KR20110073206A

KR20110073206A - 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치

Info

Publication number: KR20110073206A
Application number: KR1020100057035A
Authority: KR
Inventors: 김정범; 황정환; 강태영; 강태욱; 김경수; 김성은; 박경환; 박형일; 임인기; 최병건; 현석봉; 형창희; 강성원; 김진경
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2030-06-16
Also published as: KR101331089B1

Abstract

정확한 보행 안내 정보를 제공할 수 있고 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치가 개시된다. 보행 안내 장치는 지팡이 등에 설치되어 보행 안내 정보 신호를 획득하고 획득한 보행 안내 정보 신호를 인체 통신이 가능한 신호로 변환한 후 사용자의 신체를 통하여 전송하는 제1 인체 통신 수단과, 제1 인체 통신 수단으로부터 사용자의 신체를 통해 전송된 신호를 수신한 후 수신한 신호를 사용자가 인지 가능한 신호로 변환하여 출력하는 제2 인체 통신 수단을 포함한다. 따라서, 비화성이 높고 안정적이며 정확도가 높은 보행 안내 정보를 제공할 수 있고 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

인체 통신을 이용한 보행 안내 장치{APPARATUS FOR WORKING GUIDANCE USING HUMAN BODY COMMUNICATION}

본 발명은 시각 장애인용 보행 안내 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체 통신을 이용하여 시각 장애인에게 보행 안내를 제공할 수 있는 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-072-04, 과제명: 인체통신 컨트롤러 SoC].

일반적으로 시각 장애인들은 이동시에 지팡이를 사용할 때 건널목이나 지하철 승하차 출입문, 계단 등과 같이 주의를 요하거나 특정 위치까지 안내하기 위해 보도 블록 중간에 설치된 유도 블록을 감지하여 자신의 위치 및 위험을 인지한다.

상술한 바와 같이 시각 장애인들이 이동시에 항상 휴대하는 지팡이에 IT 및 통신 기술을 적용하여 시각 장애인들에게 좀 더 편리하고 안전한 보행 안내 정보를 제공하기 위한 연구 및 개발이 IT 기술발전과 함께 새로운 연구 및 개발이 진행되고 있다.

IT 및 통신 기술을 적용한 예로는 시각 장애인들이 안전하게 보행할 수 있도록 하기 위하여 지팡이에 통신 기능을 갖는 집적회로를 설치하고, 도로 상에 설치된 통신 시스템들로부터 제공되는 정보들을 수신하여 처리한 후 시각 장애인에게 음성을 통해 보행 안내 정보를 제공하는 장치 및 방법들이 제안되고 있다.

예를 들면, 도로 또는 구조물의 특정 장소에 설치되는 통신 시스템에 도로 위치나 지형 변화, 장애물, 공사, 온도, 습도, 공해 상태, 혼잡도 등의 도로 상태 정보를 지능형 교통 시스템(ITS: Intelligent Transfer System)에 실장한 교통 통신 환경에서 이를 기반으로 하는 보행 안내 정보 제공 기술의 연구 결과들이 발표되고 있다.

지능형 교통 시스템을 시각 장애인의 지팡이에 활용한 예로는 상기 지팡이에 RFID, GPS, 적외선광 또는 가시광 통신 방식을 적용하여 보행 안내 정보를 수신하고, 수신된 보행 안내 정보를 시각 장애인에게 제공하는 장치 및 방법들이 있다.

상술한 방법들 중 가시광 통신 방식은 현재 국제 표준화 그룹(IEEE 802.15.7)에서 협의중에 있다. 가시광 통신 방식은 기반 교통 신호등과 조명 시설 등을 크게 변경하지 않고 다양한 도로 정보를 획득할 수 있고, 양방향 통신이 실현되는 경우 사용자의 위험상황을 실시간으로 통보할 수 있는 최적의 통신 환경을 구축할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 가시광 통신 방식을 이용하는 경우 교통신호등 또는 조명 시설의 광원을 가시광 통신을 위한 LED(Light Emitting Diode) 소자로 교체하는 것만으로 GPS 방식과는 다르게 도로 및 실내외에서 위치 정보를 포함한 다양한 도로 정보를 용이하게 획득할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 종래의 통신 기능을 구비한 시각 장애인용 지팡이는 획득한 보행 안내 정보를 사용자에게 제공하는 방법으로, 지팡이와 유선으로 연결된 이어폰을 통해 보행 안내 정보를 제공하는 방법을 사용하거나, 블루투스 통신 방식을 이용하여 보행 안내 정보를 제공하는 방법을 사용한다.

