KR101734398B1 - Smart home service apparatus based on object position and spoken dialogue - Google Patents

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KR101734398B1
KR101734398B1 KR1020160049360A KR20160049360A KR101734398B1 KR 101734398 B1 KR101734398 B1 KR 101734398B1 KR 1020160049360 A KR1020160049360 A KR 1020160049360A KR 20160049360 A KR20160049360 A KR 20160049360A KR 101734398 B1 KR101734398 B1 KR 101734398B1
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하동경
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Abstract

The present invention relates to a method for a smart home service based on object location and voice conversation. The method comprises the following steps: acquiring motion data of an object; allowing a control unit to obtain the position information of the object from the motion data of the object, to arrange the position information of the object by time zone to obtain motion line information of the object, to generate object determination information by comparing the motion line information with reference information stored in the database, to generate a voice query statement corresponding to the object determination information to transmit the information to a speaker array, and to allow the speaker array to convert the voice query statement into a voice query signal to output the signal; receiving a voice response signal from the object; and controlling a smart home service corresponding to a voice response statement generated from the voice response signal to be provided. According to the present invention, accuracy of the indoor positioning and the voice processing can be improved by integrating an IR-UWB radar technology and the sound quality improvement technique using the beam forming, thereby greatly reducing the possibility of privacy invasion.

Description

객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 장치{SMART HOME SERVICE APPARATUS BASED ON OBJECT POSITION AND SPOKEN DIALOGUE}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a smart home service apparatus based on object location and voice conversation,

본 발명은 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 IR-UWB 레이더 기술과 빔포밍을 이용한 음질 개선 기술을 융합하여 실내 측위 정밀도와 음성 처리의 정확도를 향상시키고, 사생활 침해 가능성을 크게 줄일 수 있는 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a smart home service device based on object location and voice conversation. More specifically, the present invention is based on the object position and voice conversation, which can improve the accuracy of indoor positioning accuracy and voice processing, and greatly reduce the possibility of invasion of privacy, by combining IR-UWB radar technology and sound quality improvement technique using beam forming And a smart home service apparatus.

스마트 홈은 사물인터넷(internet of things, IoT)을 기반으로 개인소비와 관련된 대부분의 영역에 방대하게 걸쳐있는 융합산업의 결정체로서, 시장영역이 매우 넓게 형성되어 있다.Smart home is a crystal of convergence industry that spans the majority of areas related to personal consumption based on internet of things (IoT), and market area is very wide.

스마트 홈 관련 산업군 중 의료 건강과 보안 서비스는 중요한 분야로서, 최근 들어 센서기술을 기반으로 다양한 기술 개발이 시도되고 있다.Medical health and security services among smart home related industries are important areas, and various technologies are being developed in recent years based on sensor technology.

스마트 홈 구현에 있어 큰 제약 중의 하나가 사생활 보호 및 보안 문제이며, 사용자가 수용할 수 있는 방식의 기술로 서비스 제공이 가능한지 여부는 매우 중요한 요소이다.One of the major constraints on smart home implementation is privacy and security issues, and whether it is possible to provide services with a technology that is acceptable to the user is very important.

CCTV와 같은 비디오 기반의 기술들은 스마트 홈의 특성상, 집안에서의 개인 사생활 보호 측면에서 사용자의 거부감이 매우 크다는 문제점이 있다.Video-based technologies, such as CCTV, have the problem that users are very unhappy in terms of personal privacy protection in the home due to the nature of smart home.

또한, 독거노인을 포함하여 점차 증가하고 있는 1인 가구의 경우, 거주자의 건강 이상 등 비상상황 발생 시, 외부에서 이를 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 방법이 요구되지만, 현재까지는 이를 충족시키는 기술이 소개되지 않고 있는 실정이다.In the case of a single-person household, including the elderly living alone, there is a need for a method that can quickly and accurately detect an outside situation when an emergency occurs, such as a resident's health problem. However, until now, It is not.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0092038호(공개일자: 2008년 10월 15일, 명칭: 유비쿼터스 홈네트워크 시스템과 이를 이용한 음성서비스및 조명제어 방법)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0092038 (public date: October 15, 2008, name: Ubiquitous home network system and voice service and lighting control method using the same)

본 발명은 IR-UWB 레이더 기술과 빔포밍을 이용한 음질 개선 기술을 융합하여 실내 측위 정밀도와 음성 처리의 정확도를 향상시킬 수 있는 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.It is a technical object of the present invention to provide a smart home service device based on object location and voice conversation that can improve indoor positioning accuracy and voice processing accuracy by converging IR-UWB radar technology and sound quality improvement technique using beam forming do.

또한, 본 발명은 스마트 홈에서 있어 객체 위치와 음성 대화에 기반한 가전 제어와 보안 서비스를 제공함으로써, 스마트 홈 서비스의 품질을 향상시키는 것을 기술적 과제로 한다.Further, the present invention provides a home service control and a security service based on object location and voice conversation in a smart home, thereby improving the quality of a smart home service.

