KR102529240B1 - 사용자 맞춤형 서비스를 제공하는 캡슐형 스마트 쉘터 - Google Patents

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Abstract

사용자 맞춤형 서비스를 제공하는 캡슐형 스마트 쉘터를 개시한다.
본 실시예는 버스정류장, 기업체, 공공기관, 교육기관 휴게공간, 카페, 다중이용시설, 주택, 아파트 공용공간 등의 장소에 적용 가능한 캡슐형 스마트 쉘터로서, AI를 기반으로 스마트 쉘터에 진입한 사람의 감정을 인식한 후 각 사용자 맞춤형으로 보다 쾌적한 휴식을 취할 수 있도록, 심리 안정 테라피 및 에어 케어를 받을 수 있도록 하는 사용자 맞춤형 서비스를 제공하는 캡슐형 스마트 쉘터를 제공하는 캡슐형 스마트 쉘터를 제공한다.

Description

사용자 맞춤형 서비스를 제공하는 캡슐형 스마트 쉘터{Smart Shelter for providing User Customized Service}
본 발명의 일 실시예는 사용자 맞춤형 서비스를 제공하는 캡슐형 스마트 쉘터에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
최근 산업 전반의 패러다임이 변화함에 따라 ICT 기반의 기술융합 과정을 통해 새로운 형태의 연구가 만들어지고 있다. 건축과 다른 학문을 별개의 영역으로 생각하던 시대는 지나고 급변하는 IT 기술의 발달을 통해서 상호 다른 분야의 전문지식과 접목하는 과정은 논리적이고 독창적인 창작성을 끌어내며 건축 환경에서 부족했던 부분에 센서를 활용해 스마트한 환경으로 변화를 주고 있다.
스마트한 환경 속 각종 편의 장비에 의한 센서 장비의 대중화가 지속하면서 인간의 삶은 ‘센서의 파놉티콘(Panopticon)’ 시대를 맞이하며 개인의 생활 패턴과 환경 정보들이 개인의 행위에 따른 패턴화된 정보를 이용하여 쉘터 분야에서 적용하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
쉘터는 보호, 피난, 임시, 이동 등의 의미를 함유하는 공간이다. 인간은 삶의 대부분의 시간을 어떤 공간 혹은 어떤 장소 속에서 보낸다. 좀 더 나은 공간을 위하여 인간은 끊임없이 노력을 해왔다. 최근에 스마트 쉘터에 대한 건축, 예술, 공학 등 다양한 분야의 전문가들이 연구를 하고 있고 최근에 클린 쉘터, 에코 쉘터 등 스마트 쉘터에 대한 시범적인 모델이 연구되고 있다.
본 실시예는 버스정류장, 기업체, 공공기관, 교육기관 휴게공간, 카페, 다중이용시설, 주택, 아파트 공용공간 등의 장소에 적용 가능한 캡슐형 스마트 쉘터로서, AI를 기반으로 스마트 쉘터에 진입한 사람의 감정을 인식한 후 각 사용자 맞춤형으로 보다 쾌적한 휴식을 취할 수 있도록, 심리 안정 테라피 및 에어 케어를 받을 수 있도록 하는 사용자 맞춤형 서비스를 제공하는 캡슐형 스마트 쉘터를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상면을 덮는 형태의 갖는 상부 분리 모듈; 바닥면을 직사각형 형태로 형성하는 하부 분리 모듈; 좌측면에 벽면을 형성는 구조를 갖는 좌측면 분리 모듈; 우측면에 벽면을 형성하는 구조를 갖는 우측면 분리 모듈; 직사각형 형태의 벽면을 형성하는 구조를 갖는 정면 분리 모듈; 직사각형 형태의 벽면을 형성하는 구조를 가지며, 상기 정면 분리 모듈에 대향되는 면을 형성하는 후면 분리 모듈; 상기 상부 분리 모듈, 상기 하부 분리 모듈, 상기 좌측면 분리면 모듈, 상기 우측면 분리 모듈, 상기 정면 분리 모듈을 조립식 형태로 결합하여 공간을 형상하는 내부 공간; 상기 내부 공간 상에 형성되어 상기 내부 공간에 진입한 객체에 대한 자세를 센싱하고, 상기 자세에 대응하는 각도로 상기 객체에 대한 정면 영상을 촬영하고, 상기 정면 영상을 기반으로 감정 상태 정보를 생성하는 AI 스테이션;을 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 버스정류장, 기업체, 공공기관, 교육기관 휴게공간, 카페, 다중이용시설, 주택, 아파트 공용공간 등의 장소에 적용 가능한 캡슐형 스마트 쉘터로서, AI를 기반으로 스마트 쉘터에 진입한 사람의 감정을 인식한 후 각 사용자 맞춤형으로 보다 쾌적한 휴식을 취할 수 있도록, 심리 안정 테라피 및 에어 케어를 받을 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 상면 및 배면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 좌측면 및 우측면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 정면 및 후면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터 내의 결로 방지 동작을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 AI 기반의 캡슐형 스마트 쉘터의 동작을 나타낸 도면이다.
도 7,8,9,10은 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터에서 실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 다중 카메라 어레이를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 이동 촬영부를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 좌우측 얼굴 촬영부를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 실시예에 따른 감정 인식 방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 실시예에 따른 생체 반응형 제어 UI를 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 사시도이다.
