KR100775131B1 - 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치 - Google Patents

오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크를 통해 로봇과 결합된 로봇 제어 서버가 오디오 신호에 따라 로봇을 제어하는 방법에 있어서, 오디오 제공 장치로부터 오디오 신호를 수신하는 단계; 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하는 단계; 및 오디오 신호가 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호 및 오디오 신호를 로봇으로 제공하고, 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호 및 오디오 신호를 로봇으로 제공하는 단계를 포함하는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법이 제공된다. 따라서, 라디오 방송, TV 방송 등의 오디오 신호에 따라 로봇이 립싱크(lip sync) 또는 댄스(dance) 등의 모션(motion)을 수행하도록 하여 사용자에게 흥미를 유발할 수 있는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
로봇, 립싱크, 댄스

Description

오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치{Method and device for controlling robot according to audio signal}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 오디오 신호에 따라 로봇을 제어하는 방법을 수행하기 위한 전체 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇 제어 서버의 기능에 따른구성을 나타낸 기능 블록도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇의 기능에 따른 구성을 나타낸 기능 블록도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오 신호에 따라 로봇의 립싱크 또는 모션을 제어하는 과정을 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10a, ..., 10n : 오디오 제공 장치
50 : 네트워크
200 : 로봇 제어 서버
300 : 로봇
본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
근래에는 일반 라디오 기기뿐만 아니라, PCS 단말기와 같은 이동 단말기 및 PDA 등의 휴대 전자기기를 이용하여 FM 라디오 등을 청취할 수 있다. 그러나, 일반 휴대 전자기기를 이용하여 라디오 방송 등의 오디오(audio)를 청취할 경우, 단지 스피커를 통한 음성 신호만을 청취할 수 있으므로, 사용자의 흥미를 유발하기에는 부족하다. 또한, FM 라디오와 같은 오디오 신호를 청취하기 위해서는 안테나와 같은 방송 수신기 등이 별도로 필요하다.
사용자의 흥미 유발을 위해, 박수 소리 등의 특정 소리를 들으면 춤을 추는 인형, 로봇 등이 출시되고 있다. 그러나, 종래의 로봇은 단순히 특정 소리에만 반응하고 또한 일정된 단순한 동작만을 취할 뿐이라, 사용자는 쉽게 실증을 느끼는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 라디오 방송, TV 방송 등의 오디오 신호에 따라 로봇이 댄스(dance)와 같은 모션(motion) 또는 립싱크(lip sync)를 수행하도록 하여 사용자에게 흥미를 유발할 수 있는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 오디오 신호가 음악인 경우에는 해당 음악의 빠르기에 상응하도록 로봇의 모션을 제어하여 다양한 로봇의 모션을 제공할 수 있는 로봇 제어 방법 및 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 안테나 등을 포함하는 방송 수신기를 별도로 구비하지 않고, 네트워크를 통한 통신이 가능한 로봇을 이용하여 라디오 방송과 같은 오디오 신호를 출력할 수 있는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, 네트워크를 통해 로봇과 결합된 로봇 제어 서버가 오디오 신호에 따라 로봇을 제어하는 방법에 있어서, 오디오 제공 장치로부터 오디오 신호를 수신하는 단계; 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 오디오 신호가 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호 및 상기 오디오 신호를 상기 로봇으로 제공하고, 상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호 및 상기 오디오 신호를 상기 로봇으로 제공하는 단계를 포함하는 오디오 신호 에 따른 로봇 제어 방법이 제공된다.
여기서, 상기 오디오 제공 장치로부터 수신된 오디오 신호를 상기 로봇이 출력 가능한 포맷으로 변환하여 상기 로봇으로 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 네트워크를 통해 로봇과 결합된 로봇 제어 서버가 오디오 신호에 따라 로봇을 제어하는 방법에 있어서, 상기 로봇으로부터 오디오 신호를 수신하는 단계; 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 오디오 신호가 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호를 상기 로봇으로 제공하고, 상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호를 상기 로봇으로 제공하는 단계를 포함하는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법이 제공된다.
상기 제1 측면 및 제2측면에서, 상기 빠르기는 상기 오디오 신호의 템포(tempo), 비트(beat) 및 이들의 조합 중 어느 하나에 상응하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, (a) 미리 지정된 일정 시간 후 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하는 단계; (b) 상기 판단 결과에 상응하는 립싱크 제어 신호 및 모션 제어 신호 중 어느 하나인 로봇 제어 신호를 생성하는 단계; 및 (c) 상기 로봇 제어 신호가 이전에 전송된 로봇 제어 신호와 상이한지의 여부를 판단하고, 상이한 경우에만 상기 생성된 로봇 제어 신호를 상기 로봇으로 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 단계 (a) 내지 단계 (c)는 상기 오디오 신호의 전송이 종료될 때까지 반복될 수 있다.
