KR102361338B1 - 자율주행이 가능한 실내 uv 살균장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일면에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치는 소정거리 내에 미세먼지 농도, 이산화탄소 농도, 일산화탄소 농도, 휘발성 유기화합물 농도 및 포름알데히드 농도 중 적어도 하나를 포함하는 유해물질 농도와 바이러스 농도를 획득하는 오염감지부, 사용자의 입력에 따른 기설정된 회전속도로 이동수단과 연결된 모터를 구동하는 모터구동부, 각각의 위치좌표를 갖는 복수 개의 통신모듈과 통신하고 통신모듈과의 신호세기를 측정하여 위치좌표와 신호세기에 기초하여 맵을 작성하는 맵작성부, 기설정된 설치 방향에 따라 촬영대상 영역을 촬영하여 이미지를 획득하는 카메라부, 초음파를 발산하고 소정 장애물과의 반사로 인해 발생하는 초음파에 대응되는 수신초음파를 수신하고 장애물과의 실제거리를 측정하는 초음파센서부, 수신초음파가 수신되면 카메라부에 의해 획득된 이미지와 기설정된 영상처리 알고리즘에 기초하여 객체영역을 인식하고, 인식된 객체영역을 객체가 가지는 영상적 특징에 따른 위험도 기준에 따라 위험도를 산출하며, 초음파센서부에 의해 측정되는 객체와의 거리와 현재좌표에 기초하여 객체좌표를 생성하여 위험도와 객체좌표를 매칭하여 객체정보를 생성하는 객체판단부, 맵과 객체정보에 기초하여 이동경로를 생성하고 이동경로를 따라 이동수단이 이동하도록 모터구동부에 제어신호를 송출하는 이동경로 생성부, 유해물질 농도와 바이러스 농도에 기초하여 유해물질에 대한 제1오염여부와 바이러스에 대한 제2오염여부를 판단하고, 판단결과에 따라 제1오염영역과 제2오염영역을 각각 생성하는 오염여부 판단부, 오염여부 판단부에 의해 제1오염이 발생한 것으로 판단되면 공기정화수단을 이용해 제1오염영역의 유해물질 농도를 저하시키는 공기정화부 및 오염여부 판단부에 의해 제2오염이 발생한 것으로 판단되면 UV조사수단을 이용해 제2오염영역의 상기 바이러스 농도를 저하시키는 UV살균부를 포함한다.
Description
본 발명은 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치에 관한 것이다.
최근 감염성 질환 중에서도 중증급성호흡기증후군(SARS), 신종 인플루엔자 A(H1N1), 중동호흡기증후군(MERS) 및 코로나바이러스감염증(COVID-19)와 같이 호흡기를 통해 감염되는 질환이 빈번하게 유행하고 있다.
이러한 호흡기를 통한 감염성 질환이 유행함에 따라, 바이러스의 살균에 대한 중요성이 높아지고 있고, 손씻기나 손세정제의 사용 등이 중요시되고 있다.
하지만 손씻기나 손세정제의 사용은 사람의 수부에 묻은 바이러스를 살균하는 것으로, 손씻기나 손세정제를 사용한다고 하더라도 사람의 손이 많이 닿는 손잡이와 같은 곳을 재차 만지게 되면 다시 바이러스가 손에 묻는 문제가 있었다.
이를 해결하기 위해 사람의 손이 많이 닿아 바이러스가 존재할 것이라고 의심되는 의심영역을 살균할 수 있는 살균장치가 개발되었다.
하지만 종래기술에 따른 살균장치는 살균장치를 사용자가 직접 파지하거나 운반하여야하는 불편함이 있었다. 또한, 바이러스의 존재여부를 감지할 수 없어 정작 바이러스가 존재하는 부분은 살균하지 못한다거나 이를 방지하기 위해 전체 구역에 대해 살균을 실시해야하는 불편함이 있었다.