이어폰을 이용하여 도로 정보를 시각 장애인에게 제공하는 경우에는 지팡이에 연결된 이어폰 연결선의 단선이나 지팡이와 이어폰 연결선의 접촉 불량 또는 이어폰 연결선의 얽힘이나 걸림 등이 발생할 수 있기 때문에 시각 장애인의 세심한 주의가 필요하고 이로 인해 사용 중에 심리적 불안감을 유발하게 되는 단점이 있다.

또한, 블루투스를 이용하여 획득한 보행 안내 정보를 제공하는 경우에는 지팡이에 내장된 통신 장치에 블루투스 기능을 추가하여 음성 신호를 송신하기 때문에 시각 장애인의 보행 환경에 따라 혼신이 발생될 수 있고, 이로 인해 중요한 도로 정보를 청취하지 못하게 되어 안전상 심각한 위험에 노출될 수 있는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 정확하게 보행 안내 정보를 제공할 수 있고, 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치는, 보행 안내 정보 신호를 획득하고 획득한 상기 보행 안내 정보 신호를 인체 통신이 가능한 신호로 변환한 후 사용자의 신체를 통하여 전송하는 제1 인체 통신 수단 및 상기 제1 인체 통신 수단으로부터 상기 사용자의 신체를 통해 전송된 신호를 수신한 후 수신한 신호를 상기 사용자가 인지 가능한 신호로 변환하여 출력한다.

상기 제1 인체 통신 수단은 가시광 데이터 신호를 검출하여 전기신호로 변환하는 광검출부와, 상기 광검출부로부터 제공된 전기신호를 변조하여 변조 신호를 제공하는 제1 통신부 및 상기 제1 통신부로부터 상기 변조 신호 제공받고, 상기 사용자의 신체에 상기 제공받은 변조 신호를 제공하는 제1 전극을 포함할 수 있다.

상기 제1 통신부는 상기 광검출부로부터 제공된 전기 신호를 복조하는 제1 수신 모듈 및 상기 제1 수신 모듈로부터 복조된 전기 신호를 제공받고 상기 제공받은 복조된 전기 신호를 상기 사용자의 신체를 통해 전송 가능한 신호로 변조하는 제1 송신 모듈을 포함할 수 있다.

상기 제1 송신 모듈은 BPSK(Binary Phase Shift Keying)변조를 수행할 수 있다.

상기 제1 인체 통신 수단은 상기 제1 인체 통신 수단이 상기 사용자의 신체에 접촉되는 경우 미리 정해진 인증 정보를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 제1 제어부 및 상기 사용자의 인증을 수행하기 위한 사용자 인증 정보가 저장된 저장부를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 인체 통신 수단은 상기 사용자의 신체에 접촉되어 상기 제1 통신 수단으로부터 전송된 신호를 수신하는 제2 전극과, 상기 제2 전극을 통해 수신된 신호를 복조하여 복조된 신호를 제공하는 제2 통신부 및 상기 복조된 신호를 처리하여 음성 신호를 출력하는 음성 처리부를 포함할 수 있다.

상기 음성 처리부는 상기 제1 인체 통신 수단으로부터 전송된 신호에 상응하는 음성 신호를 생성하여 출력할 수 있다.

상기 음성 처리부는 제공된 신호에 상응하여 출력될 음성이 저장된 데이터베이스를 포함할 수 있다.

상기 음성 처리부는 제공된 신호가 음성 데이터인 경우 상기 제공된 음성 데이터를 음성 신호로 변환하여 출력하는 디지털 신호 처리 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 음성 처리부는 제공된 신호를 인체음향통신을 이용하여 사용자에게 음성으로 제공할 수 있다.

