KR101317885B1 - 음성인식과 충격신호를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 및 승강기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음성인식과 충격신호를 이용한 비상 호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버튼으로만 제어되던 승강기의 비상호출 제어 장치 및 방법을 음성인식과 충격신호 인식부를 동시에 이용하여 이용편의성을 향상시키고, 범죄예방 및 응급상황에 즉시 대처할 수 있도록 하는 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

음성인식과 충격신호를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 및 승강기 제어방법{Using speech recognition and impact emergency call control signal having a lift and lift control method}

본 발명은 음성인식과 충격신호를 이용한 비상 호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버튼으로만 제어되던 승강기의 비상호출 제어 장치 및 방법을 음성인식과 충격신호 인식부를 동시에 이용하여 이용편의성을 향상시키고, 범죄예방 및 응급상황에 즉시 대처할 수 있도록 하는 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

인간이 수행해야할 각종 동작을 대신해주는 기계장치는 통상 임의의 제어명령을 선택하기 위한 제어명령 입력부와, 상기 제어명령 입력부로부터 입력되는 제어명령을 처리하여 기계장치를 구성하는 각종 디바이스들로 제어명령을 전달하는 제어부, 상기 제어부로부터 출력되는 제어명령에 따라 동작을 수행하는 다수의 디바이스들로 구성되는데, 통상 상기 제어명령 입력부를 구성하는 요소로 버튼을 많이 사용하고 있다.

그 예로서, 사람이나 물건을 원하는 위치로 이동시켜주는 승강기(엘리베이터, 주차타워의 차량 승강기, 각종 물건을 들어올리기 위한 리프트 등)의 경우, 제어명령 입력부로서 사람이나 물건이 대기하는 홀에 설치된 승강 혹은 하강 선택 버튼, 사람이나 물건을 원하는 위치로 옮겨주는 카 내부에 구비된 층 선택 버튼, 열림 혹은 닫힘 버튼, 비상호출버튼 등이 있다.

이러한 승강기의 제어명령 입력부를 구성하는 버튼들은 승강기 전체의 동작을 제어하는 제어부 즉 주제어기와 유선 혹은 무선으로 연결되고, 이들은 각 승강기의 제조사마다 각기 다른 프로토콜(protocol)을 사용하고 있어서, 동일한 제어명령이라 하더라도 각 제조사마다 각각 다른 신호를 출력하는 제어보드를 사용하여야 하므로, 이들 승강기의 동작개선을 위해서는 각 제조사별 프로토콜을 모두 파악하고 그에 따라 각 제조사마다 별도의 제어보드를 설계하여야 하는 문제점이 있었고, 버튼과 동일한 역할을 하는 다른 수단을 사용하고자 할 경우 승강기의 전체 동작을 제어하는 주제어기와의 결선 및 통신 문제를 해결하여야 하므로, 기술개발이 용이하지 않을 뿐 아니라 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

한편, 최근 장애인과 같은 사회적 약자들의 인권보장이 사회적 문제로 대두되면서 장애인 등이 기계장치를 편리하게 사용할 수 있도록 하는 수단들이 개발되어 사용되고 있는데, 그 예로 최근 각종 기계장치에서 버튼 대신 음성인식을 통하여 제어명령을 입력하도록 하는 기술들이 다수 개발되고 있다.

이러한 음성인식기술의 예로는 대한민국 공개특허 10-1991-0004453호, 공개특허 10-1994-0033384호, 공개특허 10-1998-0034682호, 공개특허 10-2003-0059974호, 공개특허 10-2006-0081076호, 공개특허 10-2010-0047468호, 공개특허 10-2011-0110899호, 공개특허 10-2011-1045842등이 있으며, 상기한 선행기술 중 일부는 본원의 출원인에 의한 선출원건으로 본원의 출원인은 음성인식을 이용한 엘리베이터의 제어와 관련하여 꾸준하게 기술을 개발해오고 있으며, 특히 공개특허 10-2011-1045842는 각 제조사마다 프로토콜이 다르더라도 적용할 수 있도록 프로토콜을 변환시켜주는 기술을 발명하여 하나의 제어장치로 다양한 기기에 적용할 수 있도록 하는 노력을 하고 있다.

