KR101564141B1 - 무선 제어 장치 및 이를 포함하는 무선 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 무선 제어 시스템은, 무선 제어 장치 및 상기 무선 제어 장치로부터 제어신호를 받는 외부 기기들을 포함하고, 상기 무선 제어 장치는, 사용자의 동작에 의한 제어신호를 감지하는 감지부, 상기 감지부에서의 제어신호를 외부 기기로 송신하고 상기 외부 기기로부터의 신호를 수신하는 제1 송수신부. 및 복수의 외부 기기들 중 적어도 어느 하나와 신호를 송수신할 수 있도록 페어링 상태를 제어하는 제 1페어링 제어부를 포함하고, 상기 외부 기기는 상기 무선 제어 장치와 신호를 송 수신하거나, 외부 기기들 사이의 신호를 송수신할 수 있는 제2 송수신부, 및 상기 외부 기기들 사이의 페어링 우선순위를 정하는 제2페어링 제어부를 포함할 수 있다.

Description

무선 제어 장치 및 이를 포함하는 무선 제어 시스템 {Remote Control Device and Remote Control System having the same}
아래의 실시예들은 다수의 외부기기들 중 어느 하나와 페어링할 수 있는 무선 제어 장치 및 이를 포함하는 무선 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 1개의 기기에 1개의 무선 컨트롤러가 사용된다. 이로 인해, 다수의 기기를 컨트롤하기 위해서는 여러 개의 무선 컨트롤러가 필요하다.
예를 들어, 국내 특허 출원(KR 10-2012-0041883)은 전기기기 전원 무선제어시스템에 관한 것으로서, 전원선에 전기적으로 연결된 등기구 및 콘센트의 전원을 휴대형의 리모컨으로 단속하며, 아울러, 전원 단속을 위한 모든 조작을 리모컨에서 할 수 있게 하여 편리성을 높이고, 전원 단속을 위해 등기구 및 콘센트에 설치되는 등기구제어기나 콘센트제어기를 간편하게 초기화할 수 있는 전기기기 전원 무선제어시스템에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 무선 제어 장치를 이용하여, 다수의 외부 기기와 제어 신호를 송신 또는 수신하여 무선 제어 장치와 다수의 외부 기기를 페어링 하고자 한다.
일 실시예에 따르면, 무선 장치와 복수의 외부 기기들과 페어링을 하는 과정에서 복수의 외부 기기간의 우선순위를 정하는 무선 제어 시스템을 제어할 수 있는 무선 제어 시스템을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 무선 제어 장치는, 사용자의 동작에 의한 제어신호를 감지하는 감지부, 상기 감지부에서의 제어신호를 외부 기기로 송신하고 상기 외부 기기로부터의 신호를 수신하는 송수신부, 및
복수의 외부 기기들 중 적어도 어느 하나와 신호를 송수신할 수 있도록 페어링 상태를 제어하는 페어링 제어부 를 포함하고, 상기 복수의 외부 기기들 중 페어링된 외부 기기를 제어 할 수 있다.