또한, 본 발명은 레이더를 이용하여 검출된 사용자 위치정보를 이용함으로써 사생활 침해의 가능성을 크게 줄이면서도 스마트 홈 서비스를 효과적으로 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to effectively provide a smart home service while greatly reducing the possibility of privacy invasion by using user location information detected using a radar.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법은 움직임 데이터 획득부가 객체의 움직임 데이터를 획득하는 움직임 데이터 획득단계와, 상기 제어부가 상기 움직임 데이터 획득부로부터 전송받은 상기 객체의 움직임 데이터로부터 상기 객체의 위치 정보를 획득하고, 상기 객체의 위치 정보를 시간대별로 배열하여 상기 객체의 동선 정보를 획득하고, 상기 동선 정보를 데이터베이스에 저장된 기준 정보와 비교하여 상기 객체 판단 정보를 생성하고, 상기 객체 판단 정보에 대응하는 음성 질의문을 생성하여 음성 대화 지원부에 구비된 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 음성 질의문을 음성 질의 신호로 변환하여 출력하는 음성 질의 단계와, 상기 제어부가 상기 음성 대화 지원부에 구비된 마이크로폰 어레이를 통해 상기 객체로부터의 음성 응답 신호를 수신하는 음성 응답 수신단계 및 상기 제어부가 상기 음성 응답 신호로부터 생성된 음성 응답문에 대응하는 스마트 홈 서비스가 제공되도록 제어하는 스마트 홈 서비스 제공단계를 포함한다.According to the present invention, there is provided a smart home service method based on object location and voice conversation, comprising: a motion data acquiring step of acquiring motion data of an object from a motion data acquiring unit; and a motion data acquiring step of acquiring motion data of the object received from the motion data acquiring unit Acquiring positional information of the object, arranging the positional information of the object in a time zone to obtain the object information of the object, generating the object determination information by comparing the object information with the reference information stored in the database, A voice query step of generating a voice query statement corresponding to the determination information and transmitting the generated voice query message to a speaker array provided in the voice conversation support unit and converting the voice query sentence into a voice query signal and outputting the voice query signal; Microphone array provided in the conversation support section The via includes a voice response receiving step and smart home service provider and controlling such that the smart home service provider to the control unit corresponding to the voice response generated from the audio response signal for receiving a voice response signal from the object.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법에 있어서, 상기 움직임 데이터 획득부는 서로 이격된 지점에 설치된 복수의 IR-UWB(Impulse Radio-Ultra WideBand) 레이더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the smart home service method based on object location and voice conversation according to the present invention, the motion data obtaining unit includes a plurality of IR-UWB (Impulse Radio-Ultra Wide Band) radars located at distant points from each other.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법은 상기 음성 응답 수신단계 이후에, 상기 제어부가 상기 객체의 위치를 음원의 가상 위치로 설정하고, 상기 음원의 가상 위치를 빔포밍(beamforming) 방식에 적용하여 상기 마이크로폰 어레이를 통해 상기 객체로부터 수신되는 음성 응답 신호의 음질을 개선하는 음질 개선단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the smart home service method based on the object location and voice conversation according to the present invention, after the voice response reception step, the control unit sets the position of the object to a virtual position of a sound source, and performs a beamforming ) Method to improve the sound quality of a voice response signal received from the object through the microphone array.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법은 상기 음성 응답 수신단계 이후에, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이를 통해 상기 객체로부터 수신되는 음성 응답 신호의 음질을 개선하는 음질 개선단계를 더 포함하고, 상기 음질 개선단계는 상기 제어부가 상기 객체의 위치를 음원의 가상 위치로 설정하는 음원 위치 설정단계와, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이를 구성하는 단위 마이크로폰들이 상기 음원을 지향하기 위한 단위 지향각들과 상기 마이크로폰들과 상기 음원 간의 단위 거리들을 연산하는 지향각/거리 연산단계 및 상기 단위 지향각들과 상기 단위 거리들을 이용하여 상기 단위 마이크로폰들이 수신한 단위 음성 응답 신호들의 위상을 정렬함으로써 상기 음성 응답 신호의 신호대잡음비를 향상시키는 신호대잡음비 향상단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The smart home service method based on object location and voice communication according to the present invention further includes a sound quality improving step for improving the sound quality of a voice response signal received from the object through the microphone array after the voice response receiving step Wherein the sound quality improving step comprises: a sound source position setting step in which the controller sets the position of the object to a virtual position of the sound source; and a control unit that controls the unit microphones, A directional angle / distance calculation step of calculating unit distances between the microphones and the sound source, and a phase angle calculation step of aligning the phases of unit voice response signals received by the unit microphones using the unit direction angles and the unit distances, Improve the signal-to-noise ratio of the response signal Signal-to-noise ratio is characterized in that it comprises a step improvement.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법에 있어서, 상기 객체 판단 정보가 평상시 상황(ordinary situation)의 정당 사용자를 지시하는 경우, 상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 상기 객체의 시간대별 위치에 대응하는 평상시 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 평상시 상황 음성 질의문을 평상시 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고, 상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 전송받은 평상시 상황 음성 응답 신호를 평상시 상황 음성 응답문으로 변환하고, 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 상기 평상시 상황 음성 응답문에 대응하는 스마트 홈 서비스가 제공되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In a smart home service method based on object location and voice communication according to the present invention, when the object judgment information indicates a normal user in an ordinary situation, in the voice query step, Generates a normal contextual voice query sentence corresponding to the location of the object in terms of time by referring to the reference information, and transmits the generated contextual voice query sentence to the speaker array, and the speaker array converts the normal contextual query sentence into a normal contextual query signal Wherein the control unit converts the normal situation voice response signal received from the microphone array into a normal situation voice response sentence and refers to the reference information stored in the database to correspond to the normal situation voice response sentence Smart It characterized in that the control such that the service is provided.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법에 있어서, 상기 객체 판단 정보가 위급 상황의 정당 사용자를 지시하는 경우, 상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 위급 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 위급 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고, 상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 상기 위급 상황 음성 질의 신호에 대응하는 음성 응답 신호를 전송받지 못한 경우, 현재 상황을 위급 상황으로 판단하여 상기 데이터베이스에 등록되어 있는 외부 원격장치로 위급 상황 정보가 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In a smart home service method based on object location and voice communication according to the present invention, when the object judgment information indicates a critical user in an emergency situation, in the voice query step, the control unit refers to the reference information stored in the database And the speaker array converts the emergency voice query sentence into an emergency situation voice query signal and outputs the emergency voice query message to the speaker array. In the smart home service providing step, the controller transmits the emergency voice query message to the speaker array, When the voice response signal corresponding to the emergency voice query signal is not received from the microphone array, it is determined that the current situation is an emergency and the emergency situation information is transmitted to the external remote device registered in the database do.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법에 있어서, 상기 객체 판단 정보가 위급 상황의 정당 사용자를 지시하는 경우, 상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 위급 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 위급 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고, 상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 전송받은 위급 상황 음성 응답 신호를 위급 상황 음성 응답문으로 변환하고, 상기 위급 상황 음성 응답문에 위급 상황을 지시하는 내용이 포함되어 있는 경우 현재 상황을 위급 상황으로 판단하여 상기 데이터베이스에 등록되어 있는 외부 원격장치로 위급 상황 정보가 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In a smart home service method based on object location and voice communication according to the present invention, when the object judgment information indicates a critical user in an emergency situation, in the voice query step, the control unit refers to the reference information stored in the database And the speaker array converts the emergency voice query sentence into an emergency situation voice query signal and outputs the emergency voice query message to the speaker array. In the smart home service providing step, the controller transmits the emergency voice query message to the speaker array, The emergency situation voice response sent from the microphone array is converted into an emergency situation voice response sentence. If the emergency situation voice response sentence includes a content indicating an emergency situation, it is determined that the current situation is an emergency, To an external remote device And the emergency situation information is transmitted.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법에 있어서, 상기 객체 판단 정보가 침입자를 지시하는 경우, 상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 침입 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 침입 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고, 상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 상기 침입 상황 음성 질의 신호에 대응하는 음성 응답 신호를 전송받지 못한 경우, 현재 상황을 침입 상황으로 판단하여 상기 데이터베이스에 등록되어 있는 외부 원격장치로 침입 상황 정보가 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In a smart home service method based on object location and voice communication according to the present invention, when the object judgment information indicates an intruder, in the voice query step, the control unit refers to the reference information stored in the database, Wherein the controller generates a query message and transmits the query message to the speaker array, and the speaker array converts the invasion situation voice query message into an emergency situation query signal, and outputs the emergency situation query query signal. In the smart home service providing step, When the voice response signal corresponding to the intrusion context voice query signal is not received, it is determined that the current situation is an intrusion situation and the intrusion status information is transmitted to the external remote device registered in the database.

본 발명에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법에 있어서, 상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 현재 상황이 상기 위급 상황 또는 상기 침입 상황으로 판단된 경우, 상기 제어부는 영상 촬영부를 동작시켜 상기 객체의 영상 정보가 촬영되도록 제어하고, 상기 객체의 영상 정보가 상기 위급 상황 정보 또는 침입 상황 정보에 포함되어 상기 외부 원격장치로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the smart home service method based on object location and voice conversation according to the present invention, in the smart home service providing step, when the current situation is determined as the emergency situation or the intrusion situation, the control unit operates the image capturing unit The image information of the object is captured so that the image information of the object is included in the emergency situation information or the invasion situation information and is transmitted to the external remote device.

본 발명에 따르면, IR-UWB 레이더 기술과 빔포밍을 이용한 음질 개선 기술을 융합하여 실내 측위 정밀도와 음성 처리의 정확도를 향상시킬 수 있는 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 장치가 제공되는 효과가 있다.According to the present invention, there is provided an effect of providing a smart home service device based on object location and voice conversation, which can improve indoor positioning precision and voice processing accuracy by converging IR-UWB radar technology and sound quality improvement technique using beam forming have.

또한, 스마트 홈에서 있어 객체 위치와 음성 대화에 기반한 가전 제어와 보안 서비스를 제공함으로써, 스마트 홈 서비스의 품질이 향상되는 효과가 있다.Also, by providing home control and security service based on object location and voice conversation in smart home, the quality of smart home service is improved.

또한, 레이더를 이용하여 검출된 사용자 위치정보를 이용함으로써 사생활 침해의 가능성을 크게 줄이면서도 스마트 홈 서비스를 효과적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.Also, by using the detected user location information using the radar, it is possible to effectively provide a smart home service while greatly reducing the possibility of invasion of privacy.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법이 수행되는 장치 구성의 예를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법을 나타낸 도면이고,
도 3의 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 음성 질의 단계의 구성의 예를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 음질 개선 단계의 구성의 예를 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 음질 개선 단계에 포함된 지향각/거리 연산단계를 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 객체 판단 정보가 평상시 상황(ordinary situation)의 정당 사용자를 지시하는 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 객체 판단 정보가 위급 상황의 정당 사용자를 지시하는 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 객체 판단 정보가 침입자를 지시하는 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a device configuration in which a smart home service method based on object location and voice conversation is performed according to an embodiment of the present invention,
2 is a diagram illustrating a smart home service method based on object location and voice conversation according to an embodiment of the present invention,
3 is a diagram showing an example of a configuration of a voice query step in an embodiment of the present invention,
4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a sound quality improving step in an embodiment of the present invention,
5 is a view for explaining a directional angle / distance calculating step included in the sound quality improving step in an embodiment of the present invention,
6 is a view for explaining an operation example in a case where object determination information indicates an ordinary user in a normal situation in an embodiment of the present invention,
7 is a diagram for explaining an operation example in a case where object determination information indicates a critical user in an emergency situation in an embodiment of the present invention,
8 is a diagram for explaining an operation example in a case where object determination information indicates an intruder according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기에 앞서 본 발명의 기본 원리를 설명한다.Before explaining the preferred embodiments of the present invention, the basic principle of the present invention will be described.

