KR100690661B1 - 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 관한 것으로, 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사함으로써, 화재 발생 초기에 신속히 화재를 진화할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 외부 환경의 온도를 감지하는 열감지수단과; 영상을 촬영하는 촬영수단과; 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단과; 상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고, 상기 촬영수단에서 입력되는 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재진화를 제어하기 위한 화재 진화 제어신호를 출력하는 제어수단과; 상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 좌우휠을 구동시켜 소정의 위치로 이동시키는 구동수단과; 상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 소정량의 소방액을 화재원에 분사하는 분사수단을 포함하여 구성하고, 상기 제어수단은, 상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과, 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환하도록 제어한다.

Description

로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법{FIRE EXTINGUISH APPARATUS AND METHOD IN USING ROBOT CLEANER}

도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도.

도3은 본 발명 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명 로봇 청소기를 이용한 화재 진화방법에 대한 동작흐름도.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

100:열감지수단 200:촬영수단

300:저장수단 400:제어수단

500:분사수단 600:구동수단

본 발명은 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴 과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사하도록 한 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기를 말한다.

이러한 로봇청소기는 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 청소경로를 주행하면서 청소동작을 수행하도록 되어 있는데, 이와 같이 기설정된 청소 경로를 자동적으로 주행하면서 청소동작을 수행하기 위해서는 로봇청소기의 위치와 주행거리 및 장애물등을 감지하기 위해 많은 수의 센서들이 사용된다.

도1은 일반적인 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도1에 도시된 바와같이, 로봇 청소기가 일정 영역을 직진하다가, 충돌이 발생하면 그 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(1)와; 상기 장애물 감지부(1)에서 출력되는 신호에 의해, 로봇 청소기의 주행을 정지시킨 다음, 랜덤 방식으로 랜덤 각도를 생성하고, 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 로봇 청소기를 회전시키는 제어부(2)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(5)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(3)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 우륜 모터(6)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(4)를 포함하여 구성한다.

도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도이다.

도2에 도시된 바와같이, 사용자에 의해, 청소명령이 발생하면 로봇 청소기를 직진시키면서, 장애물이 감지되는지를 판단하는 과정(SP1~SP3)과; 상기 판단결과, 장애물이 감지되면 로봇 청소기를 정지시킨후, 랜덤 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하는 과정(SP4)과; 상기 단계에서 생성된 랜덤각도를 회전각도로 하여, 로봇 청소기를 회전시키는 과정(SP5)과; 상기 회전된 로봇 청소기를 직진시키면서, 청소 완료를 판단하여, 청소완료이면 주행을 정지하는 과정(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 종래 기술을 설명한다.

먼저, 사용자에 의해 청소 명령이 발생하면(SP1), 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키기 위하여, 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 구동속도를 일치시키기 위한 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시킨다.

이에 따라, 로봇 청소기는 직진한다(SP2).

이때, 장애물 감지부(1)는, 로봇 청소기가 임의의 장애물에 충돌하는 경우에 발생하는 충격량으로 장애물을 감지하여 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부 (2)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제어부(2)는, 상기 장애물 감지신호에 의해 주행을 정지시킨 다음, 랜던 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하고(SP4), 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 하기 위한 제어신호를 출력하는데, 이때 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 회전 방향에 따라 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 속도를 달리하도록 하 는 제어신호를 좌륜모터 구동부(3) 및 우륜 모터 구동부(4)에 출력한다.

이에 따라, 상기 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시켜, 로봇 청소기를 임의의 랜덤 각도로 회전시킨다 (SP5).

그 다음, 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키면서(SP6), 청소 완료로 판단되면 청소를 종료하고(SP7), 청소 완료가 되지 않았으면 상기 동작을 반복 수행한다.

상술한 바와같이 로봇 청소기는, 주로 가정에서 실내의 먼지나 이물질을 제거하는 청소를 실행하지만, 실내에서 발생하는 화재에 대한 대처는 전무한 상황이다.