본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 테라피 서비스를 제공한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 영상, 음악, 조명, 아로마 등을 이용하여 뮤직, 아로마, 스누젤렌 테라피를 사용자 맞춤형으로 테라피 서비스를 제공한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실내 및 실외 공기질 측정, 빅데이터 구축 및 데이터 분석, 예측 모델 개발, 전열교환 환기기술, 공기청정, 환기장치 제어 및 피드백을 이용하여 에어 케어 서비스를 제공한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 테라피 서비스 및 에어 케어 서비스를 기반으로 사용자에게 최적의 실내 공기질(최적 청정도 및 온열 상태)을 제공한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 사용자 쉘터 공간 모듈, 영상 음향 조명 컨트롤 모듈, 안전/공기질/상황감지 센서 IoT 모듈, 전기전자공조 모듈, 전원공급 모듈을 포함한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 테라피 서비스로서, 뮤직 테라피를 통한 기분 전환, 뇌 건강 케어를 제공한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 아로마 테라피로서, 알러지 반응이 없는 질병을 예방하고 건강을 유지할 수 있도록 한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 스누젤렌 테라피로서, 심리가 안정되도록 한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 스마트 에어 케어 서비스로서, 사용자 생체정보를 활용한 쾌적 에어 케어 환경을 제공한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 스마트 에어 케어 서비스로서, 실내 공기질 최적제어를 통한 쾌적 공기질 수준을 제공한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 스마트 에어 케어 서비스로서, 실내와 실외 온도 차이를 고려하여 결로를 방지하도록 환기를 제어한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 버스정류장 쉘터, 항만 피난 쉘터, 해외 캡슐형 하우스 등으로 구현 가능하다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 영상, 음향, 조명, 냉난방, 환기 등 연계하여 TV, 음향 디지털 믹스, LED 감성 조명, 에어컨, 공기청정기, 환기 청정기, 산소발생기, 아로마 디퓨져, 전동 구동 장치를 제어한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 제품 및 서비스의 주요 적용 분야는 1인용 피로회복 공간이며 실내용과 실외용(건물 옥상, 건물 테라스)으로 분리 모듈 구조를 갖는다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 분리 모듈 구조로 인해 저소음, 물류, 설치, AS 및 유지보수가 쉽게 설계된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 상부, 하부, 측면, 출입구 등 조립식 가능한 구조를 갖는다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실내 인테리어로 전기 기계장치의 노출을 최소화하고 1인에게 안정감을 제공할 수 공간으로 심리적 안정감과 편안함을 제공한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 사용자 쉘터 공간으로 조립식 모듈로 구현된다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 조립 가능한 구조로 구분된다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실내 인테리어로서, 전기 기계장치의 노출을 최소화하고 1인에게 안정감을 제공할 수 공간으로 심리적 안정감과 편안함을 제공한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 영상 음향 조명 컨트롤 모듈 (AVLC모듈)는 디스플레이, 스피커, 터치패널 컨트롤러, 조명 스위치, LED 감성 조명, 안전 공기질 상황감지용 다중센서, 도어락, 알람 장치를 포함한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 안전 공기질 상황감지 센서 모듈로서 안전 공기질 상황감지용 다중센서와 알람 장치를 포함하며, 센서감지에 적합한 장소에 부착된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 전기전자공조 모듈(통신, 앰프, 미디어 서버, 에지 서버, 통합제어기, 열전도 온도조절기, 공기환기청정, 가습기, 아로마 발생기 등으로 실외장치로 구성하여 실내에 소음, 전자파 등의 영향을 최소화하도록 한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 전원공급 모듈로서 전원공급이 어려운 곳에 태양열 전원, 대용량배터리, 저소음 비상용 발전기로 구성하여 전원을 공급한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 내부에 영상 음향 조명 컨트롤 모듈을 포함한다. 영상 음향 조명 컨트롤 모듈은 디스플레이, 스피커, 터치패널 컨트롤러, 조명 스위치, LED 감성 조명, 도어락, 알람 장치를 포함한다. 영상 음향 조명 컨트롤 모듈은 최소한의 장치로 캡슐형 스마트 쉘터(100) 내의 실내에 부착된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 내부에 안전 공기질 상황감지 센서 IoT 모듈을 포함한다. 안전 공기질 상황감지 센서 IoT 모듈은 안전 공기질 상황감지용 다중센서와 알람 장치로 구성된다. 안전 공기질 상황감지 센서 IoT 모듈은 캡슐형 스마트 쉘터(100) 내의 적합한 장소에 부착된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 내부에 전기전자공조 모듈을 포함한다. 전기전자공조 모듈은 통신, 앰프, 미디어 서버, 에지 서버, 통합제어기, 열전도 온도조절기, 공기 환기 청정, 가습기, 아로마 발생기 등으로 실외장치로 구성한다. 전기전자공조 모듈은 실내에 소음, 전자파 등의 영향을 최소화하도록 설계된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 내부에 전원공급 모듈을 포함한다. 전원공급 모듈은 전원공급이 어려운 곳에 태양열 전원공급, 대용량배터리, 저소음 비상용 발전기로 구성하여 어디에서나 설치하고 전원공급이 가능하도록 설계된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 1인용 피로 회복 공간으로 실내용 공간 또는 실외용 공간에 설치 가능하다. 다시 말해, 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실내용 공간으로 기업체 휴게실, 다중이용시설의 휴게 공간에 설치 가능하다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실외용 공간으로 건물 옥상, 야외 테라스에 설치 가능하다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 모듈식 구조로서 저소음, 운반, 설치, AS, 유지·보수가 용이하다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실외 설치 시에는 건축법상에서 가설건축법 적용 대상으로 가설건축물은 철근, 콘크리트가 아닌 3층 이하 건물로 전기, 수도, 가스의 공급이 필요치 않고 존치 기간 3년의 분양목적이 아닌 설치물을 의미한다. 농업용 온실, 각종 창고, 경비초소, 컨테이너 등이 해당, 가설건축물 축조 신고 대상으로 가설건축물 축조 신고 방법은 관할 지자체 내 건축 담당 부서에 건축물이 지어질 해당 장소 지번을 문의하고 신고 절차에 따라 진행된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 서비스를 상호연동하기 위해 연동 장치에 대한 프로토콜 분석한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 다양한 제조사의 영상 음향 제어가 가능하도록 브랜드별 IR, RS232, TCP/IP 제어 코드 수집한다.
본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 상부 분리 모듈(210), 하부 분리 모듈(220), 좌측면 분리 모듈(310), 우측면 분리 모듈(320), 정면 분리 모듈(410)을 포함한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 상부 분리 모듈(210), 하부 분리 모듈(220), 좌측면 분리 모듈(310), 우측면 분리 모듈(320), 정면 분리 모듈(410)을 조립식 형태로 결합하여 하나의 캡슐형 내부 공간을 형성한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 캡슐형 내부 공간을 형성하며, 캡슐형 내부 공간은 결로 방지를 위한 테이프로 테이핑된다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 기업체 휴게실, 다중이용시설의 휴게 공간을 포함하는 실내용 공간 상에 설치되거나 건물 옥상, 야외 테라스를 포함하는 실외용 공간에 설치된다.
도 2는 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 상면 및 배면을 나타낸 도면이다.
상부 분리 모듈(210)은 상면을 덮는 형태의 구조를 가진다.
상부 분리 모듈(210)은 직사각형 선분 중 긴 변을 갖는 면 중 일면이 우측면 분리 모듈(320)의 상면과 조립식 형태로 결합하도록 한다. 상부 분리 모듈(210)은 직사각형 선분 중 긴 변을 갖는 면 중 타면이 좌측면 분리 모듈(310)의 상면과 조립식 형태로 결합하도록 한다.
상부 분리 모듈(210)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 일면이 정면 분리 모듈(410)의 상면과 조립식 형태로 결합하도록 한다. 상부 분리 모듈(210)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 타면이 하부 분리 모듈(220)과 조립식 형태로 조립식 형태로 결합하도록 한다.
상부 분리 모듈(210)은 짧은 변을 갖는 면 중 타면이 하부 분리 모듈(220)의 짧은 변을 갖는 면 중 타면과 직접 조립식 형태로 결합하도록 한다. 하부 분리 모듈(220)은 바닥면을 직사각형 형태로 형성한다.
도 3은 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 좌측면 및 우측면을 나타낸 도면이다.
좌측면 분리 모듈(310)은 좌측면에 벽면을 형성하는 구조를 가진다.
좌측면 분리 모듈(310)은 상면이 상부 분리 모듈(210)의 긴 면을 갖는 면 중 일면이 조립식 형태로 결합하도록 한다. 좌측면 분리 모듈(310)은 직사각형 선분 중 긴 변을 갖는 면 중 하면이 하부 분리 모듈(220)의 직사각형 선분 중 긴 면을 갖는 면 중 일면과 조립식 형태로 결합하도록 한다.
좌측면 분리 모듈(310)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 일면이 정면 분리 모듈(410)과 상면과 조립식 형태의 긴 변을 갖는 면 중 일면과 조립식 형태로 결합하도록 한다. 좌측면 분리 모듈(310)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 타면이 상부 분리 모듈(210)의 긴 면을 갖는 면을 따라 조립식 형태로 결합하도록 한다.
우측면 분리 모듈(320)은 우측면에 벽면을 형성하는 구조를 가진다.
