KR100476427B1 - Control device and method for cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음성신호를 인식하여 청소기의 동작을 제어할 수 있는 청소기에 관한 것이다. 본 발명의 청소기는, 음성신호를 인식하여 청소기의 제어동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해서 본 발명의 청소기는, 음성인식알고리즘과, 각종 음성신호를 입력하여 디지탈화하는 구성, 그리고 상기 디지탈 음성신호를 상기 음성인식알고리즘에 의해 변환하여 음성패턴화하는 구성 등을 구비하고, 이러한 구성으로부터 청소기의 각종 제어신호를 음성신호로 인식하여 청소기의 청소동작을 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 음성신호를 이용하여 청소기의 제어를 수행하므로, 간편하고, 편리하면서 청소시간 절약 및 청소를 직접 수행해야만 하는 번거로움을 해소하는 것이 가능하다. The present invention relates to a cleaner capable of controlling the operation of a cleaner by recognizing a voice signal. The cleaner of the present invention is characterized by performing a control operation of the cleaner by recognizing a voice signal. To this end, the vacuum cleaner of the present invention comprises a voice recognition algorithm, a configuration for inputting and digitizing various voice signals, and a configuration for converting the digital voice signal by the voice recognition algorithm to pattern the voice, and the like. Recognizing various control signals of the cleaner as a voice signal, characterized in that for controlling the cleaning operation of the cleaner. Therefore, since the present invention performs the control of the cleaner using the voice signal, it is possible to solve the trouble of having to perform the cleaning and saving the cleaning time directly and simply and conveniently.
Description
본 발명은 청소기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음성신호를 인식하여 청소기의 동작을 제어할 수 있는 청소기의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaner, and more particularly, to a control apparatus and method of a cleaner capable of controlling a motion of a cleaner by recognizing a voice signal.
도 1은 일반적인 청소기의 전체 사시도를 도시하고 있다.1 shows a general perspective view of a general cleaner.
도시되고 있는 바와 같이, 청소 바닥면(1) 상에서 조작되는 청소기는 흡입장치가 내장된 청소기 본체(20)와, 상기 본체(20)에서 발생하는 흡입력에 의하여 이물질이 포함된 공기를 흡입하는 흡입구(39)를 포함한다. 상기 본체(20)와 흡입구(39) 사이에는, 흡입 호스(36)와, 상기 흡입호스(36)의 단부에 연결되는 손잡이부(35)와, 상기 손잡이부(35)와 흡입구(39)를 연결하는 연장관(38) 등이 순차적으로 설치되고 있어서, 상기 본체(20)에서 발생하는 흡입력을 상기 흡입구(39)에 전달할 수 있게 된다.As shown in the drawing, the cleaner operated on the cleaning floor 1 includes a cleaner body 20 having a built-in suction device and a suction port for sucking air containing foreign matter by suction power generated from the body 20 ( 39). Between the main body 20 and the suction port 39, a suction hose 36, a handle portion 35 connected to the end of the suction hose 36, and the handle portion 35 and the suction port 39 Extension pipes 38 and the like that are connected to each other are installed sequentially, so that the suction force generated in the main body 20 can be transmitted to the suction port 39.
상기 손잡이부(35)에는, 본체(20) 내부에 설치된 흡입모터(23)의 구동을 위한 스위치가 포함된 키입력부(37)가 설치되고 있다(만일, 상기 흡입구(39) 내부에 브러시모터(25)가 설치되고 있는 경우에는 상기 브러시모터(25)의 구동을 위한 스위치도 상기 키입력부에 포함되어진다).The handle part 35 is provided with a key input part 37 including a switch for driving the suction motor 23 installed inside the main body 20 (if a brush motor is provided inside the suction port 39). If 25) is installed, a switch for driving the brush motor 25 is also included in the key input unit).
상기 본체(20) 내부에는 흡입력 발생을 위한 흡입모터(23)와, 팬(24)과, 상기 흡입호스(36)로 흡입되는 이물질은 남기고, 공기는 다시 본체 외부로 배출되도록 필터링하는 필터(35)와, 청소기의 제어를 위한 제어회로(33) 등을 수납하고 있다. 그리고 상기 제어회로(33)와 흡입모터(23)에 전원을 공급하기 위한 전원라인(10)이 연결되고, 상기 전원라인(10)은 플러그(15)를 통해서 외부전원을 유입할 수 있도록 구성되고 있다.In the main body 20, a suction motor 23 for generating a suction force, a fan 24, and a foreign substance sucked into the suction hose 36 are left, and the filter filters the air to be discharged to the outside again. ) And a control circuit 33 for controlling the cleaner. And the power line 10 for supplying power to the control circuit 33 and the suction motor 23 is connected, the power line 10 is configured to allow the introduction of external power through the plug 15 have.
그리고 도면상에 도시하지는 않고 있지만, 상기 전원라인(10)을 통해서 본체 측으로 공급되는 전원은, 흡입호스(36) 내부에 설치되고 있는 전원라인을 통해서 손잡이부(35)의 키입력부(37)에 공급되어진다. 그리고 상기 키입력부(37)의 동작신호가 상기 제어회로(33)에 공급될 수 있도록 상기 흡입호스(36) 내부에는 신호라인도 수납되고 있다.Although not shown in the drawing, the power supplied to the main body side through the power line 10 is supplied to the key input portion 37 of the handle portion 35 through the power line installed inside the suction hose 36. Supplied. In addition, a signal line is also accommodated in the suction hose 36 so that an operation signal of the key input unit 37 can be supplied to the control circuit 33.
이와 같이 구성되는 종래의 청소기는, 전원라인(10)을 통해서 청소기 본체 내 흡입모터(23)에 전원이 공급되면, 상기 흡입모터(23)가 구동되면서 흡인력이 발생된다. 이때 발생된 흡인력이 상기 흡입호스(36)와 연장관(38)을 통해서 흡입구(39) 측에 전달되어진다.In the conventional cleaner configured as described above, when power is supplied to the suction motor 23 in the cleaner main body through the power line 10, the suction motor 23 is driven while the suction force is generated. At this time, the suction force generated is transmitted to the suction port 39 through the suction hose 36 and the extension pipe 38.