상기 제1 인체 통신 수단은 RFID 신호, 적외선 신호 및 GPS신호 중 적어도 하나의 신호를 검출하여 상기 보행 안내 정보 신호를 획득하고, 상기 획득한 보행 안내 정보 신호를 인체 통신한 신호로 변환한 후 상기 사용자의 신체를 통하여 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치는, 보행 안내 정보를 포함하는 가시광 신호를 검출하고 검출된 상기 가시광 신호를 처리하여 사용자의 신체를 통해 전송하는 제1 인체 통신 수단 및 상기 제1 인체 통신 수단으로부터 상기 사용자의 신체를 통해 전송된 신호를 수신한 후 상기 수신한 신호를 처리하여 상기 수신한 신호에 상응하는 음성 신호를 출력하고, 사용자로부터 제공된 음성 신호를 변환하여 가시광 신호로 변환하여 출력한다.

상기 제2 인체 통신 수단은 상기 사용자의 신체에 접촉되어 상기 제1 통신 수단으로부터 전송된 신호를 수신하는 제2 전극과, 상기 제2 전극을 통해 수신된 신호를 복조하여 복조된 신호를 제공하고, 제공된 음성 데이터를 변조하여 변조 신호를 제공하는 제2 통신부와, 상기 복조된 신호를 처리하여 음성 신호를 출력하고, 상기 사용자로부터 제공된 음성을 상기 음성 데이터로 변환하여 상기 제2 통신부에 제공하는 음성 처리부 및 상기 제2 통신부로부터 제공된 변조 신호에 상응하여 가시광 신호를 출력하는 발광부를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치는, 시각 장애인 또는 지체부자유자 등이 의존하는 지팡이, 보행보조기구 또는 휠체어 등에 설치되어, 가시광, 적외선, RFID 신호, GPS 신호를 검출하고 변조 등의 처리를 수행한 후 사용자의 신체를 통해 신호를 전송하는 제1 인체 통신 장치 및 사용자의 신체에 부착되고 상기 제1 인체 통신 장치로부터 신체를 통해 전송된 신호를 처리하여 사용자가 인지가능한 음성으로 출력하는 제2 인체 통신 장치를 포함한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 보행 안내 장치는 유용성 및 유효성이 높은 가시광 통신을 이용하고, 인체를 통신 채널로 이용하여 보행 안내 정보를 제공하기 때문에 비화성이 높고, 안정적이며 정확도가 높은 보행 안내 정보를 제공한다.

또한, 지팡이와 같이 사용자가 보행시에 항상 휴대하는 물체에 제1 인체 통신 장치를 설치하고, 제2 인체 통신 장치는 사용자의 신체에 탈부착이 가능하도록 구성하고 인체를 통하여 보행 안내 정보를 획득함으로써 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치의 사용예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제1 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제2 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제1 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제2 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 내포하는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예에서 보행 안내 장치를 통해 사용자에게 제공되는 보행 안내 정보는 도로 위치, 지형 변화, 장애물, 공사 유무, 온도, 습도, 공해 상태, 교통 혼잡도, 신호등의 신호 상태 정보 등과 같이 보행 안내 장치가 주위의 환경으로부터 획득할 수 있고 사용자에게 제공할 수 있는 모든 정보를 포함하는 개념이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치의 사용예를 설명하기 위한 개념도로서, 인체 통신 장치가 지팡이 및 사용자의 신체에 설치되고 인체를 통신 채널로 이용하여 사용자에게 보행 안내 정보를 제공하는 경우를 예를 들어 도시하였다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 안내 장치는 제1 인체 통신 장치(100) 및 제2 인체 통신 장치(200)를 포함할 수 있고, 상기 제1 인체 통신 장치(100)는 지팡이(10)와 같이 사용자의 신체와 접촉될 수 있는 물체에 설치될 수 있고, 상기 제2 인체 통신 장치(200)는 사용자의 손목과 같은 신체(20)에 직접 부착될 수 있다. 상기 제1 인체 통신 장치(100) 및 상기 제2 인체 통신 장치(200)는 인체 통신(Human Body Communication)을 이용하여 보행 안내 정보를 송수신한다.

