Determination of Walking Direction for Guidance of the Blind

시각장애인 보행 안내를 위한 진행 방향 판단 기법

Braille guide block of sidewalk is an essential facility for independent walking of the blind. The blind walks while checking the braile guide blocks with white cane and sense of sole. When they leave the braile area, they face difficulties until they find the braile guide blocks again. In this paper, we propose an algorithm that guides the walking of the blind by determining whether they follows the braille guide blocks safely. For this purpose, the slope of the braille block is selected as a feature and a 3-line detector is introduced. Also the slopes are stabilized using spatial filtering to deal with breaks or junctions of the braille block during the progress and temporal filtering to cope with ego-motion of the blind. Through simulations using a dataset obtained from the real sidewalks and indoors, it can be shown that the proposed algorithm can successfully estimate the walking direction and determine whether the blind is out of the braille guide block area.

보도의 점자블록은 시각장애인의 자율적인 보행을 위해서 필수적인 시설물이다. 시각장애인은 발바닥 감각과 지팡이를 이용하여 점자블록을 확인하면서 보행하는데, 점자블록에서 이탈하는 경우에는 다시 점자블록을 만날 때까지 어려움을 겪게 된다. 본 논문에서는 보행자가 착용한 웨어러블 영상 센서를 이용하여 점자블록을 따라서 보행하는지를 판단함으로써 시각장애인의 보행을 유도하는 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 점자블록의 기울기를 특징으로 선정하였으며, 3-line detector 구조를 도입하여 프레임마다 점자블록의 좌우 기울기와 전방 연속성을 판단한다. 진행 도중에 점자블록이 끊어지거나 분기되는 상황에 대응하기 위한 공간 필터링과 시각장애인의 보행 도중에 발생하는 상하좌우의 움직임에 대응하기 위한 시간 필터링을 사용하여 기울기를 안정한다. 실제 도로 및 실내에서 획득한 영상을 사용한 모의 실험을 수행하였으며 제안 알고리즘을 통해 보행자의 진행 방향 및 이탈 정도에 대한 판단이 가능함을 확인하였다.