KR101991093B1

KR101991093B1 - 동물 짖음 방지 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101991093B1
Application number: KR1020170028144A
Authority: KR
Inventors: 그렉 반 쿠렌; 소호성
Original assignee: 주식회사 씨앤디마이크로
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2019-06-19
Also published as: US20180249680A1; US10939666B2; KR20180101777A

Abstract

개와 같은 동물의 짖음을 방지하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 동물 짖음 방지 장치는, 동물의 신체에 착용되어 동물의 짖음을 감지하면 동물에게 자극을 인가함으로써 동물의 짖음을 방지하는 장치로서, 동물의 짖음을 감지하여 제1 감지신호를 출력하는 제1 센서; 동물의 움직임을 감지하여 제2 감지신호를 출력하는 제2 센서; 동물에 자극을 인가하는 자극 인가수단; 및 상기 제1 감지신호와 제2 감지신호를 입력 받아 동물이 짖었는지를 판단하고, 동물이 짖었다고 판단되면 자극 인가수단을 제어하여 동물에게 자극을 인가하도록 구동하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 감지신호가 동물이 짖었음을 나타내는 신호임과 동시에, 상기 제1 감지신호와 제2 감지신호로부터 동물이 짖을 때에 수반되는 특정 움직임, 예컨대 고개를 쳐드는 동작을 하였다고 판단되면, 동물이 짖었다고 판단한다. 본 발명에 의하면, 종래의 제1 센서와 동물의 특정 움직임을 감지하는 제2 센서의 출력을 동시에 고려하여 동물의 짖음을 판단하기 때문에, 오감지의 문제를 간단하고 저렴하게 극복할 수 있다.

Description

동물 짖음 방지 장치 및 방법{Bark Control Device and Method}

본 발명은 개와 같은 동물이 짖는 것을 감지하여 동물에게 자극을 인가함으로써 짖음을 방지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

개와 같은 동물이 짖는 것은 전형적으로 낯선 사람이 접근하는 등의 경우에 상대방이나 주인에게 경고 신호를 보내기 위한 행동이지만, 접근하는 사람이나 주변의 이웃에게는 위협이나 소음을 제공하는 결과가 되는 경우가 많다.

따라서, 동물의 짖음을 억제하는 수단으로서, 동물의 신체(전형적으로 목)에 전기 충격과 같은 자극을 인가할 수 있는 전자 장치를 착용하고, 이 전자 장치에 동물이 짖는 것을 감지하는 센서를 내장하여 동물이 짖으면 동물에게 자극을 인가하는 동물 훈련기(이하, 칼라(collar)라고도 한다)가 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1의 짖음 방지 시스템을 포함하여 이러한 동물 훈련기에서 동물의 짖음을 감지하는 센서로는, 동물의 성대의 진동을 감지하여 전기 신호를 출력하는 압전 소자와, 동물의 짖는 소리를 감지하여 동물의 짖음을 판별하는 마이크로폰 소자가 통상적으로 사용된다.

압전 소자는 저렴하고 전력 소모가 적다는 장점이 있지만, 칼라의 착용 위치가 동물의 성대로부터 벗어난 경우에는 감지가 곤란하거나(미감지), 동물이 먹이를 먹을 때 발생하는 진동을 짖는 것으로 오감지하는 등의 단점이 있다.

한편, 마이크로폰 소자는 압전 소자에 비해 고가이고 전력 소모도 많을 뿐만 아니라, 동물마다 짖는 소리, 즉 음파의 주파수나 파형이 달라 정확한 감지를 위해서는 칼라를 착용한 동물의 짖는 소리를 메모리에 기억시켜 두거나 비교 데이터를 많이 기억해 두어야 하는 등의 번거로움이 따른다. 게다가, 마이크로폰 소자의 경우는 주변의 노이즈, 특히 근처에 있는 다른 동물의 짖는 소리를 칼라 착용 동물의 짖음으로 오감지하는 문제가 있다.

특허문헌 1은 압전 소자와 마이크로폰을 함께 사용하여 이 두 센서의 감지 결과가 일치할 때 동물이 짖는 것으로 판단하는 동물 짖음 방지 시스템을 개시하고 있다. 이러한 시스템에 의하면 오감지는 상당히 줄어들겠지만, 무엇보다도 고가에 전력 소모가 많으며 비교 데이터를 기억시켜 두어야 하는 번거로움이 있고 노이즈 대책이 필요한 마이크로폰 소자의 문제를 그대로 가지고 있다.

특허문헌 1: 미국특허 제5,927,233호 공보

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명은 동물이 짖는 것을 정확히 감지할 수 있는 동물 짖음 방지 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 예의 관찰한 결과, 동물, 특히 개가 짖을 때에는 고개를 쳐드는 것을 발견하였다. 이에, 본 발명에서는 압전 소자나 마이크로폰 소자와 같은 기존의 센서에 더해, 동물의 고개를 쳐드는 동작을 감지할 수 있는 움직임 센서를 구비하여, 이 두 센서의 출력을 활용하여 동물이 짖는 것을 판단한다.

