시각장애인 보행보조 지팡이 SCaN(Smart Cane Navigation)

외부 환경에서 시각장애인들이 보행하는 데에 어려움이 있다. 이에 흰 지팡이, 점자블록 등 다양한 보조장비나 인프라가 있지만 근본적으로 시각적으로만 알 수 있는 정보에는 제약이 많다. 대표적으로 흰 지팡이를 사용했을 시에는 돌출된 부분이 아닌 경우, 흰 지팡이가 닿을 수 없는 범위의 정보는 받을 수 없다. 예를 들어 연석이 낮은 경우, 흰 지팡이 사용자는 자전거도로, 차도, 인도를 구분하기 어렵다. 이에 우리 팀은 카메라를 활용하여 시각적 정보를 수집하고, 촉각 형태로 시각장애인에게 안전한 보행로 정보를 제공하고자 기기개발에 착수하였다. 우선 위험 요인을 분석 및 설정하였다. 좁은 도로나, 많은 차량이 조밀하게 주차되어있는 환경 등 시각장애인에게 위협이 될 요소들을 조사하였다. 이를 기반으로 시스템 설계를 진행하였다. Arduino ESP32-CAM과 MPU-6050 가속도 센서를 활용하여 영상데이터를 수집 및 보정하고 이 데이터를 flood fill 알고리즘을 응용하여 보행로 상의 안전 지역을 모색하였다. 이 결과를 Servo 모터를 통해 시각장애인들이 엄지손가락으로 방향성을 알 수 있도록 하였다. 외부의 경우 AutoCAD를 이용하여 디자인하고 3D 프린터를 이용해 출력 및 일반 흰지팡이에 연결할 수 있도록 고안했다. 기존 스마트 흰 지팡이 관련 제품의 경우 초음파 또는 근접 센서를 이용한 기기가 많다. 우리 장치는 선행 연구와 달리 돌출되지 않은 바닥의 선 등 흰 지팡이의 근본적 한계를 지적하고 개선하였다는 점에서 차이가 있다. 또한 기존 장비의 경우 음성으로 방향을 알려주는 경우가 많으나 지속적인 정보 제공을 위해 촉각의 형태로 출력하는 부분에서도 타 기기와 차별화된다. 그러나 아직은 큰 배터리로 야기되는 불편과 아직은 완전하지 않은 위험환경 인식에 대한 한계점이 있다. 이 과제를 기반으로 배터리나 회로를 더 축소하여 이용자의 편의성을 높이기 위해 지속해서 문제를 개선해 나갈 예정이다.