우측면 분리 모듈(320)은 직사각형 선분 중 긴 변을 갖는 면 중 상면이 상부 분리 모듈(210)의 긴 면을 갖는 면 중 타면이 조립식 형태로 결합하도록 한다. 우측면 분리 모듈(320)은 직사각형 선분 중 긴 변을 갖는 면 중 하면이 하부 분리 모듈(220)의 직사각형 선분 중 긴 면을 갖는 면 중 타면과 조립식 형태로 결합하도록 한다.
우측면 분리 모듈(320)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 일면이 정면 분리 모듈(410)의 상면과 조립식 형태의 긴 변을 갖는 면 중 일면과 조립식 형태로 결합하도록 한다. 우측면 분리 모듈(320)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 타면이 상부 분리 모듈(210)의 긴 면을 따라 조립식 형태로 결합하도록 한다.
좌측면 분리 모듈(310)과 우측면 분리 모듈(320)의 평면 상에 적어도 하나의 창문을 구비한다.
도 4는 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터의 정면 및 후면을 나타낸 도면이다.
정면 분리 모듈(410)은 직사각형 형태의 벽면을 형성하는 구조를 갖는다.
정면 분리 모듈(410)은 직사각형 선분 중 긴 변을 갖는 면 중 일면이 좌측면 분리 모듈(310)의 짧은 변을 갖는 면 중 일면과 조립식 형태로 결합하도록 한다. 정면 분리 모듈(410)은 직사각형 선분 중 긴 변을 갖는 면 중 타면이 우측면 분리 모듈(320)의 짧은 변을 갖는 면 중 일면과 조립식 형태로 결합하도록 한다.
정면 분리 모듈(410)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 일면이 상부 분리 모듈(210)의 짧은 면을 갖는 면 중 일면과 조립식 형태로 결합하도록 한다. 정면 분리 모듈(410)은 직사각형 선분 중 짧은 변을 갖는 면 중 타면이 하부 분리 모듈(220)의 짧은 면을 갖는 면 중 일면과 조립식 형태로 결합하도록 한다.
정면 분리 모듈(410)은 평면 상에 창문을 구비한다. 후면 분리 모듈(420)은 직사각형 형태의 벽면을 형성하는 구조를 가지며, 정면 분리 모듈(410(에 대향되는 면을 형성한다.
도 5는 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터 내의 결로 방지 동작을 나타낸 도면이다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실외 설치 시 실내외 실외의 급격한 온도차로 인한 물방울 또는 내부에 습도가 많은 경우 발생하는 결로를 방지한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 결로 방지를 위해 결로 방지부(510)를 포함한다. 결로 방지부(510)는 결로 방지를 위해 기 설정된 실내온도를 유지하고, 기 설정된 주기적인 환기를 수행한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 내부에 결로 방지 테이프 사용한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실내온도 20도 내외, 실내습도는 40~60% 수준 유지한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 주기적인 환기를 통하여 결로를 방지한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 결로 방지부(510)를 이용하여 결로방지 가능한 실외 공조 제어 시스템이 동작하도록 하여 결로 발생을 줄일 수 있다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 결로 방지부(510)를 이용하여 실외 공기질(온도습도, 미세먼지), 실내 공기질(온습도, 미세먼지, VOCs, CO2), 생체정보(성별, 연령, 감정 상태)를 이용하여 결로 방지와 공조 제어를 수행한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 공공데이터와 연계한 주변 실외 온도습도 미세먼지 PM2.5/10 데이터 수집한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 실내온도, 습도 미세먼지 CO2 VOCs 센서를 이용 실내 공기질 데이터 수집한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 사용자 정보를 바탕으로 설정된 적정 온도습도로 공조 제어한다.
캡슐형 스마트 쉘터(100)는 오염된 공기가 정화를 위해 공기청정 및 환기 청정기기를 제어한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 결로방지를 위하여 주기적 쾌적성 유지를 고려한 환기를 제어한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 화재, 침수, 위험으로 상황으로부터 안전을 보장하기 위하여 상황감지 센서에서 연기, 열, 누수, 소리, 진동 감지 센서를 통하여 위험 상황을 감지하여 알람을 발생한다.
도 6은 본 실시예에 따른 AI 기반의 캡슐형 스마트 쉘터의 동작을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 AI 스테이션(610), 테라피 수행부(620), 에어 케어 수행부(630)를 포함한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
AI 스테이션(610)은 사용자와 자연스러운 대화를 통해 사람의 감정 상태를 파악한다. AI 스테이션(610)은 사용자의 감정을 전달하는 정서적인 상호작용을 제공하는 사용자 UI/UX 기반의 정보 단말기를 의미한다.
AI 스테이션(610)은 사용자의 영상을 촬영한다. AI 스테이션(610)은 사용자의 영상 내의 얼굴을 인식하고, 얼굴의 특징점을 이용하여 인간의 감정을 판단하고 인간의 동작 인식을 통한 행동을 분류한다.
AI 스테이션(610)은 사용자의 음성을 인식하고, 음성에 대한 실시간으로 속기록을 생성하고 고객의 감정 상태를 파악한다. AI 스테이션(610)은 자폐증과 같이 표정으로 감정이 드러나지 않는 질환에 대해 소셜 로봇과의 대화에서 얻을 수 있는 환자의 음성정보를 이용하여 내면 상태를 파악이 가능하다.
AI 스테이션(610)은 사용자 맞춤형 서비스를 제공한다. AI 스테이션(610)은 사용자 성별/연령/감정 얼굴을 인식한다. AI 스테이션(610)은 사용자 맞춤형 음성인식 및 안내 AI 스피커를 이용한다. AI 스테이션(610)은 쾌적, 감성 서비스를 위한 AI 추론 판단을 수행한다.
AI 스테이션(610)은 상황감지 단말과 연동 시스템과 연동하여 통합컨트롤러, 공기질 측정 단말, 상황감지 단말기, 상용자 터치패널 단말, 통합운영 서버와 통신한다.
AI 스테이션(610)은 스마트 쉘터 환경에서 사용자 맞춤형 최적화된 안내 및 정보 전달 서비스를 제공한다. AI 스테이션(610)은 사용자 중심의 영상 및 음성인식 가능한 지향성 AI UX 정보 단말기 정보 단말기를 의미한다.
AI 스테이션(610)은 내부 공간 내에 진입한 사람을 검출하고, 검출된 사람의 얼굴 검출 및 얼굴 인식(성별/나이별/감정별 인식)한다. AI 스테이션(610)은 검출된 얼굴을 일정 공간에서 추적하여 해당 사람에게만 지향성 스피커를 사용하여 음성 사운드 제공한다. AI 스테이션(610)은 얼굴, 성별, 연령, 감정인식을 고려한 스피커와 카메라 이용한 감성 기반의 대화형 AI 스피커 기능과 머신러닝 기반의 AI 에지 서버들로 주요 기능을 제공한다.
AI 스테이션(610)은 사용자 감성 인식과 음성인식, 스마트 에어 케어 서비스, 안전을 위한 상황감지를 위한 인공지능, 딥러닝 등 빅데이터 분석을 수행한다. AI 스테이션(610)은 머신러닝용 서버를 기반으로 딥러닝 기반의 훈련 모델 및 추론모델을 생성한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 LSTM 모델기반의 안전 상황을 감지한다. AI 스테이션(610)은 LSTM 모델기반의 에어 케어 서비스를 제공한다. AI 스테이션(610)은 공공기관(NIA), 외부 기관 빅데이터를 이용한 훈련 모델 및 추론모델을 생성한다. AI 스테이션(610)은 얼굴 감성, 음성인식 오픈소스의 신뢰성 및 성능 검증한다.
