RFID를 이용한 시각장애인 횡단보도 보행안내 시스템에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

시각장애인들이 생활에서 불편함을 느끼는 여러 가지가 있지만 그중 가장 심각한 것은 장애로 인한 이동권 제한 및 정보격차이다. 정보격차의 주요 원인으로는 연령, 학력, 직업, 소득, 지역, 성 등 사회. 인구학적 요인들을 들 수 있지만 이에 못지않게 물리적. 인지적인 접근의 한계가 정보격차를 야기한다. 접근의 한계에 의한 정보 격차는 주로 장애인과 노인들에게 발생하는 문제이며, 이는 다양한 정보통신 시스템과 이를 이용한 서비스를 통하여 해소할 수 있으리라고 본다. 본 논문에서는 특히 시각 장애인들을 대상으로 정보 접근을 보장할 수 있는 정보 체계 인터페이스를 설계하여 장애로 인한 이동권 및 정보격차를 해소하도록 정보통신 시스템과 서비스를 구현하였다. 특히 시각장애인은 시각적 정보를 얻을 수 없어 보행을 위한 정보를 보행 폭, 보행 거리, 발바닥의 감촉, 음향 등에 의지할 수 밖에 없어 신호등과 같이 시각적 선행 정보가 제공되는 횡단보도 보행 시에 매우 위험하다.
현재의 교통안내 시스템은 신호등 정보도 객체인증 없이 정상인과 시각장애인 모두에게 외장형 스피커를 이용하여 제공되므로 정상인에게는 소음 공해로 인한 스트레스를 초래하고, 시각장애인은 차량소음과 주위소음으로 인하여 정보 청취에 어려움이 있으며, 시각 장애인에게 절대적으로 취약한 부분인 방향정위의 핵심인 위치정보 제공이 불가능하다. 객체 인증으로 시각장애인에게만 횡단보도 보행 시 편리성과 안전한 보행을 위한 현재 위치, 현재 신호등 상태, 현재 날씨 정보 등을 스피커나 블루투스를 통하여 음성으로 제공 할 수 있는 보행안내 시스템 연구의 필요성이 대두 되었다.
시각장애인 개체 인증은 수동형 RFID 시스템을 이용하여 RFID 태그를 백색지팡이에 부착한 시각장애인이 횡단보도에 접근하면 RFID 리더기가 태그를 인식하여 시각 장애인의 인증을 통하여 횡단보행에 필요한 현재위치, 현재 신호등상태 및 현재 날씨 정보 등을 음성으로 스피커나 블루투스를 통하여 정보를 제공하도록 하였다.
실험은 횡단보도에 고정으로 설치된 수동형 RFID 리더기를 사용하여 태그 인식 영역, 상황정보 전송거리, RFID 태그 총수, 콘텐츠 전송을 RFID 태그가 부착된 시각장애인용 백색지팡이를 시스템에 접촉하여 실험하였다. 900MHz 대역의 수동형 RFID TAG를 사용하여 실험한 결과 RFID 리더기를 통한 최적의 구간은 안테나로부터 거리가 약 150cm , 상황 전송거리는 5m, 인식태그 개수는 5개이었다.
RFID 태그를 신체의 일부에 부착 또는 소지하고 있는 시각장애인이 원하는 목적지를 보다 쉽게 찾아갈 수 있고, 횡단보도나 건널목 등에 설치되어 있는 신호등의 교통신호 제어기와 연계하여 “보행 또는 정지” 등의 신호음 또는 안내방송을 더 실시하여 보다 안전하게 횡단 또는 보행할 수 있도록 지원하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The blind feel inconvenient in life, but the most serious thing of them is movement limitation and information gap by obstacle. Major causes of information gap are age, attainments in scholarship, profession, income, area, sex etc, social and population factors. Limit of physical of, that is access causes information gap hereupon such as. Information gap by limit of access can solve through service that problem that happen to disabled person and old mans mainly uses various information communication product and this. Wish to embody information communication product and service so that plan information system interface that this treatise can secure information access to the blinds specially and solve this movement limitation and information gap by obstacle. Specially, the blinds visual information get can because information for pedestrian, can only just rely on the pedestrian width, street, feel of sole of a foot, sound etc. and is very dangerous at street crossing pedestrian that visual information is supplied to traffic sign light.
