KR102289430B1 - 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템 - Google Patents

자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102289430B1
KR102289430B1 KR1020210033912A KR20210033912A KR102289430B1 KR 102289430 B1 KR102289430 B1 KR 102289430B1 KR 1020210033912 A KR1020210033912 A KR 1020210033912A KR 20210033912 A KR20210033912 A KR 20210033912A KR 102289430 B1 KR102289430 B1 KR 102289430B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
feed
food
charging
tank
robot
Prior art date
Application number
KR1020210033912A
Other languages
English (en)
Inventor
김석태
이동길
이정호
김형수
Original Assignee
대한민국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국 filed Critical 대한민국
Priority to KR1020210033912A priority Critical patent/KR102289430B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102289430B1 publication Critical patent/KR102289430B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K61/00—Culture of aquatic animals
    • A01K61/80—Feeding devices
    • A01K61/85—Feeding devices for use with aquaria
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Telephone Function (AREA)

Abstract

본 명세서는 스마트 양식장을 위한 양식장 관리 로봇의 메인 컨트롤러에 의한 먹이충전 방법에 있어서, 탐지된 먹이 공급 이벤트에 근거하여 : 1) 먹이 공급이 요구되는 수조의 식별자, 먹이 종류 및 먹이 공급량 정보를 판단하고, 2) 사료 공급장치의 호퍼에 포함된 잔여 사용량을 판단하는 단계; 상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 적을 경우, 자율주행 구동부를 통해, 먹이 충전을 위한 충전장치로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는 단계; 및 상기 충전장치로 이동이 완료된 경우, 상기 충전장치로 먹이 충전을 요청하는 충전 요청 메시지를 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템{SELF-DRIVING-BASED FISH FARM MANAGEMENT ROBOT AND ITS OPERATING SYSTEM}
본 발명은 어류를 포함하는 수산물을 생산하는 양식장을 스스로 관리하는 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇과 그 운영 시스템에 관한 것이다.
국내양식어업은 1960년대 본격적인 투자가 이루어지며 지속적인 성장을 해왔으나 최근에는 220만톤 수준에서 생산량이 정체되고 있다. 양식업은 전형적인 1차 산업으로 많은 경험과 인력이 필요하나 노령화로 인한 인력부족, 연안의 양식장 밀집에 의한 환경오염, 소비위축, 생산비용, 자연재해와 질병에 의한 집단 폐사 등으로 인해 많은 어려움을 겪고 있다.
현재 대부분의 양식장에서는 사람이 직접 사료를 뿌려주는 방식으로 사료를 공급하고 있으나 이러한 방법은 다수의 상주 인원을 필요로 하여 인건비를 상승시키고, 잉여사료로 인한 수질오염 문제, 사람과의 접촉으로 인한 사료의 오염으로 인한 질병 발생 등의 문제를 야기시킬 수 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 국내 수산양식기자재 업계에서는 다양한 형태의 자동사료 공급 장치를 개발해오고 있으나, 대부분 고정형 시설물로 이루어져 있어 비용대비 효율성이 떨어지며, 시설물의 변경 또는 확장시에 사료 공급 장치를 재사용하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 자율주행을 기반으로 하는 이동형 양식장 관리 로봇 및 이를 운영하기 위한 시스템을 제안한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 양상은, 스마트 양식장을 위한 양식장 관리 로봇의 메인 컨트롤러에 의한 먹이 공급 방법에 있어서, 탐지된 먹이 공급 이벤트에 근거하여 : 1) 먹이 공급이 요구되는 수조의 식별자, 먹이 종류 및 먹이 공급량 정보를 판단하고, 2) 사료 공급장치의 호퍼에 포함된 잔여 사료량을 판단하는 단계; 상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 많거나 같은 경우 : 상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 자율주행 구동부를 통해, 상기 수조의 식별자와 대응되는 제1 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는 단계; 상기 먹이 종류 및 상기 먹이 공급량 정보에 근거하여, 토출구를 확장시켜, 상기 제1 수조에 급이하는 단계로서, 상기 토출구는 텔레스코픽(Telescopic) 구조를 갖음; 및 상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 제2 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 순서 리스트를 설정하기 위한, 팝업 창을 표시하는 단계; 및 상기 팝업 창을 통해, 사용자로부터 상기 순서 리스트를 입력받고, 상기 순서 리스트를 설정하는 단계; 를 더 포함하며, 상기 순서 리스트는 하나 이상의 수조를 멤버로 갖는 그룹을 포함할 수 있다.
또한, 상기 먹이 공급 이벤트는 사용자로부터 입력받은 먹이 공급 시간에 근거하여, 발생될 수 있다.
또한, 상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 적을 경우, 자율주행 구동부를 통해, 상기 양식장 관리 로봇에 먹이를 충전하기 위한 중천장치로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는 단계; 및 상기 충전장치로 이동이 완료된 경우, 상기 충전장치로 먹이 충전을 요청하는 충전 요청 메시지를 전송하는 단계;를 더 포함하며, 상기 충전장치는 사료 보관통, 상기 양식장 관리 로봇의 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전장치, 상기 사료 보관통을 상하로 이동시킬 수 있는 이동장치 및 상기 양식장 관리 로봇을 유도하기 위한 로봇 유도용 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 충전 요청 메시지는 먹이 충전 절차를 트리거(trigger)할 수 있다.
또한, 상기 먹이 충전이 완료된 경우, 상기 사료 공급장치로부터 충전 완료를 알리는 충전 완료 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 충전 완료 메시지의 응답으로서, 먹이 공급 절차를 재수행하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 먹이 충전 절차는 상기 충전장치에 기설정된 높이에 근거하여, 상기 사료 보관통이 상하 운동함으로써 수행될 수 있다.
또한, 디스플레이부를 통해, 사용자에게 상기 순서 리스트를 표시하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 또 다른 일 양상은, 스마트 양식장을 위한 먹이를 공급하는 양식장 관리 로봇에 있어서, 전기 신호를 송수신하기 위한 송수신부; 디스플레이부; 자율주행 구동부; 수조에 먹이를 공급하고, 상기 양식장 관리 로봇에 먹이를 충전하기 위한 충전장치로부터 먹이를 충전받기 위한 사료 공급장치; 및 상기 디스플레이부; 상기 송수신부, 상기 자율주행 구동부 및 상기 사료 공급장치를 제어하는 메인 컨트롤러;를 포함하며, 상기 메인 컨트롤러는 탐지된 먹이 공급 이벤트에 근거하여 : 1) 먹이 공급이 요구되는 수조의 식별자, 먹이 종류 및 먹이 공급량 정보를 판단하고, 2) 상기 사료 공급장치의 호퍼에 포함된 잔여 사료량을 판단하며, 상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 많거나 같은 경우 : 상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 상기 수조의 식별자와 대응되는 제1 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키고, 상기 먹이 종류 및 상기 먹이 공급량 정보에 근거하여, 토출구를 확장시켜, 상기 제1 수조에 급이하며, 상기 토출구는 텔레스코픽(Telescopic) 구조를 갖고, 상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 제2 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 자율주행을 기반으로 하는 이동형 양식장 관리 로봇 및 이를 운영하기 위한 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 명세서가 적용될 수 있는 스마트 양식장의 구성도이다.