본 발명은 IR-UWB(Impulse Radio-Ultra WideBand) 레이더를 이용한 객체 2D 위치 측위 기술과 빔포밍(beamforming)을 이용한 음질 개선 기술을 융합함으로써, 개방형 IoT(Internet of Things) 플랫폼의 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스를 제공한다.The present invention combines object 2D positioning technology using IR-UWB (Impulse Radio-Ultra WideBand) radar with sound quality improvement technology using beamforming, and supports the object position of the open IoT (Internet of Things) Based smart home service.

본 발명의 기본적인 기능과 장점을 요약하면 다음과 같다.The basic functions and advantages of the present invention are summarized as follows.

본 발명에 있어서, 사용자의 위치 정보에 기반한 음질개선 기술은, 기존의 방법들과 다르게 사용자가 단말기를 휴대하지 않고도 아무런 제약 없이 원거리에서도 음성으로 기기 제어 및 통화가 가능하기 때문에, 음성을 인터페이스로 하는 개방형 IoT 플랫폼 기반의 스마트 홈 관련 서비스 구현에 효과적으로 적용될 수 있다.In the present invention, since the sound quality improvement technique based on the user's location information can control and communicate with the device by voice even at a long distance without the user having to carry the terminal unlike the existing methods, It can be effectively applied to the implementation of smart home related services based on the open IOT platform.

본 발명에 있어서, IR-UWB 레이더 기반 2D 측위 기술은, 스마트 홈 구현의 중요한 분야인 보안 서비스를 제공하기 위한 댁내 모니터링에 있어서, 사생활 침해 문제가 있는 CCTV와 달리 영상 정보를 이용하지 않기 때문에 사용자의 사생활을 보호할 수 있다.In the present invention, since the IR-UWB radar-based 2D positioning technology does not use image information in home monitoring for providing security service, which is an important field of smart home implementation, unlike CCTV, which has a privacy invasion problem, Privacy can be protected.

본 발명의 근간이 되는 IR-UWB 레이더와 빔포밍을 이용한 음질 개선 기술에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The IR-UWB radar and the beam quality improvement technique using the beam forming will be described in more detail as follows.

군사적 용도의 고해상도 레이더를 개발하기 위한 목적으로 탄생한 UWB 기술은 2000년대 초반부터 민간에게 개방되기 시작하였으며, 저전력, 광대역 특성과 더불어 고정밀도, 투과성의 장점을 갖는다.UWB technology, which was born for the purpose of developing high resolution radar for military purposes, has been open to the private sector since the early 2000s and has advantages of low power, broadband characteristics, high precision and permeability.

IR-UWB 레이더 기술은 넓은 주파수 특성을 갖는 임펄스 신호를 방사하여 사람이나 물체로부터 반사되어 수신되는 신호를 이용하는 기술로서, 광대역 특성으로 인해 뛰어난 거리 분해능 특징을 지니며 투과성 또한 상대적으로 뛰어나다는 장점을 갖는다. 이러한 IR-UWB 레이더 기술에 따르면, 타 센서와 달리 빛이 없는 환경이나 눈, 비, 안개 등 기상 악화나 화재 시 연기 등으로 인해 시야가 확보되지 않는 환경에서도 정상 동작이 가능하고, 객체를 구분할 수 없는 특성으로 인해 CCTV를 이용한 방식과는 달리 사생활 보호 문제로부터 자유롭고, 간단한 하드웨어 구조를 갖기 때문에 저 전력 및 저가형 설계가 가능하고, 일련의 신호처리 과정을 통해 수신 신호로부터 레이더와 목표물 사이의 정밀한 거리 측정이 가능하고, 다수의 레이더 장치를 사용할 경우 목표물의 방향은 물론 위치 측위 또한 가능하다.The IR-UWB radar technology is a technology that emits an impulse signal having a wide frequency characteristic to use a signal received from a person or an object, and has an excellent distance resolution characteristic due to its broadband characteristic and a relatively excellent transmittance . According to this IR-UWB radar technology, unlike other sensors, it is possible to operate normally even in an environment where there is no light or in a field where visibility can not be secured due to deterioration of weather such as snow, rain, Due to the lack of characteristics, it is free from the privacy problem and unlike the method using CCTV, it has a simple hardware structure, so it is possible to design low power and low price, and it is possible to measure precise distance between the radar and target from the received signal through a series of signal processing It is possible to position the target as well as the target when using a plurality of radar devices.

한편, 스마트 안테나의 한 방식인 빔포밍은 빔이 특정 방향에 국한되도록 하는 기술로서, 음질 개선 분야에서는 마이크로폰 어레이를 사용하여 음원 위치 추정에 활용되는데, 목표 음원 외에 주변 음의 영향으로 정확한 음원 위치 추정이 어렵다는 문제점이 있다. 음원 위치 추정 과정에서 발생한 오차는 빔포밍 기반 음질 개선의 성능을 저하시키는 중요한 요인이며, 이 오차를 줄이기 위한 추가적인 연산들은 기술의 복잡도를 증가시킨다.Meanwhile, beamforming, a method of smart antenna, is a technique for localizing the beam in a specific direction. In the field of sound quality improvement, a microphone array is used for sound source position estimation. In addition to the target sound source, There is a problem that it is difficult. The error generated in the sound source localization process is an important factor that degrades the performance of the beamforming based sound quality improvement. Additional operations to reduce this error increase the complexity of the technique.

본 발명은 수cm 내지 수십cm의 고정밀도를 지원하는 IR-UWB 레이더 기술에 기반한 사용자 위치 검출 기술과 빔포밍 기술에 기반한 음질 개선 기술을 융합함으로써, 서비스 대상 영역 내의 객체 위치를 정밀하게 검출하고, 객체로부터 수신되는 음의 음질을 개선시켜, 스마트 홈 서비스의 효율성을 크게 향상시킨다.The present invention fuses a user location detection technique based on an IR-UWB radar technology supporting a high accuracy of several centimeters to several tens of centimeters and a sound quality improvement technique based on beamforming technology to precisely detect an object position in a service area, Improves the quality of the sound received from the object, thereby greatly improving the efficiency of the smart home service.

IR-UWB 레이더 기술은 CCTV와 같은 비디오 기술과 달리 영상을 이용하지 않고 사용자 위치를 검출할 수 있어, 사생활 노출을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 위치 검출에 있어서도 수십cm 수준의 정밀도를 얻을 수 있어 비상 상황시에 위험에 처한 사용자의 위치를 정확히 파악할 수 있다.Unlike video technology such as CCTV, IR-UWB radar technology can detect user's position without using image, minimizing privacy exposures, and achieving precision of several tens of centimeters in position detection. It is possible to accurately grasp the position of a user at risk in a situation.

또한, IR-UWB 레이더 기술의 위치 검출 정밀도를 음성통신 품질을 개선하기 위한 기술 중의 하나인 빔포밍 기반 음질 개선 기술에 융합함으로써, 빔포밍 기술의 난제인 음원 위치를 신속 정확하게 검출할수 있어 보다 향상된 음질 개선 결과를 얻을 수 있다. 본 발명에 따르면, 2D 위치 검출 수준의 IR-UWB 레이더 기술에서 한 발 더 나아가 사용자의 얼굴 위치를 검출함으로써, 음원 위치를 3D 수준에서 검출할 수도 있다.In addition, by fusing the position detection accuracy of IR-UWB radar technology with beamforming-based sound quality improvement technology, which is one of the techniques for improving voice communication quality, it is possible to quickly and accurately detect the position of a sound source, An improvement result can be obtained. According to the present invention, the position of the sound source can be detected at the 3D level by detecting the user's face position one step further in the IR-UWB radar technology at the 2D position detection level.

IR-UWB 레이더 기술을 이용한 사용자 2D 위치 정보와 이에 기반한 빔포밍 기법에 의한 음질개선 기술을 IoT 기반 스마트 홈 서비스 분야의 음성 대화형 가전 제어 및 보안 서비스에 접목하면, 사용자 편의성과 서비스 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.By combining the user 2D location information using IR-UWB radar technology and the sound quality improvement technique based on the beam-forming technique based on it, it is possible to improve user convenience and service accuracy by combining with voice-interactive home appliance control and security service in IoT-based smart home service field .

