KR101991424B1 - 내부를 확인할 수 있는 냉장고 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 내부를 확인할 수 있는 냉장고는 물품을 수납하는 적어도 하나의 수납부; 상기 적어도 하나의 수납부를 촬영하는 적어도 하나의 촬상부; 상기 촬상부로 촬영된 영상을 외부로 표시하는 표시부; 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 촬상부에 의해 촬영된 영상을 상기 표시부로 하여금 표시하는 조작부; 상기 촬상부가 촬영한 상기 수납부에 수납된 물품 상의 이미지를 인식하는 처리부; 상기 처리부가 인식한 이미지를 저장하는 저장부; 상기 촬상부로 촬영된 영상 또는 상기 처리부로 인식된 물품 상의 이미지를 원격지에 송신하고, 원격지로부터 입력된 명령을 수신하는 통신부; 상기 수납부를 회전하게끔 하는 구동부; 및 상기 조작부는 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 구동부를 회전하게끔 하는 것을 포함하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고를 제공한다. 본 발명을 통해 직접 문을 열지 않고서도 외부에서 냉장고에 수납된 물품을 확인할 수 있고, 수납부를 회전케 하여 문만 열면 손쉽게 원하는 물품을 찾을 수 있도록 하여 수납된 물품을 보다 용이하게 관리할 수 있고, 냉장고 문을 열어두는 시간을 줄여 전력 낭비, 잔고장의 우려를 줄일 수 있다.

Description

내부를 확인할 수 있는 냉장고{Refrigerator with visible device for inner side}

본 발명은 문을 열지 않고서도 내부를 확인할 수 있는 냉장고로서, 특히, 문자를 인식하고 수납부를 회전케 하는 냉장고에 관한 것이다.

냉장고는 내부의 온도를 낮은 상태로 유지하여 물품을 장시간 보관할 수 있는 가전제품이다.

종래의 냉장고는 문을 열지 않는 한 내부에 어떤 물품이 있는지 확인이 불가능하다. 또한 찾고자 하는 물품이 꺼내기 힘든 곳에 있을 때에는 이를 가로막고 있는 물품을 모두 꺼내야 했다. 이로 인해 장시간 냉장고의 문을 개방해놓을 수 밖에 없다. 이러한 경우 수납된 물품의 관리가 어렵고, 장시간 냉장고의 문을 열어두어 전기 낭비 및 냉장고 잔고장을 초래한다. 또한 수납된 물품의 유통기한 등의 정보를 인식하는 기능이 없어, 하나 하나 유통기한을 확인할 수 밖에 없다. 그렇게 되면 자칫 유통기한을 도과하여 상하게 되면 해당 물품을 이용하지 못하고, 냉장고 내 악취가 발생한다.

없음

없음

기존의 냉장고는 문을 열어보지 않고서는 외부에서 내부를 볼 수 없다. 또한 물품이 수납부 안쪽에 있는 경우에는 앞의 물건을 치우기 전까지 꺼내기 힘들다. 이를 개선하기 위하여, 상기 수납부를 촬영할 수 있도록 촬상부로 상기 수납된 물품을 촬영한 영상을 외부에 표시하거나 상기 영상을 원격지로 송신하여 수납된 물품을 손쉽게 확인할 수 있도록 하게 한다.

또한 수납된 물품 각각의 유통기한을 인식하는 기능이 없어 유통기한을 넘겨 상기 수납된 물품이 상하는 문제가 있다. 이에 상기 촬영된 영상으로부터 수납된 물품 상의 문자를 인식하는 처리부와 이를 저장하는 저장부를 포함하여 수납된 물품을 하나 하나 확인해보지 않고서도 유통기한 등의 정보를 용이하게 확인할 수 있도록 한다.

한편 상기 수납부가 회전되게끔 하는 구동부를 구비하고 외부로부터 입력된 명령으로 상기 구동부를 구동시켜 냉장고 문을 열지 않고도 상기 수납부를 회전케 한다. 그 결과 냉장고 문만 열면 곧바로 찾고자 하는 물품이 위치한 수납부가 문 바로 앞에 위치하여 손쉽게 원하는 물품을 꺼낼 수 있도록 하여 기존 냉장고에 비해 냉장고 문을 여닫는 시간을 줄이게 되는 결과 전기 소비를 줄일뿐더러, 수납된 물품을 더욱 신선하게 보관하며, 냉장고의 잔고장을 줄이는 데 그 목적이 있다.