도 3은 본 명세서가 적용될 수 있는 스마트 양식장의 예시이다.
도 4는 본 명세서에 적용될 수 있는 양식장 관리로봇의 예시이다.도 5 내지 8은 본 명세서가 적용될 수 있는 양식장 관리 로봇(240)의 관제 응용프로그램 메인화면의 예시이다.
도 9는 본 명세서가 적용될 수 있는 먹이공급 창(window)의 예시이다.
도 10은 본 명세서가 적용될 수 있는 먹이공급 설정창의 예시이다.
도 11은 본 명세서가 적용될 수 있는 사육현황 창의 예시이다.
도 12 및 도 13은 본 명세서가 적용될 수 있는 카메라영상 창의 예시이다.
도 14는 본 명세서가 적용될 수 있는 데이터관리 창의 예시이다.
도 15는 본 명세서가 적용될 수 있는 시스템점검 창의 예시이다.
도 16 내지 도 18은 본 명세서가 적용될 수 있는 설정화면의 예시이다.
도 19 내지 도 21은 양식장 관리 로봇(204)의 안내 화면의 예시이다.
도 22는 본 명세서가 적용될 수 있는 양식장 관리 로봇에 포함된 자율주행 구동부의 예시이다.
도 23은 본 명세서가 적용될 수 있는 양식장 관리 로봇에 포함된 사료 공급장치의 예시이다.
도 24는 본 명세서가 적용될 수 있는 충전장치의 예시이다.
도 25는 본 명세서가 적용될 수 있는 충전장치의 토출구를 자세히 예시한다.
도 26은 본 명세서가 적용될 수 있는 충전장치 컨트롤 유닛의 예시이다.
도 27은 본 명세서가 적용될 수 있는 사료 충전 절차의 예시이다.
도 28은 본 명세서가 적용될 수 있는 먹이 충전의 일 실시예이다.
도 29는 본 명세서가 적용될 수 있는 메인 컨트롤러의 일 실시예이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
도 1은 본 발명과 관련된 전자 기기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 전자 기기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 전자 기기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 전자 기기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 전자 기기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전장치 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 전자 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 전자 기기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 전자 기기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 전자 기기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 전자 기기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 전자 기기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 전자 기기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 전자 기기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 전자 기기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 전자 기기의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 전자 기기 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 전자 기기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 전자 기기(100)에 제공될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 전자 기기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus), MST(Magnetic Secure Transmission) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 전자 기기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100) 사이, 또는 전자 기기(100)와 다른 전자 기기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 전자 기기(100)는 본 발명에 따른 전자 기기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 전자 기기(100) 주변에, 상기 전자 기기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 전자 기기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 전자 기기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 전자 기기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 전자 기기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 전자 기기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 전자 기기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 전자 기기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 전자 기기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 전자 기기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 전자 기기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 전자 기기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 전자 기기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 전자 기기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 전자 기기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 전자 기기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 전자 기기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 전자 기기(100)의 전면, 후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 전자 기기 내 정보, 전자 기기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 전자 기기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 전자 기기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 전자 기기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 전자 기기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 전자 기기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 전자 기기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.
상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 전자 기기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 전자 기기(100)의 구성 사양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 전자 기기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 전자 기기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 전자 기기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 전자 기기가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 전자 기기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 전자 기기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 전자 기기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전장치 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 전자 기기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 전자 기기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 전자 기기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 전자 기기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 전자 기기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 전자 기기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 전자 기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 전자 기기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 전자 기기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전장치가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다. 본 발명에서 전자기기(100)는 단말로 통칭될 수 있으며, 후술하는 양식장 관리 로봇(204)은 자율주행 구동부(2500)를 더 포함하며, 이를 통해 이동성 있는 전자기기(100)를 의미할 수 있다.
도 2는 본 명세서가 적용될 수 있는 스마트 양식장의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 스마트 양식장은 하나 이상의 수조(201), 및 양식장 관리 로봇(204)을 포함할 수 있다.
각각의 수조(201)는 복수 개의 센서 및 이러한 센서들과 상호작용할 수 있는 동작모듈을 포함할 수 있다. 센서들은 수조(201)의 수온, 용존산소, ph, 수위 등을 측정하고, 이에 대한 센싱데이터를 생성할 수 있다.
생성된 센싱데이터는 통신장치를 통해, 양식장 관리 로봇(204)으로 전달될 수 있다. 이러한 통신장치는 각각의 수조(201) 별로 설치되어, 각각의 수조(201)에 포함된 센서 및 동작모듈을 제어하기 위한 전기적 신호를 전달할 수 있다. 또한, 통신장치는 전술한 무선 인터넷 모듈(113) 및 근거리 통신 모듈(114)을 포함할 수 있으며, 또한 각각의 통신장치는 유,무선을 통해 연결될 수 있다.
양식장 관리 로봇(204)은 설치된 자율주행 구동부(2500)를 통해, 수조(201)에 접근할 수 있다. 사용자는 양식장 관리 로봇(204)의 디스플레이부를 통해, 직접 명령을 입력하거나, 제어 PC 또는 사용자 단말을 통해, 원격으로 명령을 입력할 수 있다.
먹이 공급부(205)는 제어부(203)를 통해 수신되는 제어명령에 따라 각 수조에 먹이를 공급할 수 있다.
이에 대한 자세한 동작은 후술하기로 한다.
도 3은 본 명세서가 적용될 수 있는 스마트 양식장의 예시이다.
도 3을 참조하면, 도 2를 보다 자세히 예시한다.
각각의 수조(201)는 제1 통신장치와 연결될 수 있고, 다시 제1 통신장치들은 제2 통신장치와 연결될 수 있다. 제2 통신장치는 양식장 관리 로봇(204)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 양식장 관리 로봇(204)은 복수 개의 수조(201)와 연결될 수 있다.
센서는 수온,용존 센서, 유량센서, ph 센서, 카메라 센서, 수위 센서 및 후술되는 먹이활동성 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 양식장 관리 로봇(204)은 센싱데이터를 전달받아 분석할 수 있다.
도 4는 본 명세서에 적용될 수 있는 양식장 관리로봇의 예시이다.
도 4(a)를 참조하면, 양식장 관리 로봇(240)은 수조에 먹이를 공급할 수 있으며, 도 4(b)를 참조하면, 양식장 관리 로봇(240)은 사용자에게 안내 서비스를 제공할 수 있다.
