KR102498737B1 - 재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 투입구에 투입되는 대상물을 감지하여 대상물의 재질을 판단하고, 재질에 따라 대상물을 자동으로 분류하며, 복수의 수거함에 대상물을 분리하여 수거하여 각 수거함에 상이한 재질의 대상물을 수용하도록 하여, 투입되는 대상물의 재질을 반사신호를 이용하여 정확하게 판단할 수 있고, 재질에 따라 대상물을 자동으로 분류하여 수거되는 대상물을 다시 분류할 필요가 없어 재활용 자원의 분리 수거 효율을 향상시키며, 자원의 재활용율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SEPERATING AND COLLECTING RECYCLABLE RESOURCES}
본 발명은 재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 투입되는 대상을 센서를 통해 감지하여 재질에 따라 자동으로 분류하여 수거하는, 재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
자원을 재활용하기 위해, 그 종류에 따라 분류하여 일정시간 단위로 수거하도록 하고 있다. 그러나 일부 잘못 분류되는 경우가 있어, 수거 후에 다시 분류해야 하는 경우가 발생한다.
또한, 재활용품이 종류에 따라 분류되었다 하더라도 이물질이 포함되어 있거나 이물질이 부착된 경우 재활용할 수 없으므로, 분류되는 자원 중 실제 재활용되는 비율이 높지 않아 재활용율을 향상시킬 방안이 필요하다.
그에 따라 투입되는 대상을 자동으로 분류하고, 이를 수거하기 용이한 상태로 변경하는 것과 관련하여 다양한 기술이 제시되고 있다.
관련 종래 기술로, 대한민국 등록특허 제0-2397021호, '투명 패트 용기 분리수거 시스템' 이 있다.
종래기술은 투입구를 통과하는 패트 용기를 스캔하여 패트 용기에 대한 이미지 데이터를 획득하고 이를 바탕으로 라벨이 제거된 투명한 패트 용기인지 확인하여 선별하고, 투입된 퍼트 용기를 분쇄하여 보관한 후 수거하도록 구성된다.
그러나 이러한 종래기술은 대상을 스캔하여 획득되는 이미지 데이터를 이용하여 판단하는 것으로 퍼트 용기 표면의 이물질 확인은 가능하나, 이미지 데이터를 획득하고 분석하는데 많은 시간이 필요하고 처리 부하가 증가하는 문제가 있다. 또한, 정확하게 투명한 퍼트 용기를 선별하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서 보다 간편하게 설치할 수 있어 보급이 용이하고, 쉽게 투입된 대상물을 감지하여 분류하는 분리 수거 장치가 필요하다.
대한민국 등록특허 제0-2397021호
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 투입구에 투입되는 대상물을 감지하여 대상의 재질을 판단하고, 재질에 따라 대상물을 자동으로 분류하며, 복수의 수거함에 대상물을 분리하여 수거하는, 재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치는, 투입구로 투입되는 대상물에 대한 반사신호를 수신하는 복수의 센서; 재활용 자원인 상기 대상물을 수용하는 복수의 수거함; 상기 투입구와 상기 복수의 수거함 사이에 배치되어 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 대상물이 이동하도록 하는 도어; 및 상기 복수의 센서로부터 입력되는 상기 반사신호를 분석하여 상기 대상물의 재질을 판단하고, 상기 대상물의 재질에 따라 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 도어가 열리도록 제어하는 프로세서; 를 포함한다.
상기 복수의 센서는 초음파 센서, 적외선 센서 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 복수의 센서는 상기 투입구의 상부, 하부, 좌측, 우측 및 상기 투입구에 인접한 내측의 어느 일 영역 중 적어도 하나에 설치되어 상기 대상물을 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 상기 반사신호의 신호 대 잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio)를 산출하여 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 상기 반사신호의 반사정도, 측정거리 및 측정 각도를 기반으로 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 도어는, 상기 대상물의 제 1 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 1 수거함을 향해 개방되고, 상기 대상물이 제 2 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 2 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 2 수거함을 향해 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 도어에 연결된 모터구동부를 더 포함하고, 상기 모터구동부는 상기 프로세서로부터 상기 대상물의 재질에 따라 인가되는 제어신호에 대응하여, 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 대상물이 이동하도록 상기 도어를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 센서는 상기 복수의 수거함의 하부에 설치되어 상기 복수의 수거함에 수용된 재활용 자원의 무게를 측정하는 복수의 무게센서를 더 포함한다.
상기 프로세서는 상기 복수의 무게센서 중 어느 하나의 무게센서의 측정 무게가 설정 무게에 도달하면 외부의 서버 또는 단말로 수거요청을 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함의 상부에 설치되고, 하강 이동하여 상기 제 1 수거함에 수용된 재활용 자원을 압착하는 압축봉을 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 1 수거함에 설치된 무게센서의 측정 무게가 일정 무게에 도달하면, 상기 압축봉을 동작시키는 것을 특징으로 한다.