상기 지적한 과제를 해결하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 물품을 수납하는 적어도 하나의 수납부(100), 상기 적어도 하나의 수납부를 촬영하는 적어도 하나의 촬상부(200), 상기 촬상부로 촬영된 영상을 외부로 표시하는 표시부(300), 상기 수납부를 선택하는 외부의 명령에 따라 상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 수납부 영상을 상기 표시부로 하여금 표시하게끔 하는 조작부(400), 상기 촬상부가 촬영한 상기 수납부에 수납된 물품 상의 이미지를 인식하는 처리부(500), 상기 처리부가 인식한 이미지를 저장하는 저장부(600) 및 상기 촬상부로 촬영된 영상 또는 상기 처리부로 인식된 물품 상의 이미지를 원격지에 송신하고 원격지로부터 입력된 명령을 수신하는 통신부 (700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고를 제공한다.

바람직하게는 상기 처리부(500)는 OCR 방식으로 상기 이미지 상의 문자를 인식하는 것을 특징으로 하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고를 제공한다.

또한 바람직하게는 상기 수납부가 회전되게끔 하는 구동부(800)를 포함하고, 상기 조작부(400)는 상기 수납부를 선택하는 외부의 명령에 따라 상기 구동부를 구동케 하는 것을 포함하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고를 제공한다.

본 발명의 냉장고는 적어도 하나의 수납부, 상기 적어도 하나의 수납부를 촬영하는 촬상부가 있고, 상기 촬상부로 촬영된 영상을 표시부에 표시하거나 원격지로 송신하여 상기 수납부에 수납된 물품을 무엇인지 알 수 있게 하여 직접 냉장고 문을 열지 않고도 내부의 수납된 물품 및 관련 정보를 확인할 수 있도록 하여, 수납된 물품을 보다 용이하게 관리할 수 있게끔 한다. 또한, 상기 수납부를 구동케 하는 구동부로 하여금 문을 열지 않고서 외부에서 입력된 명령에 의해 상기 수납부를 회전케 하여 짧은 시간 안에 물품을 찾을 수 있을뿐더러 물품 관리가 용이하고 전력 소비를 줄일 수 있으며, 여닫는 시간과 횟수를 줄여 잔고장의 우려를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부를 확인할 수 있는 냉장고의 사시도이다.
도 2는 OCR 방식에 의해 수납된 물품 상의 이미지에서 문자를 인식하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부를 확인할 수 있는 냉장고의 수납부 및 구동부를 나타내는 평면도 및 측면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

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 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부를 확인할 수 있는 냉장고의 사시도이다.

구체적으로 살펴보면, 본 발명을 실시하기 위한 일 실시예로서, 도 1에서 도시된 바와 같이, 냉장고 내부에는 적어도 하나의 수납부(100)가 있고, 상기 수납부를 촬영하는 촬상부(200)가 있으며, 상기 촬상부로부터 촬영된 영상을 외부로 보여주는 표시부(300)가 있되, 상기 수납부를 선택하는 외부 명령에 따라 상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 수납부영상을 상기 표시부로 하여금 표시하게끔 하는 조작부(400)가 있으며, 상기 촬상부가 촬영한 상기 수납부에 수납된 물품 상의 이미지를 인식하는 처리부(500)(도시되지 않음)가 있으며, 상기 처리부가 인식한 이미지를 저장하는 저장부(600)(도시되지 않음) 및 상기 촬상부로 촬영된 영상 또는 상기 처리부로 인식된 물품 상의 이미지를 원격지에 송신하고, 원격지로부터 입력된 명령을 수신하는 통신부(700)(도시되지 않음)를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고를 제공한다.

상기 냉장고는 전체적으로 직육면체의 형태에 격벽으로 구분된 냉동고를 더 구비 하고 있는 것으로서 일 측면에 경첩식 개폐방식을 갖고 있으나(도 1), 이에 국한되지 않고 원형의 일체형 미닫이 방식 등을 가질 수 있다.

상기 수납부(100)는 원형의 형태로서 적층식 구조를 갖고 있으나(도 1), 이에 국한되지 아니하고 사각형의 병렬식 구조 등 다양한 형태와 구조를 가질 수 있다.

