KR20180096078A

KR20180096078A - 모듈형 가정용 로봇

Info

Publication number: KR20180096078A
Application number: KR1020170022292A
Authority: KR
Inventors: 한은혜; 신윤호; 맹승우; 이상혁
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2017-02-20
Publication date: 2018-08-29
Also published as: US11465274B2; US20200298394A1; CN109195752A; CN109195752B; EP3584043B1; EP3584043A4; EP3584043A1; WO2018151368A1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 모듈형 가정용 로봇은, 장치 모듈과 결합하는 장치 모듈 결합부, 사용자 입력을 수신하는 입력부, 음성 및 이미지를 출력하는 출력부, 사용자를 감지하는 센싱부 및 트리거(trigger) 신호를 감지하고, 상기 감지된 트리거 신호에 따라 상기 장치 모듈 또는 상기 출력부를 활성화 시키고, 상기 감지된 트리거 신호에 맵핑된 동작을 수행하도록 제어하는 상기 모듈형 가정용 로봇을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 트리거 신호는 사용자 근접 신호, 사용자 음성 신호, 사용자 이동 신호, 특정 시각 감지 신호 및 환경 변화 감지 신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모듈형 가정용 로봇{MODULE TYPE HOME ROBOT}

본 발명은 모듈(Module) 타입의 가정용 로봇 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.

최근 가정자동화(HA; Home Automation)를 위해 다양한 로봇이 개발되고 있다. 가정자동화는 가정 내에서 발생할 수 있는 다양한 사건에 대해 이를 처리하는 로봇 등의 자동화 시스템을 이용하여 처리하는 것이다. 예를 들어, 가정의 보안과 안전을 위해 가정 내의 순찰 및 방범을 위해 자동화 시스템을 사용할 수 있다. 이와 같은 가정의 자동화 시스템은 일종의 로봇을 사용하여 가정 내에서 주기적으로 순찰 및 방범 활동을 할 수 있다. 로봇이 가정 내에서 순찰 및 방범 활동을 수행하여 가정 내에 침입자 발생과 같은 특정 이벤트가 발생하였을 경우, 침입자 신고와 같은 적당한 대응책을 수행할 수 있다.

이와 같은 가정자동화는 다양한 로봇을 활용하여 가정 내에서 발생할 수 있는 업무를 사용자를 대신하여 자동화 시스템이 수행하는 것이다. 이러한 자동화 시스템은 통상적으로 가정용 서비스 로봇을 사용하여 서비스를 제공하게 된다.

위의 예시와 같은 경우처럼 가정자동화는 특정 서비스를 수행하는 로봇을 이용하여 서비스를 제공하는 것이다.

다만, 최근까지 개발된 가정용 로봇은 특정 기능을 수행하도록 임베디드된 상태로 양산이 되는 것이 대부분이며, 이에 사용자들은 다양한 기능을 구현하기 위해서는 여러 가정용 로봇을 구비해야 하는 불편함이 있다.

나아가, 일정 크기 이상의 로봇인 경우에는 사용자가 원하는 환경으로 쉽게 이동시키지 못하고, 항상 가정 내 일정한 공간 영역 내에서만 움직여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 과제는, 하나의 제품을 구매하여도 손 쉽게 사용자가 원하는 기능의 가정용 로봇을 소비자들에게 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 과제는, 사용자가 별도의 입력 없이도 자동으로 활성화되고 사용자와 인터랙션을 수행하는 가정용 로봇을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 과제는, 집안 내에 사용자가 없는 환경에서도 필요한 기능을 스스로 구현하는 가정용 로봇을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 모듈형 가정용 로봇은, 메인 바디와 장치 모듈로 분리가 가능하고, 장치 모듈이 교체가 가능하며, 여러가지 기능마다 서로 다른 장치 모듈을 교체하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 의한 모듈형 가정용 로봇은, 근접 센서 또는 음성 인식 센서를 통해 주변 사용자를 실시간으로 감지할 수 있고, 트리거 신호에 따라 자동으로 복수 기능이 활성화될 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 의한 모듈형 가정용 로봇은, 사용자 부재 환경을 스스로 감지하여, 카메라 모듈 등 특정 장치 모듈의 일부 기능을 보안용으로 사용할 수 있다.

본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명의 다양한 실시 예들 중 일 실시 예에 따르면, 메인 바디와 장치 모듈로 분리가 가능하고, 장치 모듈이 교체가 가능하며, 여러가지 기능마다 서로 다른 장치 모듈을 교체하여 사용할 수 있으므로, 하나의 제품을 구매하여도 손 쉽게 사용자가 원하는 기능의 가정용 로봇을 소비자들에게 제공하는 효과가 있다.

본 발명의 다양한 실시 예들 중 다른 실시 예에 따르면, 모듈형 가정용 로봇은, 근접 센서 또는 음성 인식 센서를 통해 주변 사용자를 실시간으로 감지할 수 있고, 트리거 신호에 따라 자동으로 복수 기능이 활성화되므로, 사용자가 별도의 입력 없이도 자동으로 활성화되고 사용자와 인터랙션을 수행하는 기능이 있다.