일 측에 따르면, 진동을 통해 페어링 상태를 알려주는 페어링 알림부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 감지부는 근전도(EMG)센서, 자이로 센서, 또는 가속도 센서를 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 감지부는 페어링된 외부 기기로부터 다른 외부 기기로 페어링 시프트를 할 수 있고, 사용자의 페어링 시프트 동작 명령을 인지하여 페어링 시프트하고자 하는 외부 기기로 송수신부를 향하도록 방향전환함으로써 페어링 시프트가 이루어 질 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 제어 시스템은, 무선 제어 장치 및 상기 무선 제어 장치로부터 제어신호를 받는 외부 기기들을 포함하고, 상기 무선 제어 장치는, 사용자의 동작에 의한 제어신호를 감지하는 감지부, 상기 감지부에서의 제어신호를 외부 기기로 송신하고 상기 외부 기기로부터의 신호를 수신하는 제1 송수신부. 및 복수의 외부 기기들 중 적어도 어느 하나와 신호를 송수신할 수 있도록 페어링 상태를 제어하는 제 1페어링 제어부를 포함하고, 상기 외부 기기는 상기 무선 제어 장치와 신호를 송 수신하거나, 외부 기기들 사이의 신호를 송수신할 수 있는 제2 송수신부, 및 상기 외부 기기들 사이의 페어링 우선순위를 정하는 제2페어링 제어부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 감지부는 사용자의 서로 다른 각각의 손 동작을 구별할 수 있는 근전도 센서를 포함하여, 사용자의 페어링 시작 동작, 페어링 종료 동작 또는 페어링 시프트 동작을 감지할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 외부 기기들은 상기 무선 제어 장치와의 페어링 상태를 나타내는 페어링 표시부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제2 페어링 제어부는 복수의 외부 기기들 사이의 페어링 제어 신호를 공유하여 페어링 지정 확률이 높은 외부 기기가 페어링 되었음을 페어링 표시부에 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 무선 제어 장치에 의하면, 하나의 무선 제어 장치를 이용하여 다수의 외부 기기를 바꾸어 가며 페어링을 할 수 있고, 다수의 외부 기기를 제어 할 수 있다.
일 실시예에 따르른 무선 제어 시스템에 의하면, 무선 제어 장치와 복수의 외부 기기들과 페어링을 하는 과정에서 복수의 외부 기기간의 우선순위를 정할 수 있게 되어, 여러 외부 기기 중에서 페어링 된 기기만이 무선 제어 장치의 제어를 받을 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 무선 제어 장치가 복수의 외부 기기와 페어링 하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 는 무선 제어 장치를 이루는 각 부분과 복수의 외부 기기의 각 부분과의 하는 페어링 하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 근전도 센서에서 측정하는 근육 부위를 표시한 도면이다.
도 4은 외부기기간의 페어링 이동이 일어나는 과정인 페어링 시프트 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도5는, 무선 제어 장치에서 페어링을 제어하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6은 각 외부 기기에서 페어링을 제어하는 과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 사용한다.
덧붙여 명세서 전체에서, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1 은 무선 제어 장치가 복수의 외부 기기와 페어링 하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1(a)는 하나의 무선 통신 장치를 이용하여 복수의 외부기기를 제어할 수 있음을 도시한다. 도 1(b)는 사용자의 동작이 제어하고자 하는 명령에 따라 다양할 수 있음을 도시한다.
사람의 움직임을 컨트롤 입력으로 사용한다면 가장 직관적인 컨트롤 시스템을 만들 수 있다. EMG 센서를 이용한 컨트롤러를 이용한다면 가능하다. 한 개의 무선 제어 장치가 페어링(paring) 시스템을 이용하여 모든 기기를 동작할 수 있다면 가장 이상적인 리모트 컨트롤러가 될 수 있다.
도 2 는 무선 제어 장치(100)를 이루는 각 부분과 복수의 외부 기기(210, 220, 230)의 각 부분과의 하는 페어링 하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
상기 무선 제어 장치(100)는 사용자의 동작을 감지하는 감지부(130), 복수의 외부 기기들(210, 220, 230)과 신호를 주고 받을 수 있는 제 1송수신부(110), 및 복수의 외부 기기들(210, 220, 230)과 페어링 되는 상태 및 변화를 알려줄 수 있는 페어링 알림부(120)를 포함할 수 있다. 이러한 무선 제어 장치(100)는 신체의 일부에 장착되어 신체의 동작을 감지하여 제어신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 무선 제어 장치(100)는 팔목 착용형으로 구성되어 사용자의 손동작에 다른 근육의 수축과 이완 정도를 감지함으로써, 외부기기(210, 220, 230)와 페어링할 수 있다.
상기 제 1송수신부(110)는 신호를 어느 한 곳에 모아주는 빔 형성(beam forming)기능 및 복수의 외부 기기에서 어느 하나의 기기를 선택할 수 있게 하는 간단한 상위 층(upper layer)컨트롤 기능을 포함할 수 있다.