그러나, 상기 선행기술들은 음성인식된 신호가 엘리베이터를 제어하는 주제어기로 전달되어 주제어기에서 이를 판단한 후 해당 동작을 제어하도록 하고 있는 것으로, 음성인식된 신호를 주제어기에서 판단하여야 하므로, 주제어기를 교체 혹은 업그레이드하지 않고서는 엘리베이터를 음성인식으로 제어할 수 없는 문제점이 있었고, 이와 같이 주제어기를 교체 또는 업그레이드하여야 하므로 음성제어 대상 기기의 통신 프로토콜을 모두 분석하여야 하므로 작업시간이 오래 걸리고 해당 기기의 통신 프로토콜을 알 수 없는 경우에는 음성인식을 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

또한 최근 범죄가 흉폭하여지고 승강기내 범죄도 빈번하게 발생되는 시점에서 피해자가 승강기 내에서 가해자에게 대응하여 비상호출버튼을 찾아서 누르는 것은 사실상 거의 불가능하므로 이를 해결할 수 있는 대책이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 버튼으로만 제어되던 승강기 비상호출 제어를 음성인식과 충격신호 인식부를 동시에 이용하여 이용편의성을 향상시키고, 모든 승강기에 용이하게 적용이 가능하며, 범죄예방 및 응급상황에 즉시 대처할 수 있도록 하는 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

그리고, 상기한 비상호출 제어를 수행함에 있어서, 버튼으로만 제어되던 종래 승강기의 주제어기를 그대로 이용하면서 별도의 보드를 간단하게 설치하는 것만으로도 음성호출과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어가 가능하도록 하여 우수한 설치 편의성 및 호환성을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

또한 음성인식을 함에 있어서 기 설정된 임의의 키워드와 함께 충격신호 인식부값을 이용하므로, 인식오류를 대폭 감소할 수 있게 되고, 비상호출시 외부기관시스템 혹은 관리자 단말기로 즉시 비상상황을 통보할 수 있도록 하여 범죄예방 효과를 향상시키고, 빠른 대처가 가능하도록 하는 데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 승강기 카에 설치되는 마이크와 전기적으로 접속되어 상기 마이크로부터 획득된 음성을 판단하여 그에 해당하는 동작제어신호를 출력하는 음성인식부, 승강기 카에 설치되어 승강기 카에 전달되는 충격을 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 충격신호 인식부, 상기 음성인식부와 충격신호 인식부로부터 기 설정된 동작제어신호가 순차적으로 혹은 동시에 출력되는 경우, 승강기 카를 비상호출제어모드로 전환하는 제어부로 구성되는 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치에 특징이 있다.

상기 비상호출 제어를위한 음성인식부와 충격신호 인식부로부터 출력되는 동작제어신호의 판독은 승강기 전체의 동작을 제어하는 공지의 주제어기에서 제어할 수도 있고, 별도의 제어기에서 판독하고 해당 별도의 제어기에서 주제어기로 공지의 비상호출버튼의 신호가 전달되도록 제어하는 것 중에서 택일한다.

이때, 상기 별도의 제어기(이하, 음성인식 제어기라 함)를 사용하는 경우, 상기 음성인식부와 충격신호 인식부는 승강기 카의 버튼 조작 패널에 별도로 설치되는 음성인식 제어보드에 구비되고, 상기 승강기에 구비된 비상호출버튼과 주제어기를 연결하는 라인은 단선되어 그 단선부위에 연결단자가 각각 구비되며, 상기 음성인식 제어보드에는 상기 연결단자가 각각 꽂혀져서 비상호출버튼과 주제어기 사이의 신호 전달 라인을 형성하는 소켓 쌍이 구비된 커넥팅부가 구비되고, 상기 음성인식 제어보드에는 음성인식 제어기로부터 출력되는 동작 제어신호에 따라 상기 커넥팅부의 소켓 쌍의 통전을 제어하는 스위칭부가 구비된다.