더욱이, 최근 주택의 실내는 주방이 실내 응접실과 연결된 구조로서, 그 주방에 설치된 가스 노출로 인한 화재가 빈번히 발생하고 있는 실정이고, 특히 거주자가 없는 상태에서 발생하는 화재 상황에 대하여 적절히 대처할 수 있는 방법이 없다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사함으로써, 화재 발생 초기에 신속히 화재를 진화할 수 있도록 한 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

외부 환경의 온도를 감지하는 열감지수단과;

영상을 촬영하는 촬영수단과;

화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단과;

상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고,

상기 촬영수단에서 입력되는 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재진화를 제어하기 위한 화재 진화 제어신호를 출력하는 제어수단과;

상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 좌우휠을 구동시켜 소정의 위치로 이동시키는 구동수단과;

상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 소정량의 소방액을 화재원에 분사하는 분사수단을 포함하여 구성하고,
상기 제어수단은,
상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하고,
그 비교결과, 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 과정과;
열감지수단을 이용하여 온도를 감지하는 과정과;

상기 감지온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 화재발생을 인식하는 과정과;

화재발생이 인식되면 촬영수단을 이용하여 영상을 촬영하는 과정과;

상기 촬영된 영상에서, 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을 추출하여, 그 추출된 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을, 기준 형상패턴 및 색깔패턴과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 화재를 진화하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도3은 본 발명 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치에 대한 구성을 보인 개략도이다.

도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 외부 환경의 온도를 감지하는 열감지수단(100)과; 영상을 촬영하는 촬영수단(200)과; 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단(300)과; 상기 열감지수단(100)에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고, 상기 촬영수단(200)에서 입력되는 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재 진화를 제어하기 위한 화재 진화 제어신호를 출력하는 제어수단(400)과; 상기 제어수단(400)의 화재 진화 제어신호에 의해, 좌/우휠(700)(800)을 구동시켜 소정의 위치로 이동시키는 구동수단(600)과; 상기 제어수단(400)의 화재 진화 제어신호에 의해, 소정량의 소방액을 화재원에 분사하는 분사수단(500)을 구비한다.

상기 분사수단(500)은 소방액을 저장하는 소방액탱크(501)와; 화재 진화 제어신호에 의해, 상기 소방액 탱크(501)로부터 소정의 소방액을 소방노즐(503)을 통 해 분사하는 펌프(502)로 이루어진다.

상기 소방노즐(503)은, 상기 제어수단(400)의 제어에 의해, 상하 회전이 가능한 구조로 이루어진다.

상기 제어수단(400)은, 상기 열감지수단(100)에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과, 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환한다.

상기 제어수단(400)은, 상기 촬영수단(200)에서 입력되는 영상에서,열원의 형상패턴과 열원의 색깔패턴을 추출하고, 그 추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하여 소정 오차 범위내에서 일치하면 화재원의 위치로 인식한다.

상기 촬영수단(200)은 열원의 온도분포를 감지하는 적외선 카메라로 이루어진다.

이렇게 구성한 본 발명의 동작을, 첨부한 도4를 참조하여 설명한다.

먼저, 로봇 청소기의 열감지수단(100)은 온도를 감지하여 이를 제어수단(400)에 인가하고(SP1), 이에 따라 상기 제어수단(400)은 상기 감지온도를 기준온도와 비교하여(SP2) 그 비교결과에 따라 화재 발생을 인식한다(SP3).

즉, 상기 열감지수단(100)에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환한다.

이때, 실험에 의해, 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 저장수단(300)에 기저장한다.

그 다음, 상기 화재발생이 인식되면, 촬영수단을 이용하여 영상을 촬영하는데(SP4), 예를 들어 적외선 카메라를 이용하여 열원의 온도분포를 감지하는 영상을 촬영한다.

그 다음, 제어수단(400)은, 상기 촬영된 영상에서, 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을 추출하여(SP5), 그 추출된 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을, 상기 저장수단(300)에 기저장된 기준 형상패턴 및 색깔패턴과 비교하고(SP6), 그 비교결과에 근거하여 화재를 진화한다(SP7~SP9).