또한, (a) 미리 지정된 일정 시간 후 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지의 여부 및 음악인 경우 측정된 빠르기를 포함하는 오디오 신호 상태를 판단하는 단계; (b) 상기 현재 판단된 오디오 신호 상태와 이전에 판단된 오디오 신호 상태를 비교하는 단계; 및 (c) 상기 비교 결과 서로 상이한 경우에만 상기 현재 판단된 오디오 신호 상태에 상응하도록 생성된 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 상기 로봇으로 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 단계 (a) 내지 단계 (c)는 상기 오디오 신호의 전송이 종료될 때까지 반복될 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 네트워크를 통해 로봇과 결합된 로봇 제어 서버에 있어서, 오디오 제공 장치 또는 로봇으로부터 오디오 신호를 수신하는 통신부; 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하고, 음악이 아닌 경우 립싱크 제어 신호를 생성하고, 음악인 경우 빠르기를 측정하여 상응하는 모션 제어 신호를 생성하여 상기 통신부를 통하여 상기 로봇으로 전송하는 제어부를 포함하되, 상기 로봇은 상기 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 수신하여 그에 따른 립싱크 또는 모션을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 서버가 제공된다.
여기서, 상기 로봇의 기종 정보를 포함하는 가입자 정보를 저장하는 저장부를 더 포함하되, 상기 제어부는 상기 기종 정보에 상응하는 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 미리 지정된 일정 시간 주기로 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하고, 그 결과에 상응하도록 생성된 립싱크 제어 신호 및 모션 제어 신호 중 어느 하나인 로봇 제어 신호가 이전에 전송된 로봇 제어 신호와 상이한 경우에만 상기 생성된 로봇 제어 신호를 상기 로봇으로 전송하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지의 여부 및 음악인 경우 측정된 빠르기를 포함하는 오디오 신호 상태를 미리 지정된 일정 시간 주기로 판단하고, 상기 판단된 오디오 신호 상태와 이전에 판단된 오디오 신호 상태를 비교하여 서로 상이한 경우에만 상기 오디오 신호 상태에 상응하도록 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 네트워크를 통해 로봇 제어 서버와 결합된 로봇에 있어서, 오디오 실행 명령을 입력받기 위한 입력부; 상기 오디오 실행 명령에 상응하는 로봇 제어 서비스 요청을 상기 로봇 제어 서버로 전송하고, 상기 로봇 제어 서버로부터 상기 로봇 제어 서비스 요청에 상응하는 오디오 신호 및 상기 오디오 신호에 상응하는 로봇 제어 신호를 수신하는 통신부; 상기 수신된 오디오 신호를 출력하는 출력부; 및 상기 수신된 로봇 제어 신호에 따라 립싱크 또는 모션을 수행하는 구동부를 포함하되, 상기 로봇 제어 서버는 상기 오디오 신호를 오디오 제공 장치로부터 수신하고, 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하여 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 제공하고, 상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇이 제공된다.
본 발명의 제5 측면에 따르면, 네트워크를 통해 로봇 제어 서버와 결합된 로봇에 있어서, 상기 로봇 제어 서버로 오디오 신호를 전송하고, 상기 로봇 제어 서버로부터 상기 오디오 신호에 상응하는 로봇 제어 신호를 수신하는 통신부; 및 상기 수신된 로봇 제어 신호에 따라 립싱크 또는 모션을 수행하는 구동부를 포함하되, 상기 로봇 제어 서버는 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하여, 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 제공하고, 상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇이 제공된다.
여기서, 상기 오디오 신호를 입력받기 위한 음원 입력부를 더 포함할 수 있으며, 또한, 상기 오디오 신호를 재생하기 위한 음원 재생부를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 오디오 신호에 따라 로봇을 제 어하는 방법을 수행하기 위한 전체 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 전체 시스템은 오디오 제공 장치(10-1, 10-2, ..., 10-n, 이하 10), 네트워크(network, 50), 로봇 제어 서버(200) 및 로봇(300)을 포함한다.
오디오 제공 장치(10)는 라디오 방송과 같은 오디오 데이터를 제공하는 장치로, FM, AM 등의 공중파 방송 장치(10a), 네트워크(50)를 통해 오디오 데이터를 제공하는 인터넷 방송 장치(10n), 컨텐츠 제공 서버 등의 오디오 데이터를 제공하는 모든 장치가 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 오디오 제공 장치(10)가 라디오 방송 장치인 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
네트워크(50)는 IP 프로토콜을 사용하는 일반 인터넷 망뿐만 아니라, CDMA, WCDMA 망과 같은 이동 통신망 등의 데이터 송수신이 가능한 모든 통신망이 적용될 수 있다.
로봇 제어 서버(200)는 오디오 제공 장치(10)로부터 전송되는 오디오 데이터를 로봇(300)이 출력할 수 있도록, 네트워크(50)를 통해 상기 오디오 데이터에 따른 오디오 신호를 로봇(300)으로 제공하는 기능을 수행한다. 특히, 로봇 제어 서버(200)는 오디오 제공 장치(10)로부터 전송되는 오디오 데이터가 음악인지 여부를 판단하고, 음악인 경우 템포(tempo) 및/또는 비트(beat) 등의 빠르기를 측정한다. 여기서, 빠르기는 템포를 이용할 수 있으며, 비트의 유/무를 통해 해당 오디오 데이터가 음악인지의 여부를 판단할 수도 있다. 즉, 비트가 측정된 경우 해당 오디오 데이터가 음악인 것으로 인식할 수 있다. 물론, 이외에도 임의의 오디오 데이터가 음악인지 아닌지의 여부를 판단하는 방법은 다양할 수 있으며, 이에 대한 알고리즘 등은 후술하기로 한다.
