KR100390395B1 - 공조기의인체감지방법및장치 - Google Patents

공조기의인체감지방법및장치 Download PDF

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Abstract

공조기의 인체 감지방법 및 장치는 인체를 감지하여 인체의 위치에 따라 온도 및 풍량을 제어하도록 하기 위한 것으로서, 인체 또는 물체를 감지하기 위하여 초음파 신호를 송수신하는 단계와, 상기 초음파 신호의 수신시 타이머의 시간을 검출하는 단계와, 상기 검출된 시간에 따라 물체와의 거리값을 계산하는 단계로 이루어진 것으로, 상기 계산된 거리값의 미세한 변화가 있을 경우 이를 고정 인체로 판단하는 단계와, 상기 계산된 거리값의 변화가 클 경우 이를 움직이는 인체로 판단하는 단계로 구성됨에 그 요지가 있다.

Description

공조기의 인체 감지방법 및 장치
본 발명은 공조기에 관한 것으로, 특히 초음파 센서를 이용하여 인체인 물체인지를 감지하고 인체의 이동을 감지하도록 한 공조기의 인체 감지방법 및 장치에관한 것이다.
이하, 종래 기술에 따른 공조기의 물체 감지방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 종래 기술에 따른 공조기의 물체 감지방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
이를 참조하면, 전원 공급후 제어부(미도시)는 실내의 물체를 감지하기 위한 제어신호를 출력한다.
그러면 초음파 센서(미도시)는 상기 제어부로부터 출력된 제어신호에 따라 내부의 송신부를 통해 초음파 신호를 실내로 송출한다(S1).
이때 제어부는 상기 초음파 센서내 송신부로부터 송출된 초음파 신호의 반사신호를 수신하는데까지 걸리는 시간을 검출하기 위하여 타이머를 구동한다(S2).
이후 제어부는 상기 송신부로부터 송출된 초음파 신호의 반사 신호가 내부의 수신부로 수신되는지를 검색한다(S3).
즉 제어부는 상기 초음파 신호가 초음파 센서내 수신부에 수신되면 이때의 타이밍값을 타이머에서 읽어들인다(S4).
그리고 제어부는 상기 초음파 신호의 수신시 읽어들인 타이밍값에 따라 하기한 수학식 1을 이용하여 공조기와 물체간의 거리를 검출한다(S5).
[수학식 1]
Figure pat00001
여기서 S는 물체와의 거리이고, 340 m/s는 공기중 초음파 신호의 속도이고, t는 초음파 센서내 송신부에서 초음파 신호 송출후 이를 수신부에서 수신하는데까지 걸리는 시간이다.
이후 제어부는 상기 검출된 거리값과 기 설정된 거리값을 비교하여 기 설정된 값과 같다면 공조기와 물체간의 거리가 보통이라고 판단하여 바람의 세기를 중풍으로 제어한다(S6, S7).
아울러 상기 기 설정된 값보다 작다면 제어부는 상기 공조기와 물체간의 거리가 가깝다는 것으로 판단하여 풍향을 약풍으로 제어한다(S8).
그리고 상기 기 설정된 값보다 크다면 제어부는 상기 공조기와 물체간의 거리가 먼 것으로 판단하여 풍향을 강풍으로 제어한다(S9).
이후 제어부는 상기 초음파 센서를 제어하여 계속해서 물체의 거리값을 계산하여 풍향을 결정하는데 이러한 과정을 전술한 과정과 동일함으로 생략한다.
한편, 제어부는 상기 초음파 센서내 송신부에서 송출된 초음파 신호의 반사 신호가 수신부에 수신되지 않았다면 상기 타이머로부터 타이밍값을 읽어들여 기 설정된 시간과 비교하여 상기 기 설정된 시간(tr)의 경과 유무를 판단한다(S10).
상기 기 설정된 시간(tr)이 경과했으면 제어부는 물체 감지 불가로 판단한 후 다른 방향으로 초음파 신호를 송출한다(S11).
이후의 과정은 전술한 바와 같으므로 생략한다.
또한 상기 기 설정된 시간(tr)이 경과하지 않았다면 제어부는 상기 초음파센서내 수신부로 송출된 초음파 신호가 수신되는가를 검색한 후 전술한 과정을 반복하여 수행한다.
이러한 과정은 전술한 바와 같으므로 생략한다.
그러므로 종래 기술에 따른 공조기의 물체 감지방법은 초음파 센서로부터 송출된 초음파 신호를 반사하는 물체까지의 거리만을 측정할 수 있기 때문에 인체와 물체를 구별할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인체를 감지하여 인체의 위치에 따라 온도 및 풍량을 제어하도록 한 공조기의 인체 감지방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 - 종래 기술에 따른 공조기의 인체 감지방법을 나타낸 플로우 챠트
도 2 - 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지방법의 플로우 챠트
