딥러닝을 이용한 시각장애인 보조 기구
- 허규진
- 인천대학교
- 작품구분일반형
- 공개여부비공개
- 카테고리정보, 전자
- 등록일2016-06-08
- 팀원(공동개발자)
- 출품 경진대회송도산업단지캠퍼스 캡스톤디자인 전시회
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상세설명
1. 수행배경
ㅇ 시각 장애인의 안전을 유도하는 기존 장치들의 한계
- 인간의 감각 중 차지하는 비율이 가장 큰 감각은 시각으로, 시각장애인들이 일상에서 매우 큰 불편을 겪고 있으며, 외부 환경에 대한 인식능력 부족으로 안전에 큰 위협을 받게 된다.
- 시각장애인들을 위한 위험요소 방안에는 대표적으로 보도 블록과 음향신호기 등이 있다. 유도 블록(선형)은 앞으로 나아가도 된다는 뜻이고 점자 블록(원형)은 위험물이 있으니 멈추거나 돌아가라는 뜻을 의미한다. 문제점은 여기서 발생한다. 길에 설치된 유도블록을 참고하면 위험물이 있는데도 불구하고 앞으로 나아가도 된다는 뜻의 유도 블록이 버젓이 설치되어있다.
- 음향신호기가 시각장애인을 위한 장치라면, 안내문구 또한 시각장애인의 언어인 ‘점자’로 표시돼야 할 터이다. 그런데 그림 2)를 보게 되면 음향신호기가 고장이 날 경우 이용 주체인 시각장애인들은 이를 알릴 방법이 없어 보인다. 이유는 음향신호기의 고장 신고 연락처가 점자 표시 없이 전화번호로만 게재된 탓이다.
- 시각 장애인을 위한 기존 장치들이 과연 시각 장애인들에게 효과적인 방안일지 의문이다. 따라서 기존 장치들의 한계들을 해결할 수 있는 또 다른 해결방안이 필요하다.
ㅇ 대한민국의 시각 장애인 현황
- 최근까지 대한민국의 장애인 인구숫자는 약 249만명으로 집계 되고있으며, 그 중 시각 장애인의 숫자는 약 25만명으로 집계되고 있다(국가통계포털 2014년 자료 기준)
대한민국 전체 인구수가 약 5천만명에 육박하고 대한민국의 면적을 고려하면 분명 적지않은 수의 시각 장애인들이 살고 있음을 알 수 있다. 장애인 인구는 앞으로 계속 늘어나거나 유지 될 것이며, 그 인구의 복지를 제공하기 위한 수단은 분명히 필요성이 느껴진다.
2. 수행기간
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수행기간 (1) 학기 |
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| 3월 | 4월 | 5월 | 6월 | |||||
아이디어 확립 및 기술 분석 |
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샘플 코드 작성 및 피드백 |
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코드 최적화 및 결과 분석 |
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시작품 제작 및 테스트 |
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결과보고서 작성 및 제출 |
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3. 개발작품 설명
ㅇ 딥러닝을 이용한 최적화 시스템 구축
- 딥러닝을 이용한 인식을 통해, 얻은 상황 정보를 시각 장애인에게 Espeak TTS를 이용해 효과적으로 전달한다.
- 알림발생은 시각장애인에게 부착된 웨어러블 기기에 햅틱을 발생해 시각 장애인에게 위험을 알리게 된다.
ㅇ 딥러닝 개발 SW caffe를 이용한 인공신경망 생성
- 본 프로젝트에서 요구하는 기술을 효과적으로 사용할 수 있는 SW라이브러리인 Caffe를 시용하였다
- 인공신경망은 google net을 토대로 본 프로젝트에 가장 적합한 네트워크를 구축하여 모델을 생성하였다. 이 모델은 앞에있는 사물에 대해서 90% 이상의 정확성을 보여주고 있다.
ㅇ 실시간 알림 시스템 구축
- 사용자는 카메라가 장착된 라즈베리파이를 몸에 부착한다. 라즈베리 파이에서 실시간 통신 으로 사용자 앞에 상황을 NVIDIA JETSON-TX1 보드로 데이터를 전송한다.
- 본 프로젝트에서 제작된 모델을 NVIDIA JETSON-TX1 보드를 활용해 작동시킨다.
- NVIDIA JETSON-TX1 보드에서 나온 LABEL을 TCP/IP통신을 이용해 라즈베리 파이 보드 로 전송시켜준다.
- 라벨 내용에 따라 위험도를 사용자가 장착한 웨어러블 장비에 햅틱과 TTS로 알려주어 앞의 상황을 알게된다.
4. 활용방안
ㅇ 시각장애인들의 이동 범위 확대
시각장애인들이 낯선 곳에 있거나 다른 보조 인원이 없으면 그들은 가만히 있는 상태에서 누군가의 도움을 급하게 요청하게 될 것이다. 이때에 현 서비스를 적용할 수 있다면 수시로 자신의 앞에 어떤 상황이 벌어지고 있는지 확인이 가능하기 때문에 보호자가 없더라도 이용자에게 자유로운 보행을 제공할 것이다.
ㅇ 미취학 아동 에게 위험감지 알림
아직 어린이들에게는 주변 인지능력과 판단능력이 부족하기 때문에 위험상황을 정확하게 인지 못하는 경우가 존재한다. 이 서비스를 아이들에게도 적용한다면 어린아이들이 주변 위험을 인지하는 데에 좋은 서비스가 될 것 이라 생각한다.
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