만일, 오디오 제공 장치(10)로부터 전송되는 오디오 데이터가 음악이 아닌 사람의 목소리와 같은 일반 음성 데이터인 경우, 로봇 제어 서버(200)는 로봇(300)이 해당 오디오 데이터에 상응하는 립싱크(lip sync)를 수행하도록 하는 제어 데이터(이하, '립싱크 제어 신호'라 칭함)를 상기 오디오 데이터와 함께 로봇(300)으로 전송한다. 또한, 오디오 제공 장치(10)로부터 전송되는 오디오 데이터가 음악인 경우, 로봇 제어 서버(200)는 로봇(300)이 해당 오디오 데이터의 빠르기에 맞는 모션을 취할 수 있도록 하는 모션 제어 데이터(이하, '모션 제어 신호'라 칭함)를 오디오 데이터와 함께 로봇(300)으로 전송한다. 물론, 해당 오디오 데이터가 음악인 경우에도 로봇 제어 서버(200)는 그에 상응하는 립싱크 제어 신호를 모션 제어 신호에 포함하여 로봇(300)으로 전송할 수도 있다. 또한, 립싱크 제어 신호도 단순히 입술을 움직이는 것뿐만 아니라, 팔을 흔들거나 어깨를 들썩이는 것과 같은 간단한 제스처(gesture)를 위한 제어 신호가 포함될 수도 있다.
여기서, 임의의 오디오 데이터가 음악인지의 여부를 판단하는 방법 및 음악 빠르기를 측정하는 방법은 본 발명의 특징과는 거리가 있으므로, 모든 방법이 동일하게 적용될 수 있다. 하나의 예를 들면, 로봇 제어 서버(200)는 실시간으로 오디오 스트림 데이터를 받아서 1024개의 데이터에 대해 FFT(Fast Fourier Transform) 및 캡스트럼(Cepstrum)을 계산하여 기본주파수와 피치검출을 행하고(주파수축 분석), 시간축 상에서 에너지값 및 ZCR(Zero Crossing Rate)을 계산한다. 기본주파수, 피치, 에너지, ZCR을 분석하여 비트(Beat)를 검출하고 음악인지 아닌지를 구별 한다. 음악인 경우 로봇 제어 서버(200)는 검출된 비트를 일정시간(예를 들어, 5초) 추적하여 템포(Tempo)를 계산하고, 이 템포정보(빠르기)는 미리 정해진 로봇 동작 패턴의 빠르기를 조절하는 인자로서 사용될 수 있다. 음악이 아닌 경우, 로봇 제어 서버(200)는 시간축 상에서 계산된 에너지 값이 미리 정해진 기준 에너지 값 이상을 넘으면 로봇이 립싱크를 수행하도록 제어한다. 기준치를 넘는 에너지 값의 크기와 지속 시간을 이용하여 로봇이 입을 벌리는 양 및 시간을 조정할 수 있다. 이외에도, 음악인지 아닌지의 여부를 판단하는 알고리즘으로 (Monophonic Sound & Consonant Checking), (Silent Time & Effective Voice Time Checking, Continuously Repeated Music Component Checking), (Common Voice Signal Separation from 2-Channel Signals), (Effective Voice Freq. Power V.S. BGM Freq. Power Threshold) 등이 사용될 수 있다. 또한, 음악의 비트를 측정하는 알고리즘으로는 (Wave SPL & Attack-Time Checking, Live-Time Tracking), (Beat Sound (Drum) Detection & Tracking), (Freq. Band Change Analyzer, Implied Beat Detection & Tracking)이 있으며, 템포 측정 알고리즘으로는 (Beat Detection Error Recovery), (Time-Series Analysis Algorithm), (Initial Tempo Detection Phase & Tempo Tracking Phase), (Repeated Beat Overlapping Tempo Validation Algorithm) 등이 사용될 수 있다.
따라서, 로봇(300)은 로봇 제어 서버(200)로부터 전송된 오디오 데이터를 출력할 뿐만 아니라, 수신된 립싱크 제어 신호 및/또는 모션 제어 신호(이하, '로봇 제어 신호'로 통칭)에 따라 립싱크 및/또는 모션을 수행한다. 즉, 로봇(300)은 로 봇 제어 서버(200)로부터 수신된 각 로봇 제어 신호에 따라 입술 부위를 움직이거나, 팔, 다리, 머리 및 몸통 등을 흔들면서, 오디오 데이터를 출력한다.
로봇(300)은 로봇 제어 서버(200)와 네트워크(50)를 통해 데이터를 송수신한다. 따라서, 로봇(300)은 모뎀(modem), AP(access point) 등과 같은 네트워크(50)와 통신을 수행할 수 있는 통신 장치를 포함하거나, 별도로 구비된 통신 장치와 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신할 수도 있다.
