KR101196973B1 - Method for being care of an infant using a robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동 시나리오에 따라 로봇이 자율적으로 이동하면서 영유아를 감시하고, 감시하던 영유아의 특정 이벤트를 인식해 기 설정된 후속조치를 수행함으로써 영유아 돌보기 서비스를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide an infant / toddler care service by monitoring the infant and automatically recognizing specific events of the infant and observing the infant after moving according to the moving scenario.
이를 위하여, 본 발명은, 영상 처리 기능이 떨어지는 로봇이, 영유아 돌보기 서버로부터의 이동 시나리오에 따라 지정된 시간에 지정된 위치로 이동하면서, 센서를 이용하여 영유아가 존재하는지를 감지하는 1차 감시 단계; 상기 1차 감시 단계에서 상기 영유아가 감지되면, 상기 로봇이 카메라를 통해 영유아 영상을 획득하여 상기 영유아 돌보기 서버로 전송한 후, 상기 영유아 돌보기 서버에서 처리된 인식결과를 전달받아 상기 영유아의 상태를 감시하는 2차 감시 단계; 상기 2차 감시 단계의 감시 결과, 기 설정된 이벤트가 발생되면, 상기 로봇이 상기 영유아 돌보기 서버를 통해 보호자 이동통신단말기로 영상통화를 연결하는 제 1 영상통화 연결단계; 및 상기 로봇이 상기 보호자 이동통신단말기로부터의 제어에 따라 상기 영유아 돌보기 서버를 통해 응급센터 시스템과 영상통화를 연결하여 영유아 영상과 함께 영유아 위치정보를 전송하는 제 2 영상통화 연결단계를 포함한다.To this end, according to the present invention, there is provided a robot monitoring method comprising: a first monitoring step of detecting whether an infant is present using a sensor while moving to a designated position at a designated time according to a moving scenario from an infant care server; If the infant is detected in the primary monitoring step, the robot acquires an infant image through the camera and transmits the infant image to the infant care server. Then, the robot receives the recognition result processed by the infant care server and monitors the infant & A secondary monitoring phase; A first video call connection step of connecting the video call to the guardian mobile communication terminal through the infant care server by the robot when a predetermined event is generated as a result of the monitoring of the secondary monitoring step; And a second video call connection step of connecting the video call with the emergency center system via the infant care server according to the control from the protector mobile communication terminal and transmitting the infant position information together with the infant video.
로봇, 영유아, 돌보기, 이동통신단말기, 영상통화, 자율주행모드Robot, baby, caring, mobile communication terminal, video call, autonomous mode
Description
본 발명은 로봇을 이용한 영유아 돌보기 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 시나리오에 따라 로봇이 자율적으로 이동하면서 영유아를 감시하고, 감시하던 영유아의 특정 이벤트를 인식해 기 설정된 후속조치를 수행함으로써 영유아 돌보기 서비스를 제공하는, 로봇을 이용한 영유아 돌보기 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for taking care of infant children using a robot, and more particularly, it relates to a robot that autonomously moves and monitors an infant according to a moving scenario, recognizes a specific event of the infant, And a method for taking care of infants using a robot.
일반적으로, 영유아 돌보기 방식은 RFID 태그를 이용하여 아이가 특정장소에 있는지에 대한 정보를 부모의 휴대폰으로 전송하는 방식이 대부분이었다. 이러한 방식은 학원이나 학교와 연계 시스템을 구축하여 서비스를 제공하고 있다. 이는 아이들이 특정장소에 존재하는지에 대한 단순한 정보만 제공하며, 시스템에서 아이들의 RFID 태그가 인식되기까지 아이의 위치나 상황을 파악할 수 없는 한계가 있다.Generally, in the method of taking care of infants and toddlers, information about whether a child is in a specific place is transmitted to a parent's mobile phone using an RFID tag. This system provides services by establishing a linkage system with schools and schools. This provides only simple information on whether children are present in a specific place, and there is a limit in that the system can not grasp the position or the state of the child until the RFID tags of the children are recognized.