상기 투입구가 형성된 전면부에 설치되어 동작상태를 출력하는 출력부를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 복수의 수거함 중 적어도 하나가 수거 용량에 도달하면 알림을 생성하여 상기 출력부를 통해 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 재활용 자원의 분리 수거 방법은, 복수의 센서가, 투입구를 통해 투입되는 대상물에 대한 반사신호를 수신하여 상기 대상물을 감지하는 단계; 프로세서가 상기 반사신호를 분석하여 상기 대상물의 재질을 판단하는 단계; 상기 프로세서가 상기 대상물의 재질에 따라, 복수의 수거함 중 어느 하나의 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 도어를 제어하는 단계; 및 재활용 자원인 상기 대상물을 재질에 따라 상이한 수거함에 수용하는 단계; 를 포함한다.
상기 대상물을 감지하는 단계는, 상기 투입구의 상부, 하부, 좌측, 우측 및 상기 투입구에 인접한 내측의 어느 일 영역 중 적어도 하나에 설치되는 상기 복수의 센서가, 상기 대상물로 송신한 신호에 대한 상기 반사신호를 수신하여, 상기 프로세서로 입력하는 것을 특징으로 한다.
상기 대상물의 재질을 판단하는 단계는, 상기 프로세서는 상기 반사신호의 신호 대 잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio)를 산출하여 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 대상물의 재질을 판단하는 단계는, 상기 반사신호의 반사정도, 측정거리 및 측정 각도를 기반으로 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 도어를 제어하는 단계는, 상기 프로세서가 상기 대상물의 재질에 따라, 상기 도어에 연결된 모터구동부로 제어신호를 인가하는 단계; 및 상기 모터 구동부가 상기 제어신호에 대응하여 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 대상물이 이동하도록 상기 도어를 제어하는 단계; 를 포함한다.
상기 도어를 제어하는 단계는, 상기 대상물의 제 1 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 1 수거함을 향해 상기 도어가 개방되고, 상기 대상물이 제 2 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 2 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 2 수거함을 향해 상기 도어가 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함의 하부에 설치되는 무게센서가, 상기 제 1 수거함의 무게를 측정하는 단계; 상기 프로세서가 측정된 무게가 일정 무게에 도달하면, 수거함의 상부에 위치하는 압축봉이 동작하도록 제어하는 단계; 및 상기 압축봉이 하강 이동하여 상기 수거함에 수용된 재활용 자원을 압착하는 단계; 를 더 포함한다.
상기 복수의 수거함의 하부에 설치되는 복수의 무게센서가, 각 수거함의 무게를 측정하는 단계; 상기 프로세서가, 상기 복수의 무게센서 중 어느 하나에서 측정된 무게가 설정 무게에 도달하면 수거용량에 도달한 것으로 판단하는 단계; 상기 프로세서가 수거용량 도달에 따른 알림을 출력부를 통해 출력하는 단계; 및 상기 프로세서가 재활용 자원의 수거를 요청하는 단계; 를 더 포함한다.
일 측면에 따르면, 본 발명에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법은, 투입구를 통해 투입되는 대상물을 복수의 센서를 통해 감지하고 대상물에 대한 반사신호를 분석하여 재질을 판단함으로써, 재질 판단의 정확도를 향상시키고, 재질에 따라 대상물을 자동으로 분류하여 수거되는 대상물을 다시 분류할 필요가 없어 재활용 자원의 분리 수거 효율을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 재질을 바탕으로 대상물을 분리하여 수거하도록 하여 자원의 재활용률을 향상시키는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 구성이 도시된 도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 센서 위치를 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 재질판단방법을 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 재질에 따른 분류방법을 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 수거물 처리방법을 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 분리 수거 방법을 설명하는 데 참조되는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 구성이 도시된 도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 재활용 자원을 분리하여 수거하는 분리 수거 장치(10)는, 본체(11), 투입구(20), 투입구 도어(21), 입력부(31), 디스플레이(32) 및 스피커(33)를 포함한다.
본체(11)는 투입구(20)를 통해 내부로 투입되는 대상물을 감지하여 재활용 자원을 수용하는 수거함(미도시)을 포함한다. 수거함은 분리 가능한 재질의 종류에 따라 복수로 구비될 수 있다.
투입구(20)는 본체(11)의 내부로 대상물을 투입할 수 있도록 본체(11)의 전면에 형성된다.
투입구(20)에는, 투입구(20)를 개폐하는 투입구 도어(21)가 설치된다.
투입구 도어(21)는 투입구(20)에서 본체(11)의 내측으로 미는 힘에 의해 열리고, 대상물이 내부로 투입되면 자동으로 투입구(20)를 폐쇄하도록 구성된다. 투입구 도어(21)는 스프링 등의 탄성체에 의해 투입구(20)를 폐쇄하는 위치로 복귀할 수 있다.