즉, 상기 로봇 청소기의 제어수단(400)은 영상에서 추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하고, 그 비교결과 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴이 소정 오차 범위내에서 일치하면 화재원의 위치로 인식한다.

상기 화재원의 위치가 인식되면, 상기 제어수단(400)은 구동수단(600)을 제어하여 로봇 청소기를 그 화재원측으로 이동시킨 다음, 펌프(502)를 이용하여 소화액 탱크(501)로부터 소정량의 소화액을 상하회전하는 소방노즐(503)을 통해 화재원에 분사함으로써, 화재를 초기에 진화한다.

다시 말해서, 본 발명은 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사하도록 한 것이다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사함으로써, 화재 발생 초기에 신속히 화재를 진화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 외부 환경의 온도를 감지하는 열감지수단과;

   영상을 촬영하는 촬영수단과;

   화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단과;

   상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고,

   상기 촬영수단에서 입력되는 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재진화를 제어하기 위한 화재 진화 제어신호를 출력하는 제어수단과;

   상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 좌우휠을 구동시켜 소정의 위치로 이동시키는 구동수단과;

   상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 소정량의 소방액을 화재원에 분사하는 분사수단을 포함하여 구성하고,

   상기 제어수단은,

   상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하고,

   그 비교결과, 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 분사수단은,

   소방액을 저장하는 소방액탱크와;

   화재 진화 제어신호에 의해, 상기 소방액 탱크로부터 소정의 소방액을 소방노즐을 통해 분사하는 펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치.
3. 제2 항에 있어서,상기 소방노즐은,

   상기 제어수단의 제어에 의해, 상하 회전이 가능한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서, 상기 제어수단은,

   상기 촬영수단에서 입력되는 영상에서,열원의 형상패턴과 열원의 색깔패턴을 추출하고, 그 추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하여 소정 오차 범위 내에서 일치하면 화재 원의 위치로 인식하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치.
6. 삭제
7. 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 과정과;

   열 감지수단을 이용하여 온도를 감지하는 과정과;

   상기 감지온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 화재발생을 인식하는 과정과;

   화재발생이 인식되면 촬영수단을 이용하여 영상을 촬영하는 과정과;

   상기 촬영된 영상에서, 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을 추출하여, 그 추출된 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을, 기준 형상패턴 및 색깔패턴과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 화재를 진화하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화방법.
8. 삭제
9. 제7 항에 있어서, 상기 화재 발생을 인식하는 과정은,

   상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하는 단계와;

   상기 비교결과, 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화방법.
10. 제7 항에 있어서, 상기 영상을 촬영하는 과정은,

    적외선 카메라를 이용하여 열원의 온도분포를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기를 이용한 화재 진화방법.
11. 제7 항에 있어서, 상기 화재를 진화하는 과정은,

    추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하고,

    그 비교결과 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴이 소정 오차 범위내에서 일치하면 화재원의 위치로 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화방법.
12. 제7 항에 있어서, 상기 화재를 진화하는 과정은,

    화재원의 위치가 인식되면, 로봇 청소기를 그 화재원측으로 이동하는 단계와;

    소화액 탱크로부터 소정량의 소화액을, 상하회전하는 소방노즐을 통해 화재원에 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화방법.
13. 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단과;

    외부 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고,

    외부 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재진화를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성하고,

    상기 제어수단은,

    상기 외부 영상에서,열원의 형상패턴과 열원의 색깔패턴을 추출하고, 그 추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하여 소정 오차 범위내에서 일치하면 화재원의 위치로 인식하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치.
14. 삭제
15. 외부 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하는 과정과;

    상기 외부 영상에서,열원의 형상패턴과 열원의 색깔패턴을 추출하는 과정과;

    상기 추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하여 소정 오차 범위내에서 일치하면 화재원의 위치로 인식하는 과정과;

    상기 인식된 화재원의 위치에 소방액을 분사하여 화재를 진화하는 과정을 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기를 이용한 화재 진화방법.
16. 삭제

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