또한, 휴대폰 사용법을 유아들에게 숙지시켜 급한 일이 발생하면 부모에게 전화를 걸도록 하는 방식이 전부이다. 이는 실시간으로 유아들의 상황을 파악할 수 있지만, 휴대폰 사용법을 숙지하기 어려운 유아들에게는 활용의 한계가 존재한다.It is also a way to get the child to know how to use the mobile phone and to call the parents if something urgent happens. This is able to grasp the situation of the infants in real time, but there is a limit to the use for infants who are difficult to understand how to use the mobile phone.
이와 같이 종래에는 시스템에서 아이들의 RFID 태그를 직접 인식함에 따라 정보를 제공하는 간격이 일정하지 않거나, 아이들이 직접 시도해서 정보를 제공해야 하는 한계가 있다. 즉, 종래에는 주로 주의력이 산만하고 집중력이 떨어지는 영유아들에 의존한 방식이므로, 영유아를 돌보기 위해 필요한 실시간 관찰 및 감시 기능과 자동 알림 기능이 떨어지는 한계가 있다.As described above, in the conventional system, there is a limit in that the intervals for providing information are not constant due to the recognition of the children's RFID tags directly, or the children must directly try and provide information. That is, in the past, the method relies mainly on infants and children who are distracted and distracted mainly from attention, so there is a limitation in real-time observation and monitoring functions and automatic notification functions required for taking care of infants and young children.
따라서 영유아 돌보기 방식에서는 영유아 상관없이 영유아가 존재하는지를 실시간으로 관찰 및 감시하고, 특정 이벤트가 발생할 때 보호자에게 자동으로 알려줄 수 있는 기능이 더욱 요구된다.Therefore, in the infant care method, it is necessary to observe and monitor whether or not infants are present in real time regardless of infants and young children, and to automatically inform the guardian when a specific event occurs.
따라서 상기와 같은 종래 기술은 영유아가 직접 자신이 존재하는지를 알려주거나, 응급상황 발생 시에 직접 알려줘야 하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.Accordingly, there is a problem in that the infant and child know directly whether they are present, or have to notify them directly in the event of an emergency, and it is an object of the present invention to solve such a problem.
따라서 본 발명은 이동 시나리오에 따라 로봇이 자율적으로 이동하면서 영유아를 감시하고, 감시하던 영유아의 특정 이벤트를 인식해 기 설정된 후속조치를 수행함으로써 영유아 돌보기 서비스를 제공하는, 로봇을 이용한 영유아 돌보기 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a method for taking care of infants and toddlers using a robot, in which a robot monitors autonomous infants moving according to a moving scenario and recognizes specific events of infants and babies watching and performs predetermined follow- It has its purpose.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영유아 돌보기 방법에 있어서, 영상 처리 기능이 떨어지는 로봇이, 영유아 돌보기 서버로부터의 이동 시나리오에 따라 지정된 시간에 지정된 위치로 이동하면서, 센서를 이용하여 영유아가 존재하는지를 감지하는 1차 감시 단계; 상기 1차 감시 단계에서 상기 영유아가 감지되면, 상기 로봇이 카메라를 통해 영유아 영상을 획득하여 상기 영유아 돌보기 서버로 전송한 후, 상기 영유아 돌보기 서버에서 처리된 인식결과를 전달받아 상기 영유아의 상태를 감시하는 2차 감시 단계; 상기 2차 감시 단계의 감시 결과, 기 설정된 이벤트가 발생되면, 상기 로봇이 상기 영유아 돌보기 서버를 통해 보호자 이동통신단말기로 영상통화를 연결하는 제 1 영상통화 연결단계; 및 상기 로봇이 상기 보호자 이동통신단말기로부터의 제어에 따라 상기 영유아 돌보기 서버를 통해 응급센터 시스템과 영상통화를 연결하여 영유아 영상과 함께 영유아 위치정보를 전송하는 제 2 영상통화 연결단계를 포함한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, in a method for taking care of infants and young children, a robot having a reduced image processing function moves to a designated position at a designated time according to a moving scenario from an infant care server, A primary monitoring phase to sense; If the infant is detected in the primary monitoring step, the robot acquires an infant image through the camera and transmits the infant image to the infant care server. Then, the robot receives the recognition result processed by the infant care server and monitors the infant & A secondary monitoring phase; A first video call connection step of connecting the video call to the guardian mobile communication terminal through the infant care server by the robot when a predetermined event is generated as a result of the monitoring of the secondary monitoring step; And a second video call connection step of connecting the video call with the emergency center system via the infant care server according to the control from the protector mobile communication terminal and transmitting the infant position information together with the infant video.