인체 통신은 인체를 통신 채널로 이용하여 데이터를 송수신하는 통신 기술로 체내를 흐르는 전류의 변화를 이용하는 방식과 인체의 표면 전계 변화를 이용하는 방식으로 구분할 수 있고, 통신 범위나 상대를 명확하게 한정할 수 있기 때문에 전화나 무선통신과 달리 혼선 및 도청의 위험을 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 실시예에서 제1 인체 통신 장치(100) 및 제2 인체 통신 장치(200)는 서로간의 인체 통신을 위하여 공지된 인체 통신 방법 중 어느 하나의 방법을 이용할 수 있다.

도 1에서 지팡이(10)에 설치된 제1 인체 통신 장치(100)는 예를 들어, 가시광 통신 기능을 구비한 교통 신호등으로부터 송신되는 정보를 수신하고 복조한 후 복조된 정보를 사용자와 접촉하고 있는 전극을 통해 사용자의 신체에 전달하고, 제2 인체 통신 장치(200)는 사용자의 신체를 이용하여 제1 인체 통신 장치(100)로부터 제공된 정보를 처리하여 음성 신호를 출력함으로써 사용자가 음성을 통해 정보를 취득할 수 있도록 한다. 여기서, 상기 제2 인체 통신 장치(200)는 제1 인체 통신 장치(100)로부터 인체 통신을 통해 전송된 정보가 음성 데이터인 경우에는 이를 복조하여 사용자에게 제공하거나, 상기 제공된 정보가 직접적인 음성 신호가 아닌 단순히 위치 신호(예를 들면, GPS 신호)인 경우에는 이 정보에 상응하는 음성 신호를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다.

또한, 상기 지팡이(10)에 설치되는 제1 인체 통신 장치(100)는 도로 또는 시설물에 설치된 RFID 태그를 인식할 수 있는 RFID 리더, 적외선광을 감지할 수 있는 적외선 센서, GPS 신호를 수신할 수 있는 GPS 수신 모듈 또는 가시광 통신 기능을 구비한 통신 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 도 1에서는 제1 인체 통신 장치(100)가 시각 장애인이 주로 사용하는 지팡이(10)에 설치된 것으로 예를 들어 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 하나의 예일 뿐이며, 상기 제1 인체 통신 장치(100)는 휠체어의 손잡이 또는 보행보조기구의 손잡이 등과 같이 사용자가 접촉할 수 있는 다양한 물체에 설치될 수 있다. 그리고, 여기서 접촉의 의미는 제1 전극(140)에 직접 피부를 접촉하는 것과 전극의 재질 및 크기에 따라서 안테나 효과를 활용하는 경우에 생활 장갑 등을 착용한 상태로 접촉하는 것을 모두 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제1 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도로서, 제1 인체 통신 장치가 가시광 신호를 검출하여 보행 안내 정보를 획득하도록 구성된 경우를 예를 들어 도시하였다.

도 2를 참조하면, 제1 인체 통신 장치(100)는 제1 제어부(110), 저장부(120), 제1 통신부(130), 제1 전극(140) 및 광검출부(150)를 포함한다.

제1 제어부(110)는 제1 인체 통신 장치(100)에 포함된 모든 구성요소의 동작을 제어하고 관리하며, 사용자 인식 및 인증 정보등을 관리한다. 예를 들어, 제1 제어부(110)는 사용자가 제1 인체 통신 장치(100)가 설치된 물체(예를 들면, 지팡이)에 접촉하는 경우 미리 정해진 사용자의 인증 정보를 저장부(120)에 저장된 사용자 인증 정보와 비교하여 서로 일치하는 경우 제1 인체 통신 장치(100)의 동작을 활성화시키고, 상기 두 정보가 서로 일치하지 않는 경우에는 제1 인체 통신 장치(100)의 동작을 비활성화시킬 수 있다.

저장부(120)는 제1 제어부(110)의 제어에 상응하여 사용자의 인식 또는 인증을 위한 인식 정보 또는 인증 정보를 저장한다.

제1 통신부(130)는 제1 수신 모듈(131) 및 제1 송신 모듈(133)을 포함할 수 있고, 제1 제어부(110)의 제어에 의하여 광검출부(150)에서 검출된 데이터 신호를 처리한 후 제1 전극(140)을 통해 사용자의 신체로 신호를 전송한다.

