요약
본 발명은 전동 휠체어의 조작 문제를 해결하기 위해 조이스틱 입력에 따라 자동으로 경로를 생성하고 장애물을 회피하는 시스템을 제안합니다. 거리 측정 센서와 카메라로 환경을 인식하고 실시간으로 비용맵을 생성하여 안전한 주행을 가능하게 합니다. GPS와 영상 정보를 활용한 자동 경로 생성 및 수정 기능으로 사용자의 편의성과 안전성을 크게 향상시킵니다. 이 기술은 의료 시설뿐만 아니라 스마트 시티 프로젝트에도 적용 가능하여, 교통 약자들의 이동성을 개선하고 삶의 질을 높이는 데 기여할 것으로 기대됩니다.
기본 정보
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특허명: 장애물 충돌방지 기능이 결합된 휠체어 조이스틱 입력 기반 전동 휠체어
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발명자: 강창묵 교수
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출원번호: 10-2021-0192577
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등록번호: 10-2592732
상세 정보
발명의 배경과 필요성
기술의 배경과 문제점
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현대의 전동 휠체어는 신체가 불편한 사용자들이 보다 쉽게 이동할 수 있도록 다양한 기능을 제공함. 이러한 전동 휠체어는 조이스틱 컨트롤러를 사용하여 방향을 제어하는 방식임.
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그러나, 종래의 전동 휠체어는 조이스틱을 지속적으로 수동으로 조작해야 하므로 사용자의 피로도가 높고, 장시간 사용 시 인체에 무리가 갈 수 있음.
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전동 휠체어를 조작하는데 있어 실수로 인한 위급 상황 발생 시, 이를 제어할 수단이 부족하다는 문제점도 있음. 이는 사용자가 정확한 조작을 하지 못할 경우 심각한 안전 문제를 일으킬 수 있음.
기술의 필요성
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이러한 문제를 해결하기 위해, 조이스틱 입력 세기와 손잡이 방향에 비례하여 광역 경로의 웨이포인트를 자동 생성하는 장애물 충돌방지 기능이 필요함. 이를 통해 사용자가 손쉽게 목적지까지 이동할 수 있으며, 조작 실수로 인한 사고를 예방할 수 있음.
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안전성을 높이기 위한 더욱 발전된 기술이 필요하며, 특히 장애물 회피 기능이 결합된 스마트한 주행 시스템이 필요함. 이는 전반적인 피로도 감소와 더불어 사용자 경험을 향상시킬 수 있음.
구현방법
기술의 원리
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본 발명은 거리 측정 센서와 카메라를 이용해 외부 환경을 인식하고, 실시간으로 장애물을 감지하는 시스템을 포함함. 주행 경로 상의 모든 장애물을 비용으로 변환하여 이를 지도 데이터에 저장함.
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조이스틱 입력 세기와 방향 정보를 기반으로 하여, 사용자가 출발지부터 목적지까지의 경로를 자동으로 생성함. 이 경로는 자동 생성된 웨이포인트로 이루어짐.
구체적인 구현 방법
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사용자가 조이스틱을 조작하면, 각도 센서가 방향을 감지하고 가변 저항이 입력 강도를 측정하여 전압 값을 출력함.
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초음파 센서, 라이다 센서 등 다양한 거리 측정 센서를 이용해 주변 환경을 지속적으로 모니터링함. 이 데이터를 바탕으로 비용맵을 생성하여 장애물과 주행 경로를 실시간으로 판단함.
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GPS 모듈을 통해 현재 위치를 파악하고, 실시간으로 경로를 조정하며, 주행 제어부가 속도와 방향을 제어함.
기술의 장점
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사용자가 지속적으로 조이스틱을 조작할 필요가 없으므로, 피로도를 크게 감소시킬 수 있음.
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위급 상황 발생 시 자동 제동 및 주행 중지 기능을 통해 안전을 보장함. 이는 사용자가 더 안전하게 전동 휠체어를 이용할 수 있게 함.
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GPS 및 영상 정보 기반의 자동 경로 생성 및 수정 기능으로, 사용자가 더욱 간편하고 안전하게 목표 지점에 도달할 수 있음.
발명의 활용 방안
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전동 휠체어는 노약자뿐만 아니라, 팔에 장애가 있는 사람들이 사용할 수 있음. 사용자의 안전과 편의성을 극대화할 수 있는 기능이 강화된 휠체어임.
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병원, 요양원 등 의료 서비스 시설에서의 활용이 유망함. 또한, 개인 사용자들이 쉽게 설치할 수 있도록 설계되어 있음.
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향후 스마트 시티 프로젝트에서도 이러한 기술을 통합하여 다양한 도시 기반 시설에 적용할 수 있음. 교통 약자들의 이동 편의성을 높이는 데 크게 기여할 수 있음.
기대효과
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본 발명은 사용자 피로도를 감소시키고, 안전성을 대폭 향상시킬 수 있음. 이는 사용자의 삶의 질을 높이는 데 기여할 수 있음.
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장애물 회피 기능을 통해 전동 휠체어의 사용 편의성과 안전성을 강화하며, 이는 시장에서의 경쟁력을 높일 수 있음.
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기술의 적용 범위가 넓어짐에 따라 다양한 산업 분야에서 활용 가능성이 증가함. 이는 경제적 효과와 사회적 가치를 동시에 제공할 수 있음.
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