도 3a 내지 도 3d - 도 2 에 적용되는 초음파 신호 송신후 수신시의 파형의 상태를 나타낸 도면으로서, 도 3a - 초음파 송신시의 파형 상태도이고, 도 3b - 물체에 의해 반사된 후 수신된 파형의 상태도이고, 도 3c 및 도 3d - 인체에 의해 반사된 후 수신된 파형의 상태도
도 4는 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지장치를 나타낸 블록도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 초음파 신호 송출부 20 : 초음파 신호 수신부
30 : 타이머 40 : 제어부
50 : 루버
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지방법은, 인체 또는 물체를 감지하기 위하여 초음파 신호를 송수신하는 단계와, 상기 초음파 신호의 수신시 타이머의 시간을 검출하는 단계와, 상기 검출된 시간에 따라 물체와의 거리값을 계산하는 단계로 이루어진 공조기의 인체 감지방법에 있어서, 상기 계산된 거리값의 미세한 변화가 있을 경우 이를 고정 인체로 판단하는 단계와, 상기 계산된 거리값의 변화가 클 경우 이를 움직이는 인체로 판단하는 단계로 이루어지는데 그 특징이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지장치는 루버를 구비한 공기조화기에서, 인체 또는 물체를 감지하기 위하여 초음파 신호를 송출하는 초음파 신호 송출부와, 상기 초음파 신호 송출에서 송출된 신호가 상기 인체 또는 물체로부터 돌아오는 신호를 수신하기 위한 초음파 신호 수신부와, 상기 초음파 신호 수신부에서 초음파 신호를 수신하는데 소요되는 시간을 검출하기 위한 타이머와, 상기 타이머에서 검출된 시간에 따라 물체와의 거리값을 계산하여 인체의 움직임 변화를 판단하고 그에 따라 상기 루버의 회전을 조절하여 풍량이 변화되도록 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.
이하, 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지방법의 플로우 챠트이고, 도 3a 내지 도 3d 는 도 2 에 적용되는 초음파 신호 송신후 수신시의 파형의 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지장치를 나타낸 블록도이다.
여기서 도 3a 는 초음파 송신시의 파형 상태도이고, 도 3b 는 물체에 의해 반사된 후 수신된 파형의 상태도이고, 도 3c 및 도 3d 는 인체에 의해 반사된 후 수신된 파형의 상태도이다.
먼저, 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지방법에 있어서, ST1~ST5는 전술한 도 1 의 S1-S5의 과정과 동일함으로 이에 대한 설명은 생략한다.
여기서 물체와 공조기간의 거리는 상기 도 3a 및 도 3b 에 나타낸 초음파 신호 송출후 수신시의 시간에 따라 거리를 계산하다.
상기 도 3a 의 t1은 기 설정된 초음파 신호의 수신 시간을 나타내고, 도 3b의 t2는 정상적인 초음파 신호의 수신 시간을 나타낸다.
그리고 제어부는 상기 계산된 거리값과 초기화시 설정된 거리값을 비교하여 거리의 변화가 있는지를 체크한다(ST12).
즉 제어부는 상기 비교결과 거리의 변화가 없다면 물체로 판단(ST13)하여 ST6-ST11을 수행한다.
여기서 ST6~ST11은 전술한 도 1 의 S6∼S11의 과정과 동일함으로서 이에 대한 설명은 생략한다.
아울러 제어부는 상기 비교결과 거리의 변화가 있다면 상기 초음파 신호의 수신 시간의 미세한 변화에 따라 발생되는 거리값의 미세한 변화 유무를 체크한다(ST14).
즉 제어부는 상기 체크 결과 미세한 변화가 있다면 이를 고정 인체로 판단하여 기 설정된 시간동안만 루버의 회전없이 설정된 풍량으로 인체를 집중 냉방한다(ST15~ST16).
상기 미세한 변화는 상기 도 3c 및 도 3d 에 나타낸 바와 같이 상기 초음파 송신후 수신시까지의 플러스, 마이너스 소정시간(±α)이내 변화를 나타낸다.
상기 도 3c 의 t3와 도 3d 의 t4는 상기 초음파 센서로부터 송출된 초음파 신호의 수신시 반사체가 인체을 경우 인체(또는 인체의 의복 등)에 의한 수신 시간의 변화를 나타낸다.
그리고 제어부는 상기 계산된 거리값에 미세한 변화가 아니라 큰 변화가 있다면 상기 초기화시 계산되어 기 설정된 거리값과 비교한다(ST17).
즉 제어부는 상기 비교 결과 작다면(가까워진다면) 공조기로 접근하는 인체로 판단하여 기 설정된 시간 동안만 루버의 회전없이 강풍으로 인체를 집중 냉방한다(ST18, ST19).
아울러 제어부는 상기 비교결과 크다면(멀어진다면) 공조기로부터 멀어지는 인체로 판단하여 상기 루버의 회전없이 설정 온도를 높여 중풍으로 하여 실내를 냉방한다(ST20, ST21).
이와 같은 방법을 이용한 본 발명에 따른 공조기의 인체감지장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 루버를 구비한 공기조화기에서, 인체 또는 물체를 감지하기 위하여 초음파 신호를 송출하는 초음파 신호 송출부(10)와, 상기 초음파 신호 송출부(10)에서 송출된 신호가 상기 인체 또는 물체로부터 돌아오는 신호를 수신하기 위한 초음파 신호 수신부(20)와, 상기 초음파 신호 수신부(20)에서 초음파 신호를 수신하는데 소요되는 시간을 검출하기 위한 타이머(30)와, 상기 타이머(30)에서 검출된 시간에 따라 물체와의 거리값을 계산하여 인체의 움직임 변화를 판단하고 그에 따라 상기 루버의 회전을 조절하여 풍량이 변화되도록 제어신호를 출력하는 제어부(40)로 구성된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공조기의 인체 감지방법은 인체를 감지하여 인체의 위치에 따라 온도 및 풍량을 제어하도록 함으로써 쾌적한 냉난방을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 인체 또는 물체를 감지하기 위하여 초음파 신호를 송출하는 초음파 신호 송출부와, 상기 초음파 신호 송출에서 송출된 신호가 상기 인체 또는 물체로부터 돌아오는 신호를 수신하기 위한 초음파 신호 수신부와, 상기 초음파 신호 수신부에서 초음파 신호를 수신하는데 소요되는 시간을 검출하기 위한 타이머와, 상기 타이머에서 검출된 시간에 따라 물체와의 거리값을 계산하여 인체의 움직임 변화를 판단하고 그에 따라 상기 루버의 회전을 조절하여 풍량이 변화되도록 제어신호를 출력하는 제어부를 구비한 공조기의 인체감지방법에서,
    상기 제어부에서 계산된 거리값의 변화가 존재하지 않으면 물체로 판단하는 단계; 그리고,
    상기 제어부에서 계산된 거리값의 변화가 존재하면 변화정도에 따라 고정인체, 접근인체 및 멀어지는 인체로 판단하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정 인체로 판단하는 단계는
    상기 제어부에서 계산된 거리값의 변화가 미세하면 기 설정된 시간동안만 루버의 회전없이 기 설정된 풍속으로 집중 냉방하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 미세한 변화는 상기 초음파 송신후 수신시까지의 플러스, 마이너스 소정시간(±α)이내 변화를 나타냄을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 접근인체 및 멀어지는 인체로 판단하는 단계는
    상기 인체의 이동으로 인하여 초음파의 수신시간의 변화에 따른 상기 계산된 거리값의 변화로 공조기로 접근하는 인체인지 상기 공조기로부터 멀어지는 인체인지를 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접근하는 인체에 대해서는 상기 계산된 거리값이 기 설정된 기준값보다 작은 경우 루버의 회전없이 소정 풍량으로 집중 냉방함을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 소정 풍량은 강풍임을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  7. 제 4 항에 있어서.
    상기 멀어지는 인체에 대해서는 상기 계산된 거리값이 기 설정된 기준값보다 클 경우 설정 온도를 높여 루버의 회전없이 소정 풍량으로 냉방함을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 소정 풍량은 중풍임을 특징으로 하는 공조기의 인체 감지방법.
  9. 루버를 구비한 공기조화기에서,
    인체 또는 물체를 감지하기 위하여 초음파 신호를 송출하는 초음파 신호 송출부;
    상기 초음파 신호 송출에서 송출된 신호가 상기 인체 또는 물체로부터 돌아오는 신호를 수신하기 위한 초음파 신호 수신부;
    상기 초음파 신호 수신부에서 초음파 신호를 수신하는데 소요되는 시간을 검출하기 위한 타이머; 그리고,
    상기 타이머에서 검출된 시간에 따라 물체와의 거리값을 계산하여 인체의 움직임 변화를 판단하고, 그에 따라 고정인체, 접근하는 인체 및 멀어지는 인체로 구분하여 상기 루버의 회전을 조절함으로써 풍량이 변화되도록 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공조기기 인체 감지장치.
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