한편, 세계적으로 공기오염이 심각해짐에 따라 실내 공기질 관리의 중요성도 높아짐에 따라, 최근에는 공기청정기와 같이 공기 중 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링할 수 있는 공기정화장치들의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
다만, 종래기술에 따른 공기정화장치는 사용자의 파지 또는 운반에 의해 특정지역에 위치되어 특정지역 인근만을 정화할 수 있고, 다른 공기정화가 필요한 지역이 있는 경우 사용자가 직접 운반하여 위치시켜야 하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자가 직접 운반할 필요없이 살균 또는 공기정화가 필요한 곳에 살균 또는 공기정화가 이루어질 수 있도록 자체적으로 이동하면서 살균 및 공기정화가 필요한 곳을 감지하고, UV 살균 및 공기정화가 필요한 곳에 살균 및 공기정화를 수행할 수 있는 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치는 소정거리 내에 미세먼지 농도, 이산화탄소 농도, 일산화탄소 농도, 휘발성 유기화합물 농도 및 포름알데히드 농도 중 적어도 하나를 포함하는 유해물질 농도와 바이러스 농도를 획득하는 오염감지부, 사용자의 입력에 따른 기설정된 회전속도로 이동수단과 연결된 모터를 구동하는 모터구동부, 각각의 위치좌표를 갖는 복수 개의 통신모듈과 통신하고 통신모듈과의 신호세기를 측정하여 위치좌표와 신호세기에 기초하여 맵을 작성하는 맵작성부, 기설정된 설치 방향에 따라 촬영대상 영역을 촬영하여 이미지를 획득하는 카메라부, 초음파를 발산하고 소정 장애물과의 반사로 인해 발생하는 초음파에 대응되는 수신초음파를 수신하고 장애물과의 실제거리를 측정하는 초음파센서부, 수신초음파가 수신되면 카메라부에 의해 획득된 이미지와 기설정된 영상처리 알고리즘에 기초하여 객체영역을 인식하고, 인식된 객체영역을 객체가 가지는 영상적 특징에 따른 위험도 기준에 따라 위험도를 산출하며, 초음파센서부에 의해 측정되는 객체와의 거리와 현재좌표에 기초하여 객체좌표를 생성하여 위험도와 객체좌표를 매칭하여 객체정보를 생성하는 객체판단부, 맵과 객체정보에 기초하여 이동경로를 생성하고 이동경로를 따라 이동수단이 이동하도록 모터구동부에 제어신호를 송출하는 이동경로 생성부, 유해물질 농도와 바이러스 농도에 기초하여 유해물질에 대한 제1오염여부와 바이러스에 대한 제2오염여부를 판단하고, 판단결과에 따라 제1오염영역과 제2오염영역을 각각 생성하는 오염여부 판단부, 오염여부 판단부에 의해 제1오염이 발생한 것으로 판단되면 공기정화수단을 이용해 제1오염영역의 유해물질 농도를 저하시키는 공기정화부 및 오염여부 판단부에 의해 제2오염이 발생한 것으로 판단되면 UV조사수단을 이용해 제2오염영역의 상기 바이러스 농도를 저하시키는 UV살균부를 포함한다.
상기한 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치는 하기와 같은 효과를 기대할 수 있다.
사용자가 직접 운반하거나 파지할 필요없이 이동경로를 따라 자율적으로 주행하면서 유해물질로 인해 오염이 발생한 지역의 공기의 정화가 가능할 뿐만 아니라, 바이러스로 인해 오염이 발생한 지역의 살균이 가능한 장점이 있다.
이동경로의 생성시 객체가 사용자와 접촉하는 정도와, 유해물질 및 바이러스로 인한 오염이 자주 발생하는 객체를 상대적으로 자주 방문하도록 이동경로를 생성함으로써 사용자와의 접촉에 의한 오염이 쉬운 물체 또는 공기오염이 자주 발생하는 지역의 살균 또는 공기정화가 상대적으로 빈번하게 이루어지도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치의 좌표산출부가 현재좌표를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치의 이동경로 생성부가 이동경로를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치의 좌표산출부가 현재좌표를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치의 이동경로 생성부가 이동경로를 생성하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치를 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)는 오염감지부(100), 모터구동부(200), 맵작성부(300), 카메라부(400), 초음파센서부(500), 객체판단부(600), 이동경로 생성부(700), 오염여부 판단부(800), UV살균부(910) 및 공기정화부(920)를 포함하는 것일 수 있다.
오염감지부(100)는 소정거리 내에 유해물질 농도와 바이러스 농도를 획득하는 것일 수 있다.
여기서, 유해물질은 미세먼지, 이산화탄소, 일산화탄소, 휘발성 유기화합물 및 포름알데히드 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있고, 바이러스는 인체에 질병을 유발하는 감염성 세균일 수 있고, 예를 들면, 대장균, 포도상구균 및 폐렴균일 수 있다.
오염감지부(100)는 유해물질 농도 및 바이러스 농도를 감지하기 위한 냄새 센서, 미세먼지 센서, 온도 센서, 이산화탄소 감지 센서, 바이오 센서 및 습도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서모듈을 구비하는 것일 수 있다.
모터구동부(200)는 이동수단(220)과 연결된 모터(210)를 구동하는 것일 수 있다.
모터구동부(200)는 사용자의 입력에 따라 설정되는 회전속도로 모터(210)를 구동하는 것일 수 있고, 사용자의 입력에 따른 단계에 대하여 기설정된 회전속도로 이동수단(220)과 연결된 모터(210)를 구동하는 것일 수 있다.
