KR20040012328A - 진공 청소기의 음성제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

진공 청소기의 음성제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소음이 심한 주위 환경으로부터 사용자의 음성 명령을 효율적으로 수행하기 위한 음성 인식 환경을 제공함으로써 음성 명령을 통한 진공 청소기의 제어를 효율적으로 달성할 수 있는 진공 청소기의 음성 제어 방법 및 장치를 제공 하는 데 있다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공 청소기의 음성 제어 장치는 음성 인식 환경을 제공하기 위한 감지신호를 검출하는 감지 신호 검출부와, 상기 검출된 감지신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 사용자가 지시하는 음성 명령에 대응하여 음성 명령 셋에 미리 설정된 음성 명령 제어신호를 출력하는 음성 명령 인식부와, 상기 음성 명령 제어신호를 입력 받아 진공 청소기의 기능과 모드를 제어하는 구동 명령 제어부로 구성된다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공 청소기의 음성 제어 방법은 음성 인식 환경을 제공하기 위한 감지신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 사용자의 음성 명령에 대응하는 음성 명령 제어신호를 출력하여 청소기의 기능과 모드를 제어한다.

Description

진공 청소기의 음성제어 장치 및 그 방법{VOICE CONTROLLED VACUUM CLEANER AND METHOD THREROF}
본 발명은 진공 청소기의 음성제어에 관한 것으로, 특히 소음이 심한주위 환경으로부터 음성 명령을 통한 진공 청소기의 제어를 효율적으로 수행할 수 있는 진공 청소기의 음성 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 진공 청소기는 모터(motor)의 회전에 의해서 기구 내부의 공기를 빠르게 강제 순환시켜 본체 내부를 높은 진공 상태로 형성한다. 이에 따라서, 주변 환경과 본체 내부와의 높은 압력차에 의하여 발생하는 강한 풍량을 이용하여 먼지 및 오염물을 공기와 함께 흡입구를 통하여 흡입시켜 청소를 수행하는 장치이다.
일반적인 진공 청소기의 구조는 먼지 및 오염물을 흡입하는 흡입구, 모터, 기기 내부를 진공상태로 만들기 위한 회전날개, 먼지 및 오염물을 걸러주는 필터, 먼지받이 케이스, 흡입된 공기를 배출하는 배기구 등으로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래기술에 따른 진공 청소기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
진공청소기는 내부의 모터에 연결된 회전날개를 빠르게 회전시켜 청소기 내부를 진공상태로 만들고, 먼지나 오염물은 공기와 함께 흡입구를 통하여 흡입시킨다. 이때, 흡입구를 통해 흡입된 먼지나 오염물은 필터에서 걸러지고 흡입된 공기는 배기구로 배출시켜 청소를 수행한다.
한편, 최근에는 상기 진공 청소 이외에도 물걸래 청소등을 수행할 수 있는 청소기도 제작되고 있으며 보다 다양한 기능을 수행할 수 있도록 제작된다.
예를 들어, 상기 진공 청소기는 자체적으로 구동 및 작업을 수행하는 완전 자동 모드(fully automatic mode), 리모콘(remote controller) 등과 같은 기기를 이용하여 청소기의 구동 및 작업을 수행하는 원격 제어 모드(remote control mode), 또는 수동 제어 모드(manual control mode)로서 청소 작업을 수행하거나 제어할 수 있다. 특히, 최근의 진공청소기는 특별한 센서를 채용하여 주변 환경을 인식함으로써 자유로운 이동 및 장애물의 회피 기능이 부가되어 사용자로 하여금 보다 편리한 작업환경을 제공한다. 또한, 진공 청소기의 제어시 음성 인식 기능을 부여함으로써 보다 편리하게 청소 작업을 수행하고 이와 동시에 사용자는 다른 작업을 수행하기 위하여 손이나 시선을 자유롭게 사용할 수 있다.
도1은 종래의 진공 청소기의 음성 제어 장치를 도시한 블록도 이다.