구체적으로, 제1 수신 모듈(131)은 광검출부(150)로부터 검출된 가시광 검출 신호를 복조하여 제1 송신 모듈(133)에 전달하고, 제1 송신 모듈(133)은 제1 수신 모듈(131) 또는 광검출부(150)로부터 검출된 데이터 신호를 제1 제어부(110)의 변조 제어 신호에 의하여 변조한 후 변조된 신호를 제1 전극(140)을 통해 사용자의 신체로 전송한다. 여기서, 제1 송신 모듈(133)은 무선 통신 기술에서 일반적으로 사용되는 다양한 변조 방법들을 적용하여 전달받은 신호를 변조할 수 있으나, 인체 통신 규격에 적합한 변조 방법으로 변조를 수행하는 것이 바람직하며, 광검출부(150)를 통해 제공된 신호가 위치를 나타내는 좌표 또는 음성 정보와 같이 비교적 단순한 데이터 신호인 경우에는 저속에서 변조 효율이 높은 BPSK 변조를 수행할 수 있다.

제1전극(140)은 제1 통신부(110)로부터 전달된 신호를 사용자의 신체에 전송하는 기능을 수행한다. 제1 전극(140)은 상기한 기능을 위해 제1 통신부(110)와 전기적으로 연결되고 사용자의 신체와 접촉될 수 있는 위치에 설치될 수 있다. 또한, 제1 전극은 제1 인체 통신 장치가 설치되는 물체의 형상에 상응하여 다양한 재질 및 형태로 제조될 수 있다.

광검출부(150)는 구현 기술이 공지되어 있는 광을 검출하고 검출된 광에 상응하는 전기신호로 변환하는 포토다이오드 및 낮은 전압 레벨을 미리 설정된 레벨로 증폭하기 위한 증폭회로를 포함할 수 있다.

예를 들어, 광검출부(150)는 도로 및 교통 정보를 실어서 송신하는 LED(Light Emitting Diode) 소자로 구성된 교통신호등으로부터 제공되는 가시광 신호에 대하여 포토다이오드를 통해 검출하여 전기신호로 변환한 후 상기 전기신호를 미리 설정된 레벨로 증폭한 후 제1 통신부(130)에 전달할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제2 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 제2 인체 통신 장치(200)는 제2 제어부(210), 제2 통신부(220), 제2 전극(230) 및 음성 처리부(240)를 포함한다.

제2 제어부(210)는 제2 인체 통신 장치(200)에 포함된 모든 구성요소의 동작을 제어하고 관리한다.

제2 통신부(220)는 제2 수신 모듈(221)을 포함할 수 있고, 제2 전극(230)을 통해 제1 인체 통신 장치가 송신한 신호를 수신하여 복조한 후 복조된 신호를 음성 처리부(240)에 제공한다.

제2 전극(230)은 제1 인체 통신 장치(100)가 사용자의 신체를 통하여 송신한 신호를 접촉된 사용자의 신체로부터 수신하여 제2 통신부(220)에 전달한다. 이를 위해 제2 전극(230)은 제2 통신부(220)와 전기적으로 연결되고 사용자의 신체에 접촉될 수 있도록 구성된다. 여기서 접촉의 의미는 제2 전극(230)에 직접 피부를 접촉하는 것과 전극의 재질 및 크기에 따라서 안테나 효과를 활용하는 경우에 피부에 직접 접촉하지 않고 옷등을 착용한 상태로 접촉하는 것을 모두 포함한다.

음성 처리부(240)는 제2 통신부(220)로부터 제공된 신호를 처리하여 사용자가 청취할 수 있는 음성 신호를 출력한다.

구체적으로, 음성 처리부(240)는 위치 좌표에 대응되어 출력될 음성이 저장된 데이터베이스(241)를 포함할 수 있고, 제2 통신부(220)로부터 위치 좌표가 제공되면, 제공받은 위치 좌표에 대응되는 음성을 상기 데이터베이스(241)에서 독출하여 출력함으로써, 사용자에게 위치 정보를 제공한다. 상기한 바와 같은 음성 출력을 위해 음성 처리부(240)는 일상적으로 사용되고 있는 음향 스피커를 포함할 수도 있고, 음성 신호를 이어폰(또는 헤드폰) 출력에 적합하도록 증폭한 후 음성을 제공하도록 구성될 수도 있다.