AI 스테이션(610)은 인공지능, 딥러닝 등 빅데이터 분석에 대한 신뢰성 및 검증 테스트를 수행한다. AI 스테이션(610)은 모델 평가를 위해데이터를 훈련(training), 검증(valid), 테스트(test)한다. 캡슐형 스마트 쉘터(100)는 훈련 세트(training set)를 이용하여 인공지능 모델을 훈련한다. AI 스테이션(610)은 검증 세트(validation set)를 이용하여 인공지능 모델을 평가한다. AI 스테이션(610)은 테스트 세트를 이용하여 인공지능 모델을 테스트한다.
AI 스테이션(610)은 전체 데이터 세트를 훈련과 테스트 2개만으로 구분하지 않는 이유는, 인공지능 모델을 개발할 때 항상 모델의 설정을 튜닝한다. AI 스테이션(610)은 검증 세트를 이용하여 인공지능 모델의 성능을 평가하여 튜닝을 수행한다. AI 스테이션(610)은 검증 세트를 이용하여 특정 파라미터 공간에서 좋은 설정값을 찾는 학습을 수행한다.
AI 스테이션(610)은 인공지능 모델로 처음 입력된 데이터인 테스트 세트를 이용하여 인공지능 모델을 평가한다. 인공지능 모델은 데이터를 훈련/검증/테스트 세트로 홀드 아웃 검증 (hold-out validation), K-폴드 교차 검증 (K-fold cross-validation), 셔플링(shuffling)을 사용한 iterated K-fold cross-validation으로 나눈다.
AI 스테이션(610)은 대표성 있는 데이터로서, 훈련 세트와 테스트 세트로 나누기 전에 데이터를 랜덤하게 섞어 적용한다. AI 스테이션(610)은 시간의 방향으로 과거로부터 미래를 예측해야 하는 시계열 데이터의 경우에는 데이터를 분할하기 전에 랜덤하게 섞어서 안되며, 테스트 데이터로 훈련 데이터보다 미래의 것을 이용한다.
AI 스테이션(610)은 훈련 세트와 검증 세트가 중복되지 않도록 한다. AI 스테이션(610)은 얼굴 인식을 위한 검증 데이터 세트로서, 대용량 공개 데이터 세트( CeleFace, DeepFace, FaceNet, VGGFace), 와일드 검증 데이터셋(LFW, YouTube, Face(YTF), MegaFace)을 이용한다.
AI 스테이션(610)은 대화형 음성인식 서비스 시나리오 검증으로 발화문 검증, 테스크플로 검증, 발화문 수집한다. AI 스테이션(610)은 발화문을 검증한다. AI 스테이션(610)은 문장 이해가 잘되는지 확인한다. AI 스테이션(610)은 듣고 싶은 정보를 정확하게 안내하는지 확인한다. AI 스테이션(610)은 긴 문장을 들려줘야 할 때 어디까지 인지 되는지 확인한다. AI 스테이션(610)은 사용자가 확인해야 할 정보와 필요 없는 정보를 구분한다. AI 스테이션(610)은 적절한 표현인지 확인하고 아닌 경우는 사용자 친화적인 언어로 변경한다.
AI 스테이션(610)은 테스크플로 검증을 수행한다. AI 스테이션(610)은 프로세스에서 사용자의 명령 수행하는 과정에서 시행착오를 확인한다. AI 스테이션(610)은 불완전한 명령에서 추가적인 정보를 수집하는 과정에서 혼동 여부 확인한다. AI 스테이션(610)은 나이대별로 서비스 접근성을 확인한다.
AI 스테이션(610)은 발화문을 수집한다. AI 스테이션(610)은 노래와 관련하여 틀어줘, 재생, 재생해줘, 플레이해줘, 들려줘를 발화문으로 수집한다. AI 스테이션(610) 중단과 관련하여 취소해, 취소할래, 그만, 취소, 안 할래, 제발 그만을 발화문으로 수집한다.
AI 스테이션(610)은 내부 공간 상에 형성되어 내부 공간에 진입한 객체에 대한 음성, 영상을 기반으로 감정 상태 정보를 생성한다. AI 스테이션(610)은 내부 공간에 진입한 객체에 대한 영상을 촬영한 후 영상 내의 얼굴 영역을 인식하고, 얼굴 영역 내의 얼굴에 대한 특징점을 기반으로 객체에 대한 표정 패턴을 생성한다.
AI 스테이션(610)은 구비된 지향성 스피커를 이용하여 기 저장된 시나리오 중 표정 패턴에 대응하는 질의문을 출력한 후 구비된 마이크를 이용하여 질의문에 대응하는 음성을 수집한다. AI 스테이션(610)은 음성에 대한 속기록을 생성하고, 속기록을 기반으로 객체에 대한 감정 상태를 파악한다.
AI 스테이션(610)은 음성을 문장으로 변환한 후 문장 내에서 이해가 되지 않는 부분을 제외한 후 듣고 싶은 정보에 대한 답변이 포함되어 있는지를 확인하고, 듣고 싶은 정보에 대한 답변을 기반으로 객체에 대한 감정 상태를 파악한다.
AI 스테이션(610)은 질의문에 포함된 문장 중 긴 문장 구간, 사용자 확인 구간, 불필요 구간을 구분한 후 각 구간의 표현 중 부적절한 구간의 언어를 사용자 친화적인 언어로 변경한 후 지향성 스피커로 출력한다. AI 스테이션(610)은 속기록, 표정 패턴, 감정 상태를 기반으로 객체에 대한 동작을 인식하여 행동 패턴을 분류한다.
테라피 수행부(620)는 뮤직 테라피로서 사용자의 요구와 감정 상태를 반영하여 목적에 맞는 음악의 장르, 힐링 음악을 온라인, 뮤직 서버와 연동한 시나리오를 기반으로 음악을 제공한다.
테라피 수행부(620)는 아로마 테라피로서 사용자의 감정 상태를 고려하여 향기를 선택하여 자동으로 아로마 향기를 제공한다. 테라피 수행부(620)는 아로마 테라피의 알레르기 반응을 고려한 사용자 제한 적용, 사용자 체질, 사용시간, 강도 조절을 통한 알레르기 반응 고려한 테라피 서비스를 제공한다. 테라피 수행부(620)는 냄새 농도를 측정 가능한 센서를 통하여 아로마 농도를 측정한다. 테라피 수행부(620)는 사용자 적합한 아로마를 선정한 후 농도를 조절한다. 테라피 수행부(620)는 사용자 정보를 기반으로 알레르기 반응을 고려하여 시간을 조절한다.
테라피 수행부(620)는 내부 공간 상에 형성되어 AI 스테이션(610)에서 생성한 감정 상태를 기반으로 뮤직 테라피, 아로마 테라피, 스누젤렌 테라피를 수행한다. 테라피 수행부(620)는 감정 상태 및 행동 패턴을 기반으로 영상, 음악, 조명, 아로마를 조합하여 뮤직 테라피, 아로마 테라피, 스누젤렌 테라피를 수행한다.