도1에 도시한 바와 같이, 상기 진공 청소기는 음성 명령을 입력받기 위하여 마이크로폰(microphone)과 같은 장치를 통하여 음성 명령을 수신한후 이를 입력 신호 검출부(11)에 제공한다. 상기 입력 신호 검출부(11)는 상기 입력된 음성 명령을 비교하고 판단하여 사용자의 음성 명령에 대응하는 구동 제어신호를 구동 제어부(13)로 출력한다. 상기 구동 제어부(13)는 상기 구동 제어 신호에 대응하여 진공 청소기 각 부분의 동작을 제어하기 위한 모터 구동 제어 신호를 모터 구동부(15)에 출력하여 청소기의 동작을 제어한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 진공 청소기의 음성 제어는 진공 청소기 자체에서 발생하는 높은 소음으로 인하여 음성 명령 인식에 있어서 문제점이 있었다. 즉, 진공 청소기는 공기 또는 물의 흡입을 통하여 작업을 수행하고 진공 청소기 자체에서 발생하는 광역의 소음으로 인하여 사용자가 지시하는 몇 가지의 음소가 크게 훼손되기 때문에 음성 명령 인식에 있어서 많은 문제점이 있었다. 또한, 이러한 높은 소음으로 인하여 사용자와 상기 사용자의 음성 명령을 수신하는 수신부 사이의 거리 또는 위치등에 의하여 음성 명령 인식에 많은 문제점이 있었다.
또한, 소음이 심한 환경에서 다양한 소음 및 음성을 판별하고 처리하기 위한 음성 인식 알고리즘(voice recognition algorithm)을 구현하기 위하여 많은 양의 데이터 처리가 요구 된다. 따라서, 상기 데이터를 처리하기 위한 고성능의 마이크로 컴퓨터(microcomputer)가 요구되어 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 소음이 심한 주위 환경으로부터 사용자의 음성 명령을 효율적으로 수행하기 위한 음성 인식 환경을 제공함으로써 음성 명령을 통한 진공 청소기의 제어를 효율적으로 달성할 수 있는 진공 청소기의 음성 제어 방법 및 그 장치를 제공 하는 데 있다.
도1은 종래의 진공 청소기의 음성 제어 방법을 도시한 블록도.
도2은 본 발명에 따른 진공 청소기의 음성 제어 장치를 도시한 블록도.
도3은 본 발명에 따른 음성명령 셋에 제공되는 음성 자료의 실시 예를 도시한 예시도.
도4는 본 발명에 따른 진공 청소기의 음성 제어 방법을 도시한 흐름도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
11: 입력 신호 검출부13: 구동 제어부
15: 모터 구동부20: 도킹 스테이션
21: 감지 신호 검출부23: 음성 명령 인식부
25: 구동 명령 제어부27: 통신 채널
29: 진공 청소기 몸체
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공 청소기의 음성 제어 장치는 주위 환경으로부터 음성 인식 환경을 제공하기 위하여 사용자로부터 제공되는 감지 신호를 검출하는 감지 신호 검출부와, 상기 검출된 감지 신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 사용자가 지시하는 음성 명령에 대응하여 음성 명령 셋에 미리 설정된 음성 명령 제어신호를 출력하는 음성 명령 인식부와, 상기 음성 명령 신호를 입력 받아 진공 청소기의 기능과 모드를 제어하는 구동 명령 제어부로 구성된다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 진공 청소기의 음성 제어 방법은 음성 인식 환경을 제공하기 위한 감지신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 사용자의 음성 명령에 대응하는 음성 명령 제어신호를 출력하여 진공 청소기의 기능과 모드를 제어한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도2 내지 도4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도2는 본 발명에 따른 진공 청소기의 음성 제어 장치를 도시한 블록도이다.
도2에 도시한 바와 같이 진공 청소기의 음성 제어 장치는 주위 환경으로부터 음성 인식 환경을 제공하기 위하여 사용자로부터 제공되는 감지 신호를 검출하는 감지 신호 검출부(21)와, 상기 검출된 감지 신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 사용자가 지시하는 음성 명령에 대응하여 음성 명령 셋에 미리 설정된 음성 명령 제어신호를 출력하는 음성 명령 인식부와(23), 상기 음성 명령 제어 신호를 입력 받아 진공 청소기의 기능과 모드를 제어하는 구동 명령 제어부(25)로 구성된다.
상기 진공 청소기는 도킹 스테이션(docking station)(20)을 구비하지 않고 청소기 몸체에 모든 장치가 구성 되는 실시 예에 관한 것이다. 그러나, 진공 청소기 몸체(29)와 도킹 스테이션(20)을 따로 구성하는 구조인 경우에는 상기 음성 명령제어신호를 입력 받아 상기 진공 청소기 몸체(29)에 음성 명령 제어신호를 출력하는 유선 또는 무선의 통신수단을 이용한 통신 채널(27)을 더 포함하여 구성된다.
또한, 상기 음성 명령 인식부는 사용자로부터 주어진 음성 명령을 판별하는 음성 인식기와, 상기 판별된 각 음성 명령을 코드화시켜 출력하는 엔코더부와, 상기 엔코더부에서 코드화된 데이타 프레임을 디코딩하여 출력하는 디코더부로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 진공 청소기의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 진공청소기는 완전 자동모드(fully automatic mode), 원격 제어모드(remote control mode), 수동 제어모드(manual control mode) 중 어느 하나의 모드로서 동작된다.