그리고 상기 주제어기 또는 음성인식 제어기는 승강기 카가 비상호출모드로 동작되는 과정에 외부기관시스템 또는 관리자 단말기로 비상호출신호를 전송한다.

본 발명의 다른 특징은 승강기 카에 설치되는 마이크로부터 획득된 음성을 음성인식부에서 판독하여 비상호출과 대응되게 기 설정된 임의의 음성신호가 입력되는지를 판단하는 음성 인식 과정, 상기 음성인식과정에서 비상호출과 대응되게 기 설정된 음성신호 입력이 있는 경우, 기 설정된 시간 동안 승강기 카에 설치된 충격신호 인식부로부터 기 설정된 크기의 충격이 발생되었는지를 판단하는 충격 판단 과정, 상기 충격 판단 과정에서 기 설정된 크기의 충격신호가 출력되는 경우, 제어부는 승강기 카를 비상호출 제어모드로 전환하는 비상호출 제어과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 방법에 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면 버튼으로만 제어되던 승강기 비상호출 제어를 음성인식과 충격신호 인식부를 동시에 이용하여 이용편의성이 향상되는 효과가 있다.

그리고 상기한 비상호출 제어를 수행함에 있어서, 버튼으로만 제어되던 종래 승강기의 주제어기를 그대로 이용하면서 별도의 보드를 간단하게 설치하는 것만으로도 음성호출과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어가 가능하도록 하여 종래 주제어기의 통신 프로토콜을 확인하지 않아도 되므로 우수한 설치 편의성 및 호환성을 얻을 수 있게 된다.

또한 음성인식을 함에 있어서 기 설정된 임의의 키워드와 함께 충격신호 인식부값을 이용하므로, 인식오류를 대폭 감소할 수 있게 되고, 비상호출시 외부기관(112, 119 등)시스템 혹은 관리자 단말기로 즉시 비상상황을 통보할 수 있게 되어 범죄예방 효과를 향상시키고, 빠른 대처가 가능하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치를 나타내는 블록도
도 2는 승강기 제어장치의 설치예를 나타내는 도면
도 3은 본 발명에 따른 충격신호의 처리 전/후 파형을 나타내는 도면
도 4는 도 3의 충격신호 처리전 파형을 이용한 승강기 제어 방법을 나타내는 순서도
도 5는 도 3의 충격신호 처리후 파형을 이용한 승강기 제어 방법을 나타내는 순서도

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기 제어 장치는 크게, 승강기 카에 설치되는 마이크(52)와 전기적으로 접속되어 상기 마이크(52)로부터 획득된 음성을 판단하여 그에 해당하는 동작제어신호를 출력하는 음성인식부(50), 승강기 카에 설치되어 승강기 카에 전달되는 충격을 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 충격신호 인식부(90), 상기 음성인식부(50)와 충격신호 인식부(90)로부터 기 설정된 동작제어신호가 순차적으로 혹은 동시에 출력되는 경우 승강기 카를 비상호출제어모드로 전환하는 주제어기(20)로 구성된다.

상기에서 비상호출 제어를 위한 음성인식부(50)와 충격신호 인식부(90)로부터 출력되는 신호는 통상의 승강기를 제어하는 주제어기(20)로 직접 전달되어 주제어기(20)에서 비상호출상태를 판단하도록 할 수도 있고, 상기 음성인식부(50)와 충격신호 인식부(90)로부터 출력되는 신호가 주제어기(20)로 직접 전달되지 않고 별도의 제어기 즉 음성인식 제어기(100)로 전달되어 음성인식 제어기(100)에서 비상호출상태로 판단되면 주제어기(20)로 공지의 비상호출버튼(10)의 신호가 전달되도록 제어할 수도 있다.

그리고 상기와 같이 주제어기(20)와 음성인식 제어기(100)를 구분하여 사용하는 경우, 주제어기가 설치된 제어보드 외에 별도의 제어보드(이하 음성인식 제어보드라 함)를 도 2에 나타내는 바와 같이 승강기 카(CAR) 내부의 조작 패널에 설치한다.

