 단말로 상기 장애물에 대한 음성 데이터를 전송함과 동시에, 상기 사용자 단말로 상기 장애물에 대한 음성 데이터를 기초로 음성을 재생하도록 제어하는 음성 재생 명령을 전송하는 단계를 포함하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이의 동작 방법.

6

제5항에 있어서, 상기 장애물 존재 확률을 산출하는 단계는하기의 수학식 1의 연산에 따라 상기 장애물 존재 확률을 산출하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이의 동작 방법.[수학식 1]여기서, P는 상기 장애물 존재 확률, t는 상기 기준 거리, di는 상기 k개의 초음파 센서들 중 i번째 초음파 센서에 의해 측정된 상기 스마트 지팡이와 상기 장애물 사이의 이격 거리를 의미함.

7

제5항에 있어서,상기 장애물 존재 확률이 상기 기준치보다 큰 경우, 상기 장애물 존재 확률을 기초로 상기 장애물에 의한 위험 정도를 판단하고, 상기 스마트 지팡이에 상기 장애물에 의한 위험 정도에 따른 진동을 발생시키는 단계를 더 포함하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이의 동작 방법.

8

제7항에 있어서,상기 장애물에 의한 위험 정도에 따른 진동을 발생시키는 단계는미리 정해진 서로 다른 복수의 진동 세기 값들과 상기 복수의 진동 세기 값들 각각에 대응하는 미리 정해진 서로 다른 장애물 존재 확률에 대한 상한 값과 하한 값이 지정된 범위 값이 기록되어 있는 진동 세기 테이블을 저장하여 유지하는 단계;상기 장애물 존재 확률이 상기 기준치보다 큰 경우, 상기 진동 세기 테이블로부터 상기 장애물 존재 확률이 속해있는 제1 장애물 존재 확률의 범위 값에 대응되어 기록되어 있는 제1 진동 세기 값을 확인하는 단계; 및상기 제1 진동 세기 값이 확인되면, 상기 스마트 지팡이에 상기 제1 진동 세기 값에 따른 진동 세기를 갖는 진동을 발생시키는 단계를 포함하는 초음파 센서를 통해 감지된 장애물에 대한 음성 정보를 제공하는 스마트 지팡이의 동작 방법.

9

제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.

10

제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터와의 결합을 통해 실행시키기 위한 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.