상기 감지 신호 검출부(21)는 사용자로부터 제공 되는 감지 신호를 검출하고, 상기 음성 명령 인식부(23)는 상기 검출된 감지 신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 음성인식을 위한 스위치를 온 시킴으로써 사용자가 지시하는 음성 명령을 수신할 수 있는 환경을 제공한다. 이때, 사용자로부터 진공 청소기를 제어하기 위한 음성 명령을 수신하면 상기 음성 명령 인식부(23)는 사용자의 음성 명령을 판별하고, 이에 대응하는 음성 명령 제어 신호를 출력하여 모터가 제어되도록 구성한다.
이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
소음이 심한 환경에서 음성 인식 환경을 제공하기 위한 감지 신호를 상기 감지 신호 검출부(21)에서 검출하게 된다.
상기 감지 신호는 마이크로폰(microphone)를 통하여 주변의 소리를 수신한 후 음성신호만을 분리하거나, 주변의 소리에서 잡음만을 선택적으로 제거하여 검출된 음성 신호이다. 이때, 상기 감지 신호 검출부(21)는 음성 인식률을 보다 높이기 위하여 간단하게 정의된 명령 형식인 닉네임을 이용한다. 즉, 닉네임을 이용하여 소정 시간동안 사용자의 음원(voice source)을 미리 학습시켜 검출기에 저장 시킴으로써 상기 닉네임(nickname)값과 음성 인식을 위해 제공된 감지신호 값을 비교하여 보다 확실한 음성 신호를 검출한다.
또한, 상기 감지신호는 소음이 심하여 음성 인식이 어려울 경우에는 진공 청소기 몸체 또는 상기 진공청소기의 몸체와 분리된 도킹 스테이션의 어느 일정 부분에 부착되는 접촉식 센서(tactile sensor)를 통하여 검출된 접촉 신호이다.
또한, 상기 감지신호는 사용자가 직접 적외선 리모콘(infrared remote controller)을 조작함으로써 적외선 리모콘 수신부를 통하여 검출되는 적외선 신호이다.
이후, 상기 음성 명령 인식부(23)는 상기 검출된 감지 신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 음성인식을 위한 스위치를 온 시킴으로써 사용자가 지시하는 음성 명령을 수신할 수 있는 환경을 제공한다. 이때, 사용자가 음성 명령을 지시하면 상기 음성 명령에 대응하여 도3에서 도시한 바와 같이 음성 명령 셋에 미리 설정된 음성 명령 제어신호를 출력한다.
즉, 상기 음성 명령 인식부(23)는 사용자로부터 주어진 음성 명령을 음성 인식기에서 판별한 후 엔코더부(encoder unit)에서 각 음성 명령을 코드화 되어 출력되게 하고, 상기 엔코더부에서 코드화된 데이타 프레임(coded data frame)을 디코더부(decoder unit)에 전송하고, 상기 엔코더부에서 출력되는 코드화된 엔코딩데이터를 디코딩 함으로써 음성 명령 제어 신호를 상기 구동 명령 제어부(25)로 출력한다.
도3은 본 발명에 따른 음성명령 셋에 제공되는 음성 자료를 도시한 예시도 이다.
도3에 도시한 바와 같이 상기 음성 명령 셋은 진공 청소기의 모터의 동작, 이동, 회전 및 정지를 지시하기 위한 제어문, 상기 모터의 강, 중, 약의 구동력을 제어하기 위한 숫자음, 진공 청소기의 동작상태를 보여주는 표시창을 제어하기 위한 명령문 등을 구비한다. 또한, 상기 음성 명령 셋에 저장된 상기 제어문, 숫자음, 명령문 등은 소정 시간동안 사용자에 의해 학습되어 저장된다.
이후, 상기 구동 명령 제어부(25)는 진공 청소기의 기능과 모드를 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터를 구비함으로써 상기 음성 명령 제어신호를 입력 받아 마이크로 컴퓨터의 제어에 의해 진공 청소기를 구동한다.
도4는 본 발명에 따른 진공 청소기의 음성 제어 방법을 도시한 흐름도 이다.