여기서, 이동수단(220)은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)가 이동할 수 있도록 모터(210)의 회전에 따라 회전하는 부재일 수 있고, 예를 들어 바퀴와 프로펠러 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
맵작성부(300)는 각각의 위치좌표를 갖는 복수 개의 통신모듈(311)과 통신하고, 신호세기를 측정하여 측정되는 신호세기와 위치좌표에 기초하여 맵을 작성하는 것일 수 있다.
맵작성부(300)는 통신부(310), 좌표산출부(320) 및 환산인자 산출부(330)를 포함하는 것일 수 있다.
통신부(310)는 각각의 위치좌표를 갖는 복수 개의 통신모듈(311)과 통신하고, 통신모듈(311)과의 신호세기를 측정하는 것일 수 있다.
여기서, 통신모듈(311)은 통신부(310)와 통신이 가능한 것일 수 있고, 사용자에 의해 복수 개가 소정 간격을 갖고 위치하는 것일 수 있다.
통신모듈(311)과 통신부(310)가 통신하는 방식은 외부인터넷망을 이용한 방식 또는 근거리 무선통신 방식을 사용할 수 있고, 예를 들어 통신모듈(311)과 통신부(310)가 통신하는 방식은 블루투스 방식을 이용하여 통신하는 것일 수 있다.
바람직하게, 통신모듈(311)은 블루투스 비콘일 수 있다.
통신부(310)는 통신모듈(311)과의 신호세기를 측정하는 것일 수 있다.
좌표산출부(320)는 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표와 통신모듈(311)과의 신호세기에 기초하여 현재좌표를 산출하는 것일 수 있다.
좌표산출부(320)는 통신모듈(311)과의 신호세기에 따라 복수 개의 통신모듈(311)과의 상대적인 거리를 산출하고, 산출된 각 통신모듈(311)과의 상대적인 거리와 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표에 기초하여 현재좌표를 산출하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)와 통신모듈(311)과의 거리가 멀어질수록 통신부(310)에서 측정되는 통신모듈(311)과의 신호세기는 약해질 수 있다. 즉, 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)와 통신모듈(311)과의 거리는 통신부(310)에서 측정되는 통신모듈(311)과의 신호세기의 역수에 비례하는 것일 수 있다.
좌표산출부(320)는 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 UV 살균로봇의 좌표와 통신모듈(311)의 위치좌표와의 좌표간 거리와 통신부(310)에서 측정되는 통신모듈(311)과의 신호세기의 역수에 기초하여 자율주행이 가능한 UV 살균로봇의 현재좌표를 산출하는 것일 수 있다.
도 2는 좌표산출부(320)가 현재좌표를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 통신모듈(311)이 세 개 구비되고 제1통신모듈, 제2통신모듈 제3통신모듈의 위치좌표가 각각 (0,0), (5,0), (0,5)이며 제1통신모듈과 제2통신모듈 및 제3통신모듈과의 신호세기가 각각 3, 1 ,2이고 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 UV 살균로봇의 임의의 현재좌표가 (x,y)인 것을 확인할 수 있다.
이 때, 현재좌표를 산출하기 위해 제1통신모듈, 제2통신모듈 및 제3통신모듈의 위치좌표와의 좌표간 거리는 통신모듈(311)과의 신호세기의 역수에 비례하므로 아래의 수학식 1 내지 3과 같이 제1통신모듈, 제2통신모듈 및 제3통신모듈의 위치좌표와의 좌표간 거리는 통신모듈(311)과의 신호세기의 역수의 관계식을 세울 수 있다.
여기서, d1은 제1통신모듈의 위치좌표와 좌표간 거리이다.
여기서, d2는 제2통신모듈의 위치좌표와 좌표간 거리이다.
여기서, d3은 제3통신모듈의 위치좌표와 좌표간 거리이다.
수학식 1 내지 3에 기초하면, 현재좌표의 x값은 약 2.41, y값은 약 2.49로 산출되고, 좌표산출부(320)는 (2.41,2.49)를 현재좌표로 산출하는 것일 수 있다.
전술한 좌표산출부(320)의 현재좌표 산출 방법은 좌표산출부(320)가 현재좌표를 산출하는 방법의 하나의 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 좌표산출부(320)가 현재좌표를 산출하는 방법에 있어서 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표와 통신모듈(311)과의 신호세기에 기초하여 현재좌표를 산출하는 방법이면 제한하지 않고 사용할 수 있다.
통신모듈(311)은 좌표산출부(320)의 원활한 좌표산출을 위해 적어도 세 개가 구비될 수 있다.