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상기와 같은 본 발명은, 이동 시나리오에 따라 로봇이 자율적으로 이동하면서 영유아를 감시하고, 감시하던 영유아의 특정 이벤트를 인식해 기 설정된 후속조치를 수행함으로써 영유아 돌보기 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to provide an infant / toddler care service by monitoring the infant while the robot is moving autonomously according to the moving scenario, recognizing a specific event of the infant being monitored, and performing predetermined follow-
또한, 본 발명은 로봇을 이용하여 영유아에게 다양한 서비스를 제공하거나 영유아의 놀이대상이 될 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of providing various services to infants and toddlers by using robots or being a play object of infants and children.
또한, 본 발명은 보호자 및 영유아 간에 영상통화 기능을 통해 언제든지 서로의 상황을 파악할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of grasping the situation of each other at any time through the video call function between the guardian and the infant.
또한, 본 발명은 로봇이 자율이동 및 사람인식을 통해 스스로 영유아의 상황을 판단한 후 해당 상황을 보호자에게 알려줄 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that the robot can inform the guardian of the situation after determining the situation of infant and child through autonomous movement and human recognition.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 로봇을 이용한 영유아 돌보기 시스템에 대한 일실시예 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an infant care system using a robot according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 영유아 돌보기 시스템(이하 "영유아 돌보기 시스템"이라 함)은, 기 설정된 이동 시나리오에 따라 로봇(110)이 자율적으로 이동하면서 영유아를 감시하고, 감시하던 영유아의 특정 이벤트를 인식해 기 설정된 후속조치를 수행함으로써 영유아 돌보기 서비스를 제공한다.As shown in FIG. 1, the infant care system (hereinafter referred to as "infant care system") using a robot according to the present invention monitors infants and children while autonomously moving the
본 발명의 영유아 돌보기 시스템은 로봇(110), 영유아 돌보기 서버(120), 이동통신단말기(130)를 포함한다.The infant care system of the present invention includes a
먼저, 로봇(110)은 단순 로봇기능이 탑재되어 있는 저가형 가정용 로봇의 일종으로서, 인터넷을 통해 영유아 돌보기 서버(120)와 연동하여 본 발명의 영유아 돌보기 서비스를 제공한다.First, the
이러한 로봇(110)은 일반적인 로봇특징인 이동성이 있어 이동 시나리오에 따라 자율적으로 이동할 수 있고, 적어도 하나 이상의 저가형 센서(음원 감지 센서, 소음 감지 센서, 인체감지센서, 거리감지센서 등)를 구비하여 영유아를 인식하고 감시할 수 있다. 여기서, 로봇(110)은 실내에서 자율적으로 주행하기 위해 '실내에 설치된 위치 인식 장치(u-SAT, NorthStar, StarGazer 등)을 통한 절대위치 인식 정보'와 '주행거리 측정정보(odometry)'를 이용하며, 거리 감지 센서[예를 들어, 위치 측정 센서(Position Sensitive Device: PSD), 초음파 센서, 적외선 센서 등]를 이용해 장애물을 회피하면서 주행한다.The