본 발명의 다양한 실시예들 중 또 다른 실시예에 따르면, 사용자 부재 환경을 스스로 감지하여, 현재 장착된 장치 모듈의 일부 기능을 보안용으로 사용할 수 있기 때문에, 집안 내에 사용자가 없는 환경에서도 필요한 기능을 스스로 구현하는 기술적 효과가 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 외관을 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 본 발명과 관련된 메인 바디를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈의 이동을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 사용자를 인지하여 반응하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 사용자 입력에 따라 외부 기기를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 모듈형 가정용 로봇이 시간별 반복 동작을 수행하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 먼지 센서를 이용하여 사용자와 인터랙션하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 외부 기기 및 사용자와 동시에 인터랙션 하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇 중 장치 모듈만 별도로 작동하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈이 카메라 모듈인 경우 예시를 설명하기 위한 도면들이다.
도 20 내지 도 21은 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈이 프로젝터 모듈인 경우 예시를 설명하기 위한 도면들이다.
도 22 내지 도 23은 본 발명의 모듈형 가정용 로봇의 부가적인 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 구비할 수 있는 차량에 대하여 살펴본 후, 본 발명의 각 실시예에 따른 디스플레이 장치를 차례대로 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 외관을 설명하기 위한 도면이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇(100, 200)은 메인 바디(100)와 장치 모듈(200)을 포함할 수 있다.

모듈형 가정용 로봇의 메인 바디(100)는 LED, 마이크, 스피커, 인체감지 센서 등 다양한 센싱 유닛과 입출력 유닛을 포함하고 있다. 메인 바디(100)의 구성에 대해서는 도 1b에서 이하 자세히 설명하도록 하겠다.

모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈(200)은 LED 모듈(202), 카메라 모듈(204) 및 프로젝터 모듈(206) 등 다양한 기능을 갖는 장치 모듈을 포함할 수 있다. 도 1a에서 설명하는 장치 모듈(202, 204, 206)은 일 예시에 불과하며, 가정 내에서 사용가능한 모든 장치가 모듈형으로 제작되어 본 모듈형 가정용 로봇에 사용될 수 있음은 자명하다.

도 1b는 본 발명과 관련된 메인 바디를 설명하기 위한 블록도이다.

상기 메인 바디(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1b에 도시된 구성요소들은 메인 바디를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 메인 바디는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 메인 바디(100)와 장치 모듈 사이, 메인 바디(100)와 다른 메인 바디(100) 사이, 또는 메인 바디(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 메인 바디(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 메인 바디 내 정보, 메인 바디를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱 하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 메인 바디는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱 되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 메인 바디(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 메인 바디(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(160)는 메인 바디(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 메인 바디(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 메인 바디(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 메인 바디(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 메인 바디(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 메인 바디(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 메인 바디(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 메인 바디(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 메인 바디의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 메인 바디(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1b와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 메인 바디(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 메인 바디(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 메인 바디의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 메인 바디의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 메인 바디 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 메인 바디(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 메인 바디(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 메인 바디(100)와 무선 통신 시스템 사이, 메인 바디(100)와 다른 메인 바디(100) 사이, 또는 메인 바디(100)와 다른 메인 바디(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은, 메인 바디(100) 주변에, 상기 메인 바디(100)와 통신 가능한 모바일 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 모바일 디바이스가 본 발명에 따른 메인 바디(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 메인 바디(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 모바일 디바이스로 송신할 수 있다. 따라서, 모바일 디바이스의 사용자는, 메인 바디(100)에서 처리되는 데이터를, 모바일 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 메인 바디(100)에 전화가 수신된 경우, 모바일 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 메인 바디(100)에 메시지가 수신된 경우, 모바일 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

위치정보 모듈(115)은 메인 바디의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 메인 바디는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 메인 바디의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 메인 바디는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 메인 바디의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 메인 바디의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 메인 바디의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 메인 바디의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 메인 바디(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 메인 바디(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 메인 바디(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.

마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 메인 바디(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 메인 바디(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 메인 바디(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

다음, 장치 모듈 결합부(130)는 메인 바디(100)의 상부면에 위치하고, 카메라 모듈, 프로젝터 모듈 등 다양한 장치 모듈과 결합될 수 있다.

장치 모듈 결합부(130)는 무선 충전 단자(미도시)를 포함할 수 있고, 장치 모듈 결합부(130)에 접촉되는 장치 모듈들은 메인 바디(100)의 공급 전원을 통해 무선 충전이 가능하다.

또한, 장치 모듈 결합부(130) 및 장치 모듈들은 자성을 갖는 소재로 제작될 수 있고, 메인 바디(100)는 자성을 조절하여 장치 모듈을 장치 모듈 결합부(130)로부터 일정 높이 위로 띄울 수 있다.

장치 모듈 결합부(130)의 자성을 이용한 실시예에 대해서는 아래 도면들에서 더욱 자세히 설명하도록 하겠다.

한편, 센싱부(140)는 메인 바디 내 정보, 메인 바디를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱 하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 메인 바디(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 메인 바디(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 메인 바디의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.

근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 메인 바디(100)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 송신한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.

한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 메인 바디(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.

한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.

카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝 하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔 한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

디스플레이부(151)는 메인 바디(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 메인 바디(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Input), GUI(Graphic User Input) 정보를 표시할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.

상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.

음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 메인 바디(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 메인 바디(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

광출력부(154)는 메인 바디(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 메인 바디(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.