이때 흡입구(39)는, 주위의 먼지, 이물질 등을 흡입하고, 상기 흡입구(39)를 통해서 흡입된 먼지, 이물질은 상기 연장관(38)과 흡입호스(36)를 통해서 본체(20) 내의 먼지 집진실(도시하지 않음)로 흡입되어진다.At this time, the suction port 39 sucks dust, foreign matters, and the like, and dust and foreign matter sucked through the suction port 39 are collected in the body 20 through the extension pipe 38 and the suction hose 36. Inhaled as truth (not shown).
한편, 종래의 청소기는, 상기 연장관(38)의 상측에 형성된 손잡이부(35)에 의해서 사람이 청소기를 잡을 수 있는 구성을 제공한다. 그리고 상기 손잡이부(35)를 이용하여 연장관(38)을 이동시켜서 부분 부분들의 청소 수행을 원활히 한다. 그리고 상기 손잡이부(35)와 연계된 흡입호스(36)에 사용자의 힘이 전달되면서 본체(20)가 이동되어진다.On the other hand, the conventional cleaner provides a configuration that a person can hold the cleaner by the handle portion 35 formed on the upper side of the extension pipe (38). Then, the extension pipe 38 is moved by using the handle part 35 to smoothly perform the cleaning of the partial parts. In addition, the body 20 is moved while the user's force is transmitted to the suction hose 36 associated with the handle 35.
따라서 종래의 청소기는, 청소기를 사용하고 있는 사용자의 힘에 의해서 이동되어지도록 구성되고 있다. 그러므로 종래의 청소기는, 사용자가 직접 청소기를 이동시켜야만 이동이 가능하였으며, 더불어 청소기 자체만으로 청소를 수행하는 것은 불가능하였다. 또한 종래의 청소기는 사람이 항상 청소를 해야만 하기 때문에, 사용자는 청소시간을 별도로 할애해야만 하였다.Therefore, the conventional vacuum cleaner is comprised so that it may be moved by the force of the user who uses the vacuum cleaner. Therefore, the conventional cleaner can be moved only when the user moves the cleaner directly, and it is impossible to perform cleaning only by the cleaner itself. In addition, since a conventional cleaner has to be cleaned by a person at all times, a user has to set aside cleaning time.
한편, 상기와 같이 구성되는 종래 청소기는 도 2에 도시되고 있는 바와 같은 제어 구성을 구비하고 있다.On the other hand, the conventional vacuum cleaner comprised as mentioned above is equipped with the control structure as shown in FIG.
종래 청소기는 도 1에 도시되고 있는 바와 같이, 본체(20) 내부에 제어회로(33)를 구비하고 있다. 상기 제어회로(33)는 인쇄회로기판과 같은 PCB 기판에 청소기의 제어를 위한 전기적 소자들을 장착하고 있다. As shown in FIG. 1, a conventional vacuum cleaner includes a control circuit 33 inside a main body 20. The control circuit 33 is equipped with electrical elements for the control of the cleaner on a PCB substrate, such as a printed circuit board.
즉, 청소기의 제어를 위해 필요로 하는 각종 제어 프로그램 및 제어 데이터를 저장하는 메모리(105)와, 상기 메모리(105)에 저장된 각종 데이터에 기초해서 청소기의 모든 동작을 제어하는 제어부(106)와, 그리고 상기 제어부(106)의 제어하에 상기 흡입모터(23)를 구동시키기 위한 흡입모터구동부(133)가 상기 제어회로(33)에 장착되어진다. 그리고 상기 청소기의 손잡이부(35)에 구비된 키입력부(37)는, 사용자 선택신호를 상기 제어부(106)에 전달하도록 구성되고 있다.That is, a memory 105 for storing various control programs and control data required for the control of the cleaner, a controller 106 for controlling all operations of the cleaner based on various data stored in the memory 105, In addition, a suction motor driver 133 for driving the suction motor 23 under the control of the controller 106 is mounted to the control circuit 33. The key input unit 37 of the handle 35 of the cleaner is configured to transmit a user selection signal to the control unit 106.
이와 같은 제어 구성으로 이루어진 청소기는, 사용자가 청소기의 청소동작 및 기타 여러동작을 위하여 손잡이부(35)에 구비된 키입력부(37)를 통해서 각종 키신호를 선택하면, 상기 선택된 신호는 흡입호스(36) 내부에 연결되고 있는 신호라인을 통해서 본체(20)의 제어부(106)에 전달된다.In the vacuum cleaner having such a control configuration, when the user selects various key signals through the key input unit 37 provided in the handle part 35 for the cleaning operation and other operations of the cleaner, the selected signal is a suction hose ( 36 is transmitted to the control unit 106 of the main body 20 through a signal line connected therein.
상기 제어부(106)는 입력신호를 인식하고, 메모리(105)로부터 필요한 데이터를 읽어와서 해당하는 제어가 이루어질 수 있도록 제어한다.The controller 106 recognizes an input signal and reads out necessary data from the memory 105 to control the corresponding control.
따라서 사용자가 키입력부(37)에 구비된 청소 온(ON) 키를 선택하면, 키입력부(37)는 이 신호를 제어부(106)에 전송하고, 상기 제어부(106)는 흡입모터구동부(133)를 통해서 흡입모터(136)를 구동하여, 청소동작이 이루어질 수 있도록 제어한다.Therefore, when the user selects the cleaning ON key provided in the key input unit 37, the key input unit 37 transmits this signal to the control unit 106, and the control unit 106 transmits the suction motor driver 133. By driving the suction motor 136 through, the cleaning operation is made to control.
상술된 바와 같이 종래의 청소기는, 연장관(38)의 손잡이부(35)에 청소기의 동작을 위한 키입력부(37)를 구비하고, 인위적인 사람의 행동으로 청소기의 온/오프 동작을 제어하고 있다. 또한, 도시되지 않은 형태로 청소기의 본체부에도 청소기의 동작을 위한 작동부를 구비하고 있는 형태도 있다. 그리고 앞서 언급하고 있는 바와 같이, 종래의 청소기는 청소기를 사용하고 있는 사용자의 힘에 의해서 이동되어지도록 구성되고 있다. As described above, the conventional cleaner includes a key input unit 37 for operating the cleaner on the handle part 35 of the extension pipe 38, and controls the on / off operation of the cleaner by an artificial human action. In addition, there is also a form not shown in the form of the main body of the cleaner is provided with an operating unit for the operation of the cleaner. And as mentioned above, the conventional cleaner is configured to be moved by the force of the user using the cleaner.