페어링 알림부(120)는 진동모터를 이용하는 진동신호 또는, 소형 스피커를 이용한 소리신호, LED 를 이용한 시각신호를 포함할 수 있다. 하나의 예로써, 상기 팔목 착용형으로 구성하는 경우 진동 모터를 이용하여 진동신호로 페어링 상태를 알리게 되면 사용자가 인식하기 편리할 수 있다.
상기 감지부(130)에서 감지하는 사용자의 동작은 사람의 다양한 동작이 가능할 수 있으며, 사람의 동작 중에서 가장 직관적인 동작을 표현할 수 있는 손 동작을 포함할 수 있다.
상기 감지부(130)는 근전도(EMG, electromyography)센서, 자이로 센서 또는 가속도 센서를 포함 할 수 있다. 자이로 센서는 x,y,z 3축의 각각의 위치의 변화를 측정하여 무선 컨트롤러의 움직임을 측정하고, 가속도 센서는 이동하는 무선 컨트롤러의 가속도나 충격의 세기를 측정할 수 있다.
상기 근전도 센서를 설명하기 위하여, 도 3을 참조한다. 도 3은 상기 감지부(130)가 포함하는 근전도 센서에서 측정하는 근육 부위를 표시한 도면이다.
근전도 센서는 근전도(electromyograph) 소자를 사용하여 근육의 전기적 활성도를 확인하는 방법이며, 신경 자극에 대한 근육의 반응을 근육 내 전기적 변화를 감지할 수 있다. 근전도 센서는 제일 먼저 근육 신호를 측정하고, 이에 따라 근육 신호를 검출하고, 검출된 신호를 분류하는 과정을 포함한다.
도 3에 나타나는 6개의 근육, ○1노쪽손목굽힘근, ○2위팔노근, ○3얕은손가락굽힘근, ○4자쪽손목굽힘근, ○5자쪽손목폄근, ○6손가락폄근에 Dipole형태로 전극을 배치하여 손목 근육의 정보를 읽을 수 있다. 각각의 근육 신호는 손목의 변화 혹은 손가락 움직임에 따라 신호의 변화가 있어, 이를 바탕으로 손모양을 검출하는 신호로 사용 할 수 있다.
근육 신호 검출은 측정된 6개의 근육신호에 공통 공간 패턴 필터 (Common Spatial Pattern filter)를 이용하여, 각각의 근육신호의 정보를 특징이 두드러지는 형태로 변환한다. 공통 공간 패턴 필터의 결과는 전극의 자체 데이터가 아닌 (근육)별 신호를 분석하기 쉬운 데이터이다. 각각의 공통 공간 패턴 필터의 결과는 분류(Classification)의 특징(Feature)으로 사용될 수 있다.
근육 신호 검출의 공통 공간 패턴 필터에 의해 분리된 신호들의 파워와 몇 번의 시도를 통해 얻어진 손가락 패턴 정보를 통해 분류 툴(tool)의 입력정보로 사용한다. 분류는 선형 판별 해석(LDA, Linear Discriminant Analysis) 또는 지지 벡터 기구(SVM, Support Vector Machine)을 사용할 수 있다
상기 복수의 외부 기기들(210, 220, 230)은 상기 무선 제어 장치(100)와 신호를 송수신하거나, 외부 기기들 사이의 신호를 송수신할 수 있는 제2 송수신부(211, 221, 231), 상기 외부 기기들 사이의 페어링 우선순위를 정하는 제2페어링 제어부(212, 222, 232), 및 페어링이 되고 있는지 여부를 시각적으로 표시할 수 있는 페어링 표시부(213, 223, 233)를 포함할 수 있다.
상기 페어링 표시부(213. 223.2 233)는 LED 로 구성될 수 있으며, 하나의 예로 페어링 되어 있는 외부 기기는 녹색을 표시하고, 페어링 되어 있지 않은 외부기기는 빨간색을 표시할 수 있다.