다시 도 4(a)를 참조하면, 양식장 관리 로봇(240)은 수조에 접근하기 위한 자율주행 구동부(410), 배터리(420), 메인컨트롤러(430), 사용자에게 양식장의 정보를 디스플레이 하기위한 디스플레이부(440), 수조에 사료를 급이하기 위한, 급이용 토출모터 및 블로어 모터(450), 수조에 사료가 토출되는 토출구(460), 사료통(470) 및 이러한 모듈들을 지지하기 위한 프레임(480)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 양식장 관리 로봇(240)은 자율주행 기능을 이용하여 스스로 경로를 탐색하여 이동 가능하고, 설정된 시간, 공급량에 따라 수조에 접근하여 사료를 공급할 수 있다.
사료 토출구(460)는 텔레스코픽 구조를 적용하여, 양식장 관리 로봇(240)이 이동할 때, 양식장 내의 구조물과의 간섭을 배제시키고, 사료 공급을 위해 수조에 접근했을 경우, 확장되어 사료가 공급될 수 있다. 또한, 사료통(470)의 사료 잔량 또는 배터리 잔량이 부족할 경우, 양식장 관리 로봇(240)은 충전소로 이동하여 사료 또는 배터리를 충전한 후, 주어진 임무를 수행함으로써, 사람의 간섭을 최소화한 독립적인 운영이 가능하다. 상기 동작들이 수행되는 자세한 방식은 후술하기로 한다.
다시 도4(b)를 참조하면, 양식장 관리 로봇(240)은 자율주행 구동부(410)를 이용하여, 사용자에게 접근할 수 있으며, 음성 인식 기능과 디스플레이부(440)를 이용하여 사용자에게 양식장에 관련된 정보를 제공하거나 양식장 내의 특정 위치로 사용자를 에스코트할 수 있다.
도 5 내지 8은 본 명세서가 적용될 수 있는 양식장 관리 로봇(240)의 관제 응용프로그램 메인화면의 예시이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 양식장 관리 로봇(240)은 제어부(203)에 설치된 관제 응용프로그램을 통해, 관리되거나, 양식장 관리 로봇(240)의 메일 컨트롤러(430)에 설치된 관제 응용프로그램을 통해, 사용자로부터 디스플레이부(440)로부터 명령을 입력받아, 동작하거나, 원격으로 연결된 사용자의 단말(예를 들어, 모바일 폰, 타블렛)을 통해, 관리될 수 있다. 본 명세서에서 제어장치는 제어부(203) 및 메인 컨트롤러(430)를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어장치는 사용자로 부터 ID 및 ID 별로 할당된 PASSWORD 입력받아 동작할 수 있다. 이를 통해, 복수의 인증된 사용자가 양식장 관리 로봇(240)을 관리할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제어장치는 양식장 관리 로봇(240)과 충전장치의 실시간 상태바를 디스플레이한다(610). 예를 들어, 실시간 상태바는 배터리/사료의 잔량 및 양식장 관리 로봇의 현재 상태의 정보를 포함할 수 있다.
제어장치는 사용자에게 제공될 수 있는 기능의 리스트를 나타내는 메뉴 탭(tap)을 디스플레이한다(620). 또한, 제어장치는 통신 상태를 확인할 수 있는 버튼을 디스플레이한다(630). 예를 들어, 상기 버튼은 스마트 양식장의 관제시스템과 양식장 관리 로봇(204) 사이의 통신이 연결되면 아이콘 하단에 흰색 박스가 초록색으로 변함으로써, 사용자에게 현재 통신 상태를 직관적으로 알릴 수 있다. 사용자는 상기 아이콘을 클릭하여 현재 통신 상태의 정보를 상세하게 볼 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 제어장치는 사용자가 상기 아이콘을 클릭한 경우, 통신 상태의 정보를 사용자에게 알리기 위한 팝업창을 디스플레이 할 수 있다. 상기 팝업창은 관제 서버의 접속 상태(예를 들어, 관제 서버의 주소, port 확인 및 통신상태 확인 정보)를 나타내는 윈도우(810), 양식장을 관리하는 서버의 접속 상태(예를 들어, 양식장을 관리하는 서버의 주소, port 확인 및 통신상태 확인 정보)를 나타내는 윈도우(820), 및 로봇을 제어하기 위한 조이스틱의 접속 상태(예를 들어, 조이스틱을 관리하는 서버의 주소, port 확인 및 통신상태 확인 정보)를 나타내는 윈도우(830)를 포함할 수 있다.
다시, 도 6을 참조하면, 제어장치는 양식장의 수조 별 사육정보 및 양식장 관리 로봇(240)의 위치 정보를 디스플레이 할 수 있다. 사용자는 수조를 나타내는 아이콘을 터치하거나 클릭하여, 양식장 관리 로봇(240)이 특정 수조에 먹이를 공급하거나, 특정 수조로 이동하도록 명령할 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 수조가 선택되면, 제어장치는 선택된 수조에 대한 제어값을 입력받기 위한 팝업창을 디스플레이 할 수 있다. 예를 들어, 상기 팝업창은 선택된 수조의 식별자(710), 먹이 공급량 입력칸(720), 양식장 관리 로봇(204)에게 먹이공급 명령을 입력하기 위한 버튼(730) 및 양식장 관리 로봇(204)에게 이동명령을 입력하기 위한 버튼(740)을 포함할 수 있다.
다시, 도 6을 참조하면, 제어장치는 수조별 먹이 공급시간/공급량에 관한 정보를 디스플레이 할 수 있다(650).
도 9는 본 명세서가 적용될 수 있는 먹이공급 창의 예시이다.
도 9를 참조하면, 제어장치는 사용자가 메뉴탭(620)의 먹이공급 아이콘을 선택하는 경우, 먹이공급 창을 디스플레이 할 수 있다. 먹이공급창은 모든 수조를 선택하기 위한 전체선택 버튼(910),급이모드 및 사료의 크기를 나타내는 급이 설정 상태 버튼(920), 각 수조별 먹이 공급시간/공급량을 나타내는 상태창(930), 설정값을 수정/적용하기 위한 버튼(940) 및 수조 그룹(예를 들어, A 그룹 또는 B 그룹) 을 선택하기 위한 선택버튼(950)을 포함한다. 예를 들어, 사용자가 수정 버튼을 입력하는 경우, 제어장치는 도 10의 설정창을 팝업하며, 사용자가 적용버튼을 입력하는 경우, 제어장치는 양식장 관리 로봇(204)에게 설정값을 전송할 수 있다.
도 10은 본 명세서가 적용될 수 있는 먹이공급 설정창의 예시이다.