경우에 따라 투입구 도어(21)는 입력부(31)의 버튼 입력에 의해 열리고, 닫히는 도록 구성될 수 있다.
입력부(31)는 투입구(20)의 상부에 배치되어, 도어의 열림 및 닫힘을 위한 버튼, 스위치 및 터치패드를 적어도 하나 포함한다.
입력부(31)는 재활용 자원인 대상물을 투입하는 사용자의 정보를 입력한다. 입력부(31)는 숫자, 문자, 및 특수문자의 조합으로 구성되는 사용자 아이디(ID), 회원번호, 이메일 및 전화번호 중 적어도 하나를 사용자 정보로 입력 받을 수 있다.
디스플레이(32) 및 스피커(33)는 본체(11)의 재활용 자원의 수거에 따른 동작상태를 출력한다.
디스플레이(32)는 투입구(20)를 통해 투입된 대상물에 대한 재질판단결과에 대한 안내, 분리 수거 방법에 대한 안내, 본체 내부에 수용된 재활용 자원에 대한 정보 및 수거요청 알림을 출력한다.
디스플레이(32)는 메뉴화면을 표시하고, 안내 또는 알림을 이미지, 숫자, 문자, 특수문자 및 아이콘 중 적어도 하나의 조합으로 표시한다. 또한, 디스플레이(32)는 수거된 사용자별 적립현황을 표시할 수 있다.
스피커(33)는 안내 또는 알림을 음성안내, 효과음 및 경고음 중 어느 하나의 조합으로 출력한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 분리 수거 장치(10)는 복수의 센서(150), 메모리(120), 모터구동부(130), 도어(40), 입력부(170), 출력부(180) 및 프로세서(110)를 포함한다.
도어(40)는 분리 수거 장치(10)의 본체(11) 내부에 설치되다.
도어(40)는 모터구동부(130)에 연결되어 모터구동부(130)의 동작에 의해 열리거나 닫힌다. 도어(40)는 모터구동부(130)의 제어명령에 따라 동작하는 모터(미도시)를 포함한다.
도어(40)는 투입구(20)를 통해 투입된 대상물이, 본체(11)의 내부에 구성되는 복수의 수거함 중 어느 하나에 수용되도록 한다. 도어(40)는 닫힌 상태에서, 재질 판단이 완료되면 재질에 대응하여 복수의 수거함 중 어느 하나의 수거함을 향해 개방되어, 대상물이 지정된 수거함으로 투입되도록 한다.
도어(40)는 회전축을 기준으로 모터구동부(130)에 의해 회전 동작하여 수거함을 향해 열리거나 닫힌다. 또한, 도어(40)는 모터구동부(130)에 의해 전, 후, 좌, 우 중 어느 하나의 방향으로 이동하여 열리거나 닫힌다.
경우에 따라 도어(40)는 복수로 구비될 수 있다.
모터구동부(130)는 프로세서(110)의 제어신호에 대응하여 도어(40)에 구비되는 모터가 구동하도록 제어하여, 도어(40)가 열리거나 닫히도록 한다.
모터구동부(130)는 프로세서(110)에 의해 대상물의 재질이 판단되면, 재질에 따라 인가되는 제어신호에 대응하여, 어느 하나의 방향의 도어가 열리도록 도어(40)로 동작전원을 인가한다. 그에 따라 도어(40)가 열려 대상물이 복수의 수거함 중 어느 하나에 수용된다.
출력부(180)는 본체(11)의 전면부에 설치되어 분리 수거 장치(10)의 동작상태를 출력한다. 출력부(180)는 디스플레이(32) 및 스피커(33)를 포함하고, 램프를 더 포함할 수 있다.
출력부(180)는 분리 수거 장치(10)의 동작상태, 투입된 대상물의 종류 또는 재질에 대한 정보 등을 출력하고, 수거함에 수용된 재활용 자원에 대한 정보를 출력한다. 출력부(180)는 분리수거 방법을 안내하고, 투입된 대상물에 대한 정보를 출력하며, 또한 투입된 대상물이 재활용 불가능한 재질인 경우 그에 대한 경고를 출력할 수 있다.
입력부(170)(31)는 디스플레이(32)에 표시되는 메뉴화면 중 어느 하나를 선택하거나, 투입구 도어(21)의 열림 및 닫힘에 대한 신호를 입력한다.
입력부(170)(31)는 사용자 정보가 입력받아 프로세서(110)로 인가한다.
메모리(120)는 투입되는 대상물에 따라 정보, 재질 판단을 위한 기준데이터, 기 판단된 재질 데이터 및 무게판단 조건에 대한 데이터를 저장한다. 또한, 메모리(120)는 등록된 사용자 정보 및 사용자 정보 별로 재활용 자원에 대한 정보를 누적하여 저장한다.