환산인자 산출부(330)는 좌표산출부(320)에 의해 산출된 현재좌표로부터 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표까지의 이동시간과 모터(210)의 회전속도에 기초하여 거리환산인자를 산출하는 것일 수 있다.
환산인자 산출부(330)는 좌표산출부(320)에 의해 산출된 현재좌표로부터 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표까지의 이동시간과 모터(210)의 회전속도 및 모터(210)의 일회전에 따른 이동거리에 기초하여 거리환산인자를 산출하는 것일 수 있다.
모터(210)의 일회전에 따른 이동거리는 모터(210)가 한 번 회전할 때 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)의 이동거리일 수 있고, 예를 들어 이동수단(220)이 바퀴인 경우 모터(210)가 한 번 회전할 때 바퀴의 외경만큼 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)가 이동하게 되므로, 이동수단(220)이 바퀴인 경우 단위거리는 바퀴의 외경일 수 있다.
환산인자 산출부(330)에 의해 산출되는 거리환산인자는 단위좌표 변화량당 실제거리일 수 있다.
환산인자 산출부(330)는 현재좌표로부터 위치좌표까지의 좌표변화량을 계산하고, 현재좌표부터 위치좌표까지의 이동시간과 모터(210)의 회전속도 및 모터(210)의 일회전에 다른 이동거리를 곱하여 실제거리를 계산하며, 실제거리에 좌표변화량을 나누는 것을 통해 거리환산인자를 산출하는 것일 수 있다.
맵작성부(300)는 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표와 환산인자 산출부(330)에 의해 산출되는 거리환산인자에 기초하여 맵을 작성하고 저장하는 것일 수 있다.
맵작성부(300)는 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표와 환산인자 산출부(330)에 의해 산출되는 거리환산인자 및 벽면추종(Wall-Following) 알고리즘에 기초하여 맵을 작성하고 저장하는 것일 수 있다.
여기서, 벽면추종 알고리즘은 공간 내의 벽면을 파악하기 위한 알고리즘으로, 통상적으로 사용되는 좌수법 알고리즘, 확장좌수법 알고리즘, 구심법 알고리즘, 루프 테스트 알고리즘 알고리즘, 우수법 알고리즘 및 등고선법 알고리즘을 사용할 수 있다.
맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵은 벽면추종 알고리즘에 의해 파악되는 벽면은 복수 개의 점좌표로 이루어지는 것일 수 있다.
맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵은 복수 개의 점좌표로 이루어지는 벽면을 포함하는 것일 수 있다.
맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵의 벽면은 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표를 기준으로 복수 개의 점좌표로 이루어지는 것일 수 있다.
맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵은 통신모듈(311)이 갖는 위치좌표를 기준으로 복수 개의 점좌표로 이루어진 벽면으로 둘러쌓인 것일 수 있다.
카메라부(400)는 기설정된 설치 방향에 따라 촬영대상 영역을 촬영하여 이미지를 획득하는 것일 수 있다.
초음파센서부(500)는 초음파를 발산하고, 소정 장애물에 희한 발산된 초음파의 반사로 인해 발생하는 수신초음파를 수신하는 것일 수 있다.
초음파센서부(500)가 수신하는 수신초음파는 발산된 초음파에 대응되는 것일 수 있다.
여기서, 수신초음파는 발산된 초음파가 소정 장애물에 의해 반사되어 초음파센서부(500)에 수신되는 초음파일 수 있다.
초음파센서부(500)는 초음파를 발산하고 수신초음파가 수신되면 장애물과의 거리를 산출하는 것일 수 있고, 초음파를 이용해 장애물과의 거리를 산출하는 것은 해당 분야에서 널리 알려진 기술로 통상의 지식을 가진 기술자에게 자명한 것이므로 장애물과의 거리 산출에 대한 구체적인 방식에 대한 기재는 생략하도록 한다.
객체판단부(600)는 초음파센서부(500)에 수신초음파가 수신되면 카메라부(400)에 의해 획득된 이미지와 기설정된 영상처리 알고리즘에 기초하여 이미지의 배경과 객체영역을 분리하여 객체영역을 인식하고, 인식된 객체영역을 객체가 가지는 영상적 특징에 따른 위험도 기준에 따라 산출되는 위험도와 객체좌표를 매칭하여 객체정보를 생성하는 것일 수 있다.
객체판단부(600)는 객체인식부(610), 객체위험도 산출부(620) 및 객체정보 생성부(630)를 포함하는 것일 수 있다.
객체인식부(610)는 초음파센서부(500)에 의해 수신초음파가 수신되면 카메라부(400)에 의해 획득된 이미지와 기설정된 영상처리 알고리즘에 기초하여 이미지의 배경과 객체영역을 분리하여 객체영역을 인식하는 것일 수 있다.