도 10을 참조하면, 설정창은 먹이를 공급하는 시간/ 공급량을 선택하는 버튼(1010), 설정값을 추가/삭제하기 위한 버튼(1020)(예를 들어, 추가 버튼이 입력되는 경우, 1010의 설정값이 추가될 수 있고, 1030의 체크박스를 통해 삭제될 수 있음), 먹이 공급시간/공급량의 설정 값을 나타내는 버튼(1030), 설정값을 저장하고, 로봇에게 전송하기 위한 저장버튼(1040) 및 설정창을 종료하는 취소 버튼(1050)을 포함한다.
도 11은 본 명세서가 적용될 수 있는 사육현황 창의 예시이다.
도 11을 참조하면, 제어장치는 사용자가 메뉴탭(620)의 사육현황 아이콘을 선택하는 경우, 사육현황 창을 디스플레이 할 수 있다. 사육현황 창은 사육현황 데이터가 어떤 데이터인지를 나타내는 타이틀(title) 바(bar)(1110), 수조의 데이터(예를 들어, 어종, 수량, 평균무게, 총무게, 사육밀도, 환수량, 먹이종류, 공급회수, 먹이공급량, 사육기간, 입식일 , pH, 용존산고, 수온 등)을 나타내는 데이터 표시바(1120), 및 수조 그룹(예를 들어, A 그룹 또는 B 그룹) 선택 버튼(1130)을 포함한다.
도 12 및 도 13은 본 명세서가 적용될 수 있는 카메라영상 창의 예시이다.
도 12를 참조하면, 제어장치는 사용자가 메뉴탭(620)의 카메라영상 아이콘을 선택하는 경우, 카메라영상 창을 디스플레이 할 수 있다. 카메라 창은 양식장 관리 로봇(204)에 설치된 IP 카메라에서 수신 받은 영상이 출력될 수 있다.
도 13은 제어장치가 카메라영상 창을 사용자 태블릿에 표시하는 경우를 예시한다. 태블릿에 카메라영상 창이 표시되는 경우, 카메라영상 창은 카메라 영상화면(1310) 외에 양식장 관리 로봇(204)를 조정하기 위한 조이스틱 연결버튼(1320), 회전 조이스틱 사용을 위한 전방향버튼(1330), 및 조이스틱 버튼(1340)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 태블릿용 관제 응용프로그램의 조이스틱 기능을 이용하여 양식장 관리 로봇(204)을 수동으로 조정하면서 양식장 관리 로봇(204)의 시선(카메라 이용)으로 시설물과 수조내 어류 상태 등을 점검 할 수 있다.
도 14는 본 명세서가 적용될 수 있는 데이터관리 창의 예시이다.
도 14를 참조하면, 제어장치는 사용자가 메뉴탭(620)의 데이터관리 아이콘을 선택하는 경우, 데이터관리 창을 디스플레이 할 수 있다.
데이터관리 창은 표시할 항목을 선택하기 위한 체크박스(1410), 기간을 선택하는 박스(1420), 검색버튼(1430), 엑셀을 다운로드하는 버튼(1440), 수조를 선택하는 버튼(1450), 및 선택된 수조, 항목 및 기간을 차트로 표시하는 차트 표시 윈도우(1460)를 포함한다.
도 15는 본 명세서가 적용될 수 있는 시스템점검 창의 예시이다.
도 15를 참조하면, 제어장치는 사용자가 메뉴탭(620)의 시스템점검 아이콘을 선택하는 경우, 시스템점검 창을 디스플레이 할 수 있다. 시스템점검 창은 항목별 로봇 상태정보(예를 들어, 사료잔량, 베터리잔량, 급이장치, 초음파모듈, 구종모터, 라이다 센스 등의 정상동작 유무 표시)를 표시할 수 있다.
도 16 내지 도 18은 본 명세서가 적용될 수 있는 설정화면의 예시이다.
도 16을 참조하면, 제어장치는 사용자가 메뉴탭(620)의 설정 아이콘을 선택하는 경우, 설정화면을 디스플레이 할 수 있다. 설정화면은 시스템 설정과 사용자 등록을 선택할 수 있는 버튼(1610), 급이모드와 조이스틱 모드를 ON/OFF 하기 위한 버튼(1620), 사료급이 순서를 설정하기 위한 버튼(1630), 양식장 관리 로봇(204)의 모드를 설정하기 위한 버튼(1640), 및 임계값을 설정하기 위한(예를 들어, 사용자는 수온/용존산소/pH등 양식환경에 대한 임계 값을 설정할 수 있으며, 해당 범위를 벗어난 데이터가 입력되면 경보 알람이 울린다.) 버튼(1650)을 포함할 수 있다.
도 17을 참조하면, 사용자가 사료급이 순서를 설정하기 위한 버튼(1630)을 입력하는 경우, 제어장치는 급이순서를 설정하기 위한 창을 팝업할 수 있다. 수조 아래에 표시되는 번호를 통해, 제어장치는 급이 순서를 표시할 수 있다.
도 18을 참조하면, 사용자가 사용자 등록을 선택하는 버튼(1610)을 입력하는 경우, 제어장치는 사용자 등록 창을 디스플레이 할 수 있다.
도 19 내지 도 21은 양식장 관리 로봇(204)의 안내 화면의 예시이다.
도 19 내지 도 21을 참조하면, 양식장 관리 로봇(204)은 디스플레이부(440)를 통해, 사용자에게 양식장의 상태를 안내할 수 있다.
도 19를 참조하면, 상태메시지는 수조 활성도 화면으로 전환하기 위한 버튼(1910), B수조 정보화면으로 전환하기 위한 버튼(1920), A수조 정보화면으로 전환하기 위한 버튼(1930), 음성인식을 시작하기 위한 버튼(1940), 로봇 설정/제어 버튼(1950), 충전장치 수리 또는 충전장치의 사료 보충시에 로봇을 안전위치로 이동 시키기 위한 버튼(1960), 로못의 상태(이동, 급이, 충전 등)를 나타내는 상태바(1970), 및 로봇의 위치가 표시되는 맵(1980)을 포함한다.
도 20을 참조하면, 사용자가 1960 버튼을 입력한 경우, 표시되는 팝업창(2010)을 예시한다. 이러한 팝업창은 안전위치에서 로봇의 대기상태 메시지(2020), 및 충전장치 정비가 끝났을 때 로봇을 다시 도킹 위치로 복귀시키는 버튼(2030)을 포함한다.
도 21을 참조하면, 양식장 관리 로봇(204)는 음성인식 또는 디스플레이부(440)의 터치스크린을 통해, 수조별 사육환경 및 현황을 표시하는 창을 디스플레이 할 수 있다. 이러한 창은 메인화면으로 복귀하는 버튼(2110), 수조 별 수질정보(예를 들어, 터치시 상세정보 표시)(2120) 및 선택된 수조의 상세정보(2130)를 포함한다.