Current traffic guidance system offer traffic sign light information uses speaker to everybody that is the blinds with normal person without object certification. So, give stress by noise pollution to normal person. Also, location information offer that the blinds there is difficulty in information listening by vehicles noise and surroundings ambient noise, and is point of direction orientation that is weak part absolutely to the blinds is impossible. Need Crosswalk guidance system research that can offer location, current traffic sign light status, weather information etc. by passive character through speaker or Bluetooth current for convenience and safe pedestrian at street crossing pedestrian to the blinds to object certification.
Object certification that is the blinds uses passivity style RFID system. If sight disabled person who attached RFID TAG to white stick approaches to street crossing, RFID leader recognizes TAG. And it informs necessary in crossing through object certification, position, traffic sign light status and the current weather etc. through speaker or bluetooth.
This experiment used passive RFID TAG installed in street crossing
RFID TAG contacts to system that is white stick attached and experimented TAG cognition area, situation information transmission distance, number of cognition TAG, contents transmission. Distances of section of most suitable through result RFID leader that use 900MHz passive RFID TAG were about 150㎝ from antenna, distance of situation transmission were 5m, cognition TAG numbers were 5.
Can visit more easily the destination that the blinds who is having RFID TAG, and support so that can execute and cross safety guidance broadcasting of "Pedestrian or Stop" because do traffic signal controller and link.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 = 1
• 제2장 시각장애인 보행안내 시스템의 요소기술 = 5
• 1. 시각장애인 보행안내 시스템의 개념 및 제어 = 5
• 2. 센서 정보를 이용한장애물 인식 및 회피 = 8
• 3. 보도블록에 대한 인식 및 검출 = 12
• 4. 주행정보 획득을 통한 시작장애인 유도 = 20
• 5. 보행안내 시스템의 경로 보장을 위한 INS = 21
• 6. 자기 위치 추적 시스템 및 사용자 인터페이스 = 23
• 7. RFID를 통한 시각장애인의 인식과 인증 = 31
• 제3장 시각장애인 보행안내 시스템의 구성 및 설계 = 53
• 1. 시각장애인의 현황 및 특성 = 53
• (1) 시각장애인 정의 = 53
• (2) 시각장애인 현황 = 55
• (3) 시각장애인 특성 = 56
• 2. 교통신호기의 구성 및 특성 = 61
• (1) 교통신호등의 구성 = 61
• (2) 교통신호제어기의 구성 = 68
• 3. RFID 시스템 구동 및 환경 분석 = 77
• (1) RFID 리더 안테나 성능 분석 = 82
• (2) 수동형 RFID 태그 인식률 분석 = 83
• 제4장 시각장애인 보행안내 시스템의 구현 = 89
• 1. 시각장애인 보행안내 시스템 정의 = 89
• 2. 시각장애인 보행안내 시스템 구현 = 92
• (1) 보행안내 시스템 구성 = 92
• (2) 보행안내 시스템 HW의 구현 = 96
• (3) 보행안내 시스템 SW의 구현 = 103
• 제5장 시각장애인 보행안내 시스템의 실험 및 평가 = 107
• 1. 시각장애인 보행안내 시스템의 실험 = 107
• (1) 수동형 RFID 리더 안테나 성능 실험 = 107
• (2) 수동형 RFID 태그 인식률 실험 = 110
• (3) 보행안내 시스템 구현 = 113
• (4) 보행안내 시스템의 개발 환경 = 114
• (5) 보행안내 시스템 구현에 따른 실험 = 120
• 2. 시각장애인 보행안내 시스템의 실험결과 = 128
• 3. 기존 연구 방식 비교 및 검토 = 131
• 4. 시각장애인 보행안내 시스템의 성능평가 = 137
• 제6장 결론 = 141
• 참고문헌 = 143
• 표목차 = 153
• 그림목차 = 154
• Abstract = 157