메모리(120)는 디스플레이(32)의 메뉴화면에 대한 데이터, 안내 또는 알림을 출력하기 위한 데이터를 저장한다. 메모리(120)는 램(RAM, Random Access Memory), 롬(ROM), EEPROM(Electrically Erased Programmable Rom) 등의 비휘발성 메모리, 플래시 메모리 등의 저장수단을 포함한다.
복수의 센서(150)는 투입구(20) 및 수거함에 설치된다.
복수의 센서(150)는 초음파센서, 적외선센서, 레이저센서, 압력센서, 무게센서 및 근접센서 중 적어도 하나를 포함한다.
복수의 센서(150)는 제 1 센서(51) 내지 제 N 센서(59)를 포함한다.
복수의 센서(150)는 일부가 투입구(20) 및 투입구(20)에 인접한 위치에 설치된다. 복수의 센서(150)는 투입구(20)의 상부, 하부, 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 방향에 설치될 수 있다. 또한, 복수의 센서(150)는 투입구(20)의 내측, 본체(11)의 내부에 형성되는 수용부(12)에 설치될 수 있다.
복수의 센서(150)는 투입구(20)를 통해 투입되는 대상물을 감지하고, 그 재질을 검출한다.
또한, 복수의 센서(150)는 일부가 수거함의 하부에 설치되어 수거함에 수용된 재활용 자원의 무게를 측정한다. 수거함 별로 각각 센서가 설치될 수 있다. 압력센서 또는 무게센서는 수거함의 무게를 측정한다.
복수의 수거함의 개별 무게는 프로세서(110)에 의해 출력부(180)를 통해 출력될 수 있다.
근접센서는 본체(11)에 접근하는 사용자를 감지할 수 있다.
프로세서(110)는 투입구(20) 및 투입구(20)의 내측에 설치되는 센서로부터 입력되는 신호를 기반으로 대상물을 감지하고, 대상물의 재질을 판단한다.
프로세서(110)는 복수의 센서(150)의 감지신호가 대상물에 반사되는 반사신호를 이용하여 대상물의 재질을 판단한다.
프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 재질 데이터를 기반으로 반사신호의 파형 특성을 분석하고, 재질을 판단한다.
프로세서(110)는 재질판단결과에 대응하여 모터구동부(130)로 제어신호를 인가한다. 그에 따라 모터구동부(130)는 재질에 대응하는 수거함으로 대상물이 투입되도록 도어(40)를 제어한다.
프로세서(110)는 복수이 수거함 별로 특정 재질의 재활용 자원을 수용하도록 설정할 수 있다. 프로세서(110)는 재활용 불가능한 대상물에 대한 경고를 생성하여 출력부(180)를 통해 출력한다. 프로세서(110)는 재활용 불가능한 대상물을 별도 분리되도록 하거나 또는 외부로 배출되도록 할 수 있다.
또한, 프로세서(110)는 본체(11)의 내부에 압축봉(미도시)이 구비되는 경우, 수거함에 설치된 센서의 감지신호에 대응하여 압축봉이 동작하도록 모터구동부(130)를 제어할 수 있다. 압축봉은 모터구동부(130)에 의해 모터가 동작하여 수거함에 수용된 재활용 자원을 압착한다.
또한, 프로세서(110)는 입력부(170)를 통해 사용자 정보가 입력된 경우, 사용자 별로 수거된 재활용 자원의 종류와 재질에 따라 포인트를 산출하고, 포인트를 메모리(120)에 누적하여 저장한다. 프로세서(110)는 사용자 정보에 따라 각 사용자를 구분하고, 누적된 포인트는 일부 자원 수거 비용으로 사용하도록 하고, 일부는 사용자의 선택에 따라 기부하거나 별도 지급수단을 통해 사용자에게 지급하도록 한다.
프로세서(110)는 투입된 대상물에 대한 재질판단결과 및 진행상황, 분리 수거 장치의 동작상태를 출력부(180)를 통해 출력한다.
프로세서(110)는 센서의 감지신호에 대응하여 수거함의 무게가 설정 무게에 도달하면 수거 용량에 도달한 것으로 판단하고, 그에 따른 안내를 출력부(180)를 통해 출력한다.
또한, 프로세서(110)는 수거업체로 수거요청을 전송할 수 있다. 분리 수거 장치(10)는 수거요청을 위한 통신모듈을 더 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 측정되는 무게가 설정무게를 초과하여 수거함에 재활용 자원을 더 이상 수용할 수 없다고 판단되면 출력부(180)를 통해 수용불가에 대한 경고를 출력할 수 있다.
또한, 프로세서(110)는 투입구 도어(21)를 잠금 설정하여 투입구(20)를 통해 추가 대상물이 투입되지 않도록 한다.