테라피 수행부(620)는 질의문에 대응하여 수집된 음성과 감정 상태를 기반으로 음악의 장르를 추출한 후 음악 장르 중 힐링 음악으로 분류된 음원을 추출한 후 온라인 뮤직 서버로부터 음원을 스트리밍하는 뮤직 테라피를 수행한다.
테라피 수행부(620)는 감정 상태를 기반으로 아로마 후보를 선택한 후 아로마 후보 중 객체가 입력한 알레르기 반응 정보, 사용자 체질 정보, 사용 시간 정보, 강도 조절 정보를 기반으로 최적 아로마를 선택한다. 테라피 수행부(620)는 최적 아로마에 대한 농도를 결정한 후 농도로 최적 아로마가 출력되도록 하는 아로마 테라피를 수행한다.
에어 케어 수행부(630)는 스마트 에어 케어 서비스를 제공한다. 에어 케어 수행부(630)는 스마트 에어 케어 서비스로서, 안개, 연기, 바람 등과 같은 주변 환경 오차가 심한 공기질 데이터의 신뢰성을 향상하기 위하여 공기질 공공데이터와 주변의 공기질 센서 데이터들을 이용하여 미세먼지 센서 데이터의 예측 모델을 적용한다.
에어 케어 수행부(630)는 스마트 에어 케어 서비스로서, PM2.5/10, CO2, VOCs, 온습도 공기질 표출 및 환경을 제어한다. 에어 케어 수행부(630)는 스마트 에어 케어 서비스로서, 실내의 미세먼지와 CO2 감소의 쾌적한 환경 제공을 위하여 다양한 제조사 및 브랜드의 환기 청정기, 공기청정기, 에어컨, 전열교환 환기 유닛, 가습기, 산소발생기 등 환경설비의 스마트 통합제어를 통하여 쾌적하고 건강한 라이프스타일 서비스를 제공한다.
에어 케어 수행부(630)는 실외공기질(온도습도, 미세먼지, 외부기관 데이터 활용), 실내공기질(온습도, 미세먼지, VOCs, CO2), 사용자 생체정보(성별, 연령, 피부 온도 등)를 고려한 스마트 에어 케어 서비스를 제공한다.
에어 케어 수행부(630)는 사용자 생체정보(나이, 성별, 피부 온도, 감성)를 수집한다. 에어 케어 수행부(630)는 실외공기질과 생체정보를 기분의 최적 온도습도 값으로 설정한다. 에어 케어 수행부(630)는 설정된 최적의 에어 케어 제공을 위하여 냉난방 가습 설비를 자동제어한다. 에어 케어 수행부(630)는 쉘터 내의 스마트 에어 케어 신뢰성 및 성능 검증 위한 LSTM(Long Short Term Memory) 기반 인공지능 모델을 구축한다.
에어 케어 수행부(630)는 에어 케어 서비스를 제공한다. 에어 케어 수행부(630)는 실내와 실외의 공기질 상태를 고려하여 최상의 실내 공기질을 유지하도록 다중 공기질 센서 정보를 이용하여 청정기 및 에어컨 등을 조절한다.
에어 케어 수행부(630)는 겨울에 환기를 가동 시 결로방지를 위한 결로방지 부재를 포함한다. 에어 케어 수행부(630)는 실내 CO2 최소화하며, 깊은 산속의 산소 농도를 유지한다.
에어 케어 수행부(630)는 내부 공간 상에 형성되어 내부 공간에 객체 진입이 감지되면 실내와 실외의 공기질 상태를 비교한 후 기 설정된 산소 농도를 유지하도록 공기질을 관리한다.
도 7,8,9,10은 본 실시예에 따른 캡슐형 스마트 쉘터에서 실내외 센서 모듈을 이용한 공기질 관리 방법을 나타낸 도면이다.
공공실외 공기측정부(812)는 복수의 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과를 생성한다.
실외공기 측정부(714)는 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에 설치되어 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성한다. 실외공기 측정부(714)는 실내공기 측정부(716)의 설치 위치와 대응하는 반대면(실외측)에서 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성한다. 실외공기 측정부(714)는 수집한 실외 공기를 대략 1시간 지연된 상태에서 에어 케어 수행부(630)로부터 전송한다.
실외공기 측정부(714)는 광산란 방식의 간이 측정 방식을 이용한다. 실외공기 측정부(714)는 광산란 방식의 간이 측정시 실외 표준 측정기로부터 수집한 데이터와 다수의 실외 간이 측정기로부터 수집한 데이터를 비교하여 측정 보정한다. 실외공기 측정부(714)는 오염으로 인한 오차를 감지한다.
실내공기 측정부(716)는 실외공기 측정부(714)의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실내측에 설치되어 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과를 생성한다.
제어부(730)는 건물 주변에 설치된 실외공기 측정부(714)로부터 수집한 실외 공기질 데이터와 공공실외 공기측정부(812)로부터 수집한 공공 표준 공기질 데이터와 차이를 확인한다. 제어부(730)는 예컨대, 약 10개의 실내공기 측정부(716)로부터 데이터를 수집한 후 측정기의 열화로 인하여 발생하는 오차를 보정한다.
제어부(730)는 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)를 이용하여 내부 공기질이 오염되었을 때 외부공기질을 센싱하여 환기 여부를 결정한다. 제어부(730)는 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)와 같이 결합하는 센서 모듈로 구현된다.
제어부(730)는 공공실외 공기측정부(812)로부터 수신된 공공 실외공기 측정결과와 실외공기 측정부(714)로부터 수신된 실외공기 측정결과를 기반으로 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성한다.
제어부(730)는 실내공기 측정부(716)로부터 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도(실내 CO2, VOC, 라돈)가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출한다. 제어부(730)는 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 설비 운전을 이용한 환경 조절 명령을 생성한다.
제어부(730)는 복수의 기 설치된 공공장소에서 측정한 공공 실외공기 측정결과 내의 공기오염물질과 실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에서 측정한 실외공기 측정결과의 평균치를 산출할 때, 실외공기 측정결과에 가중치를 적용하여 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성한다.
제어부(730)는 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 실내공기 측정결과의 공기오염 농도보다 오차 보정 실외공기 측정결과의 공기오염 농도가 낮은 경우 환기 명령을 생성한다.
제어부(730)는 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 실내공기 측정결과의 공기오염 농도보다 오차 보정 실외공기 측정결과의 공기오염 농도가 높은 경우 내부 공기청정 명령을 생성한다.
본 실시예에 따른 제어부(730)는 데이터 수집부, 데이터 분석부, 동작 처리부를 포함한다. 제어부(730)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 수집부는 공공실외 공기측정부(812)로부터 공공 실외공기 측정결과를 수집하고, 실외공기 측정부(714)로부터 실외공기 측정결과를 수집하고, 실내공기 측정부(716)로부터 실내공기 측정결과를 수집한다.
데이터 분석부는 예측 AI 모델을 이용하여 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과에 대해 데이터 처리 및 분석을 수행한 데이터 처리 결과를 생성한다. 데이터 분석부는 데이터베이스를 포함한다. 데이터 분석부는 예측 AI 모델을 이용하여 오차 보정 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 생성한다.
동작 처리부는 환경 설비(740)에 대한 설비 동작 상태를 모니터링하다가 설비 동작 상태와 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다.