즉, 본 발명의 일 측면에 따른 장치는, 동물의 신체에 착용되어 상기 동물의 짖음을 감지하면 상기 동물에게 자극을 인가함으로써 상기 동물의 짖음을 방지하는 장치로서, 상기 동물은 개이고, 상기 장치는, 상기 동물의 짖음에 수반하는 성대의 진동 또는 짖는 소리를 감지하여 제1 감지신호를 출력하는 제1 센서; 상기 장치의 지면에 대한 기울기, 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 각속도 또는 각가속도를 감지하여 제2 감지신호를 출력하는 제2 센서; 상기 동물에 자극을 인가하는 자극 인가수단; 및 상기 제1 감지신호와 제2 감지신호를 입력 받아 상기 동물이 짖었는지를 판단하고, 상기 동물이 짖었다고 판단되면 상기 자극 인가수단을 제어하여 상기 동물에게 자극을 인가하도록 구동하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 신호임과 동시에, 상기 제2 감지신호로부터 산출된 상기 장치의 지면에 대한 기울기의 변화, 상기 장치의 지면과 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 대한 각속도 또는 각가속도가 소정 기준치 이상으로서 상기 동물이 움직였음을 나타내고, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 시간 구간과 상기 제2 감지신호가 상기 소정 기준치 이상인 시간 구간이 일치하면, 상기 동물이 짖었다고 판단하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 방법은, 동물의 신체에 착용된 장치를 이용하여 상기 동물의 짖음을 감지하면 상기 동물에게 자극을 인가함으로써 상기 동물의 짖음을 방지하는 방법으로서, 상기 동물은 개이고, 상기 방법은, 제어부가, 상기 동물의 짖음에 수반하는 성대의 진동 또는 짖는 소리를 감지하는 제1 센서로부터 제1 감지신호를 입력 받는 단계; 상기 제어부가, 상기 장치의 지면에 대한 기울기, 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 각속도 또는 각가속도를 감지하는 제2 센서로부터 제2 감지신호를 입력 받는 단계; 상기 제어부가, 상기 제1 감지신호와 제2 감지신호로부터 상기 동물이 짖었는지를 판단하는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 동물이 짖었다고 판단되면 자극 인가수단을 구동하여 상기 동물에게 자극을 인가하도록 하는 단계를 포함하고, 상기 동물이 짖었는지를 판단하는 단계에서는, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 신호임과 동시에, 상기 제2 감지신호로부터 산출된 상기 장치의 지면에 대한 기울기의 변화, 상기 장치의 지면과 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 대한 각속도 또는 각가속도가 소정 기준치 이상으로서 상기 동물이 움직였음을 나타내고, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 시간 구간과 상기 제2 감지신호가 상기 소정 기준치 이상인 시간 구간이 일치하면, 상기 동물이 짖었다고 판단하는 것을 특징으로 한다.

실시예에 따르면, 상기 제2 센서는 가속도 센서이다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 제2 센서는 자이로 센서이다.

또한, 실시예에 따르면, 상기 제1 센서는 상기 동물의 성대의 진동을 입력 받아 전기신호로 변환하여 출력하는 압전 소자이거나, 상기 동물의 짖는 소리를 입력 받아 전기신호로 변환하여 출력하는 마이크로폰 소자일 수 있다.

또한, 상기 제1 센서 및/또는 제2 센서의 감도를 조절가능한 것이 바람직하다.

또한, 상기 동물 짖음 방지 장치는 카운터와 디스플레이를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 자극 인가수단이 구동될 때마다 상기 카운터를 1씩 증가시키고, 상기 디스플레이 표시하도록 구성될 수 있다.

본 발명에서는, 종래의 제1 센서와 동물의 특정 움직임을 감지하는 제2 센서의 출력을 동시에 고려하여 동물의 짖음을 판단하기 때문에, 동물의 짖음 판단이 훨씬 정확해진다. 따라서, 본 발명에 따르면, 예를 들어 제1 센서가 압전 소자인 경우에 동물이 먹이를 먹는 동작을 짖는 것으로 잘못 판단하거나, 예를 들어 제1 센서가 마이크로폰 소자인 경우에 근처에 있는 다른 동물이 짖는 것을 해당 동물이 짖는 것으로 잘못 판단하는 등의 오감지의 문제를, 간단하고 저렴하게 극복할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동물 짖음 방지 장치의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 장치의 개략 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동물 짖음 방지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동물 짖음 방지 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

한편, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 본 발명자들이 동물, 특히 개의 짖는 동작을 관찰한 결과와, 그에 따른 본 발명의 기본 개념을 설명한다.

개가 소리를 내는 것은 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 첫째는 불편함이나 고통 등을 소극적으로 나타내기 위해 낑낑대는 경우이고, 둘째는 상대방이나 주인에게 적극적으로 경고하기 위해 짖는 경우이다. 한편, 둘째의 짖는 행위의 앞이나 중간에는 상대방을 위협하기 위해 낮고 작게 으르렁대는 경우도 있다.

특히 둘째의 짖는 동작을 상세히 살펴보면, 개는 짖을 때 소리만 내는 것이 아니라 작게는 5도 이하, 크게는 30도 이상 고개를 쳐드는 것이 일반적이다. 더욱이, 개는 짖을 때 '멍'하고 짖는 소리를 냄과 동시에 고개를 쳐든다. 즉, 짖는 소리와 고개를 쳐드는 동작은 시간적으로 일치한다.

따라서, 기존의 압전 소자나 마이크로폰 소자(제1 센서)를 이용하여 개가 짖는 것(짖는 소리에 기인한 신호)을 감지함과 동시에, 움직임 센서(제2 센서)를 이용하여 개가 짖을 때 수반되는 특정한 움직임, 즉 고개를 쳐드는 동작을 포함한 개의 움직임을 감지하여, 이 두 센서의 출력이 동일한 시간에 확인되면 개가 짖었다고 판단할 수 있다.