또한, 로봇(300)은 로봇 제어 서버(200)로 오디오 데이터를 전송하고, 해당 오디오 데이터에 상응하는 로봇 제어 신호를 수신할 수도 있다. 즉, 로봇(300)은 마이크 등의 음원 입력 장치를 통해 외부로부터 입력되거나, 자체에 구비된 음원 재생 기능에 따라 재생된 오디오 데이터를 로봇 제어 서버(200)로 전송하고, 해당 오디오 데이터에 상응하도록 생성된 로봇 제어 신호를 로봇 제어 서버(200)로부터 수신할 수 있다. 이해의 편의를 위해 하나의 예를 들면, 본 발명에 따른 로봇(300)은 TV에서 흘러나오는 노랫소리를 입력 받아 로봇 제어 서버(200)로 전송하여 상응하는 로봇 제어 신호를 수신함으로써, 상기 노랫소리에 맞춰 립싱크 및/또는 춤을 출수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇 제어 서버의 기능에 따른구성을 나타낸 기능 블록도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇의 기능에 따른 구성을 나타낸 기능 블록도이다.
도 2를 참조하면, 로봇 제어 서버(200)는 오디오 수신부(210), 오디오 데이 터 변환부(220), 데이터 통신부(230), 저장부(240) 및 제어부(250)를 포함한다.
오디오 수신부(210)는 오디오 제공 장치(10)로부터 오디오 데이터를 수신하는 기능을 수행한다. 오디오 제공 장치(10)는 공중파를 이용하거나 네트워크(50)를 통해 오디오 데이터를 제공하므로, 오디오 수신부(210)는 안테나 등을 포함하는 공중파 수신기 및/또는 네트워크 통신모듈일 수 있다.
오디오 데이터 변환부(220)는 오디오 제공 장치(10)로부터 수신된 오디오 데이터를 로봇(300)이 출력 가능한 포맷(예를 들어, WAVE, PCM(Pulse Code Modulation) 등)으로 변환하는 기능을 수행한다. 즉, 로봇 제어 서버(200)는 오디오 제공 서버로부터 수신된 오디오 데이터를 오디오 데이터 변환부(220)를 통해 로봇(300)이 출력 가능한 오디오 신호로 변환하여 로봇(300)으로 제공한다.
데이터 통신부(230)는 네트워크(50)를 통해 로봇(300)과 데이터를 송수신하는 기능을 수행한다. 즉, 데이터 통신부(230)는 네트워크(50)를 통해 로봇(300)으로부터 본 발명에 따른 로봇 제어 서비스 요청을 수신하거나, 해당 오디오 신호를 송신 또는 수신하고, 로봇 제어 신호를 로봇(300)으로 전송한다. 데이터 통신부(230)는 예를 들어 네트워크 통신모듈일 수 있으며, 따라서 로봇 제어 서버(200)는 네트워크 통신모듈을 이용하여 네트워크(50)를 통해 오디오 제공 장치(10) 또는 로봇(300)으로부터 오디오 데이터를 수신하거나 로봇(300)과 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서, 상기 오디오 수신부(210) 및 데이터 통신부(230)는 외부 장치와 통신하는 기능을 수행하므로 하나의 통신 수단으로써 의미가 통합될 수 있으므로, 이하에서는 데이터 통신부(230)가 오디오 제공 장치(10) 및 로봇(300)으로부터 오디 오 신호를 수신하고, 또한 로봇(300)과 로봇 제어 신호 등의 데이터를 송수신하는 것으로 한다. 물론, 하드웨어적으로는 네트워크(50)와 통신하는 네트워크 통신 모듈과, 공중파로 전송되는 데이터를 수신하는 라디오 수신기와 같은 장치가 각각 데이터 통신부(230)와 오디오 수신부(210)로써 구비될 수 있음은 당연하다.
저장부(240)는 로봇(300) 식별 정보(예를 들어, 기종 정보, 가입 시 설정된 일련번호 등), 로봇(300)과 네트워크(50)를 통해 데이터를 송수신하기 위한 로봇(300)의 주소 정보 등을 포함하는 서비스 가입된 로봇(300)에 대한 가입자 정보를 저장한다. 또한, 로봇(300)의 각 기종에 따라 립싱크 또는 모션을 제어하기 위한 로봇 제어 신호가 상이할 수 있으므로, 저장부(240)는 각 기종에 따른 로봇 제어 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 로봇 제어 서버(200)는 로봇 제어 신호를 전송할 로봇(300)의 기종을 먼저 인식하고, 해당 기종 및 오디오 신호에 상응하는 로봇 제어 신호를 로봇(300)으로 전송한다.
또한, 저장부(240)는 음악의 빠르기에 따라 각각 설정된 모션 제어 신호에 대한 정보를 갖는 다음과 같은 모션 제어 테이블을 저장할 수 있다.
빠르기 템포 모션 제어 신호
1 10 ~ 30 A0, B0, C0
2 31 ~ 50 A1, B1, C1
3 51~70 A2, B2, C2, D0
4 50~80 A3, B3, C3, D1
... ... ...
상기 모션 제어 테이블에 도시된 바와 같이, 템포에 따른 빠르기에 상응하도 록 모션 제어 신호가 설정되고, 각 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호는 복수개가 존재할 수 있다. 로봇 제어 서버(200)는 측정된 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호가 복수개인 경우 랜덤(random)하게 또는 순차적으로 하나를 선택할 수 있으며, 또는 상기 템포 값에 따라서 하나를 선택할 수도 있다.