여기서, 제2 인체 통신 장치(200)가 제1 인체 통신 장치(100) 또는 다른 외부의 장치로부터 위치 정보를 음성 데이터로 제공받도록 구성된 경우, 음성 처리부(240)는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함하여 제2 통신부(220)로부터 제공된 음성 데이터를 사용자가 들을 수 있는 음성 신호로 변환한 후 출력하도록 구성될 수 있다.

또는, 음성 처리부(240)는 상술한 바와 같이 제공된 보행 안내 정보에 상응하는 음성 신호를 스피커 또는 이어폰 단자를 통해 출력하도록 구성되는 대신에 현재 연구개발 중에 있는 인체음향통신의 방법을 활용할 수 있으며, 인체 음향통신의 기술에서는 예를 들어 고주파 신호 생성 모듈, 음성신호의 합성 모듈, 대역 통과 필터 또는 증폭 회로 등을 포함하도록 구성될 수도 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제1 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 인체 통신 장치(100-1)는 제1 제어부(110), 저장부(120), 제1 통신부(130-1), 제1 전극(140) 및 신호 검출부(150-1)를 포함한다.

제1 제어부(110)는 제1 인체 통신 장치(100)에 포함된 모든 구성요소의 동작을 제어하고 관리하며, 사용자 인식 및 인증 정보등을 관리한다. 예를 들어, 제1 제어부(110)는 사용자가 제1 인체 통신 장치(100)가 설치된 물체(예를 들면, 지팡이)를 접촉하는 경우 저장부(120)에 저장된 사용자 인증 정보와 비교하여 서로 일치하는 경우 제1 인체 통신 장치(100)의 동작을 활성화시키고, 상기 두 정보가 서로 일치하지 않는 경우에는 제1 인체 통신 장치(100)의 동작을 비활성화시킬 수 있다.

제1 통신부(130-1)는 제1 수신 모듈(131-1) 및 제1 송신 모듈(133-1)을 포함할 수 있고, 제1 제어부(110)의 제어에 상응하여 신호 검출부(150-1)로부터 검출된 신호를 처리한 후 제1 전극(140)을 통해 사용자의 신체로 신호를 전송한다.

구체적으로, 제1 수신 모듈(131-1)는 신호 검출부(150-1)로부터 검출된 신호를 복조하여 제1 송신 모듈(133-1)에 전달하고, 제1 송신 모듈(133-1)은 제1 수신 모듈(131-1)로부터 전달된 신호를 제1 제어부(110)의 변조 제어 신호에 상응하여 변조한 후 변조된 신호를 제1 전극(140)을 통해 사용자의 신체로 전송한다. 여기서, 제1 송신 모듈(133-1)은 무선 통신 기술에서 일반적으로 사용되는 다양한 변조 방법들을 적용하여 제공받은 신호를 변조할 수 있으나, 인체 통신의 표준 규격에 적합한 변조 방법으로 변조를 수행하는 것이 바람직하다.

제1전극(140)은 제1 통신부(130-1)로부터 전달된 신호를 사용자의 신체에 제공하는 기능을 수행한다. 제1 전극(140)은 상기한 기능을 위해 제1 통신부(130-1)와 전기적으로 연결되고 사용자의 신체와 접촉될 수 있는 위치에 설치될 수 있다. 또한, 제1 전극(140)은 제1 인체 통신 장치(100-1)가 설치되는 물체의 형상에 적합하고 다양한 재질 및 형태로 제조될 수 있다.

신호 검출부(150-1)는 RFID 리더, GPS 수신 모듈 또는 적외선 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어, 신호 검출부(150-1)가 RFID 리더로 구성된 경우에는 보행중 도로 또는 시설물에 설치된 RFID 태그로부터 RFID 신호를 검출한 후 검출된 신호를 제1 수신 모듈(131-1)에 제공한다.

