KR101472278B1 - 프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇 - Google Patents

프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프로젝터와 카메라를 이용하여 시야각의 개선과 선명도 높은 화면 생성이 가능한 안내용 이동로봇 구성 방법에 관한 것으로, 상세하게는 안내용 이동로봇의 위치인식방법과 화면을 투영할 벽면 검출 방법, 벽면에 투영된 화면 초점을 맞추기 위한 방법들을 형성하는 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 로봇의 이동경로에 따른 주행은 자계 안내선을 통하여 자계위치센서를 통하여 이동을 하며, 안내할 전시작품(600)의 위치에 알에프아이디(310)를 부착하여 이동 중 로봇의 중앙에 알에프아이디 리더기(300)가 검출을 하면 안내할 컨텐츠를 시작한다.
여기서 카메라(500)와 영상처리기(510)를 이용하여 투영할 벽(420)을 검출하고, 거리센서(900)를 이용하여 벽면(420)과 프로젝터(400) 사이의 거리측정을 통한 투영이 적합한 높이를 검출하여 높이조절장치(800)로 높이 조절을 하고, 팬틸트(430)를 이용하여 알맞은 시야각과 선명도를 조절하여 사용자가 최적화된 화면으로 안내를 받을 수 있는 시스템 기반 방법을 제시한다.