보다 구체적으로, 수cm 내지 수십cm 범위의 정밀도를 지원하는 IR-UWB 레이더에 의한 사용자 위치 검출을 통해, 마이크로폰에서 약 1m 이상 떨어져 이동 중인 사용자에 대해서도 주변 소음을 제거해 양질의 음성통화 품질을 제공할 수 있다. 또한, 빔포밍 기술에 의한 음질 개선 과정을 통해, IR-UWB 레이더로 사용자 위치를 구할 때 발생하는 오차를 보정할 수 있어 보다 정확한 측위 결과를 얻을 수 있으며, 정확한 측위 결과를 스마트 홈 분야의 하나인 헬스케어 항목 중의 하나인 활동량 분석에 활용하면 보다 정확한 분석이 가능해진다. 또한, IR-UWB 레이더에 의한 사용자 위치 정보는 빔포밍을 통한 음질개선 과정의 음원 위치 추적과정의 연산량을 줄여주고, 서비스 영역 내에 두 명 이상의 사용자가 존재하는 경우에도 IR-UWB 레이더로 각 사용자의 위치를 신속히 검출할 수 있으며, 이 정보를 빔포밍 음질 개선에 적용하여 각 사용자의 음성에 대하여 개선된 음성 품질을 제공할 수 있다.More specifically, the user position detection by IR-UWB radar which supports the accuracy in the range of several centimeters to several tens centimeters enables the user who is moving more than about 1 meter away from the microphone to remove background noise to provide high quality voice call quality . In addition, through the improvement process of the sound quality by the beam-forming technique, it is possible to correct the error that occurs when the user position is obtained by the IR-UWB radar, and more accurate positioning result can be obtained. One of the healthcare items, the activity analysis, enables more accurate analysis. In addition, the user location information by the IR-UWB radar reduces the computation amount of the sound source location process of the sound quality improvement process by beam forming, and even when there are two or more users in the service area, The position can be detected quickly, and this information can be applied to the beamforming sound quality improvement to provide improved voice quality for each user's voice.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법이 수행되는 장치 구성의 예를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a device configuration in which a smart home service method based on object location and voice conversation is performed according to an exemplary embodiment of the present invention. Based smart home service.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법은 움직임 데이터 획득단계(S10), 음성 질의 단계(S20), 음성 응답 수신단계(S30), 음질 개선단계(S40) 및 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)를 포함한다.1 and 2, a smart home service method based on object location and voice conversation according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step of acquiring motion data S10, a voice query step S20, a voice response receiving step S30 A sound quality improving step S40, and a smart home service providing step S50.

움직임 데이터 획득단계(S10)에서는, 움직임 데이터 획득부(10)가 객체의 움직임 데이터를 획득하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 움직임 데이터 획득부(10)는 서로 이격된 지점에 설치된 2개 이상의 IR-UWB(Impulse Radio-Ultra WideBand) 레이더를 포함할 수 있다. 도 1에는 움직임 데이터 획득부(10)가 제1 IR-UWB 레이더(110)와 제2 IR-UWB 레이더(120)로 구성되는 예가 개시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 움직임 데이터 획득부(10)는 3개 이상의 IR-UWB 레이더들로 구성될 수도 있다. 각각의 IR-UWB 레이더에는 임펄스 신호를 방출하는 송신단과 이 임펄스 신호가 환경의 사물이나 사람으로부터 반사되는 신호를 수신하는 수신단이 구비되어 있으며, 이 수신 신호의 총합이 객체의 움직임 데이터이다.In the motion data acquisition step (S10), the motion data acquisition unit 10 acquires motion data of the object. For example, the motion data obtaining unit 10 may include two or more Impulse Radio-Ultra Wide Band (IR-UWB) radars installed at distant points from each other. 1 shows an example in which the motion data obtaining unit 10 includes a first IR-UWB radar 110 and a second IR-UWB radar 120. However, the present invention is not limited thereto, May be comprised of three or more IR-UWB radars. Each IR-UWB radar has a transmitting end that emits an impulse signal and a receiving end that receives the impulse signal from the environment or from a person. The sum of the received signals is motion data of the object.

음성 질의 단계(S20)에서는, 제어부(30)가 움직임 데이터 획득부(10)로부터 전송받은 객체의 움직임 데이터로부터 객체의 위치 정보를 획득하고, 객체의 위치 정보를 시간대별로 배열하여 객체의 동선 정보를 획득하고, 동선 정보를 데이터베이스(40)에 저장된 기준 정보와 비교하여 객체 판단 정보를 생성하고, 객체 판단 정보에 대응하는 텍스트(text) 형식의 음성 질의문을 생성하고, TTS(Text To Speech) 처리를 통해 생성된 음성 질의문에 해당하는 음성 질의문 데이터를 생성하여 음성 대화 지원부(20)에 구비된 스피커 어레이(210)로 전송하고, 스피커 어레이(210)가 음성 질의문 데이터를 아날로그 형태의 음성 질의 신호로 변환하여 출력하는 과정이 수행된다.In the voice query step S20, the control unit 30 obtains the position information of the object from the motion data of the object received from the motion data obtaining unit 10, arranges the position information of the object in the time zone, Generates the object judgment information by comparing the movement information with the reference information stored in the database 40, generates a voice query in the form of text corresponding to the object judgment information, and performs TTS (Text To Speech) processing And transmits the voice query sentence data corresponding to the voice query sentence generated through the speaker array 210 to the speaker array 210 provided in the voice chat support unit 20. The speaker array 210 converts voice query sentence data into analog voice And a process of converting it into a query signal and outputting it is performed.

도 3을 추가적으로 참조하여, 음성 질의 단계(S20)의 구성의 예를 설명한다.With reference additionally to Fig. 3, an example of the configuration of the voice query step S20 will be described.

도 3을 추가적으로 참조하면, 음성 질의 단계(S20)는 단계 S210, 단계 S220, 단계 S230, 단계 S240 및 단계 S250을 포함하여 구성될 수 있다.3, the voice query step S20 may be configured to include steps S210, S220, S230, S240, and S250.

단계 S210에서는, 제어부(30)가 움직임 데이터 획득부(10)로부터 전송받은 객체의 움직임 데이터로부터 객체의 위치 정보를 획득하는 과정이 수행된다. 이하 제어부(30)가 객체의 위치 정보를 획득하는 구체적인 구성의 예를 설명하지만, 객체 위치 정보를 획득하는 구성이 이에 한정되지는 않는다.In step S210, the control unit 30 acquires position information of the object from the motion data of the object received from the motion data obtaining unit 10. [ Hereinafter, an example of a specific configuration in which the control unit 30 acquires the position information of the object will be described, but the configuration for acquiring the object position information is not limited thereto.