여기서, 기존의 압전 소자나 마이크로폰 소자를 이용하여 개의 짖음을 감지하는 기술은 널리 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략하고, 이하에서는 움직임 센서를 이용하여 동물이 짖을 때에 수반되는 특정한 움직임, 즉 고개를 쳐드는 동작을 포함한 개의 움직임을 감지하는 방법에 대해 설명한다.

본 발명에서 이용할 수 있는 움직임 센서로는 가속도 센서와 자이로 센서를 들 수 있다. 가속도 센서는 x, y, z축 방향의 가속도를 측정할 수 있는데, 특정 시점에서 측정된 가속도, 즉 중력 가속도를 x, y, z축 방향으로 분해하여 지면(즉, xy 평면)에 대한 가속도 센서(즉, 가속도 센서가 내장된 칼라)의 기울기를 산출할 수 있다. 따라서, 상기 제1 센서에 의해 개의 짖는 소리를 감지한 시간 동안(예컨대, 0.1초 동안) 칼라의 기울기 변화가 소정 기준치 이상이면 개가 고개를 쳐들면서 짖었다고 판단할 수 있다. 여기서, 소정 기준치는, 예컨대 +3도 이상 또는 +5도 이상과 같이, 다양한 종류의 개에 대해 시행착오를 거쳐 설정할 수 있다.

또는, 단순히 가속도 센서(칼라)의 지면에 수직한 방향(z축 방향)으로의 가속도 또는 속도가 소정 기준치 이상일 때 개가 고개를 쳐드는 동작을 포함하여 움직였다고 판단할 수도 있다.

한편, 자이로 센서는, 전형적으로 MEMS 기술을 이용하여 제조되는 칩 형태의 센서로서, 물체의 회전 각속도 또는 각가속도를 측정할 수 있다. 따라서, 상기의 가속도 센서와 유사하게, 상기 제1 센서에 의해 개의 짖는 소리를 감지한 시간 동안(예컨대, 0.1초 동안) 자이로 센서(제2 센서)로부터 측정된 칼라의 지면에 대한 각속도 또는 각가속도가 소정 기준치 이상(예컨대, 각속도가 30도/초 이상 또는 50도/초 이상)이면 개가 고개를 쳐들면서 짖었다고 판단할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 종래의 제1 센서와 동물의 특정 움직임을 감지하는 제2 센서의 출력을 동시에 고려하여 동물의 짖음을 판단하기 때문에, 동물의 짖음 판단이 훨씬 정확해진다. 따라서, 본 발명에 따르면, 예를 들어 제1 센서가 압전 소자인 경우에 동물이 먹이를 먹는 동작을 짖는 것으로 잘못 판단하거나, 예를 들어 제1 센서가 마이크로폰 소자인 경우에 근처에 있는 다른 동물이 짖는 것을 해당 동물이 짖는 것으로 잘못 판단하는 등의 오감지의 문제를, 간단하고 저렴하게 해결할 수 있다.

여기서 중요한 것은, 본 발명에서 동물의 짖음을 판단하는 것은 가속도 센서(제2 센서)만의 신호를 가지고 판단하는 것이 아니라 제1 센서에 의해 동물의 짖음을 판단한 시간 구간 동안 제2 센서의 신호가 시간적으로 일치하여 유의미한 변화를 일으켰는지의 여부에 따라 판단한다는 것이다. 따라서, 제1 센서로부터의 제1 감지신호와 제2 센서로부터의 제2 감지신호의 시간축 상에서의 파형 변화가 일치하면 동물이 짖었다고 판단하면 된다. 이때 제2 센서로부터의 제2 감지신호가 유의미한 변화를 일으켰는지의 판단을 위한 소정의 기준치는 설정되어야 하겠지만, 이 '소정의 기준치'를 너무 엄격하게(높게) 설정할 필요는 없고, 예컨대 기준치를 '0 초과'와 같이 느슨하게 설정하더라도 기존의 제1 센서만을 이용한 종래 장치 대비 감지 정확도의 의미 있는 향상 효과는 달성된다.

이어서, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 동물 짖음 방지 장치 및 방법에 대해, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동물 짖음 방지 장치의 외관을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 동물 짖음 방지 장치 (간단히 '장치' 또는 '칼라'라고도 한다)는, 벨트(103) 등의 착용수단에 의해 동물의 신체(전형적으로 목 부위)에 착용되며, 칼라(100)를 구성하는 회로 부품들이 내장되는 하우징(101)과, 하우징(101)의 외부에서 동물의 신체와 접촉하는 부위(도 1에서 상면)에서 돌출되는 전기 자극 인가수단으로서의 전극(122)을 구비한다.

또한, 두 전극(122) 사이에는 동물의 짖음을 감지하는 제1 센서인 압전 소자(130)(도 2 참조)의 일단(132)이 돌출되어 있다. 이 돌출된 일단은, 압전 소자(130)의 진동 감지측 단자로서 진동 전달축(133)이 고무와 같은 연질의 커버(132)에 의해 덮인 상태로 하우징(101)을 관통하여 돌출되어 있다. 따라서, 동물에 칼라(100)를 착용할 때에는 압전 소자(130)의 일단인 커버(132) 선단부가 동물의 목, 되도록 성대와 접촉할 수 있도록 위치 선정하여 착용하는 것이 바람직하다.