전술한 바에 따라, 본 명세서에서 예시하는 양식장 관리 로봇(204)은 자율주행 기능을 이용하여 스스로 운행할 수 있다. 양식장 관리 로봇(204)은 수조(201)에 설치된 센서들과 연결되어 수조(201)의 사육환경을 관리할 수 있으며, 운영자에 의해 설정될 수 있는 먹이 공급 시간과 먹이 공급량에 따라 스스로 움직여 수조(201)에 사료를 공급할 수 있다.
또한, 양식장 관리 로봇(204)은 충전장치(충진기)를 통해, 사료와 배터리를 자동충전 함으로써 사람의 간섭이 최소화된 독립적인 운영이 가능하며, 음성인식 기능을 이용하여 양식현황을 안내하거나 방문객을 에스코트할 수 있다.
이를 위해, 양식장 관리 로봇(204)은 자율주행 구동부(2500) 및 사료 공급장치(2600)를 포함할 수 있다.
도 22는 본 명세서가 적용될 수 있는 양식장 관리 로봇에 포함된 자율주행 구동부의 예시이다.
도 22(a)를 참조하면, 자율주행 구동부(2500)는 복수개의 휠(2510), 휠 구동 모터(2520) 및 복수개의 센서(2530)를 포함하며, 이는 양식장 관리 로봇(204)의 메인컨트롤러(430)를 통해, 제어될 수 있다.
도 22(b)를 참조하면, 센서(2530)는 자율주행을 위한 센서(예를 들어, LIDAR 센서, Depth 센서), 장애물을 감지하기 위한 센서(예를 들어, Ultrasonic 센서) 및 충격 감지를 위한 센서(예를 들어, Bumper 센서)를 포함한다. 이러한 센서(2530)들을 통해 생성된 센싱 데이터는 양식장 관리 로봇(204)에 전달될 수 있고, 양식장 관리 로봇(204)은 이러한 센싱 데이터를 이용하여, 자율주행 기능을 수행할 수 있다.
도 23은 본 명세서가 적용될 수 있는 양식장 관리 로봇에 포함된 사료 공급장치의 예시이다.
도 23(a)를 참조하면, 사료 공급장치(2600)는 양식장 관리 로봇(204)이 각각의 수조(201)에 이동하며 먹이를 공급하기 위해 사료를 보관하는 호퍼(2610), 사료 토출을 위한 블로어(2620), 사료가 배출되는 급이구(2630)를 포함한다.
제어장치를 통해 설정된 시간에 도달하면, 양식장 관리 로봇(204)은 설정된 수조(201)에 이동하여, 정량측정부를 통해, 설정된 양만큼의 사료를 공급할 수 있다.
만일, 호퍼(2610)의 사료 잔량이 설정된 값 이하일 경우, 양식장 관리 로봇(204)은 충전장치(2700)로 이동하여 사료를 보충할 수 있다.
도 23(b)를 참조하면, 급이구(2630)는 양식장 관리 로봇(204)이 이동 중에 발생하는 양식장내의 구조물과의 간섭을 최소화하기 위해, 망원경 형태로 접고 펴는 구조(텔레스코픽 구조)를 가지며, 이를 통해, 급이구(2630)는 양식장 관리 로봇(204)의 이동시에는, 로봇 내부에 위치할 수 있고, 사료 공급을 위해 양식장 관리 로봇(204)이 수조(201)에 근접한 경우, 외부로 확장될 수 있다. 이를 통해, 양식장 관리 로봇(204)은 수조(201)에 안정적으로 사료를 공급할 수 있다.
도 24는 본 명세서가 적용될 수 있는 충전장치의 예시이다.
도 24(a)를 참조하면, 충전장치(2700)는 양식장 관리 로봇(204)의 사료 및 배터리를 충전하기 위해, 메인 프레임(2710), 사료 보관통(2720), 배터리 충전장치(2730), 컨트롤 보드(2740), 이동장치(2750) 및 로봇 유도용 센서(2760)를 포함한다.
사료 보관통(2720)은 사료를 보관하기 위한 것으로 로드셀을 이용하여 잔여 사료량을 측정할 수 있다.
도 24(b)를 참조하면, 사료 보관통(2720)의 사료 잔량이 부족해서 채워야 하거나 청소가 필요할 경우, 충전장치(2700)는 이동장치(2750)(예를 들어, 스크류잭)를 이용하여, 사료 보관통(2720)을 아래로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 충전장치(2700)는 사료 보관통(2720)의 위치를 측정하기 위한 복수개의 센서(A,B,C,D)를 포함할 수 있다. 이러한 센서들은 충전장치(2700)의 동작에 따라, 사료 보관통(2720)이 위치하는 기준점을 가이드 할 수 있다.
다음의 표 1은 전술한 센서의 위치에 사료통 높이 및 이에 대응되는 동작의 예시이다.
Figure 112021030762117-pat00001
다시, 도 24(a)를 참조하면, 로봇 유도용 센서(2760)는 사료 또는 배터리 충전을 위해 양식장 관리 로봇(204)이 정확한 위치에 위치하도록 유도할 수 있다.
베터리 충전장치(2730)는 충전전극을 통해, 양식장 관리 로봇(204)의 베터리를 충전할 수 있다. 예를 들어, 양식장 관리 로봇(204)은 베터리 충전량이 설정값 이하인 경우, 충전장치(2700)로 이동하여, 베터리를 충전할 수 있다.
도 25는 본 명세서가 적용될 수 있는 충전장치의 토출구를 자세히 예시한다. 도 25를 참조하면, 토출구는 토출구 커버(2501), 사료 투입구를 개폐하기 위한 개폐용 가이드(2502), 토출되는 사료의 양을 조절하기 위한 리미트 스위치(2503) 및 스텝 전동실린더(2504)를 포함한다.
도 26은 본 명세서가 적용될 수 있는 충전장치 컨트롤 유닛의 예시이다.
도 26을 참조하면, 충전장치는 별도의 충전장치 컨트롤 유닛(3000)에 의해 제어되거나, 사용자에 의하여 수동으로 제어 될 수 있다. 충전장치 컨트롤 유닛은 유선충전을 위한 유선충전선 보관함(2601), 메인제어판(2602) 및 유선충전 제어판(2603)을 포함한다. 사용자는 메인제어판을 통해, 충전모드를 수동 또는 자동으로 설정할 수 있으며, 비상시에 작동을 중단시킬 수 있고, 청소/수리 등의 경우 사료 보관통(2720)을 수동으로 이동시킬 수 있으며, 동작을 점검 또는 청소를 하기 위해 사료를 토출할 수 있다. 또한, 충전장치 컨트롤 유닛(3000)은 사용자에게 베터리를 수동으로 충전할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.
도 27은 본 명세서가 적용될 수 있는 사료 충전 절차의 예시이다.