또한, 로봇(110)은 카메라 및 영상통화용 모듈을 구비하고 있어 영유아 돌보기 서버(120)를 통한 영상통화를 보호자(일례로, 부모)와 진행할 수 있다. 즉, 로봇(110)은 영유아의 영상감시를 통해 후속조치가 필요한 경우에 보호자에 의해 기 설정된 이동통신단말기(130)로 영상통화를 발신하거나, 역으로 보호자에 의해 영유아 감시가 이루어지는 경우에 이동통신단말기(130)로부터 영상통화를 착신한다. 이와 같이 보호자는 영유아 돌보기 서버(120)를 통해 로봇(110)과 영상통화가 연결되면, 일종의 홈모니터링 기능이 구현하여 영유아의 상황을 실시간으로 감시할 수 있다.In addition, the
특히, 로봇(110)은 이동통신단말기(130)와 영상통화가 연결된 후, 영유아 돌보기 서버(120)로부터 이동통신단말기(130)의 DTMF(Dual Tone Multi Frequency) 신호에 따른 이동명령(일례로, 키패드의 숫자 '2' 전진, 숫자 '8' 후진, 숫자 '4' 좌로 이동, 숫자 '6' 우로 이동과 같이 키패드의 버튼에 로봇의 이동명령을 매핑시 킴)을 수신받아 원격지에 있는 보호자에 의해 제어될 수 있다. 이는 보호자가 이동통신단말기(130)의 키패드를 조작하여 영유아의 상태를 직접적으로 살피기 위해 로봇(110)을 이동시키기 위함이다.In particular, the
다음으로, 영유아 돌보기 서버(120)는 인터넷을 통해 접속해 이동 시나리오를 생성할 수 있는 사용자 환경을 보호자에게 제공하고, 보호자에 의해 생성된 이동 시나리오를 저장한다.Next, the
또한, 영유아 돌보기 서버(120)는 로봇(110)에서 이동통신단말기(130)로, 이동통신단말기(130)에서 로봇(110)으로의 영상통화 연결을 중계한다. 즉, 영유아 돌보기 서버(120)는 로봇(110)에 의한 영상통화 요청 시에 기 설정되어 있는 이동통신단말기(130)의 전화번호를 이용해 영상통화 연결을 시도한다. 또한, 영유아 돌보기 서버(120)는 이동통신단말기(130)에 의한 영상통화 요청 시에 로봇(110)에 할당되어 있는 주소(즉, IP 주소 또는 MAC 주소)를 이용해 영상통화 연결을 시도한다.The
또한, 영유아 돌보기 서버(120)는 로봇(110) 대신 영상처리를 수행한다. 즉, 영유아 돌보기 서버(120)는 로봇(110)으로부터 전송된 영상을 처리하여 영유아를 인식하고, 해당 영상에 대한 인식결과를 로봇(110)으로 전송한다.In addition, the
다음으로, 이동통신단말기(130)는 영유아 돌보기 서버(120)를 통해 로봇(110)과 영상통화를 연결할 수 있는 통상의 단말기로서, 로봇(110) 및 영유아 돌보기 서버(120)를 통해 일련의 영유아 돌보기를 수행하기 위한 애플리케이션이 탑재되어 있다. 이때, 이동통신단말기(130)는 로봇(110)과 영상통화가 연결된 후, 키패드의 DTMF 신호를 이용하여 로봇(110)을 제어할 수 있다.The
도 2는 본 발명에 따른 로봇에 대한 일실시예 구성도이다.2 is a block diagram of a robot according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇(110)은, 하드웨어부(111), 하드웨어 추상화부(112), 메인 프로그램부(113), 자율이동부(114), 영상통화 클라이언트부(115), 영상처리 클라이언트부(116)를 포함한다.2, the
로봇(110)은 메인 프로그램부(113)를 통해 각종 센서로부터 전달된 데이터를 처리하고, 각종 서비스 및 콘텐츠 실행을 위한 프로그램 및 소프트웨어(즉, 응용 애플리케이션)에 의한 로봇 제어 명령을 수행한다. 특히, 로봇(110)은 메인 프로그램부(113)를 통해 로봇(110)에 탑재된 응용애플리케이션에서 하드웨어부(111)의 제어요청에 대해, 일종의 하드웨어 추상화 계층(Hardware Abstraction Layer: HAL)인 하드웨어 추상화부(112)를 통해 하드웨어부(110)를 제어한다.The
로봇(110)은 자율이동부(114)를 통해 자율적으로 이동하고, 영상통화 클라이언트부(115)를 통해 영유아 돌보기 서버(120)를 거쳐 이동통신단말기(130)와 영상통화를 연결한다.The
로봇(110)은 영상처리 클라이언트부(116)를 통해 카메라로부터 입력된 영상정보를 압축하여 영유아 돌보기 서버(120)로 전송한다. 이는 로봇(110)이 저가형으로서 색상검출부터 영유아인식에 이르는 이미지 처리 기능이 떨어져 이를 영유아 돌보기 서버(120)에서 수행하기 위함이다.The