또한, 칼라(100)에는 전원의 ON/OFF를 위한 전원/설정 스위치(141)가 구비되는데, 의도하지 않은 사물에의 접촉에 의해 전원이 OFF되는 것을 막기 위해 전원/설정 스위치(141)는 일정한 시간(예컨대 5초) 이상 길게 눌러야 전원이 OFF 되도록 할 수 있다. 이 전원/설정 스위치(141)는 전원의 ON/OFF만이 아니라, 칼라(100)의 각종 초기치나 모드를 설정 또는 변경할 때에도 사용할 수 있는데, 상세히는 후술한다.

또한, 칼라(100)에는 현재 설정된 각종 초기치나 모드, 상태를 표시하는 디스플레이(150)가 구비되는데, 디스플레이(150)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.

또한, 칼라(100)에는 상태표시 램프(105)가 마련되어 칼라의 현재 상태를 표시할 수 있다. 이 상태표시 램프(105)는 예컨대 녹색(또는 청색), 주황색, 적색의 컬러 LED로 구성되어, 예를 들어 다음과 같이 현재의 상태를 표시할 수 있다.

녹색: 정상 동작 상태

주황색: 배터리 충전 필요시(예컨대, 잔존 용량이 30% 이하)

적색: 자극 인가시 및 배터리 충전 필요시(예컨대, 잔존 용량이 10% 이하)

한편, 착용수단인 벨트(103)에는 파리, 모기, 벼룩 등의 해충을 방지하기 위한 해충 기피제 성분이 첨가되어 있을 수 있다. 이러한 해충 기피제로서는, 시판의 화학제품이나 향료를 이용할 수 있는데, 시트로넬라 오일(citronella oil)과 같은 천연 추출물을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 칼라(100)는, 개략적인 단면을 도시한 도 2와, 그 기능적인 구성을 블록으로 도시한 도 3를 참조하면, 전술한 상태표시 램프(105), 제1 센서인 압전 소자(130) 및 전기 자극 인가수단(120,122)과, 전원부(140) 및 배터리(143), 제2 센서인 움직임 센서(135), 메모리(112), 및 이들 각부를 제어하는 제어부로서의 마이크로프로세서(110)를 포함한다.

제1 센서(130), 제2 센서(135), 메모리(113) 및 마이크로프로세서(110) 등의 부품은 전기 자극 구동부(120), 전원부(140) 등의 회로 소자 및 배선 패턴이 형성된 회로 기판(111) 상에 실장된다.

또한, 압전 소자(130)의 진동 전달축(133)은 고무 등의 연질 재질의 완충부재(134)를 개재하여 압전 소자(130)의 일측 전극에 접촉된다. 따라서, 진동 전달축(133)을 통하여 감지된 성대의 진동은 완충부재(134)를 개재하여 압전 소자(130)의 일측 전극에 전달되고, 그 압력에 따른 전기신호(전압신호)가 마이크로프로세서(110)로 입력되게 된다.

전원부(140)는 내장된 배터리(143)로부터 전력을 공급받아, 칼라(100)의 마이크로프로세서(110)와 각 회로 부품의 구동에 필요한 예컨대 5V의 직류전원과, 전기 자극 구동부(120)에 필요한 직류전원을 공급한다.

배터리(143)는 1차 전지를 사용할 수 있으나, 재충전이 가능한 2차 전지를 이용하는 것이 바람직하다. 배터리(143)의 충전은 별도 부품인 충전 어댑터(도시 생략)를 이용하여 상용 교류전원을 통해 이루어질 수 있다.

자극 인가수단은, 동물이 짖었을 때 동물에게 적절한 자극을 인가하기 위한 수단으로서, 동물에게 경고 메시지를 전달할 수 있다면 그 종류는 한정되지 않는데, 전형적으로는 음향, 진동 또는 전기 충격 자극 등을 어느 하나 또는 둘 이상 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 음향 자극을 인가할 수 있는 비퍼(124)와, 저전류 고전압의(예를 들어, 50VAC 내지 10,000VAC) 전기 펄스를 생성하는 전기 자극 구동부(120)와 이에 의해 생성된 전기 펄스를 동물에 인가하는 전극(122)을 포함한다. 전기 자극 구동부(120)는, 전형적으로 배터리(143)로부터의 저전압 전력을 받아 고전압 펄스로 변환하는 변압기를 포함한다.

이와 같이 자극의 종류를 복수로 마련함으로써, 동물이 짖은 정도나 빈도에 따라 서로 다른 종류의 자극을 동물에게 인가할 수 있다.

한편, 복수 또는 단일 종류의 자극 인가수단을 구비하는 것과는 독립적으로, 각각의 자극 인가수단, 특히 전기 자극 인가수단에 의해 인가되는 자극의 강도는 마이크로프로세서(110)에 의해 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 특히 단일 종류의 자극 인가수단을 구비하는 경우에, 동물이 짖은 빈도에 따라 다른 강도의 자극을 인가할 수 있게 된다. 또한, 인가 자극의 강도를 조절 가능하게 함으로써, 동물이 짖은 빈도에 따라 자주 짖을수록, 또는 소정 강도의 자극에도 불구하고 동물이 짖음을 멈추지 않는 경우 순차적으로 증가된 레벨의 자극을 인가할 수 있다. 다만, 최대 강도의 자극을 소정 시간(예컨대 10초) 이상 인가하여도 동물이 계속 짖을 경우, 동물의 보호를 위해 더 이상의 자극을 인가하지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.

인가 자극의 강도를 조절하는 것은, 자극 인가수단의 종류에 따라 다르지만, 전형적으로 자극의 인가 시간을 증감하거나, 음향 자극(비퍼)의 경우에는 경고음의 세기나 주파수를 조절함으로써, 진동 자극(진동 모터 등)의 경우에는 진동의 세기나 주파수를 조절함으로써, 또한 전기 충격 자극의 경우에는 전기 펄스의 진폭(전압)이나 펄스폭, 듀티 비(duty ratio) 등을 조절함으로써 가능하다.

제1 센서인 압전 소자(130)는, 전술한 바와 같이, 커버(132), 진동 전달축(133) 및 완충부재(134)를 개재하여 감지된 성대의 진동을 전기신호(전압신호)로 변환하여 출력하고, 이 전기신호는 제1 감지신호로서 마이크로프로세서(110)로 입력되게 된다.

한편, 압전 소자의 감도는 조절 가능하다. 즉, 동물의 크기나 진동 전달축(133)(커버(132))의 성대와의 접촉 감도 등에 따라 짖을 때에 감지되는 성대의 진동이 너무 약하거나 너무 세서, 실제로 짖었음에도 압전 소자(130)의 출력신호가 미약하여 짖음이 감지되지 않거나, 반대로 짖지 않았음에도 짖음이 감지되는 경우에는, 사용자가 압전 소자(130)의 감도를 조절할 수 있는 것이 바람직하다. 감도 조절의 구체적인 방법은 후술한다.

제2 센서인 움직임 센서(135)는 회로 기판(111)에 장착된 가속도 센서 또는 자이로 센서로서, 전술한 바와 같이, 칼라(100)의 기울기, 지면에 수직한 방향으로의 가속도나 속도, 또는 칼라(100)의 지면에 대한 각가속도 또는 각속도를 산출할 수 있는 제2 감지신호를 출력한다. 그러면, 마이크로프로세서(110)는 제2 감지신호로부터 상기 칼라(100)의 기울기, 지면에 수직한 방향으로의 가속도나 속도, 또는 칼라(100)의 지면에 대한 각가속도 또는 각속도를 산출하여, 동물이 짖을 때에 수반되는 특정 움직임, 즉 고개를 쳐드는 동작을 포함하여 동물이 움직였는지 여부를 판단한다. 한편, 압전 소자(135)와 마찬가지로 움직임 센서(135)의 감도도 조절 가능한 것이 바람직하다.

또한, 제2 센서인 움직임 센서(135)는 칼라(100)의 소비전력 절감을 위한 슬리핑(sleeping) 모드의 구현에도 사용할 수 있다. 즉, 소정 시간(예컨대, 5분) 이상 움직임 센서(135)로부터의 제2 감지신호의 입력이 없으면 동물이 수면이나 휴식중이라고 판단하여 칼라(100)를 슬리핑 모드로 전환하고, 슬리핑 모드 중에 제2 감지신호가 입력되면 칼라(100)를 기동시킴(wake-up)으로써 배터리(143)의 소모를 방지할 수 있다.

디스플레이(150)는 0~9까지의 숫자와 간단한 영문 알파벳을 표현할 수 있는 7-세그먼트와 도트(점) 등으로 구성되는 LCD와 같은 소자로 구성되어, 칼라(100)의 각종 초기치나 동작 모드, 상태 등을 표시하거나 설정 변경시에 사용자 인터페이스를 구성한다. 디스플레이(150)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.

이어서, 흐름도인 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 동물 짖음 방지 방법과 칼라(100)의 설정 변경 등의 방법을 설명한다.

먼저, 전원/설정 스위치(141)를 짧게(예컨대, 0.5초 이내) 누름으로써 칼라(100)의 전원을 ON하면, 제어부인 마이크로프로세서(110)는 제1 센서인 압전 소자(130)와 제2 센서인 움직임 센서(135)로부터 각각 제1 감지신호와 제2 감지신호를 지속적으로 입력 받는다.

그리하여 압전 소자(130)로부터의 제1 감지신호(전압신호)가 소정의 기준 전압보다 크면 압전 소자(130)가 동물의 성대로부터의 진동이 소정 기준치 이상이므로 일단 동물이 짖었다고 판단하고(단계 S10에서 Yes), 제어의 흐름을 단계 S20으로 진행한다.

단계 S20에서는, 상기 제1 감지신호와 제2 센서인 움직임 센서(135)의 제2 감지신호로부터 동물이 짖을 때에 수반되는 특정 움직임, 즉 동물이 고개를 쳐드는 동작을 하면서 짖었는지 판단한다. 구체적으로, 움직임 센서(135)가 가속도 센서인 경우, 제2 감지신호로부터 산출되는 지면에 대한 칼라(100)의 기울기의 변화가 소정 기준치 이상이거나 또는 제2 감지신호로부터 산출되는 칼라(100)의 지면과 수직한 방향으로의 가속도 또는 속도가 소정 기준치 이상이고, 상기 제1 감지신호와 제2 감지신호의 시간축 상에서의 시간 구간이 일치할 때, 상기 특정 움직임을 보이면서 짖었다고 판단한다.

단계 S20에서의 판단 결과가 Yes이면 마이크로프로세서(110)는 제어의 흐름을 단계 S30으로 진행하여 동물에게 자극을 인가한다. 구체적으로, 마이크로프로세서(110)는 설정된 자극 모드나 자극 강도에 따라, 자극 인가수단인 전기자극 구동부(120)나 비퍼(124)를 구동하여 동물에게 전기 자극 또는 음향 자극을 인가한다.

자극 모드는 본 기술분야에서 알려진 다양한 모드를 포함할 수 있는데, 전형적으로 다음과 같은 모드들을 포함할 수 있다.

단일/복수 종류의 자극 인가 - 음향 자극이나 전기 자극 중 어느 하나의 자극만을 인가하거나, 보조 자극으로서 음향(또는 진동) 자극을 일정 시간(예컨대, 1초간) 인가한 후 주 자극으로서 전기 자극을 인가.

고정/가변 강도의 자극 인가 - 특히 전기 자극을 인가하는 경우에, 짖을 때마다 미리 설정된 강도의 고정 강도(전압)의 자극을 인가하거나, 일정 시간 내에 반복하여 짖으면 강도를 단계적으로 증가시키고 일정 시간 이상 짖지 않는 경우 강도를 단계적으로 감소시키거나 초기 설정값으로 초기화

한편, 단계 S10 내지 S30 중 어느 때라도 전원이 OFF되면 본 실시예에 따른 방법은 종료된다.

이어서, 본 발명에서 부가적인 기능과 설정 변경 과정에 대해 설명한다.

먼저, 본 발명의 칼라(100)는 카운터를 구비하고, 동물이 짖을 때마다(동물에게 자극을 인가할 때마다) 카운터에 짖은 횟수를 증가시키면서 기억하고, 짖은 횟수를 디스플레이(150)에 표시함으로써, 사용자가 칼라에 의한 동물의 학습(훈련) 효과를 직감하게 할 수 있다. 이 카운터에 기억된 짖은 횟수는 전원의 OFF시 또는 사용자의 설정 변경시 0으로 초기화할 수 있다.

다음으로, 칼라(100)의 동작 모드 또는 자극 모드의 설정 변경 과정에 대해 설명한다.

칼라(100)의 전원이 ON인 상태에서 전술한 전원/설정 스위치(141)를 짧게(예컨대, 1.5초 이내) 누르면, 누를 때마다 디스플레이(150)는 예컨대 다음과 같은 순서로 표시 상태가 변경되고, 해당 표시 상태에서 전원/설정 스위치(141)를 약간 길게(예컨대, 1.5초~2.5초간) 누르면, 짧은 효과음과 함께 해당 표시가 점멸하면서 설정 변경 모드로 진입한다. 한편, 소정 시간(예컨대, 10초) 이상 입력이 없으면 현재 상태에서 설정 변경 모드는 종료되고, 디스플레이(150)는 다음 (1)의 짖은 횟수 표시 상태로 복귀한다.

(1) 짖은 횟수 표시 상태

(2) 자극 강도 및 모드 표시 상태

(3) 센서 감도 표시 상태

(4) 보조 자극 활성화/비활성화 표시 상태

(5) 설정 내용 표시 상태

그러면, 각 표시 상태에서 설정을 변경하는 방법은 다음과 같다.

(1) 짖은 횟수 표시 상태

이 표시 상태에서는 현재까지 동물이 짖은 횟수(자극이 인가된 횟수)가 숫자로 점멸되면서 표시되는데, 이 상태에서 다시 전원/설정 스위치(141)를 약간 길게(예컨대, 1.5초~2.5초간) 누르면 약간 긴 효과음과 함께 횟수가 0으로 초기화되면서 설정 변경 모드가 종료된다.

(2) 자극 강도 및 모드 표시 상태

이 표시 상태에서는 동물이 짖었을 때 인가할 자극의 강도로서 현재 설정된 자극 강도가 점멸되면서 표시되는데, 이 상태에서 전원/설정 스위치(141)를 짧게(예컨대, 1.5초 이내) 누르면 자극 강도가 다음 레벨로 증가하면서 점멸되는데, 다시 전원/설정 스위치(141)를 약간 길게(예컨대, 1.5초~2.5초간) 누르면 약간 긴 효과음과 함께 현재 점멸중인 레벨의 자극 강도로 자극 강도가 설정 및 저장되면서 설정 변경 모드가 종료되고, 디스플레이(150)는 위 (1)의 짖은 횟수 표시 상태로 복귀한다.

본 실시예에서 자극 강도는, 예를 들어 다음과 같이 설정할 수 있다.

L.0(레벨 0): 비퍼(124)에 의한 음향 자극만 인가

L.1~L.8(레벨 1~레벨 8): 전기 자극 인가수단(120,122)에 의해 인가될 고정된 전압 레벨의 전기 자극으로서, 최저 레벨(L.1)에서 최고 레벨(L.8)까지 설정 가능

L.9: 가변 전기 자극 인가 모드로서, 첫 번째 짖었을 때 최저 레벨(L.1)의 전기 자극이 인가되고, 3초 이내에 다시 짖으면 레벨이 한 단계씩 증가되어 전기 자극이 인가됨. 10분 이상 짖지 않으면 최저 레벨(L.1)로 자극 강도를 리셋함

(3) 센서 감도 표시 상태

이 표시 상태에서는 현재 설정된 제1 센서(압전 소자)(130) 및/또는 제2 센서(움직임 센서)(135)의 센서 감도가 점멸되면서 표시되는데, 이 상태에서 전원/설정 스위치(141)를 짧게(예컨대, 1.5초 이내) 누르면 센서 감도가 다음 레벨로 증가하면서 점멸되는데, 다시 전원/설정 스위치(141)를 약간 길게(예컨대, 1.5초~2.5초간) 누르면 약간 긴 효과음과 함께 현재 점멸중인 레벨의 감도로 센서 감도가 설정 및 저장되면서 설정 변경 모드가 종료되고, 디스플레이(150)는 위 (1)의 짖은 횟수 표시 상태로 복귀한다.

본 실시예에서 센서 감도는, 동물의 짖음 또는 특정 움직임의 유무를 판별하는 기준치(전압값, 또는 기울기 변화값, 가속도, 속도, 각가속도, 각속도 등)를 변경함으로써 조절할 수 있는데, 예를 들어 S.L(Low 레벨), S.n(중간 레벨) 및 S.H(High 레벨)와 같이 3단계로 설정할 수 있다. 나아가, 해당 센서(예컨대, 제2 센서)의 감도를 0(S.0)으로 함으로써 동물의 짖음을 판단할 때 하나의 센서(예컨대, 제1 센서)만을 이용하도록 설정할 수도 있다.

(4) 보조 자극 활성화/비활성화 표시 상태

이 표시 상태에서는 현재 설정된 보조 자극(예컨대, 음향 자극)의 활성화 유무가 점멸되면서 표시되는데, 이 상태에서 전원/설정 스위치(141)를 짧게(예컨대, 1.5초 이내) 누르면 활성화(t.1)와 비활성화(t.0)가 토글되어 점멸되는데, 다시 전원/설정 스위치(141)를 약간 길게(예컨대, 1.5초~2.5초간) 누르면 약간 긴 효과음과 함께 현재 점멸중인 활성화 또는 비활성화로 설정 및 저장되면서 설정 변경 모드가 종료되고, 디스플레이(150)는 위 (1)의 짖은 횟수 표시 상태로 복귀한다.

본 실시예에서 보조 자극이 활성화되면, 동물이 짖었을 때 보조 자극이 예컨대 1초 동안 먼저 인가되고 이어서 주 자극인 전기 자극이 상기 (2)에서 설정된 자극 강도로 인가된다. 한편, 보조 자극이 비활성화되면, 동물이 짖었을 때 곧바로 주 자극인 전기 자극이 상기 (2)에서 설정된 자극 강도로 인가된다

(5) 설정 내용 표시 상태

이 표시 상태에서는 현재 설정 및 저장된 상기 (1) 내지 (4)의 각 정보가 일정한 시간 간격으로 순차적으로 또한 반복적으로 디스플레이(150)에 점멸되면서 표시되는데, 이 상태에서 전원/설정 스위치(141)를 짧게(예컨대, 1.5초 이내) 누르면 다음 표시 상태인 (1) 짖은 횟수 표시 상태로 진행하고, 전원/설정 스위치(141)를 약간 길게(예컨대, 1.5초~2.5초간) 누르면 약간 긴 효과음과 함께 설정 변경 모드가 종료되고, 디스플레이(150)는 위 (1)의 짖은 횟수 표시 상태로 복귀한다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

예를 들어, 전술한 실시예들에서 칼라(100)의 기능 블록으로 도시하고 설명한 구성요소들은, 기능적인 관점에서 구분한 것으로서 물리적으로 구분되는 것은 아니며 2 이상의 구성요소들이 하나의 회로 부품으로 구현될 수 있으며, 반대로 하나의 구성요소가 물리적으로는 2 이상의 부품으로 구현될 수도 있다.

또한, 전술한 실시예에서는 제1 센서로서 압전 소자(130)를 예로 들어 설명하였지만, 마이크로폰 소자를 제1 센서로서 이용할 수 있고, 나아가 압전 소자와 마이크로폰 소자를 모두 사용할 수도 있다.

나아가, 전술한 실시예에서는 보조 자극으로서 비퍼(124)에 의한 음향 자극을 예로 들어 설명했지만, 진동 모터 등에 의한 진동 자극을 사용할 수 있다. 나아가, 전술한 실시예에서는 전기 자극을 주 자극으로서 설명했지만, 전기 자극 자체를 사용하지 않고 음향 자극이나 진동 자극을 주 자극으로 사용할 수도 있다.

100 : 동물 짖음 방지 장치(칼라)
101 : 칼라 하우징
103 : 벨트(착용 수단)
105 : 상태표시 램프
110 : 마이크로프로세서(제어부)
111 : 회로 기판
112 : 메모리
120 : 전기자극 구동부
122 : 전극
124 : 비퍼
130 : 압전 소자(제1 센서)
132 : 커버
133 : 진동 전달축
134 : 완충부재
135 : 움직임 센서(제2 센서)
140 : 전원부
141 : 전원/설정 스위치
143 : 배터리
150 : 디스플레이

Claims

동물의 신체에 착용되어 상기 동물의 짖음을 감지하면 상기 동물에게 자극을 인가함으로써 상기 동물의 짖음을 방지하는 장치로서,
상기 동물은 개이고,
상기 장치는,
상기 동물의 짖음에 수반하는 성대의 진동 또는 짖는 소리를 감지하여 제1 감지신호를 출력하는 제1 센서;
상기 장치의 지면에 대한 기울기, 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 각속도 또는 각가속도를 감지하여 제2 감지신호를 출력하는 제2 센서;
상기 동물에 자극을 인가하는 자극 인가수단; 및
상기 제1 감지신호와 제2 감지신호를 입력 받아 상기 동물이 짖었는지를 판단하고, 상기 동물이 짖었다고 판단되면 상기 자극 인가수단을 제어하여 상기 동물에게 자극을 인가하도록 구동하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 신호임과 동시에, 상기 제2 감지신호로부터 산출된 상기 장치의 지면에 대한 기울기의 변화, 상기 장치의 지면과 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 대한 각속도 또는 각가속도가 소정 기준치 이상으로서 상기 동물이 움직였음을 나타내고, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 시간 구간과 상기 제2 감지신호가 상기 소정 기준치 이상인 시간 구간이 일치하면, 상기 동물이 짖었다고 판단하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 센서는 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 센서는 자이로 센서인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서는 상기 동물의 성대의 진동을 입력 받아 전기신호로 변환하여 출력하는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서는 상기 동물의 짖는 소리를 입력 받아 전기신호로 변환하여 출력하는 마이크로폰 소자인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서 및/또는 제2 센서의 감도를 조절가능한 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 동물 짖음 방지 장치는 카운터와 디스플레이를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 자극 인가수단이 구동될 때마다 상기 카운터를 1씩 증가시키고, 상기 디스플레이 표시하는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 자극 인가수단은 전기 자극을 인가하는 수단을 포함하고,
상기 동물이 짖을 때에 인가할 상기 전기 자극의 강도를 설정가능한 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 자극 인가수단은, 전기 자극을 인가하는 주 자극수단과, 음향 자극 또는 진동 자극을 인가하는 보조 자극수단을 포함하고,
상기 동물이 짖을 때, 상기 주 자극수단에 의한 전기 자극을 바로 인가하거나, 상기 보조 자극수단에 의한 음향 자극 또는 진동 자극을 소정 시간 동안 인가한 후 상기 주 자극수단에 의한 전기 자극을 인가할 수 있는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 소정 시간 이상 상기 제2 센서로부터의 상기 제2 감지신호의 입력이 없을 때 상기 동물 짖음 방지 장치를 슬리핑 모드로 전환하고, 상기 슬리핑 모드 중에 상기 제2 감지신호가 입력되면 상기 동물 짖음 방지 장치를 기동시키는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
제1항에 있어서,
상기 동물 짖음 방지 장치는 착용수단에 의해 상기 동물의 신체에 착용되고,
상기 착용수단에는 해충 기피제가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 장치.
동물의 신체에 착용된 장치를 이용하여 상기 동물의 짖음을 감지하면 상기 동물에게 자극을 인가함으로써 상기 동물의 짖음을 방지하는 방법으로서,
상기 동물은 개이고,
상기 방법은,
제어부가, 상기 동물의 짖음에 수반하는 성대의 진동 또는 짖는 소리를 감지하는 제1 센서로부터 제1 감지신호를 입력 받는 단계;
상기 제어부가, 상기 장치의 지면에 대한 기울기, 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 수직한 방향으로의 각속도 또는 각가속도를 감지하는 제2 센서로부터 제2 감지신호를 입력 받는 단계;
상기 제어부가, 상기 제1 감지신호와 제2 감지신호로부터 상기 동물이 짖었는지를 판단하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 동물이 짖었다고 판단되면 자극 인가수단을 구동하여 상기 동물에게 자극을 인가하도록 하는 단계를 포함하고,
상기 동물이 짖었는지를 판단하는 단계에서는, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 신호임과 동시에, 상기 제2 감지신호로부터 산출된 상기 장치의 지면에 대한 기울기의 변화, 상기 장치의 지면과 수직한 방향으로의 속도 또는 가속도, 또는 상기 장치의 지면에 대한 각속도 또는 각가속도가 소정 기준치 이상으로서 상기 동물이 움직였음을 나타내고, 상기 제1 감지신호가 상기 동물이 짖었음을 나타내는 시간 구간과 상기 제2 감지신호가 상기 소정 기준치 이상인 시간 구간이 일치하면, 상기 동물이 짖었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 제2 센서는 가속도 센서인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 제2 센서는 자이로 센서인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 센서는 상기 동물의 성대의 진동을 입력 받아 전기신호로 변환하여 출력하는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 센서는 상기 동물의 짖는 소리를 입력 받아 전기신호로 변환하여 출력하는 마이크로폰 소자인 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 제1 센서 및/또는 제2 센서는 그 감도를 조절가능하고,
사용자의 입력에 따라 상기 제1 센서 및/또는 제2 센서의 감도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 제어부가, 상기 자극 인가수단이 구동될 때마다 구동 횟수를 카운트하고, 디스플레이에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 자극 인가수단은 전기 자극을 인가하는 수단을 포함하고,
상기 동물이 짖을 때에 인가할 상기 전기 자극의 강도를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 자극 인가수단은, 전기 자극을 인가하는 주 자극수단과, 음향 자극 또는 진동 자극을 인가하는 보조 자극수단을 포함하고,
상기 자극 인가수단을 제어하여 상기 동물에게 자극을 인가하도록 구동하는 단계에서는, 상기 제어부가, 상기 주 자극수단에 의한 전기 자극을 바로 인가하거나, 상기 보조 자극수단에 의한 음향 자극 또는 진동 자극을 소정 시간 동안 인가한 후 상기 주 자극수단에 의한 전기 자극을 인가하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.
제12항에 있어서,
상기 제어부가, 소정 시간 이상 상기 제2 센서로부터의 상기 제2 감지신호의 입력이 없을 때 상기 장치를 슬리핑 모드로 전환하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 슬리핑 모드 중에 상기 제2 감지신호가 입력되면 상기 장치를 기동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물 짖음 방지 방법.