제어부(250)는 로봇(300) 또는 오디오 제공 장치(10)로부터 수신된 오디오 데이터에 따른 로봇 제어 신호를 생성하여 로봇(300)으로 전송할 수 있도록 오디오 수신부(210), 오디오 데이터 변환부(220), 데이터 통신부(230) 및 저장부(240)를 제어한다. 제어부(250)의 기능에 따른 구성 요소를 살펴보면, 제어부(250)는 음악 여부 판단부(252), 빠르기 측정부(254) 및 제어 신호 생성부(256)를 포함한다.
음악 여부 판단부(252)는 로봇(300) 또는 오디오 제공 장치(10)로부터 수신된 오디오 데이터가 음악 인지 일반 음성 데이터인지를 판단하는 기능을 수행한다. 빠르기 측정부(254)는 음악 여부 판단부(252)의 판단 결과 해당 오디오 데이터가 음악인 경우, 해당 음악의 빠르기를 측정한다. 제어 신호 생성부(256)는 해당 오디오 데이터가 음악이 아닌 경우에는 립싱크 제어 신호만을 생성하고, 음악인 경우 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호를 상기 모션 제어 테이블 등을 이용하여 생성한다. 전술한 바와 같이, 제어 신호 생성부(256)는 해당 로봇(300)의 기종에 상응하는 로봇 제어 신호를 생성할 수 있다. 물론, 오디오 데이터가 음악인 경우에도 립싱크 제어 신호를 함께 생성할 수도 있음은 당연하다.
여기서, 제어부(250)는 로봇(300) 또는 오디오 제공 장치(10)로부터 현재 수신되는 오디오 데이터가 음악인지의 여부(및 빠르기)를 미리 지정된 일정 시간(예 를 들어 3초) 주기로 계속 판단(및 측정)하고, 그에 따른 로봇 제어 신호를 계속 생성하여 로봇(300)으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 오디오 제공 장치(10)로부터 수신되는 라디오 방송을 로봇 제어 신호와 함께 로봇(300)으로 제공하는 경우를 가정하기로 한다. 라디오 방송은 방송을 진행하는 사회자의 멘트만 나오는 부분과 음악만 나오는 부분이 계속 불규칙하게 변하므로, 로봇 제어 서버(200)는 현재 제공되는 오디오 데이터에 적합한 로봇 제어 신호를 제공하기 위해 해당 오디오 데이터가 음악인지의 여부 및 음악인 경우 그 빠르기를 주기적으로 판단할 필요가 있다.
프로세스(process)의 간편화를 위한 다른 실시예에 따르면, 로봇 제어 서버(200)는 일정 시간 간격으로 새로이 생성된 로봇 제어 신호가 이전에 전송한 로봇 제어 신호와 동일한 경우에는 로봇(300)으로 제공하지 않을 수도 있다. 즉, 로봇 제어 서버(200)는 이전에 전송한 로봇 제어 신호와 새로이 생성된 로봇 제어 신호가 상이한 경우에만 새로이 생성된 로봇 제어 신호를 로봇(300)으로 전송할 수 있다.
또한, 로봇 제어 서버(200)는 당해 오디오 신호가 음악에서 멘트로 또는 멘트에서 음악으로, 또는 음악의 빠르기가 변하는 경우에만 이를 인식하여 로봇 제어 신호를 생성 및 전송할 수도 있다. 즉, 로봇 제어 서버(200)는 오디오 신호 상태(멘트인지 음악인지 및 음악인 경우의 빠르기 등)가 변화된 경우에만 로봇 제어 신호를 생성 및 전송한다. 따라서, 상술한 바와 같이 수시로 당해 오디오 신호에 대한 음악 여부 및 빠르기 등을 판단하여 상응하는 로봇 제어 신호를 로봇(300)으로 전송함으로써, 로봇 제어 서버(200)는 로봇(300)이 당해 오디오 데이터에 잘 어울 리는 립싱크 또는 모션을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 로봇 제어 서버(200)는 로봇(300)으로부터 라디오 방송 청취 요청 등을 음성 신호로 수신한 경우, 해당 음성 신호를 텍스트 등으로 변환하여 로봇(300)이 요청한 내용을 인식하는 음성 인식부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 물론, 음성 인식부는 직접 음성을 텍스트로 변환하여 해당 내용을 인식할 수도 있으나, 네트워크(50)를 통해 결합된 음성 인식 서버(미도시)를 이용할 수도 있다.
이하, 로봇(300)의 구성을 도 3을 참조하여 살펴보면, 로봇(300)은 입력부(310), 통신부(320), 구동부(330), 출력부(340) 및 중앙 처리부(350)를 포함한다.