상기 촬상부(200)는 냉동고에 1개, 냉장고에 각각 1개를 설치하여 상기 수납부의 일부를 촬영하게끔 한 것이다(도 1). 그러나 상기 수납부(100)와 일대일 매칭이 되어 상기 수납부 하나 하나 촬영하게끔 구비될 수도 있는 등 상기 촬상부와 상기 수납부는 다양한 비(ratio)로 구성될 수 있다.

상기 표시부(300)는 냉동고 및 냉장고 문에 각각 사각형 모양으로 구비한 것이나(도 1), 이에 국한되지 아니하며 단일의 표시부로서 원형의 표시부를 갖는 등 다양한 개수 및 형태를 가질 수 있다.

상기 조작부(400)는 상기 수납부를 선택하는 외부의 명령에 따라 상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 수납부 영상을 상기 표시부로 하여금 표시하게끔 한다.

상기 조작부(400)는 상기 표시부(300)의 하단에 상기 수납부(100)의 개수만큼 버튼 수를 구비되어 있다. 상기 조작부(400)의 1번 버튼을 누르면 표시부에 1번 수납부를 촬영한 영상이 상기 표시부(300)에 표시되고, 다시 상기 조작부(400)의 4번 버튼을 누르게 되면 상기 표시부(300)에 4번 수납부를 촬영한 영상이 표시된다.

그러나 상기 조작부(400)는 이에 국한되지 않고 상기 표시부(300)와 일체로 또는 별개로 구비될 수 있으며, 상기 수납부를 선택하는 외부 명령에 따라 상기 촬상부(200)가 상기 수납부를 촬영한 영상을 상기 표시부(300)에 표시하게끔 하는 기능을 하는 것 일체를 가리킨다.

상기 처리부(500)는 상기 촬상부가 촬영한 상기 수납부에 수납된 물품 상의 이미지를 인식한다. 단, 상기 이미지는 단순한 글자에 한정되지 아니하며, 바코드, 상표 등을 포함하는 것이며, 물품 상에 표기된 것 일체를 지칭하는 것이다.

상기 저장부(600)는 상기 처리부가 인식한 물품 상의 이미지를 저장한다.

상기 통신부(700)는 상기 촬상부로 촬영된 영상 또는 상기 처리부로 인식된 물품 상의 이미지를 원격지에 송신한다. 상기 통신부로부터 송신된 이미지는 원격지에서 상기 수납부에 수납된 물품이 무엇인지를 확인할 수 있게 하거나, 수납된 물품의 유통기한을 알리는 등 다양한 기능에 활용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 상기 처리부(500)가 상기 이미지 상의 문자를 인식하는 방식에 있어서, OCR 방식에 의해 수납된 물품 상의 이미지에서 문자를 인식하는 방법을 도시한 순서도이다.

상기 OCR 방식은 문자를 촬영한 경우 그 촬영된 영상으로부터 이미지 스캐너로 문자 정보를 획득하여 기계가 읽을 수 있는 문자로 변화하는 것을 말하며, 상기 이미지 스캐너는 파이카메라로서 라즈베리파이와 호환되는 3280*2460까지 지원하는 것을 사용할 수 있다.

상기 라즈베리파이를 코딩할 때에는 OPEN CV 또는 CHAphca를 사용할 수 있다.

상기 OCR 방식은 상기 촬상부(200)가 상기 수납부(100)를 촬영하면 촬영된 영상에서 물품 상의 문자 윤곽(테두리)을 기반으로 하여 문자를 추출한다.