도 4에 도시한 바와 같이 상기 진공 청소기의 음성 제어방법은 음성 인식 환경을 제공하기 위한 감지신호를 검출하는 음성 제어 요청을 인식하는 단계(ST11)와, 상기 검출된 감지 신호에 대응하여 모터의 구동을 일시 정지하고 사용자의 음성 명령을 대기하는 음성 명령 대기 모드를 위한 단계(ST13)와, 사용자의 음성 명령을 검출하는 음성 명령 검출 단계(ST15)와, 상기 검출된 음성 명령에 대응하여 음성 명령 셋으로부터 음성 명령 제어 신호를 출력하는 음성 명령 제어 단계(ST17)와, 상기 음성 명령 제어신호를 입력 받아 유선 또는 무선의 통신수단을 통하여 상기 음성 명령 제어 신호를 진공 청소기의 몸체에 출력하는 통신 채널 연결 단계(ST19)를포함한다.
한편, 음성 명령 대기 모드를 위한 단계(ST13)에서 상기 모터의 구동이 일시 정지된 후 소정 시간이 경과하면, 새로운 감지신호가 입력될 때까지 소정 작업을 수행하기 위하여 상기 모터 구동을 다시 시작한다.
이후, 상기 진공 청소기는 새로운 감지신호가 입력될 때까지 상기 음성 명령 셋에 미리 설정된 일련의 작업을 순차적으로 수행한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 음성 인식 환경을 제공 함으로써 소음이 심한 환경에서 사용자의 음성 명령을 통한 진공 청소기의 제어를 효율적으로 수행할 수 있다. 또한, 복잡한 음성 인식 알고리즘의 데이터를 처리하기 위하여 고성능의 마이크로 컴퓨터를 필요로 하지 않으므로 비용의 절감 효과가 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (11)

  1. 음성 인식 환경을 제공하기 위한 감지신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 사용자의 음성 명령에 대응하는 음성 명령 제어신호를 출력하여 청소기의 기능과 모드를 제어하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지신호는 마이크로폰(microphone)을 통하여 주변의 소리를 감지한 후 사용자의 음성 신호만을 분리하여 추출하거나, 주변의 소리에서 잡음만을 선택적으로 제거한 사용자의 음성 신호이며, 음성 인식률을 높이기 위하여 소정 시간동안 사용자의 음원(音源, voice source)을 미리 학습시켜 닉네임(nickname)으로 저장된 값과 음성 인식을 위한 상기 음성신호 값을 비교하여 검출되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지신호는 상기 진공 청소기 몸체 또는 상기 진공청소기의 몸체와 분리된 도킹 스테이션(docking station)의 어느 일정 부분에 부착되는 접촉식 센서(tactile sensor)를 통하여 인체의 접촉시 검출되는 접촉신호인 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 감지신호는 적외선 리모콘(infrared remote controller)으로부터 제공되고 적외선 리모콘 수신부를 통하여 검출되는 적외선 신호인 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모터의 구동이 일시 정지된 후 소정 시간이 경과하면, 새로운 감지신호가 입력될 때까지 소정 작업을 수행하기 위하여 상기 모터 구동을 다시 시작하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 음성 명령 제어신호는 소정 시간동안 사용자의 음성 명령을 미리 학습하여 음성 명령 셋에 저장되고, 상기 저장된 음성 명령값과 상기 사용자가 지시하는 음성 명령 값을 비교하여 출력되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 음성 명령 셋은 상기 모터의 동작, 이동, 회전 및 정지를 지시하기 위한 제어문, 상기 모터의 강, 중, 약의 구동력을 제어하기 위한 숫자음, 또는 상기 진공 청소기의 동작상태를 보여주는 표시창을 제어하기 위한 명령문 등을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 음성 명령 제어신호는 사용자의 음성 명령을 음성 인식기에서 판별한 후 각 음성 명령을 코드화하여 데이터 프레임을 출력 하고, 상기 코드화된 데이타 프레임을 디코딩된 신호로 출력한 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 음성 명령 제어신호는 상기 진공 청소기의 기능과 모드를 제어하기 위하여 유선 또는 무선의 통신 수단을 이용한 통신 채널을 통해 상기 진공 청소기에 출력되는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 방법.
  10. 음성 인식 환경을 제공하기 위한 감지신호를 검출하는 감지 신호 검출부와,
    상기 검출된 감지신호를 입력 받아 모터의 구동을 일시 정지함과 동시에 사용자가 지시하는 음성 명령에 대응하여 음성 명령 셋에 미리 설정된 음성 명령 제어신호를 출력하는 음성 명령 인식부와,
    상기 음성 명령 제어 신호를 입력 받아 진공 청소기의 기능과 모드를 제어하는 구동 명령 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 음성제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 음성 명령 제어신호를 입력받아 상기 진공 청소기에 음성명령 제어신호를 출력하는 유선 또는 무선의 통신 수단을 이용한 통신 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 청소기의 음성 제어 장치.
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