먼저, 제어부(30)가 움직임 데이터 획득부(10)로부터 로 신호(raw signal)인 움직임 데이터를 전송받는 과정이 수행될 수 있다. IR-UWB 레이더의 송신단에서 방출된 임펄스 신호가 환경의 사물이나 사람으로부터 반사되어 다양한 경로를 통해 수신단에 수신되며, 이 신호는 ADC(Analog Digital Converter)를 통해 디지털 신호로 변환되어 제어부(30)로 전송된다. 수신된 신호에는 검출을 원치 않는 환경 내의 고정된 물체 등인 클러터(clutter)로부터의 신호, 환경에 존재하는 열 잡음 노이즈와 같은 배경 잡음 신호도 포함되어 있다. 다음으로, 사용하는 주파수 대역 이외에 존재하는 노이즈 성분을 억제하기 위한 필터링(Filtering) 과정이 수행될 수 있다. 다음으로, 목표물의 검출을 위해 목표물 이외에 존재하는 클러터 성분을 제거하는 배경잡음 제거(Background subtraction) 과정이 수행될 수 있다. 다음으로, 신호감쇄 보상(Compensation of signal attenuation) 과정이 수행될 수 있다. 목표물의 위치가 IR-UWB 레이더로부터 멀어질수록 수신되는 신호의 세기는 크게 감쇄되므로, 원거리에 위치한 목표물의 검출을 위해 수신된 신호에 대하여 거리에 따라 적절한 보상을 수행하며, 거리에 따른 신호 세기 보상 과정 중에 검출을 원하지 않는 잡음 신호도 증폭되어 오 탐지를 일으킬 우려가 있기 때문에 이에 대응하기 위한 적절한 보상 알고리즘이 적용될 수 있다. 다음으로, 다중 목표물 검출(Ranging of multi-target) 과정이 수행될 수 있다. 앞쪽에서 처리된 수신 신호로부터, 레이더와 다중 목표물간 각각의 거리 측정을 위한 알고리즘이 수행될 수 있다. 단일 목표물로부터의 다중 경로가 존재할 수 있기 때문에 이를 감안한 다중 목표물 검출이 우선될 수 있으며 이를 바탕으로 한 각각의 거리 측정 알고리즘이 적용될 수 있다. 다음으로, 다중 목표물 측위(Localization of multi-target) 과정이 수행될 수 있다. 다수개의 IR-UWB 레이더 수신단에서 얻어진 다중 목표물에 대한 거리 정보를 취합해 다중 목표물의 위치를 측위하는 알고리즘이 수행될 수 있다. 목표물간 객체가 구분되지 않는 비태그(Untagged) 방식으로 수집된 거리 정보인 만큼 다수개의 거리 정보 간 데이터 분석을 통해 객채 구분 및 위치 측위 알고리즘이 수행될 수 있다. 다음으로, 보다 신뢰성 있는 목표물의 위치 측위를 위해 연속적으로 수집되는 목표물의 위치 정보를 가공하는 다중 목표물 트래킹(Tracking of multi-target) 알고리즘이 수행될 수 있다.First, a process of receiving the motion data, which is a raw signal, from the motion data obtaining unit 10 can be performed by the control unit 30. The impulse signal emitted from the transmitting end of the IR-UWB radar is reflected from objects or people in the environment and is received at the receiving end through various paths. The signal is converted into a digital signal through an ADC (Analog Digital Converter) . The received signal also includes a background noise signal, such as a signal from a clutter, such as a stationary object in an environment that does not want to be detected, and thermal noise present in the environment. Next, a filtering process for suppressing noise components existing in a frequency band other than the frequency band to be used may be performed. Next, a background subtraction process for removing the clutter components other than the target for detection of the target may be performed. Next, a process of compensating for signal attenuation may be performed. As the position of the target is farther away from the IR-UWB radar, the strength of the received signal is greatly attenuated. Therefore, the distance compensation is performed for the received signal in order to detect the target located at a distance, A noise signal which is not desired to be detected during the process may be amplified to cause false detection, so that an appropriate compensation algorithm can be applied to cope with this. Next, Ranging of multi-target process can be performed. From the front-end received signal, an algorithm can be performed for each distance measurement between the radar and the multiple targets. Since there may be multiple paths from a single target, multiple target detection can be prioritized and each distance measurement algorithm based on this can be applied. Next, a Localization of multi-target process can be performed. An algorithm may be performed that collects distance information for multiple targets obtained from a plurality of IR-UWB radar receivers to determine the location of multiple targets. Since the distance information is collected in a non-tagged manner in which the objects among the targets are not distinguished, the object sorting and position location algorithm can be performed through data analysis between a plurality of distance information. Next, a Tracking of multi-target algorithm may be performed to process the position information of the target that is continuously collected for position determination of the more reliable target.

단계 S220에서는, 제어부(30)가 객체의 위치 정보를 시간대별로 배열하여 객체의 동선(moving line) 정보를 획득하는 과정이 수행된다. 객체의 동선 정보는 특정 시점에서의 객체의 위치 정보를 연결하여 획득될 수 있으며, 시점에 대한 시간 정보, 그 시점에서의 객체의 위치 정보, 이 정보들을 이용하여 획득한 객체의 동선 정보 등은 데이터베이스(40)에 축적되며, 이 데이터베이스(40)에 저장된 정보의 총합이 기준 정보이다.In step S220, the control unit 30 arranges the object position information by time zone to obtain moving line information of the object. The moving information of the object can be obtained by connecting the position information of the object at a specific point in time. Time information about the point of time, position information of the object at the point of time, (40), and the sum of the information stored in the database (40) is the reference information.

단계 S230에서는, 제어부(30)가 객체의 동선 정보를 데이터베이스(40)에 저장되어 있는 기준 정보와 비교하여 객체 판단 정보를 획득하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 객체 판단 정보는 평상시 상황(ordinary situation)의 정당 사용자를 지시하거나, 위급 상황의 정당 사용자를 지시하거나, 정당 사용자가 아닌 불법적인 침입자를 지시할 수 있다.In step S230, the control unit 30 compares the copper information of the object with the reference information stored in the database 40 to obtain object determination information. For example, the object judgment information may indicate a party user in an ordinary situation, indicate a party user in an emergency situation, or indicate an illegal intruder who is not a party user.

단계 S240에서는, 제어부(30)가 객체 판단 정보에 대응하는 텍스트 형식의 음성 질의문을 생성하고, TTS(Text To Speech) 처리를 통해 생성된 질의문에 해당하는 음성 질의문 데이터를 생성하여 음성 대화 지원부(20)에 구비된 스피커 어레이(210)로 전송하는 과정이 수행된다.In step S240, the control unit 30 generates a voice query sentence in a text format corresponding to the object determination information, generates voice query sentence data corresponding to the query sentence generated through the TTS (Text To Speech) process, To the speaker array 210 provided in the support unit 20 is performed.

단계 S250에서는, 스피커 어레이(210)가 제어부(30)로부터 전송받은 음성 질의문 데이터를 아날로그 형태의 음성 질의 신호 즉, 소리로 변환하여 출력하는 과정이 수행된다.In step S250, the process of converting the voice query sentence data transmitted from the speaker array 210 from the control unit 30 into an analog voice query signal, i.e., sound is performed.

음성 응답 수신단계(S30)에서는, 제어부(30)가 음성 대화 지원부(20)에 구비된 마이크로폰 어레이(220)를 통해 객체로부터의 음성 응답 신호를 수신하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 이 과정은 마이크로폰 어레이(220)가 객체로부터의 음성 응답 신호 즉, 객체의 음성을 수신하고, 제어부(30)가 이 신호를 마이크로폰 어레이(220)로부터 전송받는 방식으로 수행될 수 있다.In the voice response reception step S30, the control unit 30 performs a process of receiving a voice response signal from the object through the microphone array 220 provided in the voice conversation support unit 20. [ For example, this process can be performed in such a manner that the microphone array 220 receives the voice response signal from the object, that is, the voice of the object, and the control unit 30 receives the signal from the microphone array 220 .

음질 개선단계(S40)에서는, 제어부(30)가 마이크로폰 어레이(220)를 통해 객체로부터 수신되는 음성 응답 신호의 음질을 개선하는 과정이 수행된다.In the sound quality improving step S40, a process of improving the sound quality of the voice response signal received from the object through the microphone array 220 is performed by the control unit 30. [

하나의 예로, 음질 개선단계(S40)는, 제어부(30)가 객체의 위치를 음원의 가상 위치로 설정하고, 음원의 가상 위치를 빔포밍(beamforming) 방식에 적용하여 마이크로폰 어레이(220)를 통해 객체로부터 수신되는 음성 응답 신호의 음질을 개선하도록 구성될 수 있다.As an example, in the sound quality improving step S40, the controller 30 sets the position of the object to a virtual position of a sound source, applies a virtual position of the sound source to a beamforming method, May be configured to improve the quality of the voice response signal received from the object.

다른 예로, 도 4를 추가적으로 참조하면, 음질 개선단계(S40)는 음원 위치 설정단계(S410), 지향각/거리 연산단계(S420) 및 신호대잡음비 향상단계(S430)를 포함하여 구성될 수 있다.4, the sound quality improving step S40 may include a sound source position setting step S410, a directional angle / distance calculating step S420, and a signal-to-noise ratio improving step S430.

음원 위치 설정단계(S410)에서는, 제어부(30)가 객체의 위치를 음원의 가상 위치로 설정하는 과정이 수행된다.In the sound source position setting step S410, the control unit 30 sets the position of the object to the virtual position of the sound source.