동작 처리부는 데이터 분석부로부터 수신된 데이터 처리 결과와 기 저장된 쾌적 환경 룰(Rule)을 기반으로 주변의 환경 설비(냉난방기, 가습기, 제습기, 공기청정기, 환기장치)를 제어한다. 여기서, 쾌적 환경 룰은 쾌적한 환경 조건(예컨대, 24˚< 온도 < 26˚, 50% < 습도 < 55%, 초미세먼지농도 임계치값 < PM2.5/10, 이산화탄소농도 임계치값 < CO2)을 저장한다.
동작 처리부는 실내의 환경 설비 각각과 연동하며, 환경 설비 각각으로부터 설비동작 상태를 수신한다.
동작 처리부는 실내의 환경 설비 각각으로 설비 제어 명령을 전송한다. 동작 처리부는 데이터 처리 결과와 쾌적 환경 룰을 기반으로 냉방기, 난방기, 제습기, 가습기, 공기청정기, 환기장치를 동작 여부 및 동작 시간을 결정한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 에어 케어 수행부(630)는 게이트웨이(720)를 이용하여 실내공기 측정부(716) 및 실외공기 측정부(714)와 연동한다. 게이트웨이(720)는 서버를 경유하여 외부에 설치된 실외공기 측정부(714)와 연동한다.
게이트웨이(720)는 서버를 경유하여 실외공기 측정부(714)로부터 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(730)로 전송한다. 게이트웨이(720)는 실내공기 측정부(716)로부터 실내공기 측정결과를 수신하여 제어부(730)로 전송한다.
제어부(730)는 게이트웨이(720)로부터 수신된 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다.
환경 설비(740)는 냉난방기, 가습기, 제습기, 공기청정기, 환기장치 중 적어도 하나 이상의 장치를 포함한다. 환경 설비(740)는 제어부(730)로부터 수신된 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 에어 케어 수행부(630)는 게이트웨이(720)를 이용하여 복수의 공공실외공기 측정부(714)와 실내공기 측정부(716)와 연동한다. 게이트웨이(720)는 서버를 경유하여 외부에 설치된 복수의 공공실외공기 측정부(714)와 연동한다.
게이트웨이(720)는 서버를 경유하여 공공실외공기 측정부(714)로부터 공공 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(730)로 전송한다. 게이트웨이(720)는 실내공기 측정부(716)로부터 실내공기 측정결과를 수신하여 제어부(730)로 전송한다.
제어부(730)는 게이트웨이(720)로부터 수신된 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 공공 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다. 환경 설비(740)는 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 에어 케어 수행부(630)는 서버없이 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)와 연동한다. 게이트웨이(720)는 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)와 연동한다.
실내공기 측정부(716)의 설치 위치와 대칭하는 실외측에서 실외 공기를 측정하는 실외공기 측정부(714)와 실외공기 측정부(714)의 설치 위치와 대칭하는 실내측에서 실내 공기를 측정하는 실내공기 측정부(716)가 세트 형태로 구현된다. 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)는 유리창에 서로 다른 자성을 이용하여 부착된다.
유리창에 타공없이 유리창 바깥쪽에 실외공기 측정부(714)와 유리창 안쪽에 실내공기 측정부(716)가 서로 다른 자성을 갖는 자석을 이용하여 부착된다. 제어부(730)는 실외공기 측정부(714)와 실내공기 측정부(716) 사이에 무선으로 전원을 공급하고 무선 통신(적외선 통신)으로 통신을 수행한다.
게이트웨이(720)는 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)로부터 실내공기 측정결과, 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(730)로 전송한다.
제어부(730)는 게이트웨이(720)로부터 수신된 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 실외공기 측정결과와 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성한다. 환경 설비(740)는 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 벽에 타공된 홀에 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)가 실장된다. 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)는 벽에 형성된 홀에 실장된다.
실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)는 하나의 일체형 센서 모듈로 구현되어 벽에 타공된 구멍 내에 일체형 센서 모듈이 실장되어, 실외공기 측정부(714)가 벽 바깥쪽으로 노출되고, 실내공기 측정부(716), 제어부(730)는 벽 안쪽으로 실장된다.
게이트웨이(720)는 일체형으로 구현된 실내공기 측정부(716)와 실외공기 측정부(714)로부터 실내공기 측정결과, 실외공기 측정결과를 수신하여 제어부(730)로 전송한다.
도 11은 본 실시예에 따른 다중 카메라 어레이를 나타낸 도면이다.
AI 스테이션(610)은 내부 공간 상에 진입한 사람이 피로 회복을 위해 자세를 변화하는 경우, 얼굴 표정을 분석하기 위해 다중 카메라 어레이(1100)를 포함한다.
도 11에 도시된 바와 같이, AI 스테이션(610)은 다중 카메라 어레이(1100)를 포함한다. 다중 카메라 어레이(1100)는 복수의 촬영부(1102, 1104, 1106)를 포함한다.
제1 촬영부(1102)는 내부 공간 상에 의자에 앉아 있는 사람의 정면을 촬영하는 방향으로 설치된다. 제2 촬영부(1104)는 상부 분리 모듈(210)의 하면에서 기 설정된 방향(대략 45도 방향)으로 기울어진 사람의 정면을 촬영하는 각도로 설치된다. 제3 촬영부(1106)는 상부 분리 모듈(210)의 하면에서 기 설정된 방향(대략 90도 방향)으로 기울어진 사람의 정면을 촬영하는 각도로 설치된다.
AI 스테이션(610)은 내부 공간 상에 형성되어 내부 공간에 진입한 객체에 대한 자세를 센싱한다. AI 스테이션(610)은 객체의 자세에 대응하는 각도로 객체에 대한 정면 영상을 촬영하고, 정면 영상을 기반으로 감정 상태 정보를 생성한다.
AI 스테이션(610)은 객체의 자세에 대응하는 각도로 객체에 대한 정면 영상을 촬영하기 위한 다중 카메라 어레이(1100)를 포함한다. 다중 카메라 어레이(1100)는 제1 촬영부(1102), 제2 촬영부(1104), 제3 촬영부(1106)를 포함한다.
제1 촬영부(1102)는 내부 공간의 측벽 또는 지지대 형태로 설치되어 기 설정된 의자에 착석한 객체의 정면을 촬영하는 방향으로 설치된다. 제2 촬영부(1104)는 상부 분리 모듈(210)의 하면에서 기 설정된 제1 각도(대략 45도 방향)로 기울어진 객체의 정면을 촬영하는 각도로 설치된다. 제3 촬영부(1106)는 상부 분리 모듈(210)의 하면에서 기 설정된 제2 각도(대략 90도 방향)으로 기울어진 객체의 정면을 촬영하는 각도로 설치된다.
AI 스테이션(610)은 의자에 부착된 센싱부(1108)로부터 각도 정보를 수신한다. AI 스테이션(610)은 각도 정보가 기 설정된 제1 임계 범위 내에 포함된 경우, 의자가 기울어지지 않은 것(기본 각도)으로 판단하여 제1 촬영부(1102)를 제어하여 객체에 대한 정면 영상을 촬영한다. AI 스테이션(610)은 각도 정보가 기 설정된 제2 임계 범위 내에 포함된 경우, 의자가 제1 각도 범위로 기울어진 것으로 판단하여 제2 촬영부(1104)를 제어하여 객체에 대한 정면 영상을 촬영한다. AI 스테이션(610)은 각도 정보가 기 설정된 제3 임계 범위 내에 포함된 경우, 의자가 제2 각도 범위로 기울어진 것으로 판단하여 제3 촬영부(1106)를 제어하여 객체에 대한 정면 영상을 촬영한다.