그러므로 종래의 청소기는, 사용자가 직접 청소기를 이동시켜야만 이동이 가능하였으며, 청소기의 동작 자체도 사람이 인위적으로 작동을 해야만 하였다. 그렇기 때문에 종래의 청소기는, 사용자가 직접 청소를 해야만 하는 번거로움과 청소시간을 할애해야만 하는 문제점과, 사용자의 조작을 필요로 하는 문제점 등이 발생되었다.Therefore, the conventional vacuum cleaner can be moved only when the user directly moves the vacuum cleaner, and the operation of the vacuum cleaner itself must be operated artificially. Therefore, the conventional vacuum cleaner has a problem that the user has to spend the time of cleaning and has to spend the cleaning time, and a problem that requires the user's operation.
또한, 종래의 청소기는, 사람이 인위적으로 작동을 시키기 위한 작동부를 만들기 위해서 설계비, 금형비, 사출을 위한 제조경비가 소요되기 때문에 제조가격이 상승 되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional vacuum cleaner has a problem that the manufacturing cost is increased because the design cost, the mold cost, the manufacturing cost for the injection is required to make the operation unit for artificially operating the man.
따라서 본 발명의 목적은, 음성신호를 이용하여 청소기를 자동으로 제어할 수 있는 청소기의 제어장치 및 방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a control apparatus and method for a cleaner that can automatically control the cleaner using a voice signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 청소기의 제어장치는, 음성신호를 입력하기 위한 음성신호입력수단과; 상기 음성신호를 신호처리 가능한 만큼 증폭하고, 디지탈화하는 증폭 및 아날로그/디지털변환수단과; 음성인식알고리즘과, 청소제어를 위한 기 분석된 각종 음성패턴을 저장하는 제 1 저장수단과; 입력되는 디지털 음성신호를 상기 음성인식알고리즘에 의해서 분석하여, 음성패턴을 저장하는 제 2 저장수단과; 주변소음에 대한 기준값을 설정하고, 상기 기준값보다 큰 신호만을 음성신호로 추출해서 상기 제 2 저장수단의 음성패턴 저장을 제어하고, 상기 제 1 저장수단의 저장값과 상기 제 2 저장수단에 저장된 음성패턴을 비교하여, 청소제어신호와 주행제어신호를 발생시키는 마이크로프로세서와; 상기 마이크로프로세서에서 분석된 청소제어신호에 따라서 청소기의 청소동작을 제어하는 청소수단과; 상기 마이크로프로세서에서 분석된 주행제어신호에 따라서 청소기의 주행동작을 제어하는 주행수단을 포함하여 구성된다.The control apparatus of the cleaner according to the present invention for achieving the above object comprises: voice signal input means for inputting a voice signal; Amplification and analog / digital conversion means for amplifying and digitizing the audio signal as much as possible for signal processing; First storage means for storing a voice recognition algorithm and various analyzed voice patterns for cleaning control; Second storage means for analyzing the input digital voice signal by the voice recognition algorithm and storing the voice pattern; A reference value for ambient noise is set, only a signal larger than the reference value is extracted as a voice signal to control the storage of the voice pattern of the second storage means, the stored value of the first storage means and the voice stored in the second storage means. A microprocessor for comparing the patterns to generate a cleaning control signal and a traveling control signal; Cleaning means for controlling a cleaning operation of the cleaner according to a cleaning control signal analyzed by the microprocessor; And traveling means for controlling the traveling operation of the cleaner according to the traveling control signal analyzed by the microprocessor.
그리고 음성인식알고리즘을 저장하는 프로그램저장부와; 상기 음성인식알고리즘에 의해서 기 분석된 청소제어를 위한 각종 음성패턴을 저장하는 데이터저장부를 포함하여 구성된다.And program storage unit for storing the voice recognition algorithm; And a data storage unit for storing various voice patterns for cleaning control analyzed by the voice recognition algorithm.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 청소기의 제어방법은, 음성인식알고리즘을 저장하고 있는 청소기에 있어서, 주변노이즈를 측정하여, 기준값을 설정하는 단계와; 음성신호가 입력되는지를 감시하는 단계와; 음성신호가 입력되면, 상기 기준값과 비교하여 기준값보다 큰 값만을 음성신호로 추출하는 단계와; 상기 추출된 음성신호를 음성인식알고리즘에 의해서 분석하여 인식하는 음성인식단계와;상기 음성인식단계에서 인식한 음성패턴을 청소기 제어를 위하여 기저장된 다수개의 청소 제어를 위한 음성패턴과 비교하여 확인하는 음성확인단계와; 상기 확인된 결과에 의해서 청소기의 제어동작을 수행하는 단계를 포함한다.A control method of a cleaner according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: setting a reference value by measuring peripheral noise in a cleaner storing a voice recognition algorithm; Monitoring whether a voice signal is input; Extracting only a value greater than a reference value as a voice signal when the voice signal is input; A speech recognition step of analyzing and extracting the extracted speech signal by a speech recognition algorithm; and comparing the speech pattern recognized in the speech recognition step with a plurality of previously stored speech patterns for cleaning control to confirm the speech pattern. Confirmation step; And performing a control operation of the cleaner based on the checked result.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 청소기의 제어장치와 방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a controller and a method of a cleaner according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 청소기의 제어장치 구성도이다.3 is a block diagram of a control device of a cleaner according to the present invention.
본 발명의 청소기는, 최근 반도체기술의 발달로 급속하게 발전되고 있고, 제조가격이 낮아져서 높은 대중성을 지닌 마이크로프로세서(209)를 이용하는 것을 특징으로 한다. 상기 마이크로프로세서(209)는, 본 발명의 청소기에서 음성신호를 인식하여, 청소기의 각종 동작을 제어하기 위한 구성으로 이용되어진다. The vacuum cleaner of the present invention is rapidly developed due to the recent development of semiconductor technology, and is characterized by using a microprocessor 209 having high popularity due to low manufacturing cost. The microprocessor 209 is used as a configuration for controlling various operations of the cleaner by recognizing a voice signal in the cleaner of the present invention.