광출력부(154)가 출력하는 신호는 메인 바디(100)가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 메인 바디가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.

인터페이스부(160)는 메인 바디(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 송신 받거나, 전원을 공급받아 메인 바디(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 메인 바디(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 송신되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.

한편, 식별 모듈은 메인 바디(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 인터페이스부(160)는 메인 바디(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 메인 바디(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 메인 바디(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 메인 바디(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.

메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 메인 바디(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 메인 바디(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 메인 바디의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 메인 바디(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.

다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 송신장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.

한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 메인 바디(100)를 통해 실시 가능한 통신 시스템에 대하여 살펴본다.

먼저, 통신 시스템은, 서로 다른 무선 인터페이스 및/또는 물리 계층을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템에 의해 이용 가능한 무선 인터페이스에는, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, TDMA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 범용 이동통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications Systems, UMTS)(특히, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)), 이동통신 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 등이 포함될 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위하여, CDMA에 한정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은, CDMA 무선 통신 시스템뿐만 아니라 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 무선 통신 시스템을 포함한 모든 통신 시스템 적용될 수 있음은 자명하다.

CDMA 무선 통신 시스템은, 적어도 하나의 단말기(100), 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS (Node B 혹은 Evolved Node B로 명칭 될 수도 있다.)), 적어도 하나의 기지국 제어부(Base Station Controllers, BSCs), 이동 스위칭 센터(Mobile Switching Center, MSC)를 포함할 수 있다. MSC는, 일반 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN) 및 BSCs와 연결되도록 구성된다. BSCs는, 백홀 라인(backhaul line)을 통하여, BS와 짝을 이루어 연결될 수 있다. 백홀 라인은, E1/T1, ATM, IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL 또는 xDSL 중 적어도 하나에 따라서 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 BSCs가 CDMA 무선 통신 시스템에 포함될 수 있다.

복수의 BS 각각은 적어도 하나의 섹터를 포함할 수 있고, 각각의 섹터는, 전방향성 안테나 또는 BS로부터 방사상의 특정 방향을 가리키는 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 섹터는, 다양한 형태의 안테나를 두 개 이상 포함할 수도 있다. 각각의 BS는, 복수의 주파수 할당을 지원하도록 구성될 수 있고, 복수의 주파수 할당은 각각 특정 스펙트럼(예를 들어, 1.25MHz, 5MHz 등)을 가질 수 있다.

섹터와 주파수 할당의 교차는, CDMA 채널이라고 불릴 수 있다. BS는, 기지국 송수신 하부 시스템(Base Station Transceiver Subsystem, BTSs)이라고 불릴 수 있다. 이러한 경우, 하나의 BSC 및 적어도 하나의 BS를 합하여 "기지국"이라고 칭할 수 있다. 기지국은, 또한 "셀 사이트"을 나타낼 수도 있다. 또는, 특정 BS에 대한 복수의 섹터들 각각은, 복수의 셀 사이트로 불릴 수도 있다.

뿐만 아니라, CDMA 무선 통신 시스템에는 메인 바디(100)의 위치를 확인하기 위한, 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS)이 연계될 수 있다. 상기 위성은, 메인 바디(100)의 위치를 파악하는 것을 돕는다. 유용한 위치 정보는, 두 개 이하 또는 이상의 위성들에 의해 획득될 수도 있다. 여기에서는, GPS 추적 기술뿐만 아니라 위치를 추적할 수 있는 모든 기술들을 이용하여 메인 바디(100)의 위치가 추적될 수 있다. 또한, GPS 위성 중 적어도 하나는, 선택적으로 또는 추가로 위성 DMB 송신을 담당할 수도 있다.

메인 바디에 구비된 위치정보 모듈(115)은 메인 바디의 위치를 탐지, 연산 또는 식별하기 위한 것으로, 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈 및 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈을 포함할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 메인 바디의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다.

상기 GPS모듈(115)은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또 다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈(115)은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다. 다만, 실내와 같이 위성 신호의 음영 지대에서는 GPS 모듈을 이용하여 정확히 메인 바디의 위치를 측정하는 것이 어렵다. 이에 따라, GPS 방식의 측위를 보상하기 위해, WPS (WiFi Positioning System)이 활용될 수 있다.

와이파이 위치추적 시스템(WPS: WiFi Positioning System)은 메인 바디(100)에 구비된 WiFi모듈 및 상기 WiFi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)를 이용하여, 메인 바디(100)의 위치를 추적하는 기술로서, WiFi를 이용한 WLAN(Wireless Local Area Network)기반의 위치 측위 기술을 의미한다.

와이파이 위치추적 시스템은 와이파이 위치측위 서버, 메인 바디(100), 상기 메인 바디(100)와 접속된 무선 AP, 임의의 무선 AP정보가 저장된 데이터 베이스를 포함할 수 있다.

무선 AP와 접속 중인 메인 바디(100)는 와이파이 위치 측위 서버로 위치정보 요청 메시지를 송신할 수 있다.

와이파이 위치 측위 서버는 메인 바디(100)의 위치정보 요청 메시지(또는 신호)에 근거하여, 메인 바디(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 추출한다. 상기 메인 바디(100)와 접속된 무선 AP의 정보는 메인 바디(100)를 통해 상기 와이파이 위치 측위 서버로 송신되거나, 무선 AP에서 와이파이 위치 측위 서버로 송신될 수 있다.