도 12는 본 실시예에 따른 이동 촬영부를 나타낸 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, AI 스테이션(610)은 이동 촬영부(1202)와 연결부재(1204)를 포함한다. 이동 촬영부(1202)와 연결부재(1204)를 경유하여 의자의 뒷편과 연결된다.
내부 공간 상에 진입한 사람이 피로 회복을 위해 자세를 변화하는 경우, 얼굴 표정을 분석하기 위해 이동 촬영부(1202)가 자세에 따른 각도로 함께 이동하면서 사람의 얼굴 영역을 촬영한다. 예를 들어서, 사람이 의자에 착석한 상태에서 의자를 뒷편으로 기울이는 경우, 의자 뒷편에 연결된 연결부재(1204)가 함께 이동하면서, 연결부재(1204)의 끝단에 연결된 이동 촬영부(1202)가 함께 이동하도록 한다.
이동 촬영부(1202)는 연결부재(1204)에 연결되어 의자에 착석한 사람의 얼굴 영역을 촬영하는 각도로 세팅되어 있으므로, 사람이 의자를 뒷편으로 기울이더라도 기 설정된 각도로 사람의 얼굴 영역을 지속적으로 촬영한다.
도 13은 본 실시예에 따른 좌우측 얼굴 촬영부를 나타낸 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, AI 스테이션(610)은 내부 공간 상에 진입한 사람이 피로도를 정확하게 확인하기 위해 좌측 얼굴 촬영부(1302)와 우측 얼굴 촬영부(1304)를 포함한다.
좌측 얼굴 촬영부(1302)는 내부 공간에 진입한 객체에 대한 좌측 얼굴 영상을 촬영한 후 영상 내의 좌측 얼굴 영역을 인식하고, 얼굴 영역 내의 좌측 얼굴에 대한 특징점을 기반으로 객체에 대한 표정 패턴을 생성한다.
우측 얼굴 촬영부(1304)는 내부 공간에 진입한 객체에 대한 우측 얼굴 영상을 촬영한 후 영상 내의 우측 얼굴 영역을 인식하고, 얼굴 영역 내의 우측 얼굴에 대한 특징점을 기반으로 객체에 대한 표정 패턴을 생성한다.
AI 스테이션(610)은 좌측 얼굴에 대한 표정 패턴과 우측 얼굴에 대한 표정 패턴을 비교하여 최종 얼굴에 대한 표정 패턴을 생성한다. AI 스테이션(610)은 좌측 얼굴에 대한 표정 패턴과 우측 얼굴에 대한 표정 패턴 중 표정 변화가 큰 표정 패턴에 더 큰 가중치를 부여하여 표정 패턴을 보정한다.
도 14는 본 실시예에 따른 감정 인식 방법을 나타낸 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, AI 스테이션(610)은 정면 촬영부(1402), 조명(1410), 지향성 스피커(1412), 디퓨져(1414)를 제어한다.
AI 스테이션(610)은 정면 촬영부(1402) 내의 카메라(1408)를 이용하여 내부 공간에 진입한 객체에 대한 정면 영상을 촬영한다. AI 스테이션(610)은 웨어러블 디바이스(1401)로부터 심박수를 입력받는다.
AI 스테이션(610)은 정면 영상 내의 얼굴 영역을 인식한다. AI 스테이션(610)은 얼굴 영역 내의 얼굴에 대한 특징점을 기반으로 객체에 대한 표정 패턴을 생성한다. AI 스테이션(610)은 상부 분리 모듈(210)의 하단에 설치된 구비된 지향성 스피커(1412)를 이용하여 기 저장된 시나리오 중 표정 패턴에 대응하는 질의문을 출력한다. AI 스테이션(610)은 정면 촬영부(1402) 내의 마이크(1404)를 이용하여 질의문에 대응하여 입력된 음성을 수집한다. AI 스테이션(610)은 음성에 대한 속기록을 생성한다. AI 스테이션(610)은 속기록을 기반으로 객체에 대한 감정 상태를 파악한다.
AI 스테이션(610)은 음성을 문장으로 변환한 후 문장 내에서 이해가 되지 않는 부분을 제외한 후 듣고 싶은 정보에 대한 답변이 포함되어 있는지를 확인한다. AI 스테이션(610)은 듣고 싶은 정보에 대한 답변을 기반으로 객체에 대한 감정 상태를 파악한다.
AI 스테이션(610)은 질의문에 포함된 문장 중 긴 문장 구간, 사용자 확인 구간, 불필요 구간을 구분한다. 이후 AI 스테이션(610)은 각 구간의 표현 중 부적절한 구간의 언어를 사용자 친화적인 언어로 변경한 후 지향성 스피커(1412)로 출력한다. AI 스테이션(610)은 심박수, 속기록, 표정 패턴, 감정 상태를 기반으로 객체에 대한 동작을 인식하여 행동 패턴을 분류한다. AI 스테이션(610)은 행동 패턴에 따라 조명(1410)을 색깔, 밝기를 제어한다.
테라피 수행부(620)는 질의문에 대응하여 수집된 음성과 감정 상태를 기반으로 음악의 장르를 추출한다. 테라피 수행부(620)는 음악 장르 중 힐링 음악으로 분류된 음원을 추출한 후 온라인 뮤직 서버로부터 음원이 지향성 스피커(1412)로 스트리밍되어 출력되도록 한다.
테라피 수행부(620)는 감정 상태를 기반으로 아로마 후보를 선택한다. 테라피 수행부(620)는 아로마 후보 중 객체가 입력한 알레르기 반응 정보, 사용자 체질 정보, 사용 시간 정보, 강도 조절 정보를 기반으로 최적 아로마를 선택한다. 테라피 수행부(620)는 최적 아로마에 대한 농도를 결정한 후 농도로 최적 아로마가 디퓨져(1414)로 출력되도록 한다.
도 15는 본 실시예에 따른 생체 반응형 제어 UI를 나타낸 도면이다.
AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 위치 정보, 기상 정보, 날씨 정보, 실내 공기질 정보, 감정 정보를 표시한다.
AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 위치 정보가 터치되면, 위치 관련 정보를 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 기상 정보가 터치되면, 기상 정보를 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 실외 공기질 정보가 터치되면, 외부로부터 수신된 실외 공기질 정보를 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 실내 공기질 정보가 터치되면, 실내 공기질 정보를 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 감정 정보가 터치되면, 분석된 감정 정보를 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다.
AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 하단에 제어 버튼(홈화면 버튼, 위치 버튼, 기기 제어 버튼, 사운드 설정 버튼, 공기 설정 버튼, 시스템 설정 버튼)을 표시한다.
AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 홈 화면 버튼이 터치되면, 홈 화면을 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 위치 버튼이 터치되면, 위치에 관련된 화면을 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 기기 제어 버튼이 터치되면, AV 기기 제어에 관련된 화면을 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 사운드 제어 버튼이 터치되면, 사운드 설정, 이퀄라이저, 불륨, 조도 설정 관련된 화면을 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 공기 설정 버튼이 터치되면, 공기 청정 설정 화면, 환기 청정 설정 화면, 온도 설정 화면, 습도 설정 화면을 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다. AI 스테이션(610)은 제어 디스플레이(1502) 상에 시스템 설정 버튼이 터치되면, 시스템 설정 화면을 제어 디스플레이(1502) 상에 출력한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 캡슐형 스마트 쉘터
210: 상부 분리 모듈
220: 하부 분리 모듈
310: 좌측면 분리 모듈
320: 우측면 분리 모듈
410: 정면 분리 모듈
420: 후면 분리 모듈
510: 결로 방지부
610: AI 스테이션
620: 테라피 수행부
630: 에어 케어 수행부

Claims (10)

  1. 상면을 덮는 형태의 갖는 상부 분리 모듈;
    바닥면을 직사각형 형태로 형성하는 하부 분리 모듈;
    좌측면에 벽면을 형성는 구조를 갖는 좌측면 분리 모듈;
    우측면에 벽면을 형성하는 구조를 갖는 우측면 분리 모듈;
    직사각형 형태의 벽면을 형성하는 구조를 갖는 정면 분리 모듈;
    직사각형 형태의 벽면을 형성하는 구조를 가지며, 상기 정면 분리 모듈에 대향되는 면을 형성하는 후면 분리 모듈;
    상기 상부 분리 모듈, 상기 하부 분리 모듈, 상기 좌측면 분리 모듈, 상기 우측면 분리 모듈, 상기 정면 분리 모듈을 조립식 형태로 결합하여 공간을 형상하는 내부 공간;
    상기 내부 공간 상에 형성되어 상기 내부 공간에 진입한 객체에 대한 자세를 센싱하고, 상기 자세에 대응하는 각도로 상기 객체에 대한 정면 영상을 촬영하고, 상기 정면 영상을 기반으로 감정 상태 정보를 생성하는 AI 스테이션;을 포함하되,
    상기 AI 스테이션은 상기 자세에 대응하는 각도로 상기 객체에 대한 정면 영상을 촬영하기 위한 다중 카메라 어레이를 포함하며,
    상기 다중 카메라 어레이는,
    내부 공간의 측벽 또는 지지대 형태로 설치되어 기 설정된 의자에 착석한 상기 객체의 정면을 촬영하는 방향으로 설치되는 제1 촬영부;
    상기 상부 분리 모듈의 하면에서 기 설정된 제1 각도로 기울어진 객체의 정면을 촬영하는 각도로 설치되는 제2 촬영부;
    상기 상부 분리 모듈의 하면에서 기 설정된 제2 각도로 기울어진 객체의 정면을 촬영하는 각도로 설치되는 제3 촬영부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 AI 스테이션은
    상기 의자에 부착된 센싱부로부터 각도 정보를 수신한 후 상기 각도 정보가 기 설정된 제1 임계 범위 내에 포함된 경우, 상기 의자가 기울어지지 않은 것으로 판단하여 상기 제1 촬영부를 제어하여 상기 객체에 대한 정면 영상을 촬영하고,
    상기 각도 정보가 기 설정된 제2 임계 범위 내에 포함된 경우, 상기 의자가 상기 제1 각도 범위로 기울어진 것으로 판단하여 상기 제2 촬영부를 제어하여 상기 객체에 대한 정면 영상을 촬영하고,
    상기 각도 정보가 기 설정된 제3 임계 범위 내에 포함된 경우, 상기 의자가 상기 제2 각도 범위로 기울어진 것으로 판단하여 상기 제3 촬영부를 제어하여 상기 객체에 대한 정면 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 AI 스테이션은 이동 촬영부와 연결부재를 포함하며,
    상기 이동 촬영부가 상기 연결부재를 경유하여 상기 의자의 뒷편과 연결되는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 의자를 뒷편으로 기울이는 경우, 상기 의자의 뒷편에 연결된 상기 연결부재가 함께 이동하면서, 상기 연결부재의 끝단에 연결된 상기 이동 촬영부가 함께 이동하도록 하여 상기 연결부재에 연결되어 상기 의자에 착석한 객체의 얼굴 영역을 촬영하는 각도로 상기 객체의 상기 정면 영상을 지속적으로 촬영하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 AI 스테이션은 좌측 얼굴 촬영부와 우측 얼굴 촬영부를 포함하며,
    상기 좌측 얼굴 촬영부는 상기 내부 공간에 진입한 객체에 대한 좌측 얼굴 영상을 촬영한 후 영상 내의 좌측 얼굴 영역을 인식하고, 얼굴 영역 내의 좌측 얼굴에 대한 특징점을 기반으로 상기 좌측 얼굴에 대한 표정 패턴을 생성하며,
    상기 우측 얼굴 촬영부는 상기 내부 공간에 진입한 객체에 대한 우측 얼굴 영상을 촬영한 후 영상 내의 우측 얼굴 영역을 인식하고, 얼굴 영역 내의 우측 얼굴에 대한 특징점을 기반으로 상기 우측 얼굴에 대한 표정 패턴을 생성하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 AI 스테이션은
    상기 좌측 얼굴에 대한 표정 패턴과 상기 우측 얼굴에 대한 표정 패턴을 비교하여 최종 얼굴에 대한 표정 패턴을 생성하고,
    상기 좌측 얼굴에 대한 표정 패턴과 상기 우측 얼굴에 대한 표정 패턴 중 표정 변화가 큰 표정 패턴에 더 큰 가중치를 부여하여 표정 패턴을 보정하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 AI 스테이션은,
    제어 디스플레이 상에 위치 정보, 기상 정보, 날씨 정보, 실내 공기질 정보, 감정 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간 상에 형성되어 상기 감정 상태 정보를 기반으로 뮤직 테라피, 아로마 테라피, 스누젤렌 테라피를 수행하는 테라피 수행부; 및
    상기 내부 공간 상에 형성되어 상기 내부 공간에 객체 진입이 감지되면 실내와 실외의 공기질 상태를 비교한 후 기 설정된 산소 농도를 유지하는 에어 케어 수행부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에어 케어 수행부는,
    복수의 기 설치된 공공장소에서 실외 공기를 측정하여 공공 실외공기 측정결과를 생성하는 공공실외 공기측정부;
    실내 공기질 측정 장소와 가장 인접한 실외측 위치에 설치되어 실외 공기를 측정하여 실외공기 측정결과를 생성하는 실외공기 측정부;
    상기 실외공기 측정부의 설치 위치와 대응하는 반대면의 실내측에 설치되어 실내 공기를 측정하여 실내공기 측정결과를 생성하는 실내공기 측정부;
    상기 공공 실외공기 측정결과와 상기 실외공기 측정결과를 기반으로 오차를 보정한 오차 보정 실외공기 측정결과를 생성하고, 상기 실내공기 측정결과로부터 추출된 실내 공기오염물질의 농도가 기 설정된 임계치보다 높은지의 여부를 확인한 위험도를 산출하고, 상기 위험도가 기 설정된 임계치보다 높은 경우, 상기 오차 보정 실외공기 측정결과와 상기 실내공기 측정결과를 비교하여 비교결과를 기반으로 환경 조절 명령을 생성하는 제어부; 및
    상기 환경 조절 명령 기반으로 온도, 습도, 공기청정, 환기 중 어느 하나를 조절하는 환경 설비
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 스마트 쉘터.
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