사료 충전을 위해 양식장 관리 로봇(204)은 로봇 유도용 센서(2760)와 연계하여, 사료 충전을 위한 정확한 위치에 위치하게 됨을 알 수 있다. 사료 충전을 위한 위치에 위치하게 된 양식장 관리 로봇(204)은 충전장치(2700)로 충전을 요청할 수 있다.
도 27(a)를 참조하면, 양식장 관리 로봇(204)은 사료 충전을 위한 위치에 위치하고, 대기 상태를 갖을 수 있다. 대기 상태에서 사료 보관통(2720)은 도 24(b)의 ‘D’위치에 위치하며, 호퍼(2610)는 토출구의 하단에 위치할 수 있다. 여기서, 충전장치(2700)의 토출구는 닫힘 상태(2800)를 갖으므로, 사료 보관통(충전장치의 사료통)(2720)의 사료는 토출되지 않는다.
도 24(b) 및 도 27(b)를 참조하면, 충전장치(2700)가 충전 요청 메시지를 수신한 경우, 사료 보관통(2720)은 ‘D’위치에서 ‘C’위치로 이동할 수 있다. 여기서, ‘C’위치는 토출구와 호퍼(2610)가 결합할 수 있는 사료 보관통(2720)의 위치이다. 결합이 완료되면, 토출구는 열림 상태(2900)를 갖으며, 설정된 양만큼 사료 충전이 시작된다. 충전이 완료되면 토출구는 닫힘 상태(2800)로 전환하며, 사료 보관통(2720)은 다시 ‘D’위치로 복귀할 수 있다.
또한, 사용자는 사용자 단말을 통해, 원격지에서 양식장내의 시설물 점검을 위해 양식장 관리 로봇(204)의 이동 경로 또는 목적 장소를 지정할 수 있다. 또한, 사용자 단말은 양식장 관리 로봇(204)의 카메라를 통해, 실시간 영상을 송출받을 수 있으며, 이를 통해, 양식장 관리 로봇(204)의 이동 경로상의 시설물, 양식생물의 상태 또는 장소를 실시간으로 감시/확인할 수 있다.
또한, 양식장 관리 로봇(204)은 포함된 센서를 통해, 음성인식 기능을 이용하여 사용자 또는 방문객에게 양식장에 관련된 정보를 공유하거나 특정 장소로 안내하는 기능을 수행할 수 있다.
도 28은 본 명세서가 적용될 수 있는 먹이 충전의 일 실시예이다.
도 28을 참조하면, 메인 컨트롤러(430)는 수조의 사육정보를 등록한다(S2910). 예를 들어, 메인 컨트롤러(430)는 전술한 관제 응용프로그램을 통해, 각 수조 별로 먹이 공급 시간과 먹이 공급량을 설정할 수 있다.
메인 컨트롤러(430)는 먹이 공급 이벤트를 감지한다(S2920). 예를 들어, 메인 컨트롤러(430)는 기설정된 먹이공급 시간이 도래하였음을 감지할 수 있다. 메인 컨트롤러(430)는 먹이 공급 이벤트가 감지된 수조의 ID, 먹이 종류 및 먹이 공급량 등을 판단한다.
메인 컨트롤러(430)는 사료 공급장치(2600)의 호퍼(2610)에 포함된 잔여 사료량을 판단할 수 있다(S2930). 예를 들어, 먹이 종류에 따른 잔여 사료량이 먹이 공급량보다 크거나 같을 경우, 양식장 관리 로봇(204)은 수조 ID에 대응하는 수조로 이동하여, 수조에 먹이를 공급할 수 있다.
이 경우, 메인 컨트롤러(430)는 사료 공급장치(2600)로 먹이 공급 이벤트가 감지된 수조에 먹이를 공급하기 위한, 제1 먹이공급 절차를 수행한다(S2940). 예를 들어, 메인 컨트롤러(430)는 사료 공급장치(2600)에 공급되어야 하는 먹이의 종류 및 먹이 공급량에 따라 먹이 공급을 수행하도록 하는 제어 메시지를 전달 할 수 있다. 예를 들어, 먹이 공급 이벤트는 사용자가 입력한 시간에 따라, 발생할 수 있다.
보다 자세하게, 메인 컨트롤러(430)는 먹이 공급을 위해, 수조의 ID 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 상기 수조의 식별자와 대응되는 제1 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키고,
상기 먹이 종류 및 상기 먹이 공급량 정보에 근거하여, 토출구를 확장시켜, 상기 제1 수조에 급이하며, 상기 토출구는 텔레스코픽(Telescopic) 구조를 갖고, 상기 수조의 ID 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 다음 수넛의 제2 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시킬 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(430)는 상기 순서 리스트를 설정하기 위한, 팝업 창을 표시하고, 상기 팝업 창을 통해, 사용자로부터 상기 순서 리스트를 입력받고, 상기 순서 리스트를 설정하며,
상기 순서 리스트는 하나 이상의 수조를 멤버로 갖는 그룹을 포함할 수 있다.
만일, 먹이 종류에 따른 잔여 사료량이 먹이 공급량보다 적을 경우, 메인 컨트롤러(430)는 충전 준비 절차를 수행한다(S2950). 예를 들어, 메인 컨트롤러(430)는 자율주행 구동부(2500)를 통해, 양식장 관리 로봇(204)을 충전장 치(2700)로 이동시킨다.
메인 컨트롤러(430)는 충전장치(2700)로 충전 요청 메시지를 전송한다(2960). 예를 들어, 충전 요청 메시지는 사료 공급장치(2600)에 충전이 필요한 먹이 종류 및 충전량의 정보를 포함할 수 있다.
충전 요청 메시지를 수신한 충전장치(2700)는 사료 공급장치(2600)에 먹이를 충전한다(S2970). 충전장치(2700)는 충전 요청 메시지에 포함된 정보에 따라, 먹이를 충전할 수 있다.
이러한 먹이 충전 절차는 다음과 같이 동작할 수 있다.
충전장치(2700)는 사료 보관통(2720)을 하강시킨다. 사료통이 충전가능한 지점에 도달하는 경우, 전동실린더를 작동시켜, 토출구를 열림상태로 변환한다. 이를 통해, 사료는 사료통에 충전될 수 있고, 충전량에 따라, 사료가 토출된 경우, 전동실린더를 통해, 토출구를 닫힘상태로 변환하며, 사료 보관통(2720)을 상승시킨다.
사료 공급장치(2600)는 메인 컨트롤러(430)로 충전 완료 메시지를 전송한다(S2980). 예를 들어, 충전 완료 메시지는 충전 성공 또는 실패를 나타낼 수 있다.