그리고 본 발명의 청소기는, 음성신호를 입력하여 전기적신호로 변환하는 마이크로폰(200)과, 상기 마이크로폰(200)으로 입력된 음성신호를 일정크기로 증폭하는 증폭기(203)와, 상기 증폭기(203)에서 증폭된 음성신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기(206)를 포함한다. 즉, 상기 마이크로폰(200)은, 청소기의 일측에 장착되어져서 청소기의 외부에서 발생되는 각종 음향신호를 입력하고, 이를 전기적 신호로 변환하는 역할을 담당한다. 그리고 상기 증폭기(203)와 아날로그/디지탈 변환기(206)는, 상기 음성신호를 신호처리에 필요한 크기로 증폭하고, 디지털신호로 변환하는 역할을 수행한다.The cleaner of the present invention includes a microphone 200 for inputting a voice signal and converting the voice signal into an electrical signal, an amplifier 203 for amplifying the voice signal input to the microphone 200 to a predetermined size, and the amplifier 203. And an analog / digital converter 206 for converting the amplified voice signal into a digital signal. That is, the microphone 200 is mounted on one side of the cleaner to input various sound signals generated from the outside of the cleaner, and convert the microphone 200 into an electrical signal. In addition, the amplifier 203 and the analog-to-digital converter 206 amplify the audio signal to a size necessary for signal processing and convert the digital signal into a digital signal.
이렇게 해서 디지털신호로 변환된 음성신호는 마이크로프로세서(209)에 전달된다. 상기 마이크로프로세서(209)는, 입력되는 음성신호가 어떤 신호처리를 필요로 하는 데이터인지를 인식할 필요가 있다. The voice signal converted into the digital signal in this way is transmitted to the microprocessor 209. The microprocessor 209 needs to recognize what signal processing the input audio signal requires.
따라서 본 발명의 청소기에는 상기 마이프로프로세서(209)의 제어하에 입력되는 음성신호를 인식하기 위한 음성인식알고리즘을 구비하고 있고, 상기 음성인식알고리즘을 저장하기 위한 프로그램저장부(215)가 포함되어진다. 상기 프로그램저장부(215)는, 상기 음성인식알고리즘 외에도 청소기의 제어를 위해 필요로 하는 각종 알고리즘을 저장하고 있다. 일 예로 청소기의 좌측 또는 우측 바퀴를 자동으로 구동시키기 위한 주행알고리즘을 저장하고 있다. 그리고 청소기의 청소동작 제어를 위한 청소알고리즘을 저장하고 있다. 상기 프로그램저장부(215)의 저장데이터는, 전원공급이 차단된 경우에도 보존 가능한 영구보존형으로, 가능한 수정 또는 삭제가 불가능한 메모리로 구성되는 것이 바람직하다.Therefore, the cleaner of the present invention includes a voice recognition algorithm for recognizing a voice signal input under the control of the microprocessor 209, and includes a program storage unit 215 for storing the voice recognition algorithm. . The program storage unit 215 stores various algorithms necessary for controlling the cleaner in addition to the voice recognition algorithm. For example, a driving algorithm for automatically driving left or right wheels of a cleaner is stored. And a cleaning algorithm for controlling the cleaning operation of the cleaner is stored. The stored data of the program storage unit 215 is a permanent storage type that can be preserved even when the power supply is cut off, and is preferably configured as a memory that cannot be modified or deleted.
또한, 본 발명의 청소기에는 상기 프로그램저장부(215)에 저장된 음성인식알고리즘에 의해서 이미 분석되어진 각종 음성패턴들을 저장하고 있는 데이터 저장부(212)가 포함되어진다. 상기 데이터 저장부(212)에 저장되는 데이터들은, 일 예로 청소의 시작동작을 명령하는 음성신호인 '청소시작'과, 청소가 끝났음을 명령하는 음성신호인 '청소끝'과, 청소기를 왼쪽으로 주행시키기 위한 음성신호인'왼쪽'과 청소기를 오른쪽으로 주행시키기 위한 음성신호인 '오른쪽' 등의 분석 패턴이다. 따라서 상기 데이터 저장부(212)에는, 청소기의 음성제어를 위해 필요로 하는 각종 음성패턴들을 저장하고 있다. 상기 데이터 저장부(212)에 저장되는 데이터들은 영구보존되는 것이 바람직하다. 그리고 사용자 요구에 의해서 새로운 음성패턴을 추가할 수 있는 구성인 것이 바람직하다.In addition, the cleaner of the present invention includes a data storage unit 212 that stores various voice patterns that have been analyzed by the voice recognition algorithm stored in the program storage unit 215. The data stored in the data storage unit 212 may be, for example, a 'cleaning start', which is a voice signal for commanding the start of cleaning, a 'cleaning end', a voice signal for commanding that the cleaning is completed, and the cleaner to the left. It is an analysis pattern of 'left' which is a voice signal for driving and 'right' which is a voice signal for driving the cleaner to the right. Therefore, the data storage unit 212 stores various voice patterns necessary for voice control of the cleaner. The data stored in the data storage unit 212 is preferably permanently stored. And it is preferable that it is the structure which can add a new voice pattern by user request.
그리고 본 발명의 청소기에는 현재 청소기의 제어동작에서 사용자가 입력하는 음성신호를 상기 프로그램저장부(215)의 음성인식알고리즘에 의해서 분석하여 음성패턴으로 변환하여 저장하는 플레쉬메모리(218)를 포함하고 있다. 상기 플레쉬메모리(218)는, 사용자 요구에 의해서 저장데이터를 수정하거나 삭제하여 새로운 데이터를 저장하는 것이 가능하도록 구성한다. The cleaner of the present invention includes a flash memory 218 for analyzing a voice signal input by a user in a control operation of the cleaner by a voice recognition algorithm of the program storage unit 215 and converting the voice signal into a voice pattern. . The flash memory 218 is configured to be capable of storing new data by modifying or deleting the stored data according to a user's request.