입력부(310)는 로봇 제어 서버(200)로 전송할 로봇 제어 서비스 요청을 생성하기 위한 라디오 방송 청취 등의 오디오 실행 명령에 따른 로봇 제어 서비스 실행 명령을 사용자로부터 입력받는 기능을 수행한다. 또한, 입력부(310)는 TV 또는 라디오 장치 등으로부터 출력되는 오디오 신호를 입력받을 수도 있다. 따라서, 입력부(310)는 키 버튼과 같은 버튼부, 음성 신호를 입력받는 마이크와 같은 음원 입력부, 리모트 컨트롤러(remote controller)로부터 전송된 입력 신호를 입력받기 위한 리모트 센서부 등으로 구현될 수 있다.
통신부(320)는 네트워크(50)를 통해 로봇 제어 서버(200)와 데이터를 송수신하기 위한 수단이다. 통신부(320)는 아이피 통신 프로토콜 등을 실행하여 직접 네트워크(50)를 통해 로봇 제어 서버(200)와 통신할 수 있으며, 또는 네트워크(50)를 통해 로봇 제어 서버(200)와 통신하는 모뎀, AP(access point) 등의 통신 장치가 별도로 구비되고 통신부(320)는 상기 통신 장치와 무선 또는 유선으로 통신하기 위한 통신 수단만을 구비할 수도 있다.
구동부(330)는 통신부(320)를 통해 로봇 제어 서버(200)로부터 수신된 로봇 제어 신호에 따라, 입, 머리, 몸통, 팔, 다리 등을 구동하는 기능을 수행한다. 즉, 구동부(330)는 로봇 제어 신호를 해석한 중앙 처리부(350)의 제어에 따라 립싱크를 위해 입을 움직이게 하거나, 모션을 위해 머리, 몸통, 팔, 다리 등을 움직이게 한다.
출력부(340)는 오디오 신호를 출력하는 기능을 수행하는 것으로, 예를 들어 스피커일 수 있다. 또한, 출력부(340)는 액정과 같은 디스플레이 모듈을 포함할 수 있으며(예를 들어, 로봇(300)의 배 부분에 액정이 구비됨), 디스플레이 모듈은 특정 캐릭터와 같은 이미지를 표시할 수 있으며, 특히 수신된 로봇 제어 신호에 상응하도록 캐릭터의 모션을 표시할 수 있다. 따라서, 로봇(300)의 디스플레이 모듈을 통해 오디오 신호에 따른 캐릭터의 모션을 제공할 수 있어, 사용자의 흥미를 더욱 유발할 수 있다.
중앙 처리부(350)는 로봇(300)이 본 발명에 따른 로봇 제어 서비스에 따라, 로봇 제어 서버(200)로부터 수신된 로봇 제어 신호에 상응하는 립싱크 또는 모션을 실행하도록 입력부(310), 통신부(320), 구동부(330) 및 출력부(340)를 제어한다. 즉, 중앙 처리부(350)는 사용자로부터 입력부(310)를 통해 로봇 제어 서비스 실행 명령을 입력받으면, 그에 따른 로봇 제어 서비스 요청을 로봇 제어 서버(200)로 통신부(320)를 통해 전송하고, 그에 따라 수신된 당해 오디오 데이터에 상응하는 로 봇 제어 신호를 해석하여 구동부(330)를 제어하여 로봇(300)의 립싱크 또는 모션을 수행하도록 한다.
여기서, 로봇(300)은 임의의 오디오 데이터를 저장하는 메모리부(미도시) 및 저장된 오디오 데이터를 재생하는 음원 재생부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 로봇(300)은 음원 재생부에 의해 재생된 오디오 데이터를 로봇 제어 서버(200)로 전송함으로써, 상응하는 로봇 제어 신호를 로봇 제어 서버(200)로부터 수신할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오디오 신호에 따라 로봇의 립싱크 또는 모션을 제어하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 단계 410에서 로봇 제어 서버(200)는 로봇(300)으로부터 라디오 방송청취 요청을 수신한다. 로봇(300) 사용자가 라디오 기능 실행 명령 등의 오디오 실행 명령을 로봇(300)으로 입력하면, 로봇(300)은 로봇 제어 서버(200)로 라디오 방송 청취를 요청한다. 라디오 방송 청취 요청에는 해당 라디오 방송 정보(예를 들어, FM 95.9 등)가 포함될 수 있다. 여기서, 로봇 제어 서버(200)는 서비스 요청한 로봇(300)이 서비스 가입된 로봇(300)인지 여부를 판단하는 인증 절차를 수행할 수 있다. 인증 절차는 서비스 요청 시 전송된 로봇(300)의 식별정보를 이용할 수 있으며, 또는 고정된 아이피 주소를 사용하는 아이피 통신시 해당 아이피 주소를 이용할 수도 있다. 또한, 전술한 바와 같이 해당 로봇(300)의 기종에 따라 로봇 제어 신호가 상이할 수 있으므로, 상기 로봇(300)의 기종을 인식하는 과정 이 포함될 수 있다.
단계 420에서 로봇 제어 서버(200)는 라디오 방송 청취 요청에 따른 라디오 방송을 인식하고, 상응하는 오디오 제공 장치(10)로부터 라디오 방송을 수신한다. 상기 라디오 방송은 실시간 방송일 수 있으며, 또는 멀티미디어 컨텐츠(multimedia contents)로써 제작된 오디오 데이터(예를 들어, WAVE 파일 등)일 수 있다.
단계 430에서 로봇 제어 서버(200)는 수신된 라디오 방송에 따른 오디오 데이터를 해석하여, 상기 오디오 데이터가 음악인지의 여부를 판단한다.
해당 오디오 데이터가 음악이 아닌 일반 음원 데이터인 경우, 단계 440에서 로봇 제어 서버(200)는 해당 오디오 데이터에 따른 로봇(300)이 출력 가능한 포맷의 오디오 신호를 로봇(300)으로 전송하고, 또한 상기 오디오 데이터에 상응하는 립싱크 제어 신호를 로봇(300)으로 전송한다.
만일, 판단 결과 상기 오디오 데이터가 음악인 경우, 단계 450에서 로봇 제어 서버(200)는 해당 음악의 빠르기(템포 및/또는 비트)를 측정하고, 단계 460에서 측정된 빠르기에 따른 모션 제어 신호 및 해당 오디오 신호를 로봇(300)으로 전송한다.
여기서, 로봇 제어 신호를 오디오 신호와 함께 전송하는 것을 예로 들었으나, 로봇 제어 서버(200)는 오디오 제공 장치(10)로부터 수신된 오디오 데이터를 로봇(300)이 출력 가능한 포맷의 오디오 신호로 변환하여 곧바로 로봇(300)으로 제공하기 시작하고, 별도로 로봇 제어 신호를 생성하여 로봇(300)으로 제공할 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 FM과 같은 라디오 방송을 예로 들었으나, 인터넷 라디오 방송, MP3 등을 제공하는 오디오 컨텐츠 서버 등으로부터 수신되는 모든 형식의 오디오 데이터도 동일하게 적용될 수 있음은 상술한 설명으로 인해 자명하다 할 것이다.
오디오 제공 장치(10)로부터 수신되는 오디오 데이터를 로봇(300)으로 제공하는 상기 실시예와 달리, 로봇(300)으로부터 오디오 데이터를 수신하여 그에 따른 로봇 제어 신호를 로봇(300)으로 제공하는 실시예를 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 단계 510에서 로봇(300)은 사용자로부터 로봇 제어 서비스 실행 명령을 입력 받는다. 전술한 바와 같이, 로봇 제어 서비스 실행 명령은 키 버튼, 리모트 센서, 음원 입력부 등의 입력부(310)를 통해 입력받을 수 있다. 단계 520에서 로봇(300)은 로봇 제어 서비스를 로봇 제어 서버(200)로 요청하며, 당해 오디오 신호를 전송하기 시작한다. 물론, 오디오 신호의 전송은 로봇 제어 서버(200)로부터 로봇 제어 서비스 요청에 따른 응답을 수신한 이후 수행될 수 있다. 여기서, 상기 오디오 신호는 로봇(300)에 저장된 오디오 데이터를 재생함에 따른 오디오 신호일 수 있으며, 또는 TV, 라디오 장치, 사람 등으로부터 입력되는 오디오 신호일 수 있다.
단계 530에서 로봇 제어 서버(200)는 로봇 제어 서비스 요청한 로봇(300)이 서비스 가입된 로봇(300)인지, 해당 기종이 무엇인지 등을 인식한다. 로봇 제어 서 버(200)는 단계 540에서 수신된 오디오 신호에 상응하는 로봇 제어 신호를 생성하여 단계 550에서 로봇(300)으로 전송한다.
단계 560에서 로봇(300)은 수신된 로봇 제어 신호에 따라 립싱크 및/또는 모션을 수행한다. 여기서, 전술한 바와 같이, 일정 시간 주기로 로봇 제어 서버(200)는 로봇(300)으로부터 수신되는 오디오 신호에 상응하는 로봇 제어 신호를 로봇(300)으로 계속 제공할 수 있다. 또는, 수신되는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 신호가 이전에 전송한 로봇 제어 신호와 상이한 경우에만 로봇으로 전송할 수도 있다.
이후, 로봇 제어 서버(200)는 로봇으로부터 서비스 중단 요청이 수신되거나 오디오신호의 전송이 중단되면, 해당 서비스를 중단한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크, 광자기디스크 등)에 저장될 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 라디오 방송, TV 방송 등의 오디오 신호에 따라 로봇이 댄스(dance)와 같은 모션(motion) 또는 립싱크(lip sync)를 수행하도록 하여 사용자에게 흥미를 유발할 수 있는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 오디오 신호가 음악인 경우에는 해당 음악의 빠르기에 상응하도록 로봇의 모션을 제어하여 다양한 로봇의 모션을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 안테나 등을 포함하는 방송 수신기를 별도로 구비하지 않고, 네트워크를 통한 통신이 가능한 로봇을 이용하여 라디오 방송과 같은 오디오 신호를 출력할 수 있는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 네트워크를 통해 로봇과 결합된 로봇 제어 서버가 오디오 신호에 따라 로봇을 제어하는 방법에 있어서,
    오디오 제공 장치로부터 오디오 신호를 수신하는 단계;
    상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 오디오 신호가 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호 및 상기 오디오 신호를 상기 로봇이 출력 가능한 포맷으로 변환하여 상기 로봇으로 제공하고,
    상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호 및 상기 오디오 신호를 상기 로봇이 출력 가능한 포맷으로 변환하여 상기 로봇으로 제공하는 단계
    를 포함하는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 네트워크를 통해 로봇과 결합된 로봇 제어 서버가 오디오 신호에 따라 로봇을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 로봇으로부터 오디오 신호를 수신하는 단계;
    상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 오디오 신호가 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호를 상기 로봇으로 제공하고,
    상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호를 상기 로봇으로 제공하는 단계 - 여기서, 상기 빠르기는 상기 오디오 신호의 템포(tempo), 비트(beat) 및 이들의 조합중 어느 하나에 상응함 -;
    를 포함하는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    (a) 미리 지정된 일정 시간 후 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하는 단계;
    (b) 상기 판단 결과에 상응하는 립싱크 제어 신호 및 모션 제어 신호 중 어느 하나인 로봇 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    (c) 상기 로봇 제어 신호가 이전에 전송된 로봇 제어 신호와 상이한지의 여부를 판단하고, 상이한 경우에만 상기 생성된 로봇 제어 신호를 상기 로봇으로 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 단계 (a) 내지 단계 (c)는 상기 오디오 신호의 전송이 종료될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법.