메인 컨트롤러(430)는 충전 완료 메시지의 응답으로서, 제2 먹이공급 절차를 수행할 수 있다(S2990). 예를 들어, 메인 컨트롤러(430)는 충전이 성공한 경우, 먹이 공급 이벤트가 감지된 수조에 먹이를 공급을 재시도하기 위한, 제2 먹이공급 절차를 수행할 수 있다.
도 29는 본 명세서가 적용될 수 있는 메인 컨트롤러의 일 실시예이다.
1. 메인 컨트롤러는 먹이 공급 이벤트에 근거하여, 호퍼에 포함된 잔여 사료량을 판단한다. 예를 들어, 메인 컨트롤러는 먹이 공급이 요구되는 수조의 식별자, 먹이 종류 및 먹이 공급량 정보를 판단할 수 있다.
2. 메인 컨트롤러는 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 적을 경우, 자율주행 구동부를 통해, 먹이 충전을 위한 충전장치로 양식장 관리 로봇을 이동시킨다.
3. 메인 컨트롤러는 양식장 관리 로봇이 충전장치로 이동이 완료된 경우, 상기 충전장치로 먹이 충전 시작을 요청하는 충전 요청 메시지를 전송한다.
4. 메인 컨트롤러는 충전이 완료되는 경우, 사료 공급장치로부터, 충전 완료 메시지를 수신한다. 사료 공급장치는 충전장치로부터 먹이를 충전한다. 예를 들어, 먹이를 충전하는 동작은 상기 충전 요청 메시지에 근거하여, 트리거 될 수 있다.
충전장치는 사료 보관통, 상기 양식장 관리 로봇의 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전장치, 상기 사료 보관통을 상하로 이동시킬 수 있는 이동장치 및 상기 양식장 관리 로봇을 유도하기 위한 로봇 유도용 센서를 포함할 수 있다.
이러한 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇은 스스로 이동하는 휴머노이드 형태의 구조를 가지므로 기존의 고정형 자동 먹이공급 장치가 가지는 장소/공간적 제약 문제를 해결할 수 있다. 그리고 사료·배터리 자동충전 기능을 제공함으로써 최초 설정 후에는 거의 독립적인 운영이 가능하므로 양식업에 필요한 노동력을 획기적으로 감소시킬 수 있을 것이다. 또한 원격지에서 모바일 App을 이용하여 로봇을 관리하거나 양식시설물, 수조내 양식 생물의 상태 등을 실시간으로 모니터링 할 수 있으므로 양식어민에게 보다 많은 여가시간을 제공할 수 있을 것으로 기대될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
또한, 이상에서 서비스 및 실시 예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 서비스 및 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 스마트 양식장을 위한 양식장 관리 로봇의 메인 컨트롤러에 의한 먹이 공급 방법에 있어서,
    탐지된 먹이 공급 이벤트에 근거하여 :
    1) 먹이 공급이 요구되는 수조의 식별자, 먹이 종류 및 먹이 공급량 정보를 판단하고, 2) 사료 공급장치의 호퍼에 포함된 잔여 사료량을 판단하는 단계;
    상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 많거나 같은 경우 :
    상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 자율주행 구동부를 통해, 상기 수조의 식별자와 대응되는 제1 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는 단계;
    상기 먹이 종류 및 상기 먹이 공급량 정보에 근거하여, 토출구를 확장시켜, 상기 제1 수조에 급이하는 단계로서, 상기 토출구는 텔레스코픽(Telescopic) 구조를 갖음; 및
    상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 제2 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는 단계;
    를 포함하는, 먹이 공급 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 순서 리스트를 설정하기 위한, 팝업 창을 표시하는 단계; 및
    상기 팝업 창을 통해, 사용자로부터 상기 순서 리스트를 입력받고, 상기 순서 리스트를 설정하는 단계; 를 더 포함하며,
    상기 순서 리스트는 하나 이상의 수조를 멤버로 갖는 그룹을 포함하는, 먹이 공급 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 먹이 공급 이벤트는
    사용자로부터 입력받은 먹이 공급 시간에 근거하여, 발생되는, 먹이 공급 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 적을 경우, 자율주행 구동부를 통해, 상기 양식장 관리 로봇에 먹이를 충전하기 위한 충전장치로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는 단계; 및
    상기 충전장치로 이동이 완료된 경우, 상기 충전장치로 먹이 충전을 요청하는 충전 요청 메시지를 전송하는 단계;
    를 더 포함하며,
    상기 충전장치는 사료 보관통, 상기 양식장 관리 로봇의 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전장치, 상기 사료 보관통을 상하로 이동시킬 수 있는 이동장치 및 상기 양식장 관리 로봇을 유도하기 위한 로봇 유도용 센서를 포함하는 먹이 공급 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 충전 요청 메시지는 먹이 충전 절차를 트리거(trigger)하는 먹이 공급 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 먹이 충전이 완료된 경우, 상기 사료 공급장치로부터 충전 완료를 알리는 충전 완료 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 충전 완료 메시지의 응답으로서, 먹이 공급 절차를 재수행하는 단계;
    를 더 포함하는 먹이 공급 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 먹이 충전 절차는
    상기 충전장치에 기설정된 높이에 근거하여, 상기 사료 보관통이 상하 운동함으로써 수행되는, 먹이 공급 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    디스플레이부를 통해, 사용자에게 상기 순서 리스트를 표시하는 단계;
    를 더 포함하는, 먹이 공급 방법.