도 3은 본 발명에 따른 영유아 돌보기 서버에 대한 일실시예 구성도이다.3 is a block diagram of an embodiment of an infant care server according to the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 영유아 돌보기 서버(120)는, 로봇 관리/인증부(121), 영상통화부(122), 데이터베이스(123), 영상처리부(124), 인터넷 접속부(125)를 포함한다.3, the
영유아 돌보기 서버(120)는 로봇 관리/인증부(121)를 통해 로봇(110)이 부팅될 때, 로봇(110)에 대한 인증절차를 수행한다.The
영유아 돌보기 서버(120)는 영상통화부(122)를 통해 로봇(110)에 대해 전화번호를 할당하고, 타 로봇이나 이동통신단말기(130)와의 영상통화 연결기능을 수행한다. 이때, 영상통화부(122)는 이동통신망에 대한 연동을 위해 게이트웨이 기능을 수행한다.The
영유아 돌보기 서버(120)는 영상통화부(122)를 통해 로봇(110)의 영상통화 클라이언트부(115)와 연동하여, 로봇(110)에서 이동통신단말기(130)로 걸려오는 영상통화를 처리하고, 이동통신단말기(130)에서 로봇(110)으로 걸려오는 영상통화를 처리한다.The
영유아 돌보기 서버(120)는 영상처리부(124)를 통해 로봇(110)에 의해 촬영된 사진 혹은 영상을 실시간으로 이동통신단말기(130)로 제공하거나, 데이터베이스(123)에 저장한다. 이때, 영유아 돌보기 서버(120)는 데이터베이스(123)에 저장된 영유아의 사진 및 영상을 인터넷 접속부(125)를 통해 유/무선 인터넷으로 접속하는 단말기(예를 들어, 컴퓨터, 노트북, 인터넷 접속용 휴대단말기 등)에서 확인할 수 있도록 한다.The
도 4a는 본 발명에 적용되는 음원 감지 센서에 대한 회로도이다.4A is a circuit diagram of a sound source detection sensor according to the present invention.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용된 음원 감지 센서는, 로봇(110)의 양쪽 귀에 장착된 좌/우 마이크를 통해 음원에서 마이크까지의 도달 시간차를 측정하여 음원(즉, 소리방향)을 감지한다. 음원 감지 센서는 마이크 신호를 증폭해 디지털 신호로 변환한 후, 원쇼트 멀티바이브레이터(401)를 이용하여 처음에 발생하는 디지털 신호 기준으로 일정한 폭의 펄스를 만들어낸다. 이러한 펄스를 마이크로컨트롤러(MCU)(402)의 외부 인터럽트 핀(즉, Ext0, Ext1)에 연결한 후, 좌/우 마이크에 해당되는 두 인터럽트 신호의 시간차를 측정한다.4A, the sound source detection sensor according to the present invention measures the arrival time difference from a sound source to a microphone through left and right microphones mounted on both ears of the
도 4b는 본 발명에 적용되는 소음 감지 센서에 대한 회로도이다.4B is a circuit diagram of a noise sensor according to the present invention.
도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 소음 감지 센서는, 소음감지용 마이크를 통해 입력된 마이크 신호를 증폭한 후 검파하여, 마이크로컨트롤러의 AD 채널(403)에 연결하여 소음을 감지한다. 여기서, 소음감지용 마이크는 일반소리 대비 음성에 대해 반응이 좋기 때문에, 영유아의 울음소리를 용이하게 감지할 수 있다.As shown in FIG. 4B, the noise detection sensor according to the present invention amplifies a microphone signal input through a microphone for noise detection, detects the noise, and connects to an
도 4c는 상기 4b의 소음 감지 센서에 의한 측정데이터에 대한 그래프이다.4C is a graph of measured data by the noise sensor of 4b.