또한, 본 발명의 청소기는, 상기 마이크로프로세서(209)의 제어에 의해서 상기 구성들로부터 사용자의 음성신호를 인식하여 청소기의 주행을 제어하기 위한 주행부(251)와, 청소기의 청소를 제어하기 위한 청소부(239)를 포함한다. In addition, the cleaner of the present invention, under the control of the microprocessor 209, the driving unit 251 for controlling the running of the cleaner by recognizing the voice signal of the user from the configuration, and for controlling the cleaning of the cleaner And a cleaning part 239.
상기 주행부(251)는, 청소기를 좌,우,앞,뒤 방향으로 원하는 거리만큼 이동시키기 위한 것이다. 따라서 상기 청소기의 하부에는 청소기를 이동시키기 위한 좌륜 및 우륜이 장착되어진다. The driving unit 251 is for moving the cleaner by a desired distance in left, right, front and back directions. Therefore, the lower wheel and the right wheel for moving the cleaner are mounted to the lower part of the cleaner.
따라서 상기 주행부(251)는, 청소기의 하부에 장착된 좌륜,우륜을 각각 구동시키는 좌륜모터(248), 우륜모터(227)와, 상기 좌륜모터(248)의 구동을 제어하는 좌륜모터구동부(245)와, 상기 우륜모터(227)의 구동을 제어하는 우륜모터구동부(244)와, 상기 좌륜모터(248)의 회전상태를 감지하는 좌륜엔코더(221)와, 상기 우륜모터(227)의 회전상태를 감지하는 우륜엔코더(230)를 포함한다. 이러한 상기 주행부(251)의 구성은 청소기를 좌,우,앞,뒤 방향으로 원하는 만큼 이동시킬 수 있는 일반적인 공지구성을 이용하는 것도 가능할 것이다.Accordingly, the driving unit 251 may include a left wheel motor 248 and a right wheel motor 227 for driving the left and right wheels mounted on the lower part of the cleaner, and a left wheel motor driving part for controlling the driving of the left wheel motor 248. 245, a right wheel motor driver 244 for controlling the driving of the right wheel motor 227, a left wheel encoder 221 for detecting a rotation state of the left wheel motor 248, and rotation of the right wheel motor 227. A right wheel encoder 230 for detecting a state is included. The configuration of the driving unit 251 may also use a general known configuration that can move the cleaner in the left, right, front, back direction as desired.
다음, 상기 청소부(239)는, 흡인력을 발생하는 흡입모터(236)와, 상기 흡입모터(236)에서 발생된 흡입력에 의해 먼지 및 이물질 등을 청소기 내부로 흡입하기 위한 흡입구, 상기 흡입구를 통해서 흡입된 먼지 및 이물질이 저장되는 집진실(도시하지 않음)이 구비되어진다. 그리고 상기 음성신호를 인식한 마이크로프로세서(209)에서 출력하는 청소신호에 기초해서 상기 흡입모터(236)를 구동시키는 흡입모터구동부(233)를 포함한다.Next, the cleaning unit 239 includes a suction motor 236 for generating a suction force, a suction hole for suctioning dust and foreign substances into the cleaner by the suction force generated by the suction motor 236, and suctioning through the suction hole. A dust collecting chamber (not shown) in which dust and foreign matter are stored is provided. And a suction motor driver 233 for driving the suction motor 236 based on a cleaning signal output from the microprocessor 209 that recognizes the voice signal.
상기 흡입구는, 도시하지는 않고 있지만 청소기 본체 측이고, 바닥부분에 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 흡입구의 흡인력은 상기 흡입모터(236)에서 발생된 흡인력의 세기를 그대로 갖게 된다. 따라서 종래 호스 및 연장관을 통하므로 인해서 발생되었던 흡인력의 손실을 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서 본 발명의 청소기는, 종래와 같이 연장관, 흡입호스, 손잡이부 등을 구비할 필요가 없다.Although not shown, the said suction port is a cleaner main body side, and is formed in the bottom part. Therefore, the suction force of the suction port has the strength of the suction force generated in the suction motor 236 as it is. Therefore, it becomes possible to prevent the loss of suction force caused by the conventional hose and extension tube. Therefore, the cleaner of the present invention does not need to be provided with an extension pipe, a suction hose, a handle part, and the like as in the prior art.
즉, 상기 청소부(239)는, 실제 집안의 청소를 수행하고, 청소를 수행하면서 흡인된 먼지를 보관하는 구성이다.That is, the cleaning unit 239 is configured to clean the actual house, and to store the dust sucked while performing the cleaning.
그리고 부호 242는, 제품의 구동을 위한 필요전원을 공급하기 위한 전원부이다. 그리고 부호 210은, 신호입력부이다. 상기 신호입력부는, 종래와 같이 청소기의 조작을 위한 각종 키를 구비하고 있는 것은 아니고, 청소기에 저장된 각종 데이터들을 초기화시키기 위한 리셋신호와, 음성패턴 등록신호를 상기 마이크로프로세서(209)에 제공할 수 있는 키 정도로 구성한다. 따라서 상기 신호입력부는, 청소기 본체 내부의 제어회로 상에 설치하도록 하여, 일반 사용자의 오동작을 방지하는 것이 바람직하다.Reference numeral 242 denotes a power supply unit for supplying necessary power for driving the product. Reference numeral 210 denotes a signal input unit. The signal input unit is not provided with various keys for operating the cleaner as in the related art, and may provide the microprocessor 209 with a reset signal for initializing various data stored in the cleaner and a voice pattern registration signal. We configure about the height that there is. Therefore, it is preferable that the signal input unit is installed on the control circuit inside the cleaner body to prevent a malfunction of the general user.
다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 청소기의 제어 동작에 대해서 살펴보기로 한다.Next, a control operation of the cleaner according to the present invention having the above configuration will be described.
우선, 본 발명의 청소기에는, 청소기의 제어를 위해 필요한 각종 음성신호를 분석하고, 분석한 음성패턴을 저장해 둘 필요가 있다. 이 동작은 제품의 제조단계에서 이루어지는 것이 바람직하지만, 서비스단계에서 서비스맨의 협조를 얻어서 사용자가 입력하는 것도 가능하다.First, in the cleaner of the present invention, it is necessary to analyze various voice signals necessary for controlling the cleaner, and to store the analyzed voice patterns. Although this operation is preferably performed at the manufacturing stage of the product, it is also possible to input by the user with the cooperation of the serviceman at the service stage.
