시각장애인 보행 편의를 위한 실내외 3D 공간정보 기반 촉지도 시범제작 및 비교 연구
Pilot Production and Comparative Evaluation of Indoor and Outdoor Tactile Maps Based on 3D Spatial Information for Enhancing Mobility Convenience for Visually Impaired People
Independent spatial cognition and safe navigation remain challenging for individuals with visual impairments, especially in educational settings. Although tactile maps are widely used as assistive tools, conventional two-dimensional formats often have limited capacity to convey spatial information intuitively. This study aimed to develop pilot three-dimensional tactile maps for indoor and outdoor facilities and to evaluate their usability in improving spatial understanding and walking convenience for visually impaired users. Two educational institutions, Chungju Seongmo School and Cheongju School for the Blind, were selected, and six frequently used locations were identified. Spatial data were collected using drone photogrammetry, terrestrial laser scanning, a mobile 3D scanner, and 2D CAD drawings. After CAD-based generalization and simplification, the maps were produced using FDM and resin-based 3D printing. Usability was assessed through one-to-one interviews with 21 participants, including 5 experts and 16 students. The results showed that 3D tactile maps outperformed 2D tactile maps in information delivery and tactile readability. Differences associated with printing materials and levels of simplification were also observed, indicating that these factors significantly affect usability. The findings demonstrate the value of customized 3D tactile maps in supporting spatial comprehension and mobility for visually impaired users. This study provides practical guidelines for producing tactile maps applicable to educational and public facilities.
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본 연구는 시각장애인의 독립적인 공간 인지와 보행 편의를 향상하기 위해 실내·외 시설의 특성에 따른 3D 촉지도를 시범 제작하고, 그 사용성을 비교·평가하는 것을 목적으로 한다. 연구 대상은 충주성모학교와 청주맹학교 등 2개 교육시설이며, 시각장애 학생들이 자주 이용하는 6개 장소를 실내와 실외로 구분하여 선정하였다. 데이터 수집 단계에서는 대상지의 특성에 따라 드론 항공사진 측량, 지상 광대역 레이저 스캐닝, 모바일 기반 3D 스캐너, 2D CAD 설계도면을 적용하였다. 수집한 3차원 공간정보는 CAD 기반의 일반화 및 간소화 과정을 거친 후 필라멘트(FDM)와 레진 기반 3D 프린터로 출력하였다. 제작한 6종의 촉지도에 대해서는 전문가 5명과 학생 16명, 총 21명을 대상으로 일대일 인터뷰 방식의 사용성 평가를 실시하였다. 그 결과, 정보 전달력과 촉각적 가독성 측면에서 3D 촉지도가 2D 촉지도보다 우수하다는 평가가 확인되었으며, 소재와 간략화 수준에 따른 차이도 확인되었다. 본 연구는 향후 교육시설 및 공공 다중이용시설에 적용할 수 있는 맞춤형 3D 촉지도 제작의 구체적인 지침을 제시한다.
목차
요약 Abstract 1. 서론 1.1 연구 배경 및 목적 1.2 연구 범위 및 절차 2. 이론적 배경 및 선행연구 2.1 촉지도의 정의와 발전 2.2 제작 사례와 제작 방법 2.3 3D 촉지도 연구 동향과 한계 2.4 3D 공간정보 수집 기술 2.5 3D 프린팅 방식의 비교 3. 3D 공간정보 수집 및 촉지도 시범 제작 3.1 실외 대상지: 건물 A 및 건물 B 3.2 실내 대상지: 구내식당 및 강당 3.3 실내 대상지: 실내 1~4층 및 실습실 4. 사용성 평가 및 결과 분석 4.1 평가 개요 4.2 사용성 평가 4.3 대상지별 평가 결과 및 개선 내용 4.4 종합 비교 분석 5. 결론 및 제언 REFERENCES