상기 무선 제어 장치(100)와 상기 복수의 외부 기기(210, 220, 330)간의 페어링 제어 과정은 다음과 같은 단계로 진행 될 수 있다. 일상적이지 않은 손 모양을 손 모양 A로 사용하여, 손 모양 A로 목표 기기를 지시한다. 목표 기기는 LED로 선택되었음을 보여주고, 또한 사용자에게도 진동을 통해 알리며, 페어링(Paring)이 완료된다. 사용자는 EMG 센서와 자이로 센서를 이용해 다양한 제어 신호를 만들어 목표 기기를 제어 한다. 페이링 종료 시 상기 손 모양 A와 다른 손 모양 B를 이용해 페어링을 종료한다. 외부 기기는 LED를 소등시켜 페어링 종료를 알리고, 진동으로 사용자에게 알린다. 이후 다른 기기와 페어링 할 때도 같은 방식을 사용할 수 있다.
도 4 는 외부기기간의 페어링 이동이 일어나는 과정인 페어링 시프트 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
복수의 외부기기들(210, 220, 230)이 근접해 있어 무선 제어 장치(100)와 원하는 외부기기 사이의 페어링이 잘못된 경우에는, 무선 제어 장치(100)는 페어링 시프트(paring shift)를 통하여 원하는 외부기기와 페어링을 수정할 수 있다.
예를 들어, 소파에 앉아서 TV를 보다가 외부기기 (예를 들어, 에어컨) 의 온도를 조절하고 싶을 때, 에어컨을 손 모양 A로 가리키면, 무선 제어 장치는 에어컨 근처에 있는 노트북과 TV에 강한 전파를 내보낸다. 3개의 목표 기기는 페어링 후보가 된다. TV와 에어컨 노트북은 상호간 통신을 하여 무선 제어 장치로 부터의 신호의 세기 혹은 다른 정보를 공유하여, 가장 확률이 높은 기기를 선출하여 Green LED를 표시하고, 나머지는 Red LED를 표시하여 후보임을 알린다. 이때 Green LED를 가진 기기가 정확하다면 제어 명령을 수행한다. Green LED를 가진 목표 기기가 원하는 목표 기기가 아니었다면 페어링을 변경해야 하며, 이때 손모양 C를 유지한 채 페어링을 원하는 방향으로 손을 움직이면 자이로 센서에서 방향 정보를, 근전도 센서에서 손모양 정보를 인지하고, 해당하는 방향에 위치한 목표 기기로 페어링 시프트 한다. 이때 목표 기기들은 상대적 위치정보를 알고 있어야 하며, 이는 무선 센서 네트워크(WSN, wireless sensor network) 기술을 이용하면 구현 가능하다.
도 5는, 무선 제어 장치에서 페어링을 제어하는 과정을 나타내는 순서도이다. 무선 제어 장치를 작동시킨 후, 제 1송수신부에서 지향성 안테나를 이용하여 복수의 외부 기기에 신호를 송신하며(S11), 외부 기기로부터 응답(ASK)이 오기는 것을 대기하게 되고(S12), 응답이 온 후에는 외부 기기와 페어링 연결이 이루어지며 (S13), 사용자에게 페어링이 되고 있음을 진동모터 또는 소리 등으로 알리고(S14), 동시에 기기조작 모드인 전 방향 안테나 사용으로 모드를 변환한다 (S15).
도 6은 각 외부 기기에서 페어링을 제어하는 과정을 나타내는 순서도이다. 복수의 외부 기기가 작동이 되고 난 후에, 무선 제어 장치로부터 신호를 수신하게 되면(S21), 복수의 외부 기기 사이에 서로 신호와 관련하여 신호의 세기 및 신호의 방향에 대한 정보를 교환하게 되며(S12), 이러한 정보를 매트릭스에 정보 정렬을 하게 되며(S23), 정렬된 정보를 바탕으로 어떠한 외부 기기와 페어링 할 것인지 선정하고(S24), 선정이 된 기기와 페어링 연결을 하게 된다(S25).