프로세서(110)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서로 구성되어, 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행하여 동작한다. 프로세서(110)는 대상물 감지 알고리즘, 재질 판별 알고리즘, 수거함 관리 알고리즘, 분리수거 안내 알고리즘에 따라 동작할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 센서 위치를 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 분리 수거 장치(10)는 투입구(20)를 기준으로 상부, 하부, 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 센서가 설치되어 감지영역(A)에 위치하는 대상물을 감지하고, 재질판단을 위한 반사신호를 프로세서(110)로 인가한다.
예를 들어, 제 1 센서(51)는 투입구(20)의 좌측의 어느 일영역에 설치된다. 제 2 센서(52)는 투입구(20)의 우측의 어느 일영역에 설치된다. 제 3 센서(53)는 투입구(20)의 상부 중심에 설치되고, 제 4 센서(54)는 투입구(20)의 하부 중심에 설치된다. 제 3 센서(53) 및 제 4 센서(54)는 각각 복수의 센서로 구성되는 어레이 센서가 사용될 수 있다.
또한, 수거함(60)의 하부에는 수용되는 재활용 자원의 무게를 측정하는 무게센서(57)(58)가 수거함에 각각 설치될 수 있다.
수거함(60)은 제 1 재질의 재활용 자원이 수용되는 제 1 수거함(61)과 제 2 재질의 재활용 자원이 수거되는 제 2 수거함(62)을 포함한다. 또한, 수거함(60)은 제 3 수거함 및 제 4 수거함을 더 포함할 수 있다.
투입구(20)의 내부, 즉 본체(11)의 내부에는 투입구(20)를 통해 투입된 대상물이 수거함으로 이동하도록 형성되는 수용부(12)가 구비된다.
수용부(12)는 소정 각도로 기울어지게 형성되어 대상물이 본체(11) 내부의 중심부로 이동하도록 설치된다.
수용부(12)의 중심부 하부에는 도어(40)가 설치된다.
도어(40)는 수용부(12)의 중심 영역에 형성되어, 중심 영역의 일부를 개폐한다. 도어(40)는 복수의 수거함(60) 중 어느 하나로 대상물이 투입되도록 일부 영역을 개폐한다.
도어(40)는 모터구동부(130)에 의해 동작되며, 프로세서(110)에 의해 재질판단이 완료되면 재질판단결과에 대응하여 복수의 수거함(60) 중 어느 하나로 대상물이 이동하도록 해당 수거함에 대한 일부 영역을 개방한다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 본체(11)의 측면을 기준으로, 복수의 센서(150)에 의해 투입구(20) 및 투입구(20)에 인접한 영역에 감지영역(A)이 형성된다.
투입구(20)는 본체(11)의 전면부로부터 일정 거리 내부에 형성된다. 감지영역(A)은 투입구(20)를 기준으로, 본체(11)의 전면부로부터 도어가 개방된 내부 영역에 형성된다.
감지영역(A)은 센서의 위치에 따라 그 크기와 형태가 변경될 수 있다.
제 1 센서(51) 및 제 2 센서(52)는 본체(11)의 내측면에 설치되어 투입구의 중심부를 향해 감지하도록 배치된다. 제 1 센서(51) 및 제 2 센서(52)는 상이한 높이에, 전면부로부터 상이한 거리에 배치될 수 있다.
제 3 센서(53) 및 제 4 센서(54)는 각각 투입구(20)의 상부와 하부에 마주보는 위치에 설치된다. 또한, 투입구(20)의 내측, 수용부(12)의 상부에 제 5 센서(55)가 더 설치될 수 있다.
제 1 센서 내지 제 5 센서(51 내지 55)의 위치는 변경 가능하며, 경우에 따라 제 6 센서가 더 설치될 수 있다.
그에 따라 복수의 센서(150)는 투입구(20)를 통해 투입되는 대상물(90)을 감지하고 대상물(90)에 반사되는 반사신호를 프로세서(110)로 인가한다. 프로세서(110)는 반사신호에 분석하여 대상물(90)의 재질을 판단한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 재질판단방법을 설명하는 데 참조되는 도이다.
프로세서(110)는 복수의 센서(150)로부터 입력되는 반사신호를 분석하여 대상물(90)의 재질을 판단한다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 대상물(90)의 재질이 유리인 경우, 거리에 따른 신호 대 잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio)의 변화(L1)를 산출하고, 신호 대 잡음비(SNR)의 기준값(TH)을 바탕으로 신호의 특성을 판단하여, 재질이 유리인 것을 판별한다.
또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 대상물(90)에 대한 재질이 나무 바스켓인 경우, 거리에 따른 신호 대 잡음비(SNR)의 변화(L2)를 산출하여, 기준값(TH)을 기반으로 신호의 특성을 판단한다.
프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 재질 판단을 위한 기준 데이터를 바탕으로 신호 특성을 비교 분석하여 재질을 판단한다.