또는, 신호 검출부(150-1)가 GPS 수신 모듈로 구성된 경우에는 수신된 수신된 GPS 신호를 제1 수신 모듈(131-1)에 제공하고, 신호 검출부(150-1)가 적외선 센서로 구성된 경우에는 검출한 적외선에 상응하는 신호를 제1 수신 모듈(131-1)에 제공한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치 중 제2 인체 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도로서, 지능형 교통 시스템(ITS)의 가시광 통신 규정에 의하여 양방향 가시광 통신이 지원되는 환경에서 사용될 수 있는 제2 인체 통신 장치(200-1)의 구성을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 인체 통신 장치(200-1)는 제2 제어부(210), 제2 통신부(220-1), 제2 전극(230), 음성 처리부(240-1) 및 발광부(240)를 포함한다.

제2 제어부(210)는 제2 인체 통신 장치(200-1)에 포함된 모든 구성요소의 동작을 제어하고 관리한다.

제2 통신부(220-1)는 제2 수신 모듈(221-1) 및 제2 송신 모듈(223-1)을 포함할 수 있고, 제2 수신 모듈(221-1)은 제2 전극(230)을 통해 제1 인체 통신 장치가 송신한 신호를 수신하여 복조한 후 복조된 신호를 음성 처리부(240-1)에 전달한다. 제2 송신 모듈(223-1)은 음성 처리부(240-1)로부터 전달된 음성 데이터를 변조하여 발광부(240)에 전달한다.

제2 전극(230)은 제1 인체 통신 장치(100)가 사용자의 신체를 이용하여 송신한 신호를 접촉된 사용자의 신체로부터 수신하여 제2 통신부(220-1)에 전달한다.

음성 처리부(240-1)는 위치 좌표에 대응되어 출력될 음성이 저장된 데이터베이스(241)를 포함할 수 있고, 제2 통신부(220-1)로부터 위치 좌표가 전달되면, 제공받은 위치 좌표에 대응되는 음성을 상기 데이터베이스(241)에서 독출하여 출력함으로써, 사용자에게 위치 정보를 제공할 수 있다. 상기한 바와 같은 음성 출력을 위해 음성 처리부(240-1)는 일상적으로 사용되고 있는 음향 스피커를 포함할 수도 있고, 음성 신호를 이어폰(또는 헤드폰) 출력에 적합하도록 증폭한 후 제공하도록 구성될 수도 있다.

또한, 양방향 가시광 통신을 이용하여 사용자가 긴급구조 또는 재난 상황에 봉착하여 사용자의 음성을 미리 정해진 특정 목적지에 전송하고자 할 때 사용자의 음성을 획득할 수 있도록 음성 처리부(240-1)는 마이크(미도시)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 음성 처리부(240-1)는 마이크를 통해 획득한 사용자의 음성에 대한 디지털 신호 처리를 수행하여 디지털 신호로 변환한 후 제2 송신 모듈(223-1)에 전달한다.

발광부(240)는 LED 소자 및 LED 소자를 구동하기 위한 구동 회로를 포함할 수 있고, 제2 송신 모듈(223-1)로부터 변조된 신호에 상응하여 LED 소자를 점멸함으로써 발생하는 가시광을 통하여 데이터를 전송한다.

상기한 바와 같은 가시광 통신을 위해 발광부(240)는 제2 인체 통신 장치(200-1)가 사용자에게 부착되었을 때 항상 가시 영역이 확보될 수 있는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 5에 도시된 본 발명의 실시예들에 따른 제2 인체 통신 장치(200 및 200-1)는 도 2 및 도 4에 도시한 제1 인체 통신 장치(100 및 100-1)이외의 인체 통신 장치들과 인체 통신을 통해 통신하는 경우, 마스터 장치의 기능을 실행할 수 있고, 사용자의 접근성 및 조작 편의성을 고려하여 손목에 부착될 수 있도록 제작되거나, 이어폰의 연결선을 최소화하고자 하는 경우에는 사용자의 귀와 근접한 위치인 팔뚝 등에 부착될 수 있는 형태로 제작되거나, 헤드셋 형태로 제작될 수도 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