지향각/거리 연산단계(S420)에서는, 제어부(30)가 마이크로폰 어레이(220)를 구성하는 단위 마이크로폰들이 음원을 지향하기 위한 단위 지향각들과 마이크로폰들과 음원 간의 단위 거리들을 연산하는 과정이 수행된다. 도 5는 음질 개선 단계에 포함된 지향각/거리 연산단계(S420)를 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 추가적으로 참조하면, 객체 즉, 음원과 마이크로폰 어레이(220)를 구성하는 단위 마이크로폰들 사이의 거리는 상이하다. 따라서 음원으로부터 출력된 음원 신호가 각각의 단위 마이크로폰에 도달하는데 걸리는 시간은 상이하다. 예를 들어, 음원과 가장 가까운 거리에 위치한 단위 마이크로폰을 기준 마이크로폰으로 설정하는 경우, 기준 마이크로폰을 기준으로 다른 각각의 단위 마이크로폰에 도달하는 음원 신호는 △ti만큼의 시간 지연이 발생한다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 설명의 편의를 위하여 음원과 가장 가까운 거리에 위치하는 단위 마이크로폰을 기준 마이크로폰으로 설정하였으나, 이에 한정되지 않고 복수의 단위 마이크로폰들 중에서 임의의 하나가 기준 마이크로폰으로 설정될 수 있다. 음원과 단위 마이크로폰들 사이의 거리가, 단위 마이크로폰들 사이의 거리에 비하여 상대적으로 매우 먼 경우에는 음원으로부터 출력된 음원 신호가 복수의 단위 마이크로폰들에 도달하는 경로는 서로 평행하다고 볼 수 있다. 즉, 각각의 단위 마이크로폰과 음원 신호의 수신 경로 사이의 각도(θi)는 모두 동일하다고 볼 수 있다.In the directional angle / distance calculation step (S420), the controller 30 calculates the unit distances between the unit microphones constituting the microphone array 220 and the unit distances between the microphones and the sound sources do. 5 is a diagram for explaining a directional angle / distance calculation step (S420) included in the sound quality improving step. 5, the distance between the object, i.e., the sound source, and the unit microphones constituting the microphone array 220 is different. Therefore, the time taken for the sound source signal output from the sound source to reach each unit microphone is different. For example, when a unit microphone located at a distance closest to a sound source is set as a reference microphone, a sound source signal arriving at each of the other unit microphones based on the reference microphone has a time delay of? Ti. In an embodiment of the present invention, for convenience of description, a unit microphone positioned at a distance closest to a sound source is set as a reference microphone, but the present invention is not limited to this, and any one of a plurality of unit microphones may be set as a reference microphone have. When the distance between the sound source and the unit microphones is relatively much larger than the distance between the unit microphones, the paths of the sound source signals output from the sound source to the plurality of unit microphones are parallel to each other. That is, the angles? I between the unit microphones and the reception paths of the sound source signals are all the same.

신호대잡음비 향상단계(S430)에서는, 단위 지향각들과 단위 거리들을 이용하여 단위 마이크로폰들이 수신한 단위 음성 응답 신호들의 위상을 정렬함으로써 음성 응답 신호의 신호대잡음비를 향상시키는 과정이 수행된다. 예를 들어, 신호대잡음비 향상단계(S430)에서는, 음원과 가장 가까운 거리에 위치하는 단위 마이크로폰을 기준으로 , 음원 신호가 각각의 단위 마이크로폰에 도달할때 발생하는 지연 시간을 고려하여, 각 마이크로폰들이 수신하는 음원 신호의 위상을 동기화하는 과정이 수행될 수 있다.In the signal-to-noise ratio improving step S430, a process of improving the signal-to-noise ratio of the voice response signal by aligning the phases of the unit voice response signals received by the unit microphones using the unit direction angles and the unit distances is performed. For example, in the step of improving the signal-to-noise ratio (S430), considering the delay time occurring when the sound source signal reaches each unit microphone on the basis of the unit microphone located closest to the sound source, The phase of the sound source signal can be synchronized.

스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서는, 제어부(30)가 음성 응답 신호로부터 생성된 음성 응답문에 대응하는 스마트 홈 서비스가 제공되도록 제어하는 과정이 수행된다. 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서 제공되는 구체적인 서비스는 음성 질의 단계(S20)에서 생성되는 객체 판단 정보에 의해 결정될 수 있다.In the smart home service providing step (S50), a process of controlling the controller 30 to provide a smart home service corresponding to the voice response sentence generated from the voice response signal is performed. The specific service provided in the smart home service providing step (S50) may be determined by the object determining information generated in the voice querying step (S20).

이하에서는 도 6 내지 도 8을 추가적으로 참조하여, 본 발명의 구체적인 동작의 예들을 설명한다.Hereinafter, examples of specific operations of the present invention will be described with additional reference to Figs. 6 to 8. Fig.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 객체 판단 정보가 평상시 상황(ordinary situation)의 정당 사용자를 지시하는 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 6 is a diagram for explaining an operation example in a case where object determination information indicates an ordinary user in an ordinary situation in an embodiment of the present invention.

도 6을 추가적으로 참조하면, 음성 질의 단계(S20)에서 제어부(30)에 의해 판단된 객체 판단 정보가 평상시 상황(ordinary situation)의 정당 사용자를 지시하는 경우, 음성 질의 단계(S20)에서는, 제어부(30)가 데이터베이스(40)에 저장된 기준 정보를 참조하여 객체의 시간대별 위치에 대응하는 텍스트 형식의 평상시 상황 음성 질의문을 생성하고, 제어부(30)가 TTS(Text To Speech) 처리를 통해 평상시 상황 음성 질의문에 해당하는 평상시 상황 음성 질의문 데이터를 생성하여 스피커 어레이(210)로 전송하고, 스피커 어레이(210)가 평상시 상황 음성 질의문 데이터를 아날로그 형태의 평상시 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력한다.6, when the object determination information determined by the controller 30 in the voice query step S20 indicates a normal user in an ordinary situation, in the voice query step S20, 30 generates a contextual voice query sentence having a text format corresponding to the position of the object in the time zone with reference to the reference information stored in the database 40. The control unit 30 transmits the contextual voice query sentence to the normal situation Normal situation voice query sentence data corresponding to the voice query sentence is generated and transmitted to the speaker array 210, and the speaker array 210 converts the normal situation voice query sentence data into the analogous normal type contextual voice query signal and outputs the same .

이후 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서는, 제어부(30)가 마이크로폰 어레이(220)로부터 전송받은 정당 사용자의 평상시 상황 음성 응답 신호를 평상시 상황 음성 응답문으로 변환하고, 데이터베이스(40)에 저장된 기준 정보를 참조하여 평상시 상황 음성 응답문에 대응하는 스마트 홈 서비스가 제공되도록 제어한다.In the smart home service providing step S50, the control unit 30 converts the normal situation voice response signal of the party user received from the microphone array 220 into the normal situation voice response sentence, To provide a smart home service corresponding to the normal situation voice response sentence.

보다 구체적인 예를 들면, 먼저, IR-UWB 레이더들을 통해, 정당 사용자가 오후 10시경에 주방으로 이동하는 것을 검출한다.More specifically, first, through the IR-UWB radars, a party user detects moving to the kitchen around 10 pm.

다음으로, 제어부(30)가 데이터베이스(40)에 오후 10시경에 주방 위치에서의 사용자 가전 제어 행위를 질의하여 예상 가전 제어 행위인 '전기밥솥 현미 취사예약시간 5시간'을 도출한다.Next, the control unit 30 inquires of the database 40 about the user's home appliance control activity at the kitchen position at about 10 pm, thereby deriving the 'expected time for the electric cooker's brown rice cooking time 5 hours', which is the expected home appliance control operation.

다음으로, 제어부(30)가 정당 사용자에 질의할 문장 '전기밥솥 현미 취사예약시간 5시간을 설정하시겠습니까?'을 생성한 후, TTS(Text To Speech) 변환을 거쳐 스피커 어레이(210)로 출력한다.Next, the control unit 30 generates a sentence 'Would you like to set 5 hours of electric rice cooker brown rice cooking time?' To be queried to a party user, and then outputs it to the speaker array 210 through TTS (Text To Speech) conversion .

다음으로, 제어부(30)가 마이크로폰 어레이(220)를 통해 수신된 사용자의 음성 응답 신호들을 채널별로 저장한 후, 사용자의 2D 위치정보를 활용하여 빔포밍 음질 개선 처리를 수행한다.Next, the controller 30 stores voice response signals of the user received through the microphone array 220 for each channel, and then performs beamforming sound quality improvement processing using the 2D position information of the user.

다음으로, 제어부(30)가 개선된 음질의 음성데이터를 가지고 STT(Speech To Text) 변환을 거쳐 음성 인식을 수행함으로써, 사용자의 응답을 파악한다.Next, the control unit 30 performs voice recognition through STT (Speech To Text) conversion with improved voice quality data, thereby grasping the user's response.

다음으로, 파악된 응답이 긍정인 경우, 제어부(30)는 전기밥솥 현미 취사예약시간 5시간 설정에 해당하는 제어신호를 생성하여 제어부(30)와 전기밥솥 간의 통신을 통해 전기밥솥으로 제어신호를 전송하고, 데이터베이스(40)에 처리한 제어 관련 정보를 추가한다. 응답이 부정인 경우, 제어부(30)는 사용자에게 원하는 가전 제어 행위를 질의하는 문장을 생성하여, 앞서 설명한 처리 과정을 통해 사용자가 원하는 가전 제어 행위에 해당하는 제어신호를 생성하여, 제어부(30)와 가전 기기와의 통신을 통해 가전 기기로 제어신호를 전송하고, 데이터베이스(40)에 처리한 제어 관련 정보를 추가한다.Next, when the determined answer is affirmative, the control unit 30 generates a control signal corresponding to the setting time of the electric rice cooker brown rice cooking time 5 hours, and transmits a control signal to the electric rice cooker through communication between the control unit 30 and the rice cooker And adds the processed control-related information to the database 40. [ If the response is negative, the control unit 30 generates a statement for inquiring the user about a desired home appliance control action, generates a control signal corresponding to the home appliance control action desired by the user through the above- Transmits the control signal to the home appliance through communication with the home appliance, and adds the control related information processed in the database (40).

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 객체 판단 정보가 위급 상황의 정당 사용자를 지시하는 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining an operation example in a case where object determination information indicates a critical user in an emergency situation in an embodiment of the present invention.

도 7을 추가적으로 참조하면, 음성 질의 단계(S20)에서 제어부(30)에 의해 판단된 객체 판단 정보가 객체 판단 정보가 위급 상황의 정당 사용자를 지시하는 경우, 음성 질의 단계(S20)에서, 제어부(30)가 데이터베이스(40)에 저장된 기준 정보를 참조하여 위급 상황 음성 질의문을 생성하여 스피커 어레이(210)로 전송하고, 스피커 어레이(210)가 위급 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력한다.7, when the object judgment information judged by the control unit 30 in the voice query step S20 indicates the party user in the emergency situation, in the voice query step S20, the control unit 30 30 generates an emergency voice query message referring to the reference information stored in the database 40 and transmits the emergency voice query message to the speaker array 210. The speaker array 210 converts the emergency voice query message into an emergency voice query signal And outputs it.

하나의 예로, 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서는, 제어부(30)가 마이크로폰 어레이(220)로부터 위급 상황 음성 질의 신호에 대응하는 음성 응답 신호를 전송받지 못한 경우, 현재 상황을 위급 상황으로 판단하여 데이터베이스(40)에 등록되어 있는 외부 원격장치(70)로 위급 상황 정보가 전송되도록 제어할 수 있다.As one example, in the smart home service providing step S50, when the control unit 30 does not receive the voice response signal corresponding to the emergency situation voice query signal from the microphone array 220, it determines that the current situation is an emergency situation It is possible to control the emergency remote situation information to be transmitted to the external remote device 70 registered in the database 40.

다른 예로, 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서는, 제어부(30)가 마이크로폰 어레이(220)로부터 전송받은 위급 상황 음성 응답 신호를 위급 상황 음성 응답문으로 변환하고, 위급 상황 음성 응답문에 위급 상황을 지시하는 내용이 포함되어 있는 경우 현재 상황을 위급 상황으로 판단하여 데이터베이스(40)에 등록되어 있는 외부 원격장치(70)로 위급 상황 정보가 전송되도록 제어할 수 있다.As another example, in the smart home service providing step S50, the control unit 30 converts the emergency situation voice response signal received from the microphone array 220 into the emergency situation voice response statement, It is possible to determine that the current situation is an emergency and to control the external remote device 70 registered in the database 40 to transmit the emergency situation information.

상기 두 가지 예에 있어서, 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서는, 현재 상황이 위급 상황으로 판단된 경우, 제어부(30)가 영상 촬영부(50)를 동작시켜 객체의 영상 정보가 촬영되도록 제어하고, 객체의 영상 정보가 위급 상황 정보에 포함되어 외부 원격장치(70)로 전송되도록 제어할 수 있다.In the above two examples, in the smart home service providing step S50, when it is determined that the current situation is an emergency, the control unit 30 operates the image capturing unit 50 to control the image information of the object to be captured , The image information of the object may be included in the emergency situation information and transmitted to the external remote device 70.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 객체 판단 정보가 침입자를 지시하는 경우의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining an operation example in a case where object determination information indicates an intruder according to an embodiment of the present invention.

도 8을 추가적으로 참조하면, 음성 질의 단계(S20)에서 제어부(30)에 의해 판단된 객체 판단 정보가 침입자를 지시하는 경우, 음성 질의 단계(S20)에서, 제어부(30)가 데이터베이스(40)에 저장된 기준 정보를 참조하여 침입 상황 음성 질의문을 생성하여 스피커 어레이(210)로 전송하고, 스피커 어레이(210)가 입 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력한다.8, when the object judgment information judged by the control unit 30 indicates the intruder in the voice query step S20, the control unit 30 controls the control unit 30 in the voice query step S20 Generates an invasion context voice query message with reference to the stored reference information, and transmits the invasion context voice query message to the speaker array 210, and the speaker array 210 converts the incoming context query message into an emergency context query signal.

이후 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서는, 제어부(30)가 마이크로폰 어레이(220)로부터 침입 상황 음성 질의 신호에 대응하는 음성 응답 신호를 전송받지 못한 경우, 현재 상황을 침입 상황으로 판단하여 데이터베이스(40)에 등록되어 있는 외부 원격장치(70)로 침입 상황 정보가 전송되도록 제어한다.If the control unit 30 does not receive the voice response signal corresponding to the intrusion context voice query signal from the microphone array 220 in the smart home service providing step S50, To the external remote device 70 that is registered in the external remote device 70.

또한, 스마트 홈 서비스 제공단계(S50)에서는, 현재 상황이 침입 상황으로 판단된 경우, 제어부(30)가 영상 촬영부(50)를 동작시켜 객체의 영상 정보가 촬영되도록 제어하고, 객체의 영상 정보가 위급 상황 정보에 포함되어 외부 원격장치(70)로 전송되도록 제어할 수 있다.In the smart home service providing step S50, when the current situation is determined as the intrusion state, the control unit 30 controls the image capturing unit 50 to capture the image information of the object, May be included in the emergency situation information to be transmitted to the external remote device 70.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, IR-UWB 레이더 기술과 빔포밍을 이용한 음질 개선 기술을 융합하여 실내 측위 정밀도와 음성 처리의 정확도를 향상시킬 수 있는 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 장치가 제공되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a smart home service based on object location and voice conversation, which can improve the accuracy of indoor positioning accuracy and voice processing by combining IR-UWB radar technology and sound quality improvement technique using beam forming There is an effect that the device is provided.

또한, 스마트 홈에서 있어 객체 위치와 음성 대화에 기반한 가전 제어와 보안 서비스를 제공함으로써, 스마트 홈 서비스의 품질이 향상되는 효과가 있다.Also, by providing home control and security service based on object location and voice conversation in smart home, the quality of smart home service is improved.

또한, 레이더를 이용하여 검출된 사용자 위치정보를 이용함으로써 사생활 침해의 가능성을 크게 줄이면서도 스마트 홈 서비스를 효과적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.Also, by using the detected user location information using the radar, it is possible to effectively provide a smart home service while greatly reducing the possibility of invasion of privacy.

1: 객체
10: 움직임 데이터 획득부
20: 음성 대화 지원부
30: 제어부
40: 데이터베이스
50: 영상 촬영부
60: 내부 가전장치
70: 외부 원격장치
110: 제1 IR-UWB 레이더
120: 제2 IR-UWB 레이더
210: 스피커 어레이
220: 마이크로폰 어레이
S10: 움직임 데이터 획득단계
S20: 음성 질의 단계
S30: 음성 응답 수신단계
S40: 음질 개선단계
S50: 스마트 홈 서비스 제공단계
S410: 음원 위치 설정단계
S420: 지향각/거리 연산단계
S430: 신호대잡음비 향상단계
1: object
10: motion data obtaining unit
20: Voice Conversation Support
30:
40: Database
50:
60: Internal Appliances
70: External remote device
110: first IR-UWB radar
120: second IR-UWB radar
210: speaker array
220: microphone array
S10: Motion data acquisition step
S20: voice query step
S30: Voice response reception step
S40: Steps to improve sound quality
S50: Step of providing smart home service
S410: Sound source position setting step
S420: Direction angle / distance calculation step
S430: Signal-to-noise ratio enhancement step

Claims (9)

움직임 데이터 획득부가 객체의 움직임 데이터를 획득하는 움직임 데이터 획득단계;
제어부가 상기 움직임 데이터 획득부로부터 전송받은 상기 객체의 움직임 데이터로부터 상기 객체의 위치 정보를 획득하고, 상기 객체의 위치 정보를 시간대별로 배열하여 상기 객체의 동선 정보를 획득하고, 상기 동선 정보를 데이터베이스에 저장된 기준 정보와 비교하여 객체 판단 정보를 생성하고, 상기 객체 판단 정보에 대응하는 음성 질의문을 생성하여 음성 대화 지원부에 구비된 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 음성 질의문을 음성 질의 신호로 변환하여 출력하는 음성 질의 단계;
상기 제어부가 상기 음성 대화 지원부에 구비된 마이크로폰 어레이를 통해 상기 객체로부터의 음성 응답 신호를 수신하는 음성 응답 수신단계;
상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이를 통해 상기 객체로부터 수신되는 음성 응답 신호의 음질을 개선하는 음질 개선단계; 및
상기 제어부가 상기 음질 개선단계를 통해 음질이 개선된 음성 응답 신호로부터 생성된 음성 응답문에 대응하는 스마트 홈 서비스가 제공되도록 제어하는 스마트 홈 서비스 제공단계를 포함하고,
상기 음질 개선단계는
상기 제어부가 상기 객체의 위치를 음원의 가상 위치로 설정하는 음원 위치 설정단계;
상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이를 구성하는 단위 마이크로폰들이 상기 음원을 지향하기 위한 단위 지향각들과 상기 단위 마이크로폰들과 상기 음원 간의 단위 거리들을 연산하는 지향각/거리 연산단계; 및
상기 단위 지향각들과 상기 단위 거리들을 이용하여 상기 단위 마이크로폰들이 수신한 단위 음성 응답 신호들의 위상을 정렬함으로써 상기 음성 응답 신호의 신호대잡음비를 향상시키는 신호대잡음비 향상단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법.
A motion data acquisition step of acquiring motion data of the motion data acquisition unit;
The control unit obtains the positional information of the object from the motion data of the object received from the motion data obtaining unit, obtains the motion information of the object by arranging the positional information of the object in the time zone, And generates a voice query sentence corresponding to the object determination information and transmits the generated voice query statement to a speaker array provided in the voice chat support unit. The speaker array transmits the voice query sentence to a voice query signal And outputting the converted voice data;
A voice response reception step of the control unit receiving a voice response signal from the object through the microphone array provided in the voice conversation support unit;
A sound quality improving step of improving the sound quality of a voice response signal received from the object through the microphone array; And
Wherein the control unit controls the smart home service to provide a smart home service corresponding to the voice response sentence generated from the voice response signal having improved sound quality through the sound quality improving step,
The sound quality improving step
Wherein the control unit sets a position of the object as a virtual position of the sound source;
A direction angle / distance calculation step of the unit calculating unit orientations for directing the unit microphones constituting the microphone array to the sound source and unit distances between the unit microphones and the sound source; And
And a signal-to-noise ratio improvement step of improving the signal-to-noise ratio of the voice response signal by aligning the phases of the unit voice response signals received by the unit microphones using the unit direction angles and the unit distances, A method of smart home service based on location and voice conversation.
제1항에 있어서,
상기 움직임 데이터 획득부는 서로 이격된 지점에 설치된 복수의 IR-UWB(Impulse Radio-Ultra WideBand) 레이더를 포함하는 것을 특징으로 하는, 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the motion data obtaining unit includes a plurality of Impulse Radio-Ultra Wide Band (IR-UWB) radars installed at distant points from each other.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 객체 판단 정보가 평상시 상황(ordinary situation)의 정당 사용자를 지시하는 경우,
상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 상기 객체의 시간대별 위치에 대응하는 평상시 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 평상시 상황 음성 질의문을 평상시 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고,
상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 전송받은 평상시 상황 음성 응답 신호를 평상시 상황 음성 응답문으로 변환하고, 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 상기 평상시 상황 음성 응답문에 대응하는 스마트 홈 서비스가 제공되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법.
The method according to claim 1,
If the object determination information indicates a normal user in an ordinary situation,
The control unit generates a normal contextual voice query corresponding to the position of the object in time zone with reference to the reference information stored in the database and transmits the generated contextual voice query to the speaker array, Converts the query into a normal situation voice query signal and outputs it,
In the smart home service providing step, the control unit converts the normal situation voice response signal received from the microphone array into a normal situation voice response sentence, refers to the reference information stored in the database, A smart home service based on the object location and voice conversation.
제1항에 있어서,
상기 객체 판단 정보가 위급 상황의 정당 사용자를 지시하는 경우,
상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 위급 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 위급 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고,
상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 상기 위급 상황 음성 질의 신호에 대응하는 음성 응답 신호를 전송받지 못한 경우, 현재 상황을 위급 상황으로 판단하여 상기 데이터베이스에 등록되어 있는 외부 원격장치로 위급 상황 정보가 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법.
The method according to claim 1,
If the object determination information indicates a critical user in an emergency situation,
In the voice query step, the controller generates an emergency voice query message by referring to the reference information stored in the database, and transmits the emergency voice query message to the speaker array. The speaker array transmits the emergency voice query message as an emergency voice query signal And then,
In the smart home service providing step, when the control unit does not receive the voice response signal corresponding to the emergency voice query signal from the microphone array, it determines that the current situation is an emergency, Wherein the control unit controls the emergency situation information to be transmitted to the smart home service based on the object location and voice conversation.
제1항에 있어서,
상기 객체 판단 정보가 위급 상황의 정당 사용자를 지시하는 경우,
상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 위급 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 위급 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고,
상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 전송받은 위급 상황 음성 응답 신호를 위급 상황 음성 응답문으로 변환하고, 상기 위급 상황 음성 응답문에 위급 상황을 지시하는 내용이 포함되어 있는 경우 현재 상황을 위급 상황으로 판단하여 상기 데이터베이스에 등록되어 있는 외부 원격장치로 위급 상황 정보가 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법.
The method according to claim 1,
If the object determination information indicates a critical user in an emergency situation,
In the voice query step, the controller generates an emergency voice query message by referring to the reference information stored in the database, and transmits the emergency voice query message to the speaker array. The speaker array transmits the emergency voice query message as an emergency voice query signal And then,
In the smart home service providing step, when the control unit converts the emergency situation voice response signal received from the microphone array into the emergency situation voice response statement and the emergency situation voice response statement includes the content indicating the emergency situation Wherein the control unit determines that the current situation is an emergency and controls the emergency remote situation information to be transmitted to an external remote device registered in the database, based on the object location and voice conversation.
제1항에 있어서,
상기 객체 판단 정보가 침입자를 지시하는 경우,
상기 음성 질의 단계에서는, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에 저장된 기준 정보를 참조하여 침입 상황 음성 질의문을 생성하여 상기 스피커 어레이로 전송하고, 상기 스피커 어레이가 상기 침입 상황 음성 질의문을 위급 상황 음성 질의 신호로 변환하여 출력하고,
상기 스마트 홈 서비스 제공단계에서는, 상기 제어부가 상기 마이크로폰 어레이로부터 상기 침입 상황 음성 질의 신호에 대응하는 음성 응답 신호를 전송받지 못한 경우, 현재 상황을 침입 상황으로 판단하여 상기 데이터베이스에 등록되어 있는 외부 원격장치로 침입 상황 정보가 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 객체 위치와 음성 대화에 기반한 스마트 홈 서비스 방법.
The method according to claim 1,
When the object judgment information indicates an intruder,
In the voice query step, the controller refers to the reference information stored in the database to generate an intrusion context voice query message and transmits the intrusion context voice query message to the speaker array. The speaker array transmits the intrusion context voice query message as an emergency context query signal And then,
In the smart home service providing step, when the control unit does not receive a voice response signal corresponding to the intrusion context voice query signal from the microphone array, it determines that the current situation is an intrusion situation, Wherein the control unit controls the invitation situation information to be transmitted to the smart home service based on the object location and voice conversation.
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