시각장애인은 비장애인과 비교해 보행 시 위치와 방향을 인지하는 것이 불리하다. 따라서 공간정보를 직관적으로 전달할 수 있는 장치가 필요하다.‘시각장애인 보행 보조 항법장치’는 두 가지의 모드로 사용자에게 공간 정보를 전달한다. 첫 번째 모드(Location Service) 에서는 사용자가 보행 중 원점을 설정한 후, 이동하면서 설정한 원점을 기준으로 한 극좌표의 단위 길이와 각도를 지날 때마다 변위 정보를 전달한다. 또한 두 번째 모드(Orientation Service)에서는 나침반과 비슷하게 자북을 기준으로 사용자가 향하는 각도를 전달한다. 두 모드는 사용자에게 tts음성으로 정보를 전달하고, 이 음성이 보행 중 주변 소리를 차단하지 않도록 골전도 헤드폰 사용을 제안한다.
변위와 방향 정보는 신발에 부착하는 아두이노의 가속도 센서, 스마트폰의 IMU(Inertial Measurement Unit)로부터 수집된 데이터를 이용하여 추정한다. 사용자의 허리에 부착하는 스마트폰에서 지구 ENU(East North Up)좌표계에 대한 사용자 좌표계의 orientation을 얻고, 아두이노 가속도 센서로는 사용자가 내딛는 걸음을 탐지하며 한 걸음의 길이(step length)를 계산한다. 보행할때와 같이 가속도의 노이즈가 큰 상황에서는 가속도를 적분하여 변위를 구하는 INS(Inertial Navigation System)방식은 큰 오차를 가지기 때문에, 보다 안정적인 PDR(Pedestrian Dead Reckoning)방식으로 보행자의 위치를 추정한다.
본 제품의 가장 차별화되는 특징은, 기준점으로부터 거리, 각도 격자 선을 통과할 때마다 사용자가 알 수 있게 하여 지도를 보지 않고도 사용자가 가상의 극좌표계를 인식할 수 있도록 했다는 것이다. 또한 극좌표의 각도는 지구 ENU좌표계를 기준으로하여 원점 기준의 상대운동을 시각장애인 보행자가 직관적으로 인식할 수 있다.