보행 안내 정보 신호를 획득하고 획득한 상기 보행 안내 정보 신호를 인체 통신이 가능한 신호로 변환한 후 사용자의 신체를 통하여 전송하는 제1 인체 통신 수단; 및
상기 제1 인체 통신 수단으로부터 상기 사용자의 신체를 통해 전송된 신호를 수신한 후 수신한 신호를 상기 사용자가 인지 가능한 신호로 변환하여 출력하는 제2 인체 통신 수단을 포함하는 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 인체 통신 수단은
가시광 데이터 신호를 검출하여 전기신호로 변환하는 광검출부;
상기 광검출부로부터 제공된 전기신호를 변조하여 변조 신호를 제공하는 제1 통신부; 및
상기 제1 통신부로부터 상기 변조 신호 제공받고, 상기 사용자의 신체에 상기 제공받은 변조 신호를 제공하는 제1 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 통신부는
상기 광검출부로부터 제공된 전기 신호를 복조하는 제1 수신 모듈; 및
상기 제1 수신 모듈로부터 복조된 전기 신호를 제공받고 상기 제공받은 복조된 전기 신호를 상기 사용자의 신체를 통해 전송 가능한 신호로 변조하는 제1 송신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 송신 모듈은
BPSK(Binary Phase Shift Keying)변조를 수행하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 인체 통신 수단은
상기 제1 인체 통신 수단이 상기 사용자의 신체에 접촉되는 경우 미리 정해진 인증 정보를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 제1 제어부; 및
상기 사용자의 인증을 수행하기 위한 사용자 인증 정보가 저장된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 인체 통신 수단은
상기 사용자의 신체에 접촉되어 상기 제1 통신 수단으로부터 전송된 신호를 수신하는 제2 전극;
상기 제2 전극을 통해 수신된 신호를 복조하여 복조된 신호를 제공하는 제2 통신부; 및
상기 복조된 신호를 처리하여 음성 신호를 출력하는 음성 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 통신을 이용한 보행 안내 장치.
제1항에 있어서, 상기 음성 처리부는
상기 제1 인체 통신 수단으로부터 전송된 신호에 상응하는 음성 신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제7항에 있어서, 상기 음성 처리부는
제공된 신호에 상응하여 출력될 음성이 저장된 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제8항에 있어서, 상기 음성 처리부는
제공된 신호가 음성 데이터인 경우 상기 제공된 음성 데이터를 음성 신호로 변환하여 출력하는 디지털 신호 처리 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제8항에 있어서, 상기 음성 처리부는
제공된 신호를 인체음향통신을 이용하여 사용자에게 음성으로 제공하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 인체 통신 수단은
RFID 신호, 적외선 신호 및 GPS신호 중 적어도 하나의 신호를 검출하여 상기 보행 안내 정보 신호를 획득하고, 상기 획득한 보행 안내 정보 신호를 인체 통신한 신호로 변환한 후 상기 사용자의 신체를 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
보행 안내 정보를 포함하는 가시광 신호를 검출하고 검출된 상기 가시광 신호를 처리하여 사용자의 신체를 통해 전송하는 제1 인체 통신 수단; 및
상기 제1 인체 통신 수단으로부터 상기 사용자의 신체를 통해 전송된 신호를 수신한 후 상기 수신한 신호를 처리하여 상기 수신한 신호에 상응하는 음성 신호를 출력하고, 사용자로부터 제공된 음성 신호를 변환하여 가시광 신호로 변환하여 출력하는 제2 인체 통신 수단을 포함하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.
제12항에 있어서, 상기 제2 인체 통신 수단은
상기 사용자의 신체에 접촉되어 상기 제1 통신 수단으로부터 전송된 신호를 수신하는 제2 전극;
상기 제2 전극을 통해 수신된 신호를 복조하여 복조된 신호를 제공하고, 제공된 음성 데이터를 변조하여 변조 신호를 제공하는 제2 통신부;
상기 복조된 신호를 처리하여 음성 신호를 출력하고, 상기 사용자로부터 제공된 음성을 상기 음성 데이터로 변환하여 상기 제2 통신부에 제공하는 음성 처리부; 및
상기 제2 통신부로부터 제공된 변조 신호에 상응하여 가시광 신호를 출력하는 발광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체통신을 이용한 보행 안내 장치.