  9. 스마트 양식장을 위한 먹이를 공급하는 양식장 관리 로봇에 있어서,
    전기 신호를 송수신하기 위한 송수신부;
    디스플레이부;
    자율주행 구동부;
    수조에 먹이를 공급하고, 충전장치로부터 먹이를 충전받기 위한 사료 공급 장치; 및
    상기 디스플레이부; 상기 송수신부, 상기 자율주행 구동부 및 상기 사료 공급장치를 제어하는 메인 컨트롤러;를 포함하며,
    상기 메인 컨트롤러는
    탐지된 먹이 공급 이벤트에 근거하여 :
    1) 먹이 공급이 요구되는 수조의 식별자, 먹이 종류 및 먹이 공급량 정보를 판단하고, 2) 상기 사료 공급장치의 호퍼에 포함된 잔여 사료량을 판단하며,
    상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 많거나 같은 경우 :
    상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 상기 수조의 식별자와 대응되는 제1 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키고,
    상기 먹이 종류 및 상기 먹이 공급량 정보에 근거하여, 토출구를 확장시켜, 상기 제1 수조에 급이하며, 상기 토출구는 텔레스코픽(Telescopic) 구조를 갖고,
    상기 수조의 식별자 및 기설정된 순서 리스트에 근거하여, 상기 자율주행 구동부를 통해, 제2 수조로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키는, 로봇.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    상기 디스플레이부를 통해, 상기 순서 리스트를 설정하기 위한, 팝업 창을 표시하고, 상기 팝업 창을 통해, 사용자로부터 상기 순서 리스트를 입력받고, 상기 순서 리스트를 설정하며,
    상기 순서 리스트는 하나 이상의 수조를 멤버로 갖는 그룹을 포함하는, 로봇.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 먹이 공급 이벤트는
    사용자로부터 입력받은 먹이 공급 시간에 근거하여, 발생되는, 로봇.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    상기 잔여 사료량이 상기 먹이 공급량보다 적을 경우, 상기 자율주행 구동부를 통해, 먹이 충전을 위한 충전장치로 상기 양식장 관리 로봇을 이동시키고,
    상기 충전장치로 이동이 완료된 경우, 상기 충전장치로 먹이 충전을 요청하는 충전 요청 메시지를 전송하며,
    상기 충전장치는 사료 보관통, 상기 양식장 관리 로봇의 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전장치, 상기 사료 보관통을 상하로 이동시킬 수 있는 이동장치 및 상기 양식장 관리 로봇을 유도하기 위한 로봇 유도용 센서를 포함하는, 로봇.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 충전 요청 메시지는 먹이 충전 절차를 트리거(trigger)하는, 로봇.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    상기 먹이 충전이 완료된 경우, 상기 사료 공급장치로부터 충전 완료를 알리는 충전 완료 메시지를 수신하고,
    상기 충전 완료 메시지의 응답으로서, 먹이 공급 절차를 재수행하는, 로봇.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 먹이 충전 절차는
    상기 충전장치에 기설정된 높이에 근거하여, 상기 사료 보관통이 상하 운동함으로써 수행되는, 로봇.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는
    상기 디스플레이부를 통해, 사용자에게 상기 순서 리스트를 표시하는, 로봇.
  17. 삭제
KR1020210033912A 2021-03-16 2021-03-16 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템 KR102289430B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210033912A KR102289430B1 (ko) 2021-03-16 2021-03-16 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210033912A KR102289430B1 (ko) 2021-03-16 2021-03-16 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102289430B1 true KR102289430B1 (ko) 2021-08-12

Family

ID=77314601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210033912A KR102289430B1 (ko) 2021-03-16 2021-03-16 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102289430B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102445603B1 (ko) * 2021-12-11 2022-09-22 대한민국 양식장용 트래버스형 2축 구동 크레인식 자동 먹이공급 시스템
US20230041666A1 (en) * 2021-08-03 2023-02-09 Estinet Technologies Incorporation Autonomous water quality sensing apparatus, system and method for operating the apparatus
KR20230051935A (ko) 2021-10-12 2023-04-19 주현승 스마트 수조 클리닝 시스템
KR20230051936A (ko) 2021-10-12 2023-04-19 주현승 스마트 수조 관리 시스템
KR102581803B1 (ko) * 2022-08-25 2023-09-25 주식회사 비트리 지상자율주행 수조관리 모바일 로봇 시스템 및 이를 이용한 수조관리 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200227409Y1 (ko) * 2000-12-27 2001-06-15 황성호 양어장 사육조 사료 자동급이기
KR20130142670A (ko) * 2012-06-20 2013-12-30 연재득 사료 급여기
KR20180040246A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 국방과학연구소 무인차량의 자율주행 제어 방법 및 장치
KR20190012583A (ko) * 2017-07-28 2019-02-11 주식회사 비디 양식장용 스마트 자동 급이 장치
KR20200094905A (ko) * 2019-01-30 2020-08-10 포테닛 주식회사 다기능 축사용 무인 자동화 로봇 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200227409Y1 (ko) * 2000-12-27 2001-06-15 황성호 양어장 사육조 사료 자동급이기
KR20130142670A (ko) * 2012-06-20 2013-12-30 연재득 사료 급여기
KR20180040246A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 국방과학연구소 무인차량의 자율주행 제어 방법 및 장치
KR20190012583A (ko) * 2017-07-28 2019-02-11 주식회사 비디 양식장용 스마트 자동 급이 장치
KR20200094905A (ko) * 2019-01-30 2020-08-10 포테닛 주식회사 다기능 축사용 무인 자동화 로봇 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230041666A1 (en) * 2021-08-03 2023-02-09 Estinet Technologies Incorporation Autonomous water quality sensing apparatus, system and method for operating the apparatus
KR20230051935A (ko) 2021-10-12 2023-04-19 주현승 스마트 수조 클리닝 시스템
KR20230051936A (ko) 2021-10-12 2023-04-19 주현승 스마트 수조 관리 시스템
KR102445603B1 (ko) * 2021-12-11 2022-09-22 대한민국 양식장용 트래버스형 2축 구동 크레인식 자동 먹이공급 시스템
KR102581803B1 (ko) * 2022-08-25 2023-09-25 주식회사 비트리 지상자율주행 수조관리 모바일 로봇 시스템 및 이를 이용한 수조관리 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102289430B1 (ko) 자율주행 기반의 양식장 관리 로봇 및 그 운영 시스템
KR102613624B1 (ko) 공항용 청소 로봇 및 그의 동작 방법
KR102631147B1 (ko) 공항용 로봇 및 그의 동작 방법
US11465274B2 (en) Module type home robot
KR102364730B1 (ko) 이동 단말기 및 이의 제어방법
US10373389B2 (en) Mobile terminal and method of operating thereof
US10499782B2 (en) Robot cleaner and a system including the same
US20180055312A1 (en) Robot cleaner, method of operating the same, and augmented reality system
KR102290892B1 (ko) 이동단말기 및 그것의 제어방법
KR102373097B1 (ko) 스마트 컵 및 이의 제어 방법
KR102365393B1 (ko) 이동단말기 및 그 제어방법
KR102317039B1 (ko) 이동 단말기 및 그 제어 방법
KR20170005650A (ko) 무인 항공기, 이동 단말기 및 그것들의 제어방법
KR102266712B1 (ko) 이동 단말기 및 그것의 제어방법
KR102352391B1 (ko) 이동단말기 및 그 제어방법
US20220163334A1 (en) Method for providing navigation service using mobile terminal, and mobile terminal
CN105468261A (zh) 移动终端及其控制方法
US11030996B2 (en) Electronic device and control method thereof
KR102274064B1 (ko) 스마트양식장을 위한 방법 및 장치
KR102614487B1 (ko) 사용자의 신체정보를 디스플레이에 출력하는 전자 장치 및 그 제어 방법
KR20170136834A (ko) 곤충 포집장치 및 이를 관리하기 위한 시스템과 시스템의 제어 방법
KR102381068B1 (ko) 무선 디바이스 및 그의 동작 방법
KR20180006995A (ko) 농기계 및 운전자 일괄 예약 및 관리 시스템
KR102538396B1 (ko) 실내 공간에 필요한 전자 기기를 표시하는 이동 단말기 및 그의 제어 방법
KR102412307B1 (ko) 단말기 및 그 동작 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant