시각장애인 안전을 위한 영상 기반 저비용 보행 공간 인지 알고리즘 (Vision-based Low-cost Walking Spatial Recognition Algorithm for the Safety of Blind People)

서지정보

· 발행기관 : 한국인터넷정보학회
· 수록지 정보 : 인터넷정보학회논문지 / 24권 / 6호 / 81 ~ 89페이지
· 저자명 : 강성현, 이세훈, 안준호

초록

현대사회에서 시각장애인들은 도보, 승강기, 횡단보도 등 일반적인 환경에서 보행을 하는데 어려움이 있다. 시각장애인의 불편 해소를 위한 연구로 영상이나 음성을 이용한 연구가 있으며, 이런 연구는 고비용의 웨어러블 장치, 고성능 CCTV, 음성 센서 등을 사용하여 실생활에 적용하는 데는 한계가 있다. 본 논문에서 시각장애인이 보행 중에 안전한 이동을 위해서 스마트폰에 포함된 저비용의 영상 센서를 활용하여 주변 도보 공간을 인지하는 인공지능 융합 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 이동 중인 사람 탐지를 위해서 모션 캡처 알고리즘과 장애물 탐지를 위한 객체 탐지 알고리즘을 융합하여 개발하였다. 모션 캡처 알고리즘으로 mediapipe을 사용하여 이동 중에 있는 주변 보행자들을 모델링 및 탐지하였다. 객체 탐지 알고리즘을 사용했으며 도보 중에 발생하는 다양한 장애물을 모델링 하였다. 실험을 통하여 인공지능 융합 알고리즘을 검증했으며, 정확도 0.92, 정밀도 0.91, 재현율 0.99. F1 score 0.95로 결과를 얻어서 알고리즘의 성능을 확인하였다. 본 연구로 보행 중에 발생하는 볼라드, 공유 킥보드, 자동차 등의 주변 장애물 및 이동 중인 보행자 회피하여 시각장애인들의 통행에 도움을 줄 수 있다.

영어초록

In modern society, blind people face difficulties in navigating common environments such as sidewalks, elevators, and crosswalks. Research has been conducted to alleviate these inconveniences for the visually impaired through the use of visual and audio aids. However, such research often encounters limitations when it comes to practical implementation due to the high cost of wearable devices, high-performance CCTV systems, and voice sensors. In this paper, we propose an artificial intelligence fusion algorithm that utilizes low-cost video sensors integrated into smartphones to help blind people safely navigate their surroundings during walking. The proposed algorithm combines motion capture and object detection algorithms to detect moving people and various obstacles encountered during walking. We employed the MediaPipe library for motion capture to model and detect surrounding pedestrians during motion. Additionally, we used object detection algorithms to model and detect various obstacles that can occur during walking on sidewalks. Through experimentation, we validated the performance of the artificial intelligence fusion algorithm, achieving accuracy of 0.92, precision of 0.91, recall of 0.99, and an F1 score of 0.95. This research can assist blind people in navigating through obstacles such as bollards, shared scooters, and vehicles encountered during walking, thereby enhancing their mobility and safety.

참고자료

· 없음