시분할 중첩 빔 기반 다중 초음파 센서를 이용한 스마트 지팡이 (Smart Cane Using Time-Division Overlapped-Beam Based Multi-Ultrasonic Sensors)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 48권 / 9호 / 1091 ~ 1101페이지
· 저자명 : 최상호, 차승연, 천다은, 곽수빈, 김현서

초록

본 논문에서는 시각장애인을 위해 시분할 중첩 빔 기반 다중 초음파 센서를 이용한 스마트 지팡이(SC: smart cane)를 설계 제안한다. 제안 SC 방식에서는 시분할 기반의 다중 초음파 전송으로 종래 SC 방식의 문제점인 중첩 빔 신호 간 상호간섭을 줄여주어 장애물 탐지성능의 개선은 물론 신뢰성 있는 탐지 커버리지 확보를 가능하게한다. 더욱이 기존 SC 방식보다 동일 공간분해능 조건하에 요구 센서 수를 최대 1/2까지 줄여주어 설계비용은 물론 제한된 SC 공간 내에 장착성을 개선한다. 제안 방식의 검증을 위해 다중 초음파 센서로 구성된 장애물 탐지모듈과 탐지한 장애물 위치를 사용자에게 알려주는 햅틱 모듈로 구성된 HW와 장애물 탐지 알고리즘 SW를 내장한 아두이노 기반의 SC 테스트 베드(TB: testbed)를 설계한다. SC TB를 이용한 탐지성능 측정으로 제안한 시스템 모델의 장애물 탐지 능력을 검증하고, 모의 운용 환경하에 보행 실험을 통해 제안 모델의 실용성을 확인한다.

영어초록

In this paper, for the visually-impaired people, we implement a smart cane(SC) using the time-division overlapped-beam based multiple ultrasonic sensors. The proposed SC scheme transmits time-division multiple ultrasonic overlapped-beams such that obstacle detection performance is improved and reliable sensing coverage is achievable. Moreover, when compared to existing SC schemes, proposed SC scheme reduces the required number of sensors by up to a half under the same spatial resolution conditions such that system design cost and attachability, even within a very-limited SC stick space, have been improved. Moreover, For the validation of proposed scheme, we implement an Arduino-based testbed(TB) that consists of a haptic HW module, an obstacle detection HW module using ultrasonic sensors, and a detection algorithm SW. Using such TB, we verify the obstacle detection capability of proposed SC model by measuring detection performance, and prove its practicality through walking tests under an simulated operating environment.

참고자료

· 없음