  6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    (a) 미리 지정된 일정 시간 후 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지의 여부 및 음악인 경우 측정된 빠르기를 포함하는 오디오 신호 상태를 판단하는 단계;
    (b) 상기 현재 판단된 오디오 신호 상태와 이전에 판단된 오디오 신호 상태를 비교하는 단계; 및
    (c) 상기 비교 결과 서로 상이한 경우에만 상기 현재 판단된 오디오 신호 상태에 상응하도록 생성된 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 상기 로봇으로 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 단계 (a) 내지 단계 (c)는 상기 오디오 신호의 전송이 종료될 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 오디오 신호에 따른 로봇 제어 방법.
  7. 네트워크를 통해 로봇과 결합된 로봇 제어 서버에 있어서,
    오디오 제공 장치 또는 로봇으로부터 오디오 신호를 수신하는 통신부;
    상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하고, 음악이 아닌 경우 립싱크 제어 신호를 생성하고, 음악인 경우 빠르기를 측정하여 상응하는 모션 제어 신호를 생성하여 상기 통신부를 통하여 상기 로봇으로 전송하는 제어부; 및
    상기 로봇의 기종 정보를 포함하는 가입자 정보를 저장하는 저장부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 기종 정보에 상응하는 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 생성하고, 상기 로봇은 상기 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 수신하여 그에 따른 립싱크 또는 모션을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 서버.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는 미리 지정된 일정 시간 주기로 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하고, 그 결과에 상응하도록 생성된 립싱크 제어 신호 및 모션 제어 신호 중 어느 하나인 로봇 제어 신호가 이전에 전송된 로봇 제어 신 호와 상이한 경우에만 상기 생성된 로봇 제어 신호를 상기 로봇으로 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 서버.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제어부는 현재 수신되는 상기 오디오 신호가 음악인지의 여부 및 음악인 경우 측정된 빠르기를 포함하는 오디오 신호 상태를 미리 지정된 일정 시간 주기로 판단하고, 상기 판단된 오디오 신호 상태와 이전에 판단된 오디오 신호 상태를 비교하여 서로 상이한 경우에만 상기 오디오 신호 상태에 상응하도록 립싱크 제어 신호 또는 모션 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 서버.
  11. 네트워크를 통해 로봇 제어 서버와 결합된 로봇에 있어서,
    오디오 실행 명령을 입력받기 위한 입력부;
    상기 오디오 실행 명령에 상응하는 로봇 제어 서비스 요청을 상기 로봇 제어 서버로 전송하고, 상기 로봇 제어 서버로부터 상기 로봇 제어 서비스 요청에 상응하는 오디오 신호 및 상기 오디오 신호에 상응하는 로봇 제어 신호를 수신하는 통신부;
    상기 수신된 오디오 신호를 출력하는 출력부; 및
    상기 수신된 로봇 제어 신호에 따라 립싱크 또는 모션을 수행하는 구동부
    를 포함하되,
    상기 로봇 제어 서버는 상기 오디오 신호를 오디오 제공 장치로부터 수신하고, 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하여 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 제공하고, 상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  12. 네트워크를 통해 로봇 제어 서버와 결합된 로봇에 있어서,
    상기 로봇 제어 서버로 오디오 신호를 전송하고, 상기 로봇 제어 서버로부터 상기 오디오 신호에 상응하는 로봇 제어 신호를 수신하는 통신부;
    상기 수신된 로봇 제어 신호에 따라 립싱크 또는 모션을 수행하는 구동부; 및
    상기 오디오 신호를 입력받기 위한 음원 입력부
    를 포함하되,
    상기 로봇 제어 서버는 상기 오디오 신호가 음악인지 여부를 판단하여, 음악이 아닌 경우 상응하는 립싱크 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 제공하고, 상기 오디오 신호가 음악인 경우 측정된 상기 오디오 신호의 빠르기에 상응하는 모션 제어 신호를 상기 로봇 제어 신호로써 상기 로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 로봇.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 오디오 신호를 재생하기 위한 음원 재생부를 더 포함하는 로봇.
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