상기 메인 바디(100)의 위치정보 요청 메시지에 근거하여, 추출되는 무선 AP의 정보는 MAC Address, SSID(Service Set IDentification), RSSI(Received Signal Strength Indicator), RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), 채널정보, Privacy, Network Type, 신호세기(Signal Strength) 및 노이즈 세기(Noise Strength)중 적어도 하나일 수 있다.

와이파이 위치측위 서버는 위와 같이, 메인 바디(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 수신하여, 미리 구축된 데이터베이스로부터 메인 바디가 접속 중인 무선 AP와 대응되는 무선 AP 정보를 추출할 수 있다. 이때, 상기 데이터 베이스에 저장되는 임의의 무선 AP 들의 정보는 MAC Address, SSID, 채널정보, Privacy, Network Type, 무선 AP의 위경도 좌표, 무선 AP가 위치한 건물명, 층수, 실내 상세 위치정보(GPS 좌표 이용가능), AP소유자의 주소, 전화번호 등의 정보일 수 있다. 이때, 측위 과정에서 이동형 AP나 불법 MAC 주소를 이용하여 제공되는 무선 AP를 측위 과정에서 제거하기 위해, 와이파이 위치측위 서버는 RSSI 가 높은 순서대로 소정 개수의 무선 AP 정보만을 추출할 수도 있다.

이후, 와이파이 위치측위 서버는 데이터 베이스로부터 추출된 적어도 하나의 무선 AP 정보를 이용하여 메인 바디(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)할 수 있다. 포함된 정보와 상기 수신된 무선 AP 정보를 비교하여, 상기 메인 바디(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)한다.

메인 바디(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로, Cell-ID 방식, 핑거 프린트 방식, 삼각 측량 방식 및 랜드마크 방식 등이 활용될 수 있다.

Cell-ID 방식은 메인 바디가 수집한 주변의 무선 AP 정보 중 신호 세기가 가장 강한 무선 AP의 위치를 메인 바디의 위치로 결정하는 방법이다. 구현이 단순하고 별도의 비용이 들지 않으며 위치 정보를 신속히 얻을 수 있다는 장점이 있지만 무선 AP의 설치 밀도가 낮으면 측위 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다.

핑거프린트 방식은 서비스 지역에서 참조위치를 선정하여 신호 세기 정보를 수집하고, 수집한 정보를 바탕으로 메인 바디에서 송신하는 신호 세기 정보를 통해 위치를 추정하는 방법이다. 핑거프린트 방식을 이용하기 위해서는, 사전에 미리 전파 특성을 데이터베이스화 할 필요가 있다.

삼각 측량 방식은 적어도 세 개의 무선 AP의 좌표와 메인 바디 사이의 거리를 기초로 메인 바디의 위치를 연산하는 방법이다. 메인 바디와 무선 AP사이의 거리를 측정하기 위해, 신호 세기를 거리 정보로 변환하거나, 무선 신호가 전달되는 시간(Time of Arrival, ToA), 신호가 전달되는 시간 차이(Time Difference of Arrival, TDoA), 신호가 전달되는 각도(Angle of Arrival, AoA) 등을 이용할 수 있다.

랜드마크 방식은 위치를 알고 있는 랜드마크 발신기를 이용하여 메인 바디의 위치를 측정하는 방법이다.

열거된 방법 이외에도 다양한 알고리즘이 메인 바디의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.

이렇게 추출된 메인 바디(100)의 위치정보는 상기 와이파이 위치측위 서버를 통해 메인 바디(100)로 송신됨으로써, 메인 바디(100)는 위치정보를 획득할 수 있다.

메인 바디(100)는 적어도 하나의 무선 AP 에 접속됨으로써, 위치 정보를 획득할 수 있다. 이때, 메인 바디(100)의 위치 정보를 획득하기 위해 요구되는 무선 AP의 개수는 메인 바디(100)가 위치한 무선 통신환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈의 이동을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈(200)은 메인 바디(100)와 분리가 가능하고, 서로 무선 통신을 수행할 수 있다.

즉, 사용자는 모듈형 가정용 로봇 중 장치 모듈(200)만 따로 분리하여 가정 내에 원하는 곳에 위치시킬 수 있다.

또한, 장치 모듈(200)은 외부가 네오디움, 사마륨코발트, 페라이트, 알리코 등 다양한 자석 소재로 제작될 수 있다.

따라서, 사용자는 자력을 발생할 수 있는 모든 곳에 장치 모듈(200)을 위치시켜 원하는 기능을 구동시킬 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 사용자를 인지하여 반응하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇은 근접 센서를 이용하여 기 정해진 거리 내의 사용자(300)를 감지할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 사용자(300)가 일정 거리 이상 떨어져 있는 경우 모듈형 가정용 로봇은 비활성화 될 수 있다. 즉, 사용자(300)가 일정 거리 이상 떨어져 있는 경우에는 로봇을 비활성화시켜 전력 소모를 최소화할 수 있다.

반면 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자(300)가 일정 거리 이내에서 감지되는 경우, 메인 바디(100)와 장치 모듈(200)이 활성화될 수 있다.