Description

프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇{The docent robot for exhibition that offers guiding screen using projector, camera, and distance sensor}
본 발명은 프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내 화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도슨트 이동로봇의 위치인식과 화면을 투영할 벽면을 검출하고, 벽면에 투영된 화면의 초점을 맞추어 시야각의 개선과 선명도가 높은 안내화면을 제공할 수 있도록 하는 프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇에 관한 것이다.
일반적으로 안내용 이동로봇은 전시관과 작품전에서 작품설명을 하는 안내인의 역할을 로봇으로 대처하여 반복적인 업무를 로봇으로 대처하는 안내 서비스이다.
이와 같은 이동식 안내로봇은 대한민국 특허공개 제 10-2010-0006975호 (2010.01.22)에 공지되어 있다.
기존의 안내용 로봇은 안내서비스를 일정하게 만든 높이와 디스플레이어로 안내를 하며,시스템은 위치정보출력기에서 출력되는 기준위치 정보를 수신하여 안내서비스제공 장소내에서 현재 위치를 인식하여 작동하였는데, 사용자의 편리성과 알맞는 안내시스템을 가지는 본원발명의 안내용 이동로봇은 이동경로에 따른 주행은 자계 안내선을 통하여 자계위치센서를 통하여 이동을 하며, 안내할 작품의 위치에 알에프아이디 태그(RFID Tag)를 부착하여 이동 중 로봇의 중앙에 알에프아이디 리더기(RFID Reader)가 검출을 하면 안내할 컨텐츠를 시작한다.
이와 같이 구성된 안내용 이동로봇은 전시장, 미술관 들의 안내 장소에서 반복적인 업무를 로봇으로 대처할 수 있게 되어 효율적이며, 광고 효과를 제공한다.
본 발명은 프로젝터와 카메라를 이용하여 시야각의 개선과 선명도 높은 화면의 생성이 가능하도록 프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇은 전시장 바닥면에 형성된 자계안내선을 따라 이동경로를 구축하여 주행을 하도록 전시장용 도슨트 로봇의 본체 저부에 구비되는 자계위치센서와, 전시장용 도슨트 로봇의 이동시 전시작품의 위치에 있는 알에프아이디 태그를 검출하여 안내 컨텐츠를 실행시킬 수 있도록 상기 본체의 일측에 구비되는 알에프아이디 리더기와, 상기 알에프아이디 리더기에 의해 검출된 신호에 따라 안내할 해당 작품의 안내컨텐츠 및 제어부가 내장되어 이를 재생하도록 본체의 일측에 구비되는 내장장치시스템과, 상기 내장장치시스템을 통해 안내할 안내컨텐츠를 투영할 벽면을 검출하기 위해 영상을 획득하여 촬영된 영역 중 밝은 벽면을 검출하도록 본체의 상단 일측에 구비되는 카메라 및 상기 카메라에 의해 촬영된 투영화면의 초점을 검출하는 영상처리장치와, 상기 영상처리장치에 의해 검출된 투영 벽면과 본체간의 거리를 본체 상단에 구비된 거리센서를 통해 측정하여 음성 및 영상안내서비스를 제공하도록 본체의 상단 일측에 구비되는 프로젝터를 포함하되, 상기 거리센서에 의해 측정된 투영벽면과 프로젝터 사이의 거리가 투영화면의 초점을 통해 부적하다고 판단될 경우 내장장치시스템의 제어에 따라 프로젝터의 높이를 조절할 수 있도록 본체의 하단에 구비되는 높이조절장치와, 상기 프로젝터에서 투영벽면에 투영된 화면의 배율과 초점을 조절하여 이용자의 편리한 시야각을 제공하면서 선명도를 조절할 수 있도록 상기 프로젝터의 하단 및 전방부에 구비되는 팬틸트 장치 및 초점조절기와, 상기 팬틸트장치 및 초점조절기의 조절을 위해 프로젝터 하단측에 구비되어 상기 내장장치시스템에서 전달된 명령으로 제어되는 서버모터를 더 포함하여 이루어진다.
본 발명은 프로젝터와 카메라를 이용하여 시야각의 개선과 선명도 높은 화면생성이 가능한 안내용 이동로봇을 제공하여 전시관이나 미술관에서 관람객들에게 안내를 할 때 자계 안내선과 자계위치센서를 통해 이동이 이루어지며, 작품마다 부착된 알에프아이디 태그를 로봇의 하단부의 알에프아이디 리더기로 검출하여 안내를 하게 되어 사용자는 최적화된 화면으로 안내를 받을 수 있다.
도1은 본 발명에 사용되는 안내용 이동로봇(100)의 구조
도2는 본 발명에서 사용되는 프로젝터(400)와 카메라(500)를 이용하여 화면을 투영할 벽을 검출하는 방법
도3은 본 발명에서 사용되는 프로젝터(400)가 벽면에 투영한 화면의 초점을 맞추기 위한 방법
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 안내용 이동로봇(100)의 전체적인 구성표이며, 위치인식을 하는 방법으로 로봇 내부의 자계위치센서(200)을 통하여 자계안내선(210)을 따라 이동을 하며, 안내할 미술 작품과 전시작품(600) 위치에 알에프아이디 태그(310)을 부착하여 로봇의 하단부에 있는 알에프아이디 리더기(300)가 검출을 하여 위치를 인식하며, 알맞은 음성 및 영상 안내서비스가 안내컨텐츠 및 제어부가 내장되어 전체 시스템을 관리하는 내장장치시스템(1100)에 의해 수행된다.
그 다음, 도 2에서와 같이 안내용 이동로봇이 음성 및 영상 안내서비스를 시작하기 전에 프로젝터(400)로 투영할 적합한 벽면을 검출하는 시스템 알고리즘으로 카메라(500)에 입력된 영상은 영상처리장치(510)를 이용하여 일정크기의 밝은 벽면을 검출한다. 만약 투영할 적합한 벽면을 검출하지 못하였을 경우, 팬틸트(430)를 동작하여 카메라(500)가 보는 각도를 조절하여 투영화면의 촛점을 통해 알맞은 벽면을 검출한다.
이 과정에서 투영할 적합한 벽면이 검출될 때까지 반복을 하며, 만약 팬틸트(430) 각에 대하여 투영할 벽을 검출하지 못하면 안내용 이동로봇의 위치를 이동시킨다.
투영할 적합한 벽면은 프로젝터에서 투영된 화면에 대해 카메라에서 촬영된 영상을 토대로 영상처리장치에서 초점을 검출하여 투영된 영상의 질을 파악하여 팬틸트장치의 조절이 이루어지도록 하며, 이러한 일련의 장치제어는 제어부가 내장된 내장장치시스템을 통해 전반적으로 이루어지게 된다.
투영할 벽면이 선정이 되면 거리센서(900)가 동작하여 벽면(420)과 프로젝터(400) 간의 거리를 파악하여 최적의 투영할 높이를 검출하며, 이때 검출된 높이 만큼 높이조절장치가 동작한다.
그 다음 도 3과 같이 모든 조건이 성립되었을 때, 프로젝터(400)를 통해 안내켄텐츠를 벽면에 투영하게 되는데, 이때 카메라(500)가 투영화면을 영상처리장치(510)로 전달을 한다. 이때 영상처리장치(510)는 화면의 초점이 알맞은지 검출을 하여 맞지 않을시, 프로젝터 초점조절기(440)와 연결되어 있는 서보모터(1000)를 동작하여 초점을 변경하여 사용자가 보기 좋은 최적의 영상화면의 안내서비스를 받게 된다.
100 : 안내용 이동로봇 200 : 자계위치센서
210 : 자계안내선 300 : 알에프아이디 리더기
310 : 알에프아이디 태그 400 : 프로젝터
410 : 프로젝터 화면 420 : 벽면
430 : 팬틸트장치 440 : 초점조절기
500 : 카메라 510 : 영상처리기
600 : 전시 작품 800 : 높이조절장치
900 : 거리센서 1000 : 서보 모터
1100 : 내장장치시스템