이때, 상기 음성인식 제어보드에는, 상기 승강기에 구비된 비상호출버튼(10)과 주제어기(20)를 연결하는 라인을 단선한 후 그 단선부위에 각각 구비된 연결단자가 꽂혀지며 입력되는 동작제어신호에 따라 상기 비상호출버튼(10)과 주제어기(20) 사이의 신호 전달 라인을 형성 혹은 차단하는 한 쌍의 소켓(30), 입력되는 동작 제어신호에 따라 상기 한 쌍의 소켓(30)을 전기적으로 통전 제어하는 스위칭부(40), 상기 음성인식부(50), 상기 충격신호 인식부(90) 및 상기 음성인식부와 충격신호 인식부로부터 출력되는 신호에 따라 스위칭부로 동작제어신호를 출력하는 음성인식 제어기(100)가 구비된다.

한편, 상기 스위칭부(40)는 달링톤트랜지스터(Darlington transistor)회로를 사용할 수 있다. 그리고 상기 주제어기(20) 또는 음성인식 제어기(100)는 승강기 카가 비상호출모드로 동작되면 주제어기가 설치된 주제어보드 또는 음성인식 제어보드에 구비된 통신모듈에 의하여 외부기관시스템(112, 119 등) 또는 관리자 단말기로 비상호출신호를 전송한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에서 상기 충격신호 인식부(90)는 승강기 카의 벽면에 설치되는 3축방향 가속도 센서와 음성인식 제어보드에 구비되어 상기 가속도센서로부터 출력되는 신호를 판독하는 판독부로 구성될 수 있고, 상기 3축방향 가속도 센서와 그 판독부(판독부는 음성인식 제어기가 그 기능을 대체할 수 있음) 모두 음성인식 제어보드에 구비될 수도 있다.

상기 가속도센서로부터 출력되는 신호는 도 3의 좌측파형 그대로 판독에 이용될 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는 상기 가속도센서로부터 출력된 도 3의 좌측파형 신호는 상기 판독부를 거치면서 도 3의 우측파형과 같이 변환되어 판독될 수도 있는데, 이는 상기 판독부에서 3축 가속도센서로부터 출력되는 충격신호를 지정하여 그 값을 HPF(High Pass Filter, 고주파 통과필터)연산을 수행하고 그 값의 결과에서 절대값 산출을 수행한 후, 다시 LPF(Low Pass Filter, 저주파 통과필터)연산을 수행하므로써 최종적으로 도 3의 우측파형과 같이 충격신호값(K)을 산출하는 것으로, 정리하여 보면 음수와 양수값으로 발생되는 좌측의 충격신호를 양수부분으로 전환하고 최고값 영역을 따라가는 윤곽신호(Contour signal)를 산출하므로써 정확하게 충격 판정을 할 수 있게 되는 것이다.

………………… 수식 1

………………………… 수식 2

………………… 수식 3

상기 수학식 1은 일반적인 1차 HPF의 라플라스변환(Laplace transform)형 수학식을 나타낸 것으로 α1,β1값은 HPF의 차단 주파수(Cut-off frequency)에 의해 결정되는 상수값이며 K1은 출력 크기를 조정하기 위한 비례상수값을 의미한다. 수학식 2는 수학식 1에 의해 산출된 값을 기초로 이 값의 절대치값을 구하기 위한 라플라스변환형 수학식을 나타낸다. 수학식 3은 1차 LPF의 라플라스변환(Laplace transform)형 수학식을 나타낸 것으로 α2,β2값은 LPF의 차단 주파수(Cut-off frequency)에 의해 결정되는 상수값이며 K2은 출력 크기를 조정하기 위한 비례상수값을 의미한다. 또한 수학식 1~3에서 나타낸 s는 라플라스변환인자로 복소수 변수값을 의미한다.