객체인식부(610)는 초음파센서부(500)에 의해 수신초음파가 수신되면 모터구동부(200)에 제어신호를 송출하여 이동수단(220)을 제1각도에서 수신초음파의 세기가 상대적으로 강해지는 방향인 제2각도로 회전시켜 카메라부(400)가 위치하도록 하고, 카메라부(400)에 의해 획득되는 이미지와 기설정된 영상처리 알고리즘과 객체가 가지는 영상적 특징에 기초하여 객체영역을 인식하는 것일 수 있다.
객체위험도 산출부(620)는 객체가 가지는 영상적 특징에 따른 기설정된 위험도 기준에 기초하여 객체인식부(610)에서 인식된 객체영역에 대한 위험도를 산출하는 것일 수 있다.
여기서, 객체가 가지는 영상적 특징에 따른 기설정된 위험도 기준은 사용자와 접촉되는 횟수가 빈번할수록 높은 위험도를 갖는 기준일 수 있고, 사용자에 의해 기설정되는 것일 수 있다.
예를 들어, 마우스 및 손잡이와 같은 사용자와 매우 빈번하게 접촉하는 객체는 5점, 의자 및 탁자와 같은 빈번하게 접촉하는 객체는 4점 및 컵과 선반같은 일반적인 수준에서 사용자와 접촉하는 객체는 3점처럼 사용자와 접촉하는 횟수가 빈번한 정도에 따라 사용자에 의해 기설정될 수 있다.
객체정보 생성부(630)는 초음파센서부(500)에 발산되는 초음파와 현재좌표에 기초하여 객체좌표를 생성하고, 객체위험도 산출부(620)에 의해 산출된 위험도와 생성된 객체좌표를 매칭하여 객체정보를 생성하는 것일 수 있다.
한편, 초음파센서부(500)는 초음파를 발산하고, 객체에 의해 발산된 초음파가 반사되어 발산된 초음파와 대응되는 수신초음파가 수신되는 경우 객체와의 거리를 산출하는 것일 수 있다.
객체정보 생성부(630)는 초음파센서부(500)에 의해 산출되는 객체와의 거리와 현재좌표에 기초하여 객체좌표를 생성하는 것일 수 있다.
객체정보 생성부(630)는 객체인식부(610)가 객체인식함에 따라 모터구동부(200)에 의해 초음파세기가 강해지는 곳으로 이동수단이 회전하면 제2각도와 제1각도의 차인 회전각도와 초음파센서부(500)에 의해 산출되는 객체와의 실제거리와 좌표산출부(320)에 의해 산출되는 현재좌표 및 환산인자 산출부(330)에 의해 산출되는 거리환산인자에 기초하여 객체좌표를 생성하는 것일 수 있다.
예를 들어, 객체정보 생성부(630)는 제2각도와 제1각도의 차인 회전각도가 30°, 객체와의 거리가 실제거리가 40cm, 현재좌표가 (0,0) 및 거리환산인자가 10cm인 경우 아래 수학식 1과 같이 좌표변화량을 계산할 수 있다.
여기서, 좌표변화량이 4이고 회전각도가 30°이므로 x축에 해당하는 좌표변화량과 y축에 해당하는 좌표변화량은 각각 2와 2√3으로 산출되고, 객체좌표는 (2,2√3)으로 산출되는 것일 수 있다.
맵작성부(300)는 객체정보 생성부(630)에 의해 객체좌표가 생성되면 생성된 객체좌표를 맵에 매칭하여 저장하는 것일 수 있다.
이동경로 생성부(700)는 맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵과 객체판단부(600)에 의해 생성되는 객체정보에 기초하여 이동경로를 생성하고 저장하는 것일 수 있다.
이동경로 생성부(700)는 생성되는 이동경로에 따라 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)가 이동하도록 모터구동부(200)에 제어신호를 송출하는 것일 수 있다.
이동경로 생성부(700)는 맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵에서 벽면 위의 좌표와 객체정보 생성부(630)에 의해 생성되는 객체좌표 및 통신모듈(311)의 위치좌표 중 적어도 하나에 기초하여 이동경로를 생성하는 것일 수 있다.
이동경로 생성부(700)는 맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵에서 벽면 좌표와 객체정보 생성부(630)에 의해 생성되는 객체좌표 및 통신모듈(311)의 위치좌표 중 적어도 하나를 배열하여 이동경로를 생성하는 것일 수 있고, 생성되는 이동경로를 따라 모터구동부(200)에 제어신호를 송출하여 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)가 생성된 이동경로를 따라 이동하도록 하는 것일 수 있다.