Claims (7)

  1. 전시장 바닥면에 형성된 자계안내선(210)을 따라 이동경로를 구축하여 주행을 하도록 전시장용 도슨트 로봇(100)의 본체 저부에 구비되는 자계위치센서(200)와, 전시장용 도슨트 로봇의 이동시 전시작품의 위치에 있는 알에프아이디 태그(310)를 검출하여 안내 컨텐츠를 실행시킬 수 있도록 상기 본체의 일측에 구비되는 알에프아이디 리더기(300)와, 상기 알에프아이디 리더기에 의해 검출된 신호에 따라 안내할 해당 작품의 안내컨텐츠 및 제어부가 내장되어 이를 재생하도록 본체의 일측에 구비되는 내장장치시스템(1100)과, 상기 내장장치시스템을 통해 안내할 안내컨텐츠를 투영할 벽면을 검출하기 위해 영상을 획득하여 촬영된 영역 중 밝은 벽면을 검출하도록 본체의 상단 일측에 구비되는 카메라(500) 및 상기 카메라에 의해 촬영된 투영화면(410)의 초점을 검출하는 영상처리장치(510)와, 상기 영상처리장치(510)에 의해 검출된 투영 벽면(420)과 본체간의 거리를 본체 상단에 구비된 거리센서(900)를 통해 측정하여 음성 및 영상안내서비스를 제공하도록 본체의 상단 일측에 구비되는 프로젝터(400)를 포함하되,
    상기 거리센서에 의해 측정된 투영벽면(420)과 프로젝터(400) 사이의 거리가 투영화면의 초점을 통해 부적하다고 판단될 경우 내장장치시스템의 제어에 따라 프로젝터의 높이를 조절할 수 있도록 본체의 하단에 구비되는 높이조절장치(800)와, 상기 프로젝터(400)에서 투영벽면에 투영된 화면의 배율과 초점을 조절하여 이용자의 편리한 시야각을 제공하면서 선명도를 조절할 수 있도록 상기 프로젝터의 하단 및 전방부에 구비되는 팬틸트 장치(430) 및 초점조절기(440)와, 상기 팬틸트장치 및 초점조절기의 조절을 위해 프로젝터 하단측에 구비되어 상기 내장장치시스템에서 전달된 명령으로 제어되는 서버모터(1000)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝터와 카메라 및 거리센서를 이용하여 안내화면을 제공하는 전시장용 도슨트 이동로봇.
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