상기 OCR 방식의 구체적인 순서를 살펴보면, 상기 촬상부로부터 촬영된 이미지를 다른 색과의 경계선을 찾아내는 작업인 전처리 과정을 통해 단순화시킨다(Canny 함수). 그 결과 회색과 검은색으로 표현된 그림이 되는데, 가장자리 검출 알고리즘을 사용하여 다른 색과의 경계선에 윤곽선들이 생기도록 하고, 반복문을 통해 발견된 윤곽의 개수만큼 합당한지 평가를 실시한다. 평가기준은 윤곽의 가로세율 비율, 크기 상하한을 통해 노이즈를 제거한다. 이후 정제된 윤곽들만 다시 사각형 배열에 담는다(BoundRect함수). 그 다음 각각의 사각형에 기준 꼭짓점을 정한 후 근접한 기준 꼭짓점과의 기울기를 구하는데, 그 방향은 왼쪽에서 오른쪽으로 한다(Gradient함수). 상기 기울기가 일정한 기울기(0.25~0.3)를 넘으면 다시 이 작업을 반복하고, 넘지 않으면 윤곽선 집합으로 인식하되, 윤곽선 집합을 템플릿 정합법을 통해 분류하기 위해 Image라는 매트릭스 내 Rect 함수를 통해 원하는 크기만큼 사용한다. 여기서 원하는 크기는 윤곽선의 꼭짓점 위치로서, 마지막으로 분류하여 글자로 변환한다(inwirte함수).

상기 OCR 방식을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 영상이 입력되어, 이진화, 모폴로지 연산, 이진화레이블링, 캐릭터 세그멘테이션(character segmentation), 패턴 정합법의 순서로 진행된다.

상기 이진화는 문자 또는 도면을 인식하는 과정에서 노이즈를 제거하고 분석을 보다 용이하게 하기 위해 사용된다. 이진화는 크게 3가지로 전역 고정, 지역 가변, 히스테레시스(hysteresis, 이력효과)가 있는데, 본 발명은 대표적인 이진화 방식인 전역 고정 이진화를 적용해볼 수 있다.

이후 상기 모폴로지(morphology) 연산을 하게 되는데, 상기 모폴로지 연산은 크게 침식과 팽창으로 나뉘어진다. 이를테면, 기호 셉타(theta, Θ)는 B를 z 만큼 이동시켰더니, 이동된 B가 완전히 A의 부분집합이 되면 이동량 z는 A Θ B의 원소가 된다는 것을 말한다. 침식은 물체의 크기를 축소하고 배경을 확대하는데, A, B가 정의된다면 침식연산의 결과는 진한 녹색이 되고, 그 전보다 작아지게 된다. 즉, 침식연산의 결과는 구멍이 커지고, 얇은 부분은 서로 끊어지고 크기는 줄어들게 된다. 팽창은 물체의 크기를 확장하고 배경을 축소한다. 침식의 원리를 동일하게 이용하지만, 그 적용방식이 상이한데, 이를테면 a의 모든 요소에 이러한 연결성을 전부 부여한 결과가 팽창 연산의 결과가 된다. B보다 크기가 적은 구멍은 메워지고, B보다 작은 틈새를 가진 좁은 부분은 서로 연결되고, B만큼 팽창하게 된다. 침식을 하고 나서 팽창을 하게 되면 열기가 되는 것이고, 팽창을 먼저 하고 침식을 하게 되면 닫기가 된다.

이후 레이블링(Labeling)으로 인접한 화소에 모두 같은 번호를 부여하고 연결되지 않은 다른 성분에는 다른 번호를 붙인다. 상기 레이블링은 이진화된 그림을 0 또는 255(1-channel)의 값을 갖게 될 경우 인접한 영역끼리 그룹을 짓는 것으로, 진화된 영상의 픽셀수의 범위를 정하여 원하는 부분을 얻을 수 있다.

캐릭터 세그멘테이션(Character Segmentation)은 글자를 단위로 분할하는 과정으로 문자 인식은 한 글자 단위로 인식하기 때문에 한 글자 영역을 구분하는 것을 말한다.

문자인식에 관한 패턴 정합법은 4가지 방법(구조적 접근법, 통계적 접근법, 신경망 접근법, 템플릿 정합법)이 있는데, 템플릿 정합법은 패턴 인식에서 가장 오래되고 쉬운 접근법으로 다양한 템플릿을 미리 마련하여 패턴 조건에 맞는 것을 찾고 인식하는 방법으로 알고리즘이 간단하고 계산속도가 빨라 본 발명에 적용되기에 적합하다.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부를 확인할 수 있는 냉장고의 수납부 및 구동부만을 나타내는 평면도 및 측면도이다.

구체적으로, 상기 수납부를 회전하게끔 하는 구동부(800) 및 상기 조작부(400)는 상기 수납부를 선택하는 외부의 명령에 따라 상기 구동부가 회전되게끔 하는 것을 포함하는 냉장고를 제공한다.