바람직하게, 이동경로 생성부(700)는 맵작성부(300)에 의해 작성되는 맵에서 적어도 하나의 벽면 좌표와 객체정보 생성부(630)에 의해 생성되는 적어도 하나의 객체좌표 및 적어도 하나의 통신모듈(311)의 위치좌표를 배열하여 이동경로를 생성하는 것일 수 있고, 생성되는 이동경로를 따라 모터구동부(200)에 제어신호를 송출하여 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)가 생성된 이동경로를 따라 이동하도록 하는 것일 수 있다.
이 때, 이동경로 생성부(700)는 객체좌표의 배열시 객체정보에 기초하여 위험도가 상대적으로 높은 객체좌표를 위험도가 상대적으로 낮은 객체좌표보다 상대적으로 많은 갯수를 배열하여 이동경로를 생성하는 것일 수 있다.
즉, 이동경로 생성부(700)가 상대적으로 위험도가 높은 객체좌표를 상대적으로 위험도가 낮은 객체좌표보다 상대적으로 많이 배열함에 따라 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)는 위험도가 상대적으로 높은 객체에 자주 방문하게 되고 객체가 오염되었는지 여부를 보다 자주 파악할 수 있다.
오염여부 판단부(800)는 오염감지부(100)에 의해 감지되는 유해물질 농도와 바이러스 농도에 기초하여 오염여부를 판단하는 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치의 이동경로 생성부(700)가 이동경로를 생성하는 하나의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 내지 3통신모듈의 좌표가 각각 (0,0), (5,0), (0,5)이고 제1 내지 3객체의 위험도가 각각 3, 1, 3, 객체좌표가 각각 (1,1), (4,3), (2,4)이며 임의의 벽면좌표가 (2,0), (5,3), (2,5)인 경우 적어도 하나의 벽면좌표와 적어도 하나의 객체좌표 및 적어도 하나의 위치좌표를 배열하여 (0,0)-(1,1)-(2,0)-(5,3)-(2,4)-(2,5)를 이동경로로 생성하는 것일 수 있다.
오염여부 판단부(800)는 오염감지부(100)에 의해 감지되는 유해물질 농도가 기설정된 제1농도값 이상이면 유해물질에 의한 제1오염이 발생된 것으로 판단하는 것일 수 있다.
오염여부 판단부(800)는 오염감지부(100)에 의해 감지되는 바이러스 농도가 기설정된 제2농도값 이상이면 바이러스에 의한 제2오염이 발생된 것으로 판단하는 것일 수 있다.
오염여부 판단부(800)는 제1 내지 2오염이 발생된 것으로 판단되면 제1 내지 2오염이 감지된 현재좌표로부터 소정반경거리 내를 각각 제1오염영역과 제2오염영역으로 생성하는 것일 수 있다.
오염여부 판단부(800)는 제1 내지 2오염이 발생한 것으로 판단되면 현재좌표를 기준으로 기설정된 거리 내에 객체좌표가 존재하는지 여부를 판단하는 것일 수 있고 객체좌표가 존재하는 것으로 판단되면 각각 제1 내지 2오염 횟수를 객체정보에 매칭하여 저장하는 것일 수 있다.
오염여부 판단부(800)는 제1 내지 2오염 횟수와 객체위험도 산출부(620)에 의해 산출되는 위험도에 기초하여 오염지수를 산출하고 산출된 오염지수를 객체정보에 매칭하는 것일 수 있다.
오염여부 판단부(800)에 의해 객체에 대한 오염지수가 산출되면 이동경로 생성부(700)는 객체좌표의 배열시 오염지수가 상대적으로 높은 객체좌표를 오염지수가 상대적으로 낮은 객체좌표보다 상대적으로 많은 갯수를 배치하여 이동경로를 생성하는 것일 수 있다.
즉, 이동경로 생성부(700)가 상대적으로 오염지수가 높은 객체에 대한 객체좌표를 상대적으로 오염지수가 낮은 객체에 대한 객체좌표보다 많은 갯수를 배치함에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행이 가능한 실내 UV 살균장치(10)가 오염지수가 상대적으로 높은 객체 측으로 보다 빈번하게 이동하게해 오염이 상대적으로 빈번하게 발생하는 객체 또는 지역의 UV살균 또는 공기정화가 상대적으로 빈번하게 이루어지도록 할 수 있다.
UV살균부(910)는 오염여부 판단부(800)에 의해 제1오염이 발생한 것으로 판단되면 UV조사수단(911)을 이용해 제1오염영역의 바이러스 농도를 저하시키는 것일 수 있다.