신호입력부(210)의 음성패턴등록 키를 선택하면, 선택된 음성패턴등록 신호가 마이크로프로세서(209)에 제공된다. 상기 마이크로프로세서(209)는, 상기 신호에 의해서 음성패턴 등록을 위한 모드를 수행한다. When the voice pattern registration key of the signal input unit 210 is selected, the selected voice pattern registration signal is provided to the microprocessor 209. The microprocessor 209 performs a mode for registering a voice pattern by the signal.
이러한 음성패턴등록모드 상태에서 마이크로폰(200)을 통해서 입력되는 청소기의 각종 제어에 이용될 음성신호는 전기적 신호로 변환된 후, 증폭기(203)에 입력된다. 상기 증폭기(203)에서 일정량만큼 증폭된 음성신호는 아날로그/디지탈변환기(206)를 통해서 디지탈신호로 변환된 후, 마이크로프로세서(209)에 입력된다.In this voice pattern registration mode, a voice signal to be used for various control of the cleaner input through the microphone 200 is converted into an electrical signal and then input to the amplifier 203. The audio signal amplified by the amplifier 203 by a predetermined amount is converted into a digital signal through the analog / digital converter 206 and then input to the microprocessor 209.
이때, 상기 마이크로프로세서(209)는, 음성패턴 등록 모드를 수행하고 있으므로, 프로그램저장부(215)에 저장된 음성인식알고리즘을 수행하여, 입력되는 디지탈 음성신호를 분석하고, 그 음성패턴을 데이터 저장부(212)에 저장한다. 그리고 상기 데이터 저장부(212)에 저장할 때, 저장되는 임의의 음성패턴에 대한 제어신호도 같이 저장한다. 일 예로, '왼쪽'에 대한 음성패턴을 저장할 때, 청소기를 왼쪽으로 주행시키라는 뜻에 해당하는 제어신호를 첨부하고, 이때 좌륜모터(248)가 구동되야 하는 것임을 인식시키는 제어신호도 함께 저장한다. In this case, since the microprocessor 209 performs the voice pattern registration mode, the microprocessor 209 performs a voice recognition algorithm stored in the program storage unit 215, analyzes the input digital voice signal, and stores the voice pattern in the data storage unit. Stored at 212. In addition, when storing the data storage unit 212, the control signal for any stored voice pattern is also stored. For example, when storing the voice pattern for 'left', a control signal corresponding to driving the cleaner to the left is attached, and at this time, the control signal for recognizing that the left wheel motor 248 should be driven is also stored. .
상기 과정에 따른 음성패턴 등록은, 청소기의 각종 제어를 모두 수행할 수 있도록 음성패턴이 데이터 저장부(212)에 저장되야 한다. 이하에서 '청소시작'은, 청소를 시작하라는 음성패턴, '왼쪽'은 청소기를 왼쪽으로 주행시키라는 음성패턴, '오른쪽'은 청소기를 오른쪽으로 주행시키라는 음성패턴, '청소끝'은 청소완료를 알리는 음성패턴으로 예를 들어서 설명한다.In the voice pattern registration according to the above process, the voice pattern should be stored in the data storage 212 so that various controls of the cleaner can be performed. Hereinafter, 'start cleaning' is a voice pattern to start cleaning, 'left' is a voice pattern to drive the cleaner to the left, 'right' is a voice pattern to drive the cleaner to the right, and 'cleaning end' is cleaning It will be described by taking an example as a voice pattern for notifying.
상기 과정으로 상기 데이터 저장부(212)에 각종 음성패턴이 모두 저장된 상태에서, 청소기는 다음의 과정으로 음성인식 제어가 이루어진다.In the state where all of the various voice patterns are stored in the data storage unit 212, the cleaner performs voice recognition control in the following process.
도 4는 본 발명에 따른 청소기의 음성인식 제어를 위한 동작 흐름도이다.4 is an operation flowchart for voice recognition control of the cleaner according to the present invention.
전원부(242)의 전원이 마이크로프로세서(209)에 공급되고 있는 상태에서, 마이크로프로세서(209)는 음성신호에 대한 제어를 수행할 수 있는 대기상태를 유지한다.In the state where the power of the power supply unit 242 is being supplied to the microprocessor 209, the microprocessor 209 maintains a standby state in which the control of the voice signal can be performed.
상기 대기상태에서 마이크로프로세서(209)는 주변의 노이즈를 측정하는 제어를 수행한다. 이것은, 이후 청소기의 동작 제어를 위한 음성신호가 입력될 때, 상기 측정된 주변노이즈보다 높은 신호를 음성신호로 인식하기 위함이다. 이것은 청소기를 사용하는 사람들의 위치한 공간이 항상 동일한 소음치를 유지하고 있는 것이 아니기 때문이다.In the standby state, the microprocessor 209 performs control of measuring ambient noise. This is for recognizing a signal higher than the measured ambient noise as a voice signal when a voice signal for controlling the operation of the cleaner is input later. This is because the spaces used by cleaners do not always maintain the same noise level.
일 예로, 주변소음이 작은 곳과, 대도시와 같이 주변소음이 많은 곳에서 행활하는 각각의 사람들은 자신의 주변환경에 비례하는 음성신호를 발생시킨다. 일 예로 주변소음이 많은 곳에서는 그 소음을 통해서 자신의 말소리를 타인 또는 청소기에게 전달해야만 하기 때문에 큰 음성신호를 크게 발생시킨다. 그러나 주변소음이 적은 곳에는 상대적으로 작은 음성신호를 발생시키더라도 타인 또는 청소기에 전달하는 것이 가능하다.For example, each person who acts in a place with a small amount of ambient noise, such as a big city, generates a voice signal proportional to its surroundings. For example, in a place where there is a lot of ambient noise, a loud voice signal is generated largely because the sound of one's own words must be transmitted to another person or a cleaner through the noise. However, even where a small amount of ambient noise is generated, even if a relatively small voice signal is generated, it can be transmitted to another person or a cleaner.