재질 검출 거리 검출 각도
고반사
(High Reflectivity)		 유리 0.5cm 이내 5도 이내
중반사(Medium Reflectivity) 플라스틱 1cm 이내 5도 이내
저반사(Low Reflectivity) 나무 2cm 이내 5도 이내
또한, 프로세서(110)는 표 1과 같이, 반사 정도와 검출 거리 및 검출 각도를 기반으로 대상물(90)의 재질을 판단할 수 있다.
예를 들어 프로세서(110)는 5도 이내의 각도로 0.5cm 거리내에서 고반사 되는 대상물은 유리로 판단하고, 5도 이내에서 1cm 거리내에서 중반사 되는 대상물은 플라스틱으로 판단할 수 있다.
프로세서(110)는 하나의 대상물(90)에 대하여 각각 상이한 각도와 상이한 거리를 갖는 복수의 센서(150)의 신호를 비교하여 대상물의 재질을 판단한다.
예를 들어, 프로세서(110)는 유리, 나무, 플라스틱 등의 재질을 구분한다.
또한, 프로세서(110)는 하나의 대상물에 특성이 상이한 반사신호가 복수인 경우, 대상물(90)에 이물질이 부착되거나 내부에 잔여물이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 재질에 따른 분류방법을 설명하는 데 참조되는 도이다.
프로세서(110)는 감지영역(A)에서 복수의 센서(150)로부터 인가되는 신호를 기반으로 대상물(90)의 재질을 판단한다. 프로세서(110)는 재질판단이 완료되면 모터구동부(130)를 제어하여 도어(40)가 열리거나 닫히도록 한다.
그에 따라 대상물(90)은 수용부(12)에서 개방되는 도어를 통과하여 복수의 수거함(60) 중 어느 하나에 수용된다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 대상물(90)의 재질이 제 1 재질인 경우 제 1 수거함(61)에 수용되도록 모터구동부(130)로 제어신호를 인가한다.
모터구동부(130)는 제어신호에 대응하여 제 1 수거함(61)측이 개방되도록 도어(40)를 제어한다. 그에 따라 수용부(12)와 수거함 사이의 도어(40)가 제 1 수거함(61)을 향해 개방되고, 대상물(90)은 제 1방향(D1)으로 이동하여 제 1 수거함(61)에 수용된다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 대상물(90)의 재질이 제 2 재질인 경우 제 2 수거함(62)에 수용되도록 모터구동부(130)로 제어신호를 인가한다.
모터구동부(130)는 제어신호에 대응하여 제 2 수거함(62)측이 개방되도록 도어(40)를 제어한다. 그에 따라 도어(40)는 제 2 수거함(62)을 향해 개방되고, 대상물(90)은 제 2 방향(D2)으로 이동하여 제 2 수거함(62)에 수용된다.
프로세서(110)는 재질판단결과에 따라 대상물의 재활용이 불가능하다고 판단되는 경우 별도 설치되는 배출구로 배출하거나 또는 지정된 수거함에 수용되도록 할 수 있다.
프로세서(110)는 복수의 수거함(60)의 각각에 설치되는 무게센서를 통해 각 수거함에 수용된 재활용 자원의 무게를 확인하고, 설정 무게에 도달하면 수용 용량에 도달한 것으로 판단한다.
프로세서(110)는 구비되는 통신모듈(미도시)을 통해 지정된 단말 또는 서버로 수거요청을 전송할 수 있다.
프로세서(110)는 측정 무게가 설정 무게를 초과하면 추가 수용 불가에 따른 안내를 출력부(180)를 통해 출력한다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 수거물 처리방법을 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 분리 수거 장치(10)는 수거함에 수용된 재활용 자원을 압축하는 압축봉(80)을 더 포함할 수 있다.
프로세서(110)는 제 1 수거함(61)에 설치된 무게센서(57)의 신호를 기반으로, 압축봉(80)이 동작하도록 제어신호를 인가한다. 프로세서(110)는 제 1 수거함(61)에 수용되는 재활용 자원의 재질에 따라 압축봉(80)이 동작하는 기준 무게를 상이하게 설정할 수 있다.
예를 들어, 플라스틱 PET병인 경우 무게이 비해 부피가 크므로 일정 무게에 도달하면 압축봉(80)을 동작시켜 1차 압착하고, 다음 일정 무게 도달 시 다시 압축봉(80)을 동작시켜 2차 압착할 수 있다.
압축봉(80)은 모터 구동에 의해 하강 이동하여 제 1 수거함(61)에 수용된 재활용 자원을 압착한다.
압축봉(80)은 대상물의 투입 경로를 방해하지 않는 수거함의 상부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 압축봉(80)은 수용부(12)의 하부에 설치되어 수거함을 향해 하강이동 한다.
이때 압축봉(80)의 하강이동과 도어(40)의 개폐 경로가 중복되지 않도록 수용부(12)로부터 연장되어 대상물(90)의 이동을 유도하는 제 2 수용부(13)가 더 구비될 수 있다.