도 4c에 도시된 바와 같이, 소음 감지 센서는 마이크로컨트롤러의 소음감지 신호처리의 기준값 이상일 때 최대값을 나타낸다. 이를 통해, 소음 감지 센서는 영유아의 울음소리를 '최대값이 소정의 시간 동안 다수 나타날 때'(404)를 기준으로 감지한다.As shown in FIG. 4C, the noise sensor exhibits a maximum value when it is above the reference value of the noise detection signal processing of the microcontroller. Accordingly, the noise detection sensor detects the cry of the infant based on 'when a maximum value appears for a predetermined time' (404).
도 5a는 본 발명에 따른 로봇을 이용한 영유아 돌보기 방법에 대한 일실시예 흐름도이고, 도 5b는 로봇의 순차적 센서 감지 방법에 대한 일실시예 흐름도이고, 도 5c는 로봇의 병렬적 센서 감지 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.FIG. 5A is a flowchart of an embodiment of a method for taking care of infants and toddlers using the robot according to the present invention, FIG. 5B is a flowchart of a sequential sensor sensing method of the robot, FIG. 5C is a flowchart Fig.
로봇(110)은 이동 시나리오에 따른 자율주행모드로 동작하면(즉, 장애물을 회피하며 지정된 시간에 지정된 위치로 이동함)(S501), 자율적으로 주행하면서 센서(즉, 소음 감지 센서, 음원 감지 센서, 인체 감지 센서 등)를 이용해 영유아가 존재하는지를 감시한다(S502)(즉, 1차 감시). 여기서, 이동 시나리오는 보호자에 의해 작성되어 영유아 돌보기 서버(120)의 데이터베이스(123)에 저장되며, 로봇(110)의 구동 시에 영유아 돌보기 서버(120)로 접속될 때 제공된다.When the
이하, 로봇(110)이 센서를 이용해 영유아가 존재하는지를 감시하는 경우를 구체적으로 설명한다. 즉, 로봇(110)은 도 5b와 같이 순차적으로 영유아가 존재하는지를 감지하거나, 도 5c와 같이 병렬적으로 영유아가 존재하는지를 감지한다. 이는 이동 시나리오에 설정된 바에 따라, 순차적으로 영유아가 존재하는지를 감지할지 병렬적 영유아가 존재하는지를 감지할지가 결정된다.Hereinafter, a case in which the
먼저, 도 5b와 같이 순차적으로 영유아가 존재하는지를 감지하는 경우에, 로봇(110)은 소음 감지 센서, 음원 감지 센서, 인체 감지 센서를 순차적으로 구동시켜, 영유아에 대한 소음 감지, 음원 감지, 인체 감지가 순차적으로 모두 이루어지는 경우에 영상을 통해 영유아를 감시한다(S503). 이는 로봇(110)이 주행하면서 소음 감지 센서를 통해 특정 소음을 감지하고, 음원 감지 센서를 통해 소리가 나는 방향을 감지하여 몸체를 틀고, 인체 감지 센서를 통해 영유아의 움직임을 감지하여 영유아가 존재하는지를 신뢰성 있게 감시할 수 있다.5B, the
다음으로, 도 5c와 같이 병렬적으로 영유아가 존재하는지를 감지하는 경우에, 로봇(110)은 소음 감지 센서, 음원 감지 센서, 인체 감지 센서를 병렬적으로 구동시켜, 소정의 조건(여기서는 적어도 두 개 이상의 센서에 감지되는 경우)을 만 족하는 경우에 영상을 통해 영유아를 감시한다(S503). 이는 소음 감지 센서, 음원 감지 센서, 인체 감지 센서 중 적어도 2개 이상을 감지하여 영유아가 존재하는지를 감시할 수 있다.5C, the
부언하여, 순차적으로 영유아가 존재하는지를 감지하는 경우는 센서의 측정 시나리오에 따라 순서대로 진행되면 영유아가 존재하는지를 감지할 수 있으나, 환경변화에 따라 센서의 측정순서가 변경되면 영유아가 존재하는지를 감지하기 어려울 수도 있다. 반면에, 병렬적으로 영유아가 존재하는지를 감지하는 경우는, 순차적으로 영유아가 존재하는지를 감지하는 경우에 비해 확률적으로 떨어지지만, 환경변화에 따라 센서의 측정순서가 변경되더라도 영유아가 존재할지를 감지할 수 있다.In the case of detecting the presence of infants in sequence, it is possible to detect whether infants are present according to the measurement scenario of the sensor in order, but it is difficult to detect whether or not infants are present when the measurement order of the sensors is changed according to the environment change It is possible. On the other hand, detecting the existence of infants in parallel is probabilistic in comparison with the case of detecting the presence of infants in a sequential manner, but it is possible to detect whether infants are present even if the order of the sensors is changed have.