상기 설명한 무선 제어 장치는 기기와 기기사이 혹은 제어 장치와 기기사이의 연결시(pairing) 지향성 안테나를 사용하여 기기를 지시하는 것만으로 기기간 혹은 무선 제어 장치와 기기간 페어링을 할 수 있다. 또한, 기기 선택의 성능을 높이기 위해 선택 기기간의 정보교환을 이용하고, 추가적인 신호전달의 통신시에는 전방향 안테나로 전환하여 정보 전달을 용이하게 하는 효과가 있다.
상기 설명한 무선 제어장치 활용 분야로, 집안에서는 가전 기기는 물론 창문이나 커튼을 원격으로 열거나 닫을 수 있고, 자동차를 이용 할 때도 자동차를 가리키는 것만으로 페이링을 하여 자동차 리모컨을 대체할 수 있고 생체 신호를 전송할 수 있기 때문에 결제 시 필요한 ID를 대체 할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
이상 설명한 무전 제어 장치 및 무선 제어 시스템은, 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해여야 할 것이다.
무선 제어 장치: 100
제1 송수진부: 110
페어링 알림부 : 120
감지부 : 130
외부 기기 : 210, 220, 230
제 2송수신부: 211, 221,231
제 2페어링 제어부 ; 212, 222, 232
페어링 표시부 : 213, 223, 233

Claims (8)

  1. 손목 근육의 정보를 검출하여서 사용자의 서로 다른 각각의 손 동작을 구별할 수 있는 근전도 (EMG) 센서를 포함하고, 사용자의 페어링 시작 동작, 페어링 종료 동작 또는 페어링 시프트 동작을 감지할 수 있는 감지부;
    상기 감지부에서의 제어신호를 외부 기기로 송신하고 상기 외부 기기로부터의 신호를 수신하는 송수신부;
    복수의 외부 기기들 중 적어도 어느 하나와 신호를 송수신할 수 있도록 페어링 상태를 제어하는 페어링 제어부; 및
    진동을 통해 페어링 상태를 알려주는 페어링 알림부를 포함하고,
    상기 복수의 외부 기기들 중 페어링된 외부 기기를 제어 할 수 있는 무선 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는 자이로 센서, 또는 가속도 센서를 더 포함하는 무선 제어 장치.
  4. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 감지부는 페어링된 외부 기기로부터 다른 외부 기기로 페어링 시프트를 할 수 있고, 사용자의 페어링 시프트 동작 명령을 인지하여 페어링 시프트하고자 하는 외부 기기로 송수신부를 향하도록 방향전환함으로써 페어링 시프트가 이루어지는 무선 제어 장치.
  5. 무선 제어 장치 및 상기 무선 제어 장치로부터 제어신호를 받는 외부 기기들을 포함하고,
    상기 무선 제어 장치는,
    사용자의 동작에 의한 제어신호를 감지하는 감지부;
    상기 감지부에서의 제어신호를 외부 기기로 송신하고 상기 외부 기기로부터의 신호를 수신하는 제1 송수신부; 및
    복수의 외부 기기들 중 적어도 어느 하나와 신호를 송수신할 수 있도록 페어링 상태를 제어하는 제 1페어링 제어부를 포함하고,
    상기 외부 기기는,
    상기 무선 제어 장치와 신호를 송 수신하거나, 외부 기기들 사이의 신호를 송수신할 수 있는 제2 송수신부; 및
    상기 외부 기기들 사이의 페어링 우선순위를 정하는 제2페어링 제어부를 포함하는 무선 제어 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 감지부는 사용자의 서로 다른 각각의 손 동작을 구별할 수 있는 근전도 센서를 포함하여, 사용자의 페어링 시작 동작, 페어링 종료 동작 또는 페어링 시프트 동작을 감지할 수 있는 무선 제어 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 외부 기기들은 상기 무선 제어 장치와의 페어링 상태를 나타내는 페어링 표시부를 포함하는 무선 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 페어링 제어부는 복수의 외부 기기들 사이의 페어링 제어 신호를 공유하여, 상기 복수의 외부 기기들 중에서 페어링 지정 확률이 가장 높은 외부 기기가 페어링 되었음을 페어링 표시부에 나타내는 무선제어 시스템.
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