압축봉(80)은 재질에 따라 압착 가능한 재질의 재활용 자원이 수용되는 수거함에 설치되는 것이 바람직하다.
경우에 따라 수거함의 하부에는 분쇄기(미도시)가 더 설치될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 자원의 분리 수거 장치의 분리 수거 방법을 설명하는 데 참조되는 순서도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 분리 수거 장치(10)는 투입구(20)를 통해 대상물(90)이 투입되면, 복수의 센서(150)는 감지영역(A)에서 대상물(90)을 감지한다(S310).
프로세서(110)는 복수의 센서(150)로부터 입력되는 대상물(90)에 대한 반사신호를 분석하여, 신호 대 잡음비(SNR)를 산출한다(S320).
프로세서(110)는 반사신호의 신호 대 잡음비(SNR)를 기반으로 신호 특성을 산출하고, 그에 대응하여 대상물(90)의 재질을 판별한다(S330).
프로세서(110)는 대상물(90)이 제 1 재질인지 판단하고(S340), 제 1 재질인 경우 제 1 수거함(61)에 수용되도록 모터구동부(130)로 제어신호를 인가한다.
모터구동부(130)는 제 1 수거함(61)으로 대상물이 투입되도록 도어(40)를 제어한다.
도어(40)는 제 1 수거함(61)을 향해 개방된다(S350). 그에 따라 대상물(90)이 열린 도어를 통과하여 이동하고, 제 1 수거함(61)에 수용된다(S360).
한편, 프로세서(110)는 대상물(90)이 제 2 재질인 경우, 그에 대한 제어신호를 모터구동부(130)로 인가한다. 모터구동부(130)는 제 2 수거함(62)이 열리도록 도어(40)를 제어한다.
도어(40)는 제 2 수거함(62)을 향해 열린다(S380). 대상물(90)은 도어의 열린 방향으로 이동하여 제 2 수거함(62)에 수용된다(S390).
프로세서(110)는 반사신호를 분석하여, 대상물(90)이 재활용 불가능하다고 판단되는 경우 출력부(180)를 통해 경고를 출력한다.
프로세서(110)는 재활용 불가능한 대상물을 제 3 수거함으로 분류할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 별도의 배출구를 통해 대상물을 배출할 수 있다.
제 1 수거함(61) 및 제 2 수거함(62)에 각각 설치된 무게센서(57)(58)는 각각 수거함에 수용된 재활용 자원의 무게를 측정하여 프로세서(110)로 인가한다.
프로세서(110)는 측정되는 무게가 일정 무게에 도달하는 경우, 그 재질에 따라 압축봉(80)이 동작하도록 제어한다. 압축봉(80)은 하강 이동하여 수거함에 수용된 재활용 자원을 압착한다.
또한, 프로세서(110)는 측정되는 무게가 설정 무게에 도달하는지 판단하고(S370). 설정 무게에 도달한 경우 재활용 자원의 수거를 요청한다(S400). 프로세서(110)는 지정된 단말 또는 서버로 수거요청을 전송할 수 있다.
프로세서(110)는 수거기간을 고려하여 수용 가능한 최대값보다 낮은 값으로 설정 무게를 설정할 수 있다.
프로세서(110)는 측정되는 무게가 설정무게를 초과하여 수거함에 재활용 자원을 더 이상 수용할 수 없다고 판단되면 출력부(180)를 통해 수용 불가에 대한 경고를 출력할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 투입구 도어(21)를 잠금 설정하여 투입구(20)를 통해 추가 대상물이 투입되지 않도록 한다.