따라서 마이크로프로세서(209)는 대기상태에서 주변소음을 측정하고, 그 값을 기준값으로 설정하는 과정을 우선 수행한다. 이를 위해서 마이크로프로세서(209)는, 마이크로폰(200)을 통해서 입력되는 주변소음을 증폭기(203)와 아날로그/디지날 변환기(206)를 통해서 일정량만큼 증폭한 후, 그 값을 기준값으로 설정하는 과정을 수행한다(제 300 단계, 제 303 단계). 상기 제 303 단계에서 설정된 기준값은, 이후 청소기의 제어를 위해서 입력되는 음성신호가 유효한 신호인지 또는 아닌지를 판단하기 위한 기준치가 된다.Therefore, the microprocessor 209 first measures ambient noise in the standby state and sets the value as a reference value. To this end, the microprocessor 209 amplifies the ambient noise input through the microphone 200 through the amplifier 203 and the analog / digital converter 206 by a predetermined amount, and sets the value as a reference value. (Step 300, step 303). The reference value set in step 303 becomes a reference value for determining whether or not the voice signal input for controlling the cleaner is a valid signal.
다음, 마이크로프로세서(209)는 음성신호가 입력되는 지를 감시한다(제 306 단계).Next, the microprocessor 209 monitors whether a voice signal is input (step 306).
상기제 306 단계의 음성신호도, 마이크로폰(200)을 통해서 전기적신호로 변환되고, 증폭기(203)에서 설정값만큼 증폭되어진 후, 아날로그/디지탈변환기(206)에서 디지탈신호로 변환되어져서 마이크로프로세서(209)에 입력된다. 상기 마이크로프로세서(209)는, 상기 입력되는 디지탈 음성신호가 상기 제 303 단계에서 설정되고 있는 기준값보다 큰 신호인지를 판단하고, 큰 신호만을 음성신호로 추출한다(제 309 단계). 그리고 이때 입력된 신호 중에서 기준값보다 작은 신호들은 노이즈신호로 판단하여 소거한다.The voice signal of step 306 is also converted into an electrical signal through the microphone 200, amplified by a predetermined value by the amplifier 203, and then converted into a digital signal by the analog / digital converter 206 to be used as a microprocessor ( 209). The microprocessor 209 determines whether the input digital voice signal is a signal larger than the reference value set in step 303, and extracts only the big signal as a voice signal (step 309). At this time, signals smaller than the reference value among the input signals are judged to be noise signals and erased.
다음, 상기 제 309 단계에서 추출된 음성신호는, 상기 마이크로프로세서(209)의 제어하에 플레쉬메모리(218)에 일시저장된다.Next, the voice signal extracted in step 309 is temporarily stored in the flash memory 218 under the control of the microprocessor 209.
한편, 상기 마이크로프로세서(209)는, 프로그램저장부(215)에 저장된 음성인식알고리즘을 수행하여, 상기 플레쉬메모리(218)에 저장된 음성신호의 음성패턴을 인식한다(제 312 단계).The microprocessor 209 recognizes a voice pattern of the voice signal stored in the flash memory 218 by performing a voice recognition algorithm stored in the program storage unit 215 (step 312).
그리고 마이크로프로세서(209)는, 상기 제 312 단계에서 인식한 음성패턴을, 상기 데이터저장부(212)에 저장된 다수개의 음성패턴과 비교하여, 그 결과를 확인한다. 그리고 그 결과를 각 제어부로 출력한다.The microprocessor 209 compares the voice pattern recognized in step 312 with a plurality of voice patterns stored in the data storage unit 212 and checks the result. And the result is output to each control part.
만약, 확인된 음성패턴이, '청소시작'에 따른 음성신호일 때, 마이크로프로세서(209)는 흡입모터구동부(233)를 통해서 흡입모터(236)에 전원이 공급되도록 하여 흡입모터(236)의 구동을 시작한다.When the identified voice pattern is a voice signal according to the 'start cleaning', the microprocessor 209 drives the suction motor 236 to supply power to the suction motor 236 through the suction motor driver 233. To start.
이때의 동작으로 흡입모터(236)가 구동을 시작하면, 청소를 위한 흡입력이 발생되면서 흡입구에 상기 흡입모터(236)의 흡입력이 전달되어진다. 이후 상기 흡입구는 전달된 흡입력으로 주위 이물질, 먼지를 흡입하면서 청소를 수행한다.At this time, when the suction motor 236 starts to drive, the suction force for cleaning is generated and the suction force of the suction motor 236 is transmitted to the suction port. Thereafter, the suction port performs cleaning while inhaling surrounding foreign matter and dust with the suction force transmitted.
상기 과정에서 확인된 음성패턴이, '왼쪽'에 따른 음성신호일 때, 마이크로프로세서(209)는 좌륜모터구동부(245)를 통해서 좌륜모터(248)에 전원이 공급되도록 한다. 이 동작으로 좌륜모터(248)가 구동되면서 청소기를 왼쪽으로 이동시키는 제어가 이루어진다. 반대로 상기 과정에서 확인된 음성패턴이, '오른쪽'에 따른 음성신호일 때, 마이크로프로세서(209)는 우륜모터구동부(224)를 통해서 좌륜모터(227)에 전원이 공급되도록 한다. 이 동작으로 좌륜모터(227)가 구동되면서 청소기를 오른쪽으로 이동시키는 제어가 이루어진다. When the voice pattern identified in the above process is the voice signal according to the 'left', the microprocessor 209 causes the power to be supplied to the left wheel motor 248 through the left wheel motor driver 245. In this operation, the left wheel motor 248 is driven to control the cleaner to the left. On the contrary, when the voice pattern identified in the above process is the voice signal according to the 'right', the microprocessor 209 allows the left wheel motor 227 to be supplied with power through the right wheel motor driver 224. In this operation, the left wheel motor 227 is driven to move the cleaner to the right.
그리고 '청소끝' 음성신호에 의해서 상기 마이크로프로세서(209)는 청소기의 청소 동작을 정지시키는 제어를 수행한다.The microprocessor 209 performs a control to stop the cleaning operation of the cleaner by the 'cleaning end' voice signal.