이러한, 본 발명에 따른 비상호출 제어과정을 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보면, 우선 도 4는 상기한 가속도센서로부터 출력되는 신호를 그대로 이용하여 판독하는 경우, 상기 마이크로부터 음성입력이 있는 경우(S201), 음성인식부에서 마이크로부터 출력되는 신호에서 음성인식을 수행하여 기 설정된 소정 키워드가 입력될 경우 음성인식 제어기로 해당 신호를 출력하고(S202), 음성인식 제어기는 입력된 신호가 기 설정된 키워드인지를 판단하여(S203), 기 설정된 키워드가 맞으면 음성인식 제어기는 충격센서 즉 가속도센서로부터 출력되는 신호를 판단하여(S204), 충격센서로부터 출력되는 신호크기(│G값│)가 기 설정된 소정치(Gmax) 이상인지를 판단하고(S205), 기 설정된 소정치 이상인 경우 해당 기 설정된 소정치 이상신호 입력이 기 설정된 횟수 이상인지를 판단하여(S206), 기 설정된 소정 횟수 이하인 경우 카운트를 추가하고(S207)하고, 기 설정된 소정 횟수 이상인 경우(S208) 스위칭부로 동작제어신호를 출력하여 해당 비상호출버튼이 접속된 소켓 쌍을 전기적으로 연결하여 해당 비상호출버튼의 신호가 주제어기로 전달되도록 하여 승강기가 비상호출모드로 동작하도록 한다(S209).

한편, S203 에서 기 설정된 키워드가 아니거나, 충격센서의 출력값이 일정치이상 일정횟수만큼 입력되지 않으면 제어부는 비상호출모드로 동작하지 않는다.

그리고, 도 5는 충격센서로부터 출력되는 신호를 하이패스필터처리, 절대치 연산, 로우패스필터처리를 거쳐 얻어진 충격신호값(K)를 이용하여 비상호출상태를 판단하는 것으로, 도 4와 비교하여 충격신호값 연산과정(S305)이 더 추가되고, 상기 스텝 S305이후 과정에서는 상기 스텝 S305에서 연산된 충격신호값을 기 설정된 소정값(Gmax)과 비교(S306)하여 비상호출여부를 판단하게 되고, 나머지 과정은 상기 도 4와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

Claims (5)

1. 승강기 카에 설치되는 마이크와 전기적으로 접속되어 상기 마이크로부터 획득된 음성을 판단하여 그에 해당하는 동작제어신호를 출력하는 음성인식부,
   승강기 카에 설치되어 승강기 카에 전달되는 충격을 검출하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 충격신호 인식부,
   상기 음성인식부와 충격신호 인식부로부터 기 설정된 동작제어신호가 순차적으로 혹은 동시에 출력되는 경우, 공지의 비상호출버튼의 신호가 출력되도록 하는음성인식 제어기,
   상기 음성인식 제어기로부터 출력되는 공지의 비상호출버튼의 신호에 따라 승강기 카를 비상호출제어모드로 전환하는 주제어부로 구성되고,
   
   상기에서 음성인식부와 충격신호 인식부 및 음성인식 제어기는 승강기 카의 버튼 조작 패널에 별도로 설치되는 음성인식 제어보드에 구비되고,
   상기 승강기에 구비된 비상호출버튼과 주제어기를 연결하는 라인은 단선되어 그 단선부위에 연결단자가 각각 구비되며,
   상기 음성인식 제어보드에는 상기 연결단자가 각각 꽂혀져서 비상호출버튼과 주제어기 사이의 신호 전달 라인을 형성하는 소켓 쌍이 구비된 커넥팅부가 구비되고,
   상기 음성인식 제어보드에는 음성인식 제어기로부터 출력되는 동작 제어신호에 따라 상기 커넥팅부의 소켓 쌍의 통전을 제어하는 스위칭부가 구비되는 것을 특징으로 하는 음성인식과 충격신호를 이용한 비상 호출 제어기능을 갖는 승강기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 주제어기 또는 음성인식 제어기는 승강기 카가 비상호출모드로 동작되는 과정에 외부기관시스템 또는 관리자 단말기로 비상호출신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 음성인식과 충격신호 인식부를 이용한 비상호출 제어기능을 갖는 승강기.
5. 삭제

Images