따라서 본 발명의 재활용 자원의 분리 수거 장치 및 그 방법은 투입되는 대상물을 신속하게 감지하고 그 재질을 판별하여 재질에 따라 분리 수거할 수 있고, 내부에 수용된 재활용 자원을 효과적으로 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은 반사신호를 이용한 정확한 재질 판단으로, 재활용 자원을 재 분류할 필요가 없어 분리수거 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 분리 수거 장치 11: 본체
12: 수용부 20: 투입구
21: 투입구 도어 31: 입력부
32: 디스플레이 33: 스피커
40: 도어 51 내지 59: 센서
60, 61, 62: 수거함 90: 대상물
110: 프로세서 120: 메모리
130: 모터구동부 150: 복수의 센서
170: 입력부 180: 출력부

Claims (18)

  1. 투입구로 투입되는 대상물에 대한 반사신호를 수신하는 복수의 센서;
    재활용 자원인 상기 대상물을 수용하는 복수의 수거함;
    상기 투입구와 상기 복수의 수거함 사이에 배치되어 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 대상물이 이동하도록 하는 도어; 및
    상기 복수의 센서로부터 입력되는 상기 반사신호를 분석하여 상기 대상물의 재질을 판단하고, 상기 대상물의 재질에 따라 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 도어가 열리도록 제어하는 프로세서; 를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 반사신호의 신호 대 잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio)를 산출하여 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 센서는 초음파 센서, 적외선 센서 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 복수의 센서는 상기 투입구의 상부, 하부, 좌측, 우측 및 상기 투입구에 인접한 내측의 어느 일 영역 중 적어도 하나에 설치되어 상기 대상물을 감지하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 반사신호의 반사정도, 측정거리 및 측정 각도를 기반으로 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도어는, 상기 대상물의 제 1 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 1 수거함을 향해 개방되고,
    상기 대상물이 제 2 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 2 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 2 수거함을 향해 개방되는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도어에 연결된 모터구동부; 를 더 포함하고,
    상기 모터구동부는 상기 프로세서로부터 상기 대상물의 재질에 따라 인가되는 제어신호에 대응하여, 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 대상물이 이동하도록 상기 도어를 제어하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 센서는 상기 복수의 수거함의 하부에 설치되어 상기 복수의 수거함에 수용된 재활용 자원의 무게를 측정하는 복수의 무게센서; 를 더 포함하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 무게센서 중 어느 하나의 무게센서의 측정 무게가 설정 무게에 도달하면 외부의 서버 또는 단말로 수거요청을 전송하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함의 상부에 설치되고, 하강 이동하여 상기 제 1 수거함에 수용된 재활용 자원을 압착하는 압축봉; 을 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제 1 수거함에 설치된 무게센서의 측정 무게가 일정 무게에 도달하면, 상기 압축봉을 동작시키는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 투입구가 형성된 전면부에 설치되어 동작상태를 출력하는 출력부; 를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 복수의 수거함 중 적어도 하나가 수거 용량에 도달하면 알림을 생성하여 상기 출력부를 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 장치.
  11. 복수의 센서가, 투입구를 통해 투입되는 대상물에 대한 반사신호를 수신하여 상기 대상물을 감지하는 단계;
    프로세서가 상기 반사신호를 분석하여 상기 대상물의 재질을 판단하는 단계;
    상기 프로세서가 상기 대상물의 재질에 따라, 복수의 수거함 중 어느 하나의 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 도어를 제어하는 단계; 및
    재활용 자원인 상기 대상물을 재질에 따라 상이한 수거함에 수용하는 단계; 를 포함하고,
    상기 대상물의 재질을 판단하는 단계는, 상기 프로세서는 상기 반사신호의 신호 대 잡음비(SNR, Signal to Noise Ratio)를 산출하여 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 대상물을 감지하는 단계는,
    상기 투입구의 상부, 하부, 좌측, 우측 및 상기 투입구에 인접한 내측의 어느 일 영역 중 적어도 하나에 설치되는 상기 복수의 센서가, 상기 대상물로 송신한 신호에 대한 상기 반사신호를 수신하여, 상기 프로세서로 입력하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 방법.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 대상물의 재질을 판단하는 단계는, 상기 반사신호의 반사정도, 측정거리 및 측정 각도를 기반으로 상기 대상물의 재질을 판단하는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 도어를 제어하는 단계는,
    상기 프로세서가 상기 대상물의 재질에 따라, 상기 도어에 연결된 모터구동부로 제어신호를 인가하는 단계; 및
    상기 모터 구동부가 상기 제어신호에 대응하여 상기 복수의 수거함 중 어느 하나로 상기 대상물이 이동하도록 상기 도어를 제어하는 단계; 를 포함하는 재활용 자원의 분리 수거 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 도어를 제어하는 단계는,
    상기 대상물의 제 1 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 1 수거함을 향해 상기 도어가 개방되고,
    상기 대상물이 제 2 재질인 경우, 상기 복수의 수거함 중 제 2 수거함으로 상기 대상물이 이동하도록 상기 제 2 수거함을 향해 상기 도어가 개방되는 것을 특징으로 하는 재활용 자원의 분리 수거 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 수거함 중 제 1 수거함의 하부에 설치되는 무게센서가, 상기 제 1 수거함의 무게를 측정하는 단계;
    상기 프로세서가 측정된 무게가 일정 무게에 도달하면, 수거함의 상부에 위치하는 압축봉이 동작하도록 제어하는 단계; 및
    상기 압축봉이 하강 이동하여 상기 수거함에 수용된 재활용 자원을 압착하는 단계; 를 더 포함하는 재활용 자원의 분리 수거 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 수거함의 하부에 설치되는 복수의 무게센서가, 각 수거함의 무게를 측정하는 단계;
    상기 프로세서가, 상기 복수의 무게센서 중 어느 하나에서 측정된 무게가 설정 무게에 도달하면 수거용량에 도달한 것으로 판단하는 단계;
    상기 프로세서가 수거용량 도달에 따른 알림을 출력부를 통해 출력하는 단계; 및
    상기 프로세서가 재활용 자원의 수거를 요청하는 단계; 를 더 포함하는 재활용 자원의 분리 수거 방법.
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