여기서, UV조사수단(911)은 통상적으로 사용되는 UV램프와 UV LED같은 UV조사장치를 이용할 수 있다.
UV살균부(910)는 오염여부 판단부(800)에 의해 제1오염이 발생한 것으로 판단되면 UV조사수단(911)을 이용해 오염감지부(100)에 의해 감지되는 제1오염영역의 바이러스 농도가 기설정된 값 이하가 될 때 까지 제1오염영역에 UV를 조사하는 것일 수 있다.
공기정화부(920)는 오염여부 판단부(800)에 의해 제2오염이 발생한 것으로 판단되면 공기정화수단(921)을 이용해 유해물질 농도를 저하시키는 것일 수 있다.
여기서, 공기정화수단(921)은 통상적으로 사용되는 공기정화장치에 사용되는 공기정화 방식으로 공기 중 유해물질을 제거해 유해물질 농도를 저하하는 것일 수 있고, 예를 들어 필터식, 전기집진식 및 음이온식 중에 선택되는 적어도 하나의 방식을 이용하여 공기 중 유해물질을 제거해 유해물질 농도를 저하하는 것일 수 있다.
공기정화부(920)는 오염여부 판단부(800)에 의해 제2오염이 발생한 것으로 판단되면 공기정화수단(921)을 이용해 오염감지부(100)에 의해 감지되는 제2오염영역의 유해물질 농도가 기설정된 값 이하가 될 때까지 제2오염영역에 유해물질을 제거하는 것일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 오염감지부,
200: 모터구동부, 210: 모터, 220: 이동수단,
300: 맵작성부,
310: 통신부, 311: 통신모듈, 320: 좌표산출부: 330: 환산인자 산출부,
400: 카메라부,
500: 초음파센서부,
600: 객체판단부, 610: 객체인식부, 620: 객체위험도 산출부,
630: 객체정보 생성부,
700: 이동경로 생성부,
800: 오염여부 판단부,
900: 정화부
910: UV살균부, 911: UV 조사수단, 920: 공기정화부, 921: 공기정화수단.
200: 모터구동부, 210: 모터, 220: 이동수단,
300: 맵작성부,
310: 통신부, 311: 통신모듈, 320: 좌표산출부: 330: 환산인자 산출부,
400: 카메라부,
500: 초음파센서부,
600: 객체판단부, 610: 객체인식부, 620: 객체위험도 산출부,
630: 객체정보 생성부,
700: 이동경로 생성부,
800: 오염여부 판단부,
900: 정화부
910: UV살균부, 911: UV 조사수단, 920: 공기정화부, 921: 공기정화수단.
Claims (7)
- 소정거리 내에 미세먼지 농도, 이산화탄소 농도, 일산화탄소 농도, 휘발성 유기화합물 농도 및 포름알데히드 농도 중 적어도 하나를 포함하는 유해물질 농도와 바이러스 농도를 획득하는 오염감지부;
사용자의 입력에 따른 기설정된 회전속도로 이동수단과 연결된 모터를 구동하는 모터구동부;
각각의 위치좌표를 갖는 복수 개의 통신모듈과 통신하고 상기 통신모듈과의 신호세기를 측정하여 상기 위치좌표와 상기 신호세기에 기초하여 맵을 작성하는 맵작성부;
기설정된 설치 방향에 따라 촬영대상 영역을 촬영하여 이미지를 획득하는 카메라부;
초음파를 발산하고 소정 장애물로 인한 발산된 상기 초음파의 반사로 인해 발생하는 수신초음파를 수신하고 상기 장애물과의 실제거리를 측정하는 초음파센서부;
상기 수신초음파가 수신되면 상기 카메라부에 의해 획득된 이미지와 기설정된 영상처리 알고리즘에 기초하여 객체영역을 인식하고, 인식된 객체영역을 객체가 가지는 영상적 특징에 따른 위험도 기준에 따라 위험도를 산출하며, 상기 초음파센서부에 의해 측정되는 객체와의 거리와 현재좌표에 기초하여 객체좌표를 생성하여 상기 위험도와 상기 객체좌표를 매칭하여 객체정보를 생성하는 객체판단부;
상기 맵과 상기 객체정보에 기초하여 이동경로를 생성하고, 상기 이동경로를 따라 상기 이동수단이 이동하도록 상기 모터구동부에 제어신호를 송출하는 이동경로 생성부;