또한, 메인 바디(100)는 자력을 이용하여 장치 모듈(200)을 일정 거리 높이로 띄울 수 있다.

그리고, 메인 바디(100)는 장치 모듈(200)이 일정 거리 높이에 위치하는 동안, 사용자에게 인사하는 메시지를 스피커를 통해 출력할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 장치 모듈(200)이 일정 거리 높이에 위치하는 상황에서, 사용자(300)가 도 4의 거리보다 더욱 가까이 다가오는 경우에, 메인 바디(100)는 자성을 변화시켜 장치 모듈(200)의 LED부(205)가 사용자(300)를 향하도록 제어할 수 있다.

따라서, 도 3 내지 도 5와 같이 제어함으로써, 사용자는 추가적인 활성화 동작 없이도 모듈형 가정용 로봇과 인터랙션을 할 수 있는 기술적 효과가 있다.

도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 사용자 입력에 따라 외부 기기를 제어하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 메인 바디(100)는 기 정해진 시간이 되면 자동으로 음성인식 기능이 활성화될 수 있다.

이 경우, 메인 바디(100)는 사용자의 입력 없이 기 입력된 음성 메시지를 스피커를 통해 출력할 수 있다.

예를 들어, 메인 바디(100)는 아침 7시에 항상 커피 주문과 관련된 음성 메시지를 스피커를 통해 출력할 수 있다.

이 때, 일정 시간 내에 사용자(300)는 커피 주문에 대한 응답 메시지를 메인 바디(100)의 마이크를 통해 입력할 수 있다.

도 6에서는 사용자(300)가 커피를 주문하는 메시지를 음성 인식 입력한 것으로 가정한다.

사용자(300)로부터 커피 주문에 대한 음성 인식 메시지를 받은 메인 바디(100)는 무선 연결된 커피 머신(600)에게 커피 한잔을 추출하도록 명령하는 메시지를 전송할 수 있다.

그리고, 메인 바디(100)는 장치 모듈(200) 상에 커피잔 이미지를 표시하도록 제어할 수 있다.

도 6 내지 도 7에서는 외부 장치로서 커피 머신을 일 예로 설명하나, 커피 머신 이외에 가정 내에 위치하는 모든 기기들에게도 공통적인 애플리케이션(Application)이 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 모듈형 가정용 로봇이 시간별 반복 동작을 수행하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇은 사용자 설정에 따라 일정 시간 또는 일정 기간 마다 반복 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이, 매일 아침 7시 20분(일정 시간, 800)마다 메인 바디(100)는 외부 서버로부터 날씨 정보를 수신할 수 있다.

날씨 정보를 수신한 메인 바디(100)는 해당 날씨 정보를 스피커를 통해 음성으로 출력할 수 있다.

또한, 메인 바디(100)는 날씨 정보를 음성으로 출력하는 경우 장치 모듈(200)에 날씨 이미지를 표시하도록 제어할 수 있다.

또한, 메인 바디(100)는 날씨 정보를 수신하면 정해진 사용자의 모바일 기기(305)로 해당 날씨 정보를 전송할 수 있다.

메인 바디(100)로부터 날씨 정보를 수신한 사용자의 모바일 기기(305)는 해당 날씨 정보를 스크린에 표시할 수 있다.

도 8에서는 일정한 반복 동작의 일 예시로 날씨 정보 출력을 설명하나, 그 외에 다양한 동작이 가능한 것 역시 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 먼지 센서를 이용하여 사용자와 인터랙션하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 메인 바디(100)는 먼지 센서를 통해 먼지 농도를 감지한 후, 사용자(300)와 먼지 제거에 대한 인터랙션을 진행할 수 있다.

우선 가정 내 위치는 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈(200)은 가스 센서 또는 먼지 센서 등을 포함할 수 있다. 도 9 내지 도 11에서는 장치 모듈(200)이 먼지 센서 모듈인 것으로 가정한다.

장치 모듈(200)은 실시간으로 먼지 농도를 검출할 수 있고, 검출된 먼지 농도를 표시할 수 있다.

또한, 메인 바디(100)는 장치 모듈(200)로부터 실시간으로 먼지 농도 정보를 수신할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 메인 바디(100)는 수신된 먼지 농도 정보에 기초하여, 기 정해진 시간 동안 먼지 농도가 급증하는 것으로 판단하면, 창문 개폐 장치(1000)와 데이터 통신을 수행하여 창문을 닫도록 제어할 수 있다.

또한 도 11에 도시된 바와 같이, 메인 바디(100)는 사용자(300)와 먼지 제거에 대한 인터랙션을 수행할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 메인 바디(100)는 먼지 농도가 일정 농도 이상이 되면 기 정해진 거리 내에 위치한 사용자(300)에게 먼지 농도 증가에 대한 메시지를 전송하고(S1110), 창문을 닫을 것을 권유하는 메시지를 전송할 수 있다(S1120).

사용자(300)는 음성 인식 기능을 이용하여 창문을 닫도록 명령하는 메시지를 입력할 수 있다(S1130).

사용자 메시지를 수신한 메인 바디(100)는 메시지 수신 확인에 대한 음성을 출력하고(S1140), 창문을 닫도록 창문 개폐 장치를 제어할 수 있다(S1150).

그리고, 메인 바디(100)는 현재 가정 내 먼지 농도를 감소시키기 위하여 공기청정기 가동 권유 메시지를 사용자(300)에게 전송할 수 있다(S1160).

사용자(300)는 음성 인식 기능을 통해 공기청정기 가동을 명령하는 메시지를 입력할 수 있다(S1170).

사용자 메시지를 수신한 메인 바디(100)는 메시지 수신 확인에 대한 음성을 출력하고(S1180), 공기 청정기를 가동하도록 제어할 수 있다(S1190).

도 12는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 외부 기기 및 사용자와 동시에 인터랙션 하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 메인 바디(100)는 외부 기기(1200) 및 사용자(300)와 동시에 인터랙션을 수행할 수 있다. 도 12에서는 설명의 편의를 위해 외부 기기(1200)를 세탁기로 가정한다.

우선, 세탁기(1200)는 빨래가 완료되면 완료 메시지를 메인 바디(100)에 전송할 수 있다(S1210).

그리고 메인 바디(100)는 스피커를 통해 빨래가 완료되었다는 음성 메시지를 출력할 수 있다(S1220).

또한, 메인 바디(100)는 현재 날씨 정보에 기초하여 세탁기의 건조 기능 사용을 권유하는 메시지를 음성 메시지 형태로 출력할 수 있다(S1230).

메인 바디(100)는 사용자로부터 건조 기능 요청 메시지를 음성 데이터로 수신할 수 있다(S1240).

메인 바디(100)는 세탁기(1200)로 건조 기능 작동 요청 메시지를 전송할 수 있다(S1250).

메시지를 수신한 세탁기(1200)는 건조 기능을 동작시키고(S1260), 건조 방식 및 건조 시간 정보를 포함하는 메시지를 메인 바디(100)에 전송할 수 있다(S1270).

그리고, 메인 바디(100)는 건조가 완료될 때까지 스피커를 통해 특정 음악을 재생시킬 수 있다(S1280).

도 12에서 설명한 방식에 따라, 사용자는 직접 세탁기를 확인하지 않고 가정 내 로봇을 이용하여 다양한 가정 내 기기들을 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇 중 장치 모듈만 별도로 작동하는 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇은 메인 바디(100)와 장치 모듈(200)이 서로 분리가 가능하다.

도 13에 도시된 바와 같이, 사용자(300)는 로봇 중 장치 모듈(200)만 별도로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 메인 바디(100)는 비활성화될 수 있고, 장치 모듈(200)만 활성화될 수 있다. 도 13 및 도 14에서는 장치 모듈(200)이 먼지 센서 모듈인 것으로 가정한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 장치 모듈(200)은 메인 바디(100) 없이도 자체적으로 활성화되어 먼지 센서 기능을 작동시킬 수 있다.

그리고, 실시간으로 감지된 먼지 농도 정보를 장치 모듈(200)의 외부 일면에 표시할 수 있다.

또한, 먼지 농도가 기 정해진 농도를 초과하고 일정 시간이 지날 경우, 사용자 모바일 기기(1400)에 현재 공기 오염도 정보를 포함하는 메시지를 전송할 수 있다.

사용자는 장치 모듈(200) 뿐만 아니라 모바일 기기(1400)에 표시된 먼지 농도 정보를 참고하여 해당 공간의 공기 정화를 수행할 수 있다.

도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈이 카메라 모듈인 경우 예시를 설명하기 위한 도면들이다.

도 15 내지 도 19에서는 전술한 장치 모듈(200)이 카메라 모듈(204)인 경우를 가정하여 사용 가능한 실시예들을 설명하도록 하겠다.

도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇은 메인 바디(100)와 카메라 모듈(204) 사이의 자력을 이용하여 카메라 모듈(204)의 회전을 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 메인 바디(100) 및 카메라 모듈(204)의 활성화 동작에 따라, 카메라 모듈(204)은 메인 바디(100)로부터 일정 높이 이상 상승할 수 있다.

또한, 카메라 모듈(204)이 공중에 떠 있는 상태에서 메인 바디(100)는 자성을 변화시켜 카메라 모듈(204)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정 각도 회전시킬 수 있다.

카메라 모듈(204)을 시계 방향 및 반시계 방향으로 자유롭게 회전시키는 방식을 이용하여, 이하 도 16 내지 도 19에서는 가정 내에서 다양한 실시예를 설명하도록 하겠다.

도 16은 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇이 사용자의 출입을 감지하여 가정 내 감시카메라로 작동하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 16에 도시된 바와 같이, 가정 내 IoT 기술을 이용하여 메인 바디(100)와 현관문(1600)은 데이터 통신을 수행할 수 있다.

또한, 현관 내 인체 감지 센서를 이용하여 사용자(300)가 현관문(1600)을 통해 들어오고 나가는 것을 감지할 수 있다.

사용자(300)가 현관문(1600)을 통해 나가는 정보를 수신하는 경우, 메인 바디(100)는 보안 모드로 동작을 수행할 수 있다.

보안 모드에서는, 카메라 모듈(204)을 기 정해진 주기로 360도 회전되면서 집안 내부를 실시간 전방위 촬영 및 기록이 가능하다.

따라서, 사용자(300)가 별도 설정할 필요 없이도 부재중에 집안 내부의 모습을 실시간으로 촬영하여 보안성을 높이는 효과가 있다.

그리고 도 17에 도시된 바와 같이, 메인 바디(100)는 사용자(300)의 음성을 인식할 수 있다.

사용자(300)의 음성을 인식한 메인 바디(100)는 PSD 센서를 이용하여 사용자(300)의 위치를 검출할 수 있다.

기존 IR(적외선) 센서에 비하여 PSD 센서는 사용자(300)의 위치까지 검출할 수 있는 광센서로서, 발광렌즈에서 적외선을 쏘았을 때 반사되는 빛의 각도를 수광부에서 측정하여 거리를 검출할 수 있다.

메인 바디(100)는 사용자(300) 음성 인식 정보에 기초하여, 주변에 위치한 사용자(300)의 위치를 검출하고, 자성을 변화시켜 카메라 모듈(204)이 사용자(300)를 향하도록 회전시킬 수 있다.

이 때, 사용자(300)로부터 인식되는 음성 인식 결과가 기 저장된 음성 인식 정보와 동일한 경우에만 카메라 모듈(204)이 회전되도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 사용자(300)가 촬영을 요청하는 메시지를 음성 인식 시키는 경우에만 본 동작이 수행될 수 있다.

이 경우 사용자(300) 음성 인식에 따라서, 메인 바디(100)는 카메라 모듈(204)의 렌즈부를 사용자(300) 방향으로 향하도록 한 뒤, 곧바로 사진을 촬영하도록 제어할 수 있다.

또한 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 사용자(300)는 모듈형 가정용 로봇 중 카메라 모듈(204) 부분만 따로 이동시킬 수 있다. 도면에서는 사용자(300)가 카메라 모듈(204)을 거실에서 침실로 이동시키는 경우를 예시하고 있다.

이 때, 메인 바디(100)는 카메라 모듈(204)과 원격 통신을 수행할 수 있다.

이 경우, 카메라 모듈(204)은 침실 내 일정 공간에 위치한 뒤 침실 내부의 상황을 검출할 수 있다.

만약, 침실 사용자(1900)가 있는 경우 침실 사용자(1900)를 실시간으로 촬영한 뒤 특정 이동 동작 감지시 해당 내용을 사용자 모바일 디바이스(1910)으로 전송할 수 있다.

예를 들어, 침실 사용자가 어린이(1900)인 경우, 어린이(1900)가 특정 동작을 수행할 때마다 해당 정보를 사용자 모바일 디바이스(1910)로 전송하여 알림 동작을 수행하게 할 수 있다. 이 때, 카메라 모듈(204)이 직접 사용자 모바일 디바이스(1910)로 데이터를 전송할 수도 있고, 메인 바디(100)로 전송한 뒤 메인 바디(100)가 사용자 모바일 디바이스(1910)로 전송할 수도 있다.

도 20 내지 도 21은 본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇의 장치 모듈이 프로젝터 모듈인 경우 예시를 설명하기 위한 도면들이다.

도 20에 도시된 바와 같이, 사용자(300)는 음성 인식 기능을 이용하여 프로젝션 요청 메시지를 입력할 수 있다.

사용자로부터 프로젝션 요청 메시지를 음성으로 수신한 메인 바디(100)는 카메라를 이용하여 주변에 프로젝션 영역을 검출하도록 제어할 수 있다.

프로젝션 영역을 검출한 메인 바디(100)는 전술한 바와 마찬가지로 자성 변화를 이용하여 프로젝터 모듈(206)을 회전시키고, 선택된 프로젝션 영역에 프로젝션 컨텐트(2000)를 투사하도록 제어할 수 있다.

또한 도 21에 도시된 바와 같이, 메인 바디(100) 또는 프로젝터 모듈(206)은 사용자(300)가 이동하는 것을 실시간으로 검출할 수 있다.

그리고, 메인 바디(100)는 사용자(300) 이동에 맞추어 프로젝터 모듈(206)을 회전시킴으로써, 프로젠션 컨텐트(2000)가 사용자(300) 이동에 따라 함께 이동하면서 투사되도록 제어할 수 있다.

도 22 내지 도 23은 본 발명의 모듈형 가정용 로봇의 부가적인 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.

도 22에 도시된 바와 같이, 사용자(300)는 알람 설정과 같은 명령을 음성 인식으로 메인 바디(100)에 입력할 수 있다.

사용자 음성 인식을 수신한 메인 바디(100)는 수신 확인(Ack) 메시지를 전달하기 위하여, 장치 모듈(200)을 위아래로 이동시키도록 제어할 수 있다.

또한, 장치 모듈(200)에 장착된 LED(205)를 점등하는 방식을 통해 마치 로봇의 눈이 깜빡거리는 듯한 효과를 줄 수 있다.

또한, 메인 바디(100)의 스피커를 통해서도 음성으로 수신 확인 메시지를 출력함으로써, 사용자(300)는 실제 로봇과 의사소통하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한 도 22에 도시된 바와 같이, 장치 모듈(200)은 메인 바디(100)를 이용하여 무선 충전을 수행할 수 있다.

장치 모듈(200)은 메인 바디(100)의 상부면에 접촉된 상태 뿐만 아니라 전술한 바와 같이 일정 높이 이상 공중에 띄워져 있는 상태에서도 무선 충전이 가능하다.

또한, 장치 모듈(200)은 충전 계속 중에는 충전중 표시 이미지(2310)를 외부에 표시하고, 메인 바디(100) 상부면에 접촉된 상태를 유지할 수 있다.

반면, 장치 모듈(200)이 충전이 완료된 경우, 메인 바디(100)는 장치 모듈(200)을 일정 높이 이상 띄우고 충전 완료 이미지(2320)를 외부에 표시하도록 장치 모듈(200)을 제어할 수 있다.

따라서, 사용자 등을 멀리서도 장치 모듈(200)이 충전 완료되었음을 쉽게 인지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 모듈형 가정용 로봇은, 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims

모듈형 가정용 로봇에 있어서,
장치 모듈과 결합하는 장치 모듈 결합부;
사용자 입력을 수신하는 입력부;
음성 및 이미지를 출력하는 출력부;
사용자를 감지하는 센싱부; 및
트리거(trigger) 신호를 감지하고, 상기 감지된 트리거 신호에 따라 상기 장치 모듈 또는 상기 출력부를 활성화 시키고, 상기 감지된 트리거 신호에 맵핑된 동작을 수행하도록 제어하는 상기 모듈형 가정용 로봇을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 트리거 신호는 사용자 근접 신호, 사용자 음성 신호, 사용자 이동 신호, 특정 시각 감지 신호 및 환경 변화 감지 신호를 포함하는,
모듈형 가정용 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 트리거 신호는 사용자 근접 신호이고,
상기 제어부는,
사용자가 기 정해진 거리 이내로 근접하는 경우, 상기 장치 모듈을 상기 장치 모듈 결합부로부터 소정 거리 이상 띄우도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 출력부를 통해 기 정해진 음성 메시지가 출력되도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제2 항에 있어서,
상기 장치 모듈은 상기 장치 모듈 결합부로부터 소정 거리 이상 띄워진 상태에서 LED를 통해 빛을 발산하는,
모듈형 가정용 로봇.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 장치 모듈의 LED가 상기 근접 감지된 사용자를 향하도록 자성 변화를 이용하여 상기 장치 모듈을 회전시키는,
모듈형 가정용 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 트리거 신호는 특정 시각 감지 신호이고,
상기 제어부는,
상기 입력부 및 상기 출력부를 이용하여 음성 인식 동작을 활성화 시키고,
상기 특정 시각에 맵핑된 기 정해진 음성 안내 메시지를 상기 출력부를 통해 출력하도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제6 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 음성 안내 메시지 출력 후 기 정해진 시간 이내에 음성 명령을 수신하지 않는 경우,
상기 음성 안내 메시지를 모바일용으로 가공하여, 사용자 모바일 장치로 전송하도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 트리거 신호는 환경 변화 감지 신호이고,
상기 장치 모듈은 먼지 농도 감지 모듈이고,
상기 모듈형 가정용 로봇은 데이터를 송수신하는 무선 통신부를 더 포함하고,
상기 먼지 농도 감지 모듈은
실시간으로 실시간으로 먼지 농도를 감지하고, 일정 농도 이상의 먼지 농도가 감지되면, 먼지 농도 정보를 상기 무선 통신부로 전송하는,
모듈형 가정용 로봇.
제8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 먼지 농도 감지 모듈로부터 수신한 먼지 농도가 기 정해진 농도 이상인 것으로 판단하면,
창문 개폐 장치와 데이터 통신을 수행하여, 창문을 닫도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 먼지 농도 감지 모듈로부터 수신한 먼지 농도가 기 정해진 농도 이상인 것으로 판단하면 음성 메시지를 통해 먼지 농도 정보를 출력하고,
사용자로부터 창문 제어 음성 명령을 수신하는 경우, 창문 개폐 장치와 데이터 통신을 수행하여, 창문을 닫도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 장치 모듈 결합부와 상기 장치 모듈 사이의 거리가 일정 거리 이상 떨어지는 것을 감지하는 경우,
절전 모드로 전환하도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 장치 모듈은 카메라 모듈이고,
상기 트리거 신호는 사용자 이동 신호이고,
상기 제어부는,
사용자 외출 정보를 감지하는 경우, 상기 카메라 모듈을 일정 주기로 360도 회전하도록 제어하고, 상기 카메라 모듈을 통해 실시간으로 집안 내부를 촬영 및 저장하도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 장치 모듈은 프로젝터 모듈이고,
상기 트리거 신호는 사용자 음성 신호이고,
상기 제어부는,
사용자로부터 투사 요청 음성 명령을 수신하는 경우, 사용자 주변에 투사 영역을 검출하고, 검출된 투사영역을 향하도록 자성 변화를 통해 상기 프로젝터 모듈을 회전시키도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제13 항에 있어서,
상기 트리거 신호는 사용자 이동 신호를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 프로젝터 모듈이 투사하는 도중 사용자 이동 정보를 감지하는 경우, 사용자를 트래킹하고, 동시에 상기 프로젝터 모듈도 회전하도록 제어하는,
모듈형 가정용 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 장치 모듈 결합부는 무선 충전 모듈을 포함하는,
모듈형 가정용 로봇.