이와 같이, 상기 마이크로프로세서(209)는, 상기 제 312 단계에서 인식한 음성패턴을, 상기 데이터저장부(212)에 저장된 다수개의 음성패턴과 비교하여, 그 결과를 확인하고, 그에 따른 제어를 위해서 필요한 제어구성으로 제어신호를 출력한다(제 315 단계). 이렇게 해서 상기 마이크로프로세서(209)는 청소기의 주행동작을 위하여 주행부(251)를 구동시키고, 청소기의 청소동작을 위하여 청소부(239)를 구동시키는 제어를 수행한다(제 318 단계).As described above, the microprocessor 209 compares the voice pattern recognized in the step 312 with a plurality of voice patterns stored in the data storage unit 212, checks the result, and controls the result. The control signal is output in the required control configuration (step 315). In this way, the microprocessor 209 drives the driving unit 251 for the driving operation of the cleaner, and performs the control for driving the cleaning unit 239 for the cleaning operation of the cleaner (step 318).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 청소기는, 음성신호를 인식하여 청소기의 제어동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해서 본 발명의 청소기는, 음성인식알고리즘과, 각종 음성신호를 입력하여 디지탈화하는 구성, 그리고 상기 디지탈 음성신호를 상기 음성인식알고리즘에 의해 변환하여 음성패턴화하는 구성 등을 구비하고, 이러한 구성으로부터 청소기의 각종 제어신호를 음성신호로 인식하여 청소기의 청소동작을 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 청소기는, 음성인식에 의해서 청소기 자동 주행을 가능하도록 한 것에 특징이 있다. As described above, the cleaner according to the present invention is characterized by performing a control operation of the cleaner by recognizing a voice signal. To this end, the vacuum cleaner of the present invention comprises a voice recognition algorithm, a configuration for inputting and digitizing various voice signals, and a configuration for converting the digital voice signal by the voice recognition algorithm to pattern the voice, and the like. Recognizing various control signals of the cleaner as a voice signal, characterized in that for controlling the cleaning operation of the cleaner. In addition, the vacuum cleaner of the present invention is characterized by enabling automatic cleaning of the cleaner by voice recognition.
그리고 본 발명에서는 음성신호를 신호처리 가능한 디지털 음성신호로 변환한 다음, 마이크로프로세서의 제어하에 음성패턴을 형성하는 실시예를 설명하고 있다. 그러나 상기 마이크로프로세서의 제어는 받지 않고 음성인식소자를 이용하여 음성패턴을 형성하고, 분석결과만을 상기 마이크로프로세서에 통보하는 것도 가능하다. 이때는 상기 마이크로폰(20))에서 입력된 신호가 직접 음성인식소자에 제공된 후, 상기 음성인식소자에서 분석, 패턴화여 그 분석결과를 마이크로프로세서에 출력한다. 이러한 과정에 의해서 마이크로프로세서는 분석된 결과에 따른 청소기 제어를 수행한다.In addition, the present invention describes an embodiment in which a voice signal is converted into a digital voice signal capable of signal processing and then a voice pattern is formed under the control of a microprocessor. However, it is also possible to form a voice pattern using a voice recognition device without not being controlled by the microprocessor and to notify the microprocessor of only the analysis result. In this case, the signal input from the microphone 20 is directly provided to the voice recognition device, and then analyzed and patterned by the voice recognition device to output the analysis result to the microprocessor. By this process, the microprocessor performs the cleaner control according to the analyzed result.
위에서 설명한 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention described above can obtain the following effects.
첫째, 본 발명의 청소기는 청소기 제어를 위한 조작부를 별도로 구비할 필요가 없다. 따라서 청소기의 조작부를 만들기 위한 설계, 금형, 사출 등이 필요없게 되어, 이에 따른 제조비용을 절감할 수 있다. First, the cleaner of the present invention does not need to be provided with an operation unit for controlling the cleaner. Therefore, the design, mold, injection, etc. for making the operation portion of the cleaner is not necessary, thereby reducing the manufacturing cost.
둘째, 본 발명의 청소기는, 사람의 인위적인 행동에 따른 제어동작을 필요로 하지 않는다. 단지 음성신호를 이용하여 청소기의 제어를 수행하므로, 간편하고, 편리하면서 청소시간 절약 및 청소를 직접 수행해야만 하는 번거로움을 해소하는 것이 가능하다. 특히, 본 발명의 청소기는 자동 주행이 가능하도록 구성하여, 사용자가 청소기를 이동시키기 위한 힘을 사용할 필요가 없다. Second, the cleaner of the present invention does not require a control operation according to an artificial action of a person. Since only the voice signal is used to control the cleaner, it is possible to solve the trouble of having to perform the cleaning and saving the cleaning time directly. In particular, the cleaner of the present invention is configured to enable automatic driving, so that the user does not need to use a force for moving the cleaner.
도 1은 일반적인 청소기의 사시도,1 is a perspective view of a general cleaner,
도 2는 종래 청소기의 제어 구성도,2 is a control block diagram of a conventional cleaner;
도 3은 본 발명의 청소기에서 음성인식을 위한 제어 구성도,3 is a control block diagram for speech recognition in the cleaner of the present invention;
도 4는 본 발명의 청소기에서 음성인식 제어에 따른 동작 흐름도.4 is an operation flowchart according to voice recognition control in the cleaner of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
200 : 마이크로폰 203 : 증폭기200: microphone 203: amplifier
206 : 아날로그/디지탈변환기 209 : 마이크로프로세서206: analog / digital converter 209: microprocessor
210 : 신호입력부 212 : 데이터저장부 215 : 프로그램저장부 218 : 플레쉬메모리210: signal input unit 212: data storage unit 215: program storage unit 218: flash memory
221 : 좌륜엔코더 224 : 우륜모터구동부221: left wheel encoder 224: right wheel motor drive unit
227 : 우륜모터 230 : 우륜엔코더227: right wheel motor 230: right wheel encoder
233 : 흡입모터구동부 236 : 흡입모터233: suction motor drive unit 236: suction motor
239 : 청소부 242 : 전원부239: cleaning unit 242: power unit
245 : 좌륜모터구동부 248 : 좌륜모터245: left wheel motor drive unit 248: left wheel motor
251 : 주행부251 driving part
Claims (3)
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