상기 유해물질 농도가 기설정된 제1농도값 이상이면 상기 유해물질에 의한 제1오염이 발생된 것으로 판단하고, 상기 바이러스 농도가 기설정된 제2농도값 이상이면 상기 바이러스에 의한 제2오염이 발생된 것으로 판단하며, 상기 제1 내지 2오염이 발생된 것으로 판단되면 상기 제1 내지 2오염이 감지된 현재좌표로부터 소정반경거리 내를 제1오염영역과 제2오염영역으로 각각 생성하는 오염여부 판단부;
상기 오염여부 판단부에 의해 상기 제1오염이 발생한 것으로 판단되면 공기정화수단을 이용해 상기 제1오염영역의 상기 유해물질 농도를 저하시키는 공기정화부; 및
상기 오염여부 판단부에 의해 상기 제2오염이 발생한 것으로 판단되면 UV조사수단을 이용해 상기 제2오염영역의 상기 바이러스 농도를 저하시키는 UV살균부;를 포함하는 것이고,
상기 맵작성부는
각각의 위치좌표를 갖는 복수 개의 상기 통신모듈과 통신하고, 상기 통신모듈과의 신호세기를 측정하는 통신부;
상기 신호세기에 따라 복수 개의 상기 통신모듈과의 상대적인 거리를 산출하고, 산출된 상기 거리와 상기 위치좌표에 기초하여 현재좌표를 산출하는 좌표산출부; 및
상기 현재좌표로부터 상기 위치좌표까지의 이동시간과 상기 모터의 회전속도 및 상기 모터의 일회전에 따른 상기 이동수단의 이동거리에 기초하여 단위좌표 변화량당 실제거리에 해당하는 거리환산인자를 산출하는 환산인자 산출부;를 포함하여 상기 위치좌표와 상기 거리환산인자 및 벽면추종 알고리즘에 기초하여 상기 위치좌표를 기준으로 생성되는 복수 개의 점좌표로 이루어진 벽면을 포함하는 상기 맵을 작성하는 것이며,
상기 객체판단부는
상기 수신초음파가 수신되면 상기 모터구동부에 제어신호를 송출하여 상기 이동수단을 제1각도에서 상기 수신초음파의 세기가 강해지는 방향인 제2각도로 회전시켜 상기 카메라부가 위치하도록 하고 상기 카메라부에 의해 획득되는 상기 이미지와 상기 영상처리 알고리즘과 상기 객체가 가지는 영상적 특징에 기초하여 상기 객체영역을 인식하는 객체인식부;
상기 객체가 가지는 영상적 특징에 따른 기설정된 위험도 기준에 따라 상기 객체영역에 대한 위험도를 산출하되, 사용자와 접촉되는 횟수가 빈번할수록 높은 위험도를 갖는 위험도 기준에 따라 상기 위험도를 산출하는 객체위험도 산출부; 및
상기 제2각도와 상기 제1각도의 차이값과 상기 초음파센서부에 의해 산출되는 상기 객체와의 실제거리와 상기 현재좌표 및 상기 거리환산인자에 기초하여 상기 객체좌표를 생성하고 상기 위험도와 상기 객체좌표를 매칭하여 객체정보를 생성하는 객체정보 생성부;를 포함하는 것이고,
상기 오염여부 판단부는
상기 제1 내지 2오염이 발생한 것으로 판단되면 상기 현재좌표를 기준으로 기설정된 거리 내에 상기 객체좌표의 존재여부를 파악하고, 상기 객체좌표가 존재하는 것으로 파악되면 상기 제1 내지 2오염횟수를 상기 객체정보에 매칭하여 저장하며, 상기 객체에 대한 상기 위험도, 상기 제1오염횟수 및 상기 제2오염횟수에 기초하여 오염지수를 산출하고, 산출된 상기 오염지수를 상기 객체정보에 매칭하여 저장하는 것이며,
상기 이동경로 생성부는
상기 벽면에 대응되는 적어도 하나의 상기 점좌표와 적어도 하나의 상기 객체좌표 및 적어도 하나의 상기 위치좌표를 배열하여 상기 이동경로를 생성하되, 상기 위험도가 상대적으로 높은 객체가 오염되었는지 여부를 보다 자주 파악할 수 있도록 상기 위험도가 상대적으로 높은 상기 객체좌표를 상기 위험도가 상대적으로 낮은 상기 객체좌표보다 상대적으로 많은 갯수를 배열하여 상기 이동경로를 생성하고, 오염이 상대적으로 빈번하게 발생하는 객체 또는 지역의 UV살균 또는 공기정화가 상대적으로 빈번하게 이루어지도록 상기 오염지수가 상대적으로 높은 상기 객체좌표를 상기 오염지수가 상대적으로 낮은 상기 객체좌표보다 상대적으로 많은 갯수를 배치하여 이동경로를 생성하는 것
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-
2020
- 2020-11-27 KR KR1020200162281A patent/KR102361338B1/ko active IP Right Grant
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