상기 구동부(800)는 상기 수납부(100)의 정중앙에 회전축을 두고 직접적으로 결합되어 상기 수납부를 회전하게끔 한다. 그러나 상기 구동부(800)와 상기 수납부(100)의 결합 및 회전방식은 도 1에 도시된 바에 국한되지 아니하고, 상기 구동부가 고무, 체인 등 동력 전달 매개 장치를 이용하여 상기 수납부와 간접적으로 연결될 수도 있다.

상기 조작부(400)는 상기 수납부를 선택하는 외부의 명령이 입력되면, 상기 구동부(800)를 구동케 하여 선택된 상기 수납부(100)가 전면에 위치하게끔 하는 것을 포함한다.

바람직하게는 상기 구동부(800)는 서보모터(servomotor)인 것을 특징으로 하는 냉장고를 제공한다.

상기 서보모터는 서보기구에 있어서 최종 제어요소에서 입력신호에 응답하여 조작부의 기계적 부하를 구동하는 동력원을 총칭하는 것을 말하며, 토크의 저하에 상관없이 속도제어범위가 매우 넓고 저속운전시 토크 저하가 없고 순간 토크 약 300%를 얻을 수 있어 급격한 가속 및 감속에 대응할 수 있으므로 고변도 위치 결정용으로 사용하기 용이하다.

또한 상기 서보 모터는 각도 제어가 가능한 것으로서 회전력과 관성비가 크고 정밀도가 높아 속도제어의 범위가 넓고 저속이어도 매끄럽게 회전할 수 있는 모터로서, 상기 수납부 회전의 제어가 가능한 모터이다.

한편, 상기 구동부(800)를 제어하기 위해서는 라즈베리파이를 이용할 수 있다. 상기 라즈베리파이는 회로가 오픈소스로 공개되어 있으므로 누구나 직접 보드를 만들고 수정할 수 있다.

상기 라즈베리파이 통합 개발 환경은 소스 코드를 작성하고 편집할 수 있도록 하며, 상기 소스 코드를 라즈베리파이 하드웨어가 이해할 수 있는 명령어로 컴파일하여 보드에 이를 업로드 하는 기능을 제공한다.

상기 소스코드는 C++ 언어를 기반으로 하기 때문에 상기 라즈베리파이에서는 C++ 언어의 표준라이브러리 함수를 사용할 수 있다. 상기 라즈베리파이 하드웨어는 실세계와 연동되어 동작하는 센서, 가속도계, LED, 스피커, 디스플레이 등의 여러 구성품들이 쉽게 탈부착 가능하도록 핀(pin)으로 구성되어 있으며, 소프트웨어 개발 환경을 통해 작성되고 업로드 된 코드(명령어)가 실행되는 것을 특징으로 한다.

100: 수납부
200: 촬상부
300: 표시부
400: 조작부
500: 처리부
600: 저장부
700: 통신부
800: 구동부

Claims (3)

1. 물품을 수납하는 적어도 하나의 수납부;
   상기 적어도 하나의 수납부를 촬영하는 적어도 하나의 촬상부;
   상기 촬상부로 촬영된 영상을 외부로 표시하는 표시부;
   상기 수납부를 선택하는 외부의 명령에 따라 상기 촬상부에 의해 촬영된 상기 수납부 영상을 상기 표시부로 하여금 표시하게끔 하는 조작부;
   상기 촬상부가 촬영한 상기 수납부에 수납된 물품 상의 이미지를 인식하는 처리부;
   상기 처리부가 인식한 이미지를 저장하는 저장부; 및
   상기 촬상부로 촬영된 영상 또는 상기 처리부로 인식된 물품 상의 이미지를 원격지에 송신하는 통신부를포함하는 것을 특징으로 하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고에 있어서,
   상기 처리부는 상기 물품 상의 이미지로부터 문자윤곽을 기반으로 문자를 추출하는 OCR 방식을 통해 문자를 인식하는 것을 특징으로 하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고.
   
2. 삭제
3. 청구항 제1항에 있어서,
   상기 수납부가 회전되게끔 하는 구동부;
   상기 조작부는 상기 수납부를 선택하는 외부의 명령에 따라 상기 구동부를 구동시키는 것을 포함하는 내부를 확인할 수 있는 냉장고.

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