상기와 같이 센서를 이용해 영유아가 감지되면(S502), 로봇(110)은 카메라 영상을 이용해 영유아를 감시한다(S503)(즉, 2차 감시). 이때, 로봇(110)은 네트워크의 부하를 줄이기 위해 영상을 압축하여 영유아 돌보기 서버(120)로 전송한 후, 영유아 돌보기 서버(120)의 영상처리부(124)에서 처리된 인식결과를 전송받아 영유아의 상태를 실시간으로 감시한다. 이는 로봇(110)이 저사양이며, 그에 따라 영상처리에 있어 연산기능이 떨어지기 때문에, 로봇(110)에서 직접적으로 영상처리를 수행하지 않고 간접적으로 영유아 돌보기 서버(120)에서 처리된 인식결과를 이용하여 영유아의 상태를 실시간으로 감시하기 위함이다. 여기서, 영유아 돌보기 서버(120)로부터 전송된 인식결과에는, 해당 영상에서 영유아가 존재하는지를 나타내는 결과, 해당 영상에서 영유아의 포커싱 포인트에 대한 좌우 좌표, 해당 영상에서 영유아의 위험상황에 대한 에지 및 색상추출을 통한 패턴인식 결과 등이 있다.If the infant is detected using the sensor (S502), the
이후, 로봇(110)은 영상을 이용해 영유아를 감시하면서, 영유아에게 기 설정된 특정 이벤트가 발생하는지를 확인하고(S504), 그에 따른 후속조치를 수행한다(S505).Thereafter, the
예를 들어, 영유아가 울고 있는 경우에, 로봇(110)은 센서(즉, 소음 감지 센서, 음원 감지 센서 등)를 통해 영유아가 울고 있는지를 확인할 수 있다. 이때, 로봇(110)은 미리 녹음된 '엄마 목소리'를 영유아에게 들려주어 영유아를 달랠 수 있다. 만약에, 영유아가 울음을 멈추지 않으면, 로봇(110)은 보호자에게 영상통화를 연결해 영유아와 보호자가 영상통화를 할 수 있도록 한다.For example, when the baby is crying, the
또한, 이동 시나리오에 따라 주행하면서 정해진 시간에 정해진 위치에서 영유아가 인식되지 않는 경우(일례로, 오후 2시에 거실 소파에서 영유아가 책을 읽기로 되어 있는데 소파 근처에서 영유아가 감지되지 않은 경우)에, 로봇(110)은 센서(즉, 인체 감지 센서 등)를 통해 영유아를 찾으면서 동시에 영유아의 이름을 부르면서 영유아를 찾는다. 이때, 로봇(110)은 상기와 같이 영유아가 인식되지 않는 경우에 보호자에게 직접 영상통화를 연결해 보호자가 해당 영상을 통해 영유아를 직접 찾을 수 있도록 할 수 있다. 즉, 보호자는 해당 영상을 보면서 이동통신단말기(130)의 키패드를 이용하여 로봇(110)을 이동시켜 직접 영유아를 찾는다.In addition, if the infant is not recognized at a predetermined position at a predetermined time while traveling according to the moving scenario (for example, when the infant is supposed to read the book on the living room sofa at 2:00 pm and the infant is not detected near the sofa) , The
또한, 영유아가 손으로 이물질을 집어서 입에 넣을 경우에, 로봇(110)은 영유아 돌보기 서버(120)에서 에지 및 색상 추출을 통한 영상처리에 대한 인식결과를 이용하여 영유아의 얼굴에 손이 올라가는 모습을 확인할 수 있다. 이때, 로봇(110)은 영유아가 손으로 이물질을 집어서 입에 넣는 경우로 가정하고(이는 상기와 같은 영상처리만으로 영유아의 상태를 100% 인식할 수 없기 때문임), 영유아의 이름을 호출하면서 입에 넣은 이물질을 뱉도록 유도한다. 이후, 영유아가 앉아 있거나 서 있을 때 갑자기 넘어진 후 소정의 시간(일례로, 5~10초 등) 동안에 움직임이 감지되지 않는 경우에, 로봇(110)은 영유아가 입안에 이물질을 넣은 상태(이 경우에는 영유아가 입안에 이물질을 넣은 상태로 확실시 됨)로 판단하여 보호자에게 영상통화를 연결해 보호자가 직접 확인할 수 있도록 한다. 이때, 로봇(110)은 '응급상태'라는 보호자의 판단에 따라 응급센터로 직접 연락할 수도 있다. 즉, 보호자는 해당 영상을 통해 영유아가 응급상태에 있는 것으로 판단하면, 이동통신단말기(130)의 키패드에서 기 설정된 단축키를 눌러 로봇(110)이 응급센터로 직접 연락하도록 한다. 여기서, 로봇(110)은 응급센터와 영상통화를 다시 연결하면서 영유아의 영상을 실시간으로 응급센터로 전송하고, 해당 영상에 기 설정되어 있는 현재 위치정보(즉, 현재 영유아가 있는 곳)를 오버레이시켜 전송한다.In addition, when the infant picks up a foreign object by hand and puts it in the mouth, the
또한, 영유아가 울지 않고 움직임만 감지되는 경우에, 로봇(110)은 인체 감지 센서를 통해 영유아의 움직임을 감지할 수 있다. 이때, 로봇(110)은 영유아가 혼자서 놀고 있는 상태로 판단하여, 기 탑재되어 있는 영유아용 놀이 콘텐츠를 영유아에게 제공한다. 이는 로봇(110)이 영유아가 휴대할 정도의 무게로 영유아의 안전성을 위협하지 않아, 평상 시에 영유아의 놀이친구나 놀이대상으로 활용될 수 있도록 하기 위함이다.In addition, when the infant is not crying but only motion is detected, the
한편, 로봇(110)은 이동 시나리오의 서비스 종료 또는 보호자에 의한 임의적 서비스 종료에 해당되는 경우에 자율주행모드를 종료한다(S506).On the other hand, if the
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.Meanwhile, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily deduced by a computer programmer in the field. In addition, the created program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and is read and executed by a computer to implement the method of the present invention. And the recording medium includes all types of recording media readable by a computer.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 로봇을 이용한 영유아 돌보기 시스템에 대한 일실시예 구성도,FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a baby and infant care system using a robot according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 로봇에 대한 일실시예 구성도,2 is a block diagram of an embodiment of a robot according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 영유아 돌보기 서버에 대한 일실시예 구성도,FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of an infant care server according to the present invention.
도 4a는 본 발명에 적용되는 음원 감지 센서에 대한 회로도,4A is a circuit diagram of a sound source detection sensor according to the present invention,
도 4b는 본 발명에 적용되는 소음 감지 센서에 대한 회로도,FIG. 4B is a circuit diagram for a noise detection sensor according to the present invention,
도 4c는 상기 4b의 소음 감지 센서에 의한 측정데이터에 대한 그래프,FIG. 4C is a graph of measured data by the noise sensor of 4b,
도 5a는 본 발명에 따른 로봇을 이용한 영유아 돌보기 방법에 대한 일실시예 흐름도,FIG. 5A is a flowchart of an embodiment of a method for taking care of infant and child using a robot according to the present invention.
도 5b는 로봇의 순차적 센서 감지 방법에 대한 일실시예 흐름도,FIG. 5B is a flow chart of an embodiment of a sequential sensor sensing method of a robot,
도 5c는 로봇의 병렬적 센서 감지 방법에 대한 다른 실시예 흐름도이다.5C is a flow chart of another embodiment of a parallel sensor sensing method of the robot.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
110 : 로봇110: Robot
120 : 영유아 돌보기 서버120: Infant care server
130 : 이동통신단말기130: mobile communication terminal
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