KR20090075491A - 적외선 신호 포맷 및 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적외선 송수신 기술에 관한 것으로, 특히 두 개의 장치로부터 각각 송출되는 적외선 신호를 함께 수신하여 이용할 수 있는 적외선 신호 포맷 및 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 제 1 송신 장치에서 송신되는 적외선 신호(이하, 제 1 신호)가 패킷 구간과 지연 구간을 포함하여 하나의 주기(S)가 형성되고, 제 2 송신 장치에서 송신되는 적외선 신호(이하, 제 2 신호)는 N개(N은 정수)의 패킷 구간이 연속적으로 포함되어 하나의 주기(R)가 형성되며, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호가 동시에 수신되는 경우, 상기 제 2 신호 중 적어도 하나의 패킷 구간이 상기 제 1 신호의 지연 구간에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 적외선 신호 포맷과, 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템을 제공한다.

이에 의하면, 따라서 두 개의 적외선 송신 장치로부터 동시에 적외선 신호가 수신되더라도 해당 적외선 신호의 데이터를 용이하게 획득하여 이용할 수 있다.

적외선, 로봇, 충전 스테이션, 리모컨, 신호 포맷

Description

적외선 신호 포맷 및 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템{Infrared signal format and sender/receiver system of infrared using the same}

본 발명은 적외선 송수신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 개의 장치로부터 각각 송출되는 적외선 신호를 함께 수신하여 이용할 수 있는 적외선 신호 포맷 및 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 적외선(IR) 신호를 이용하여 무선으로 데이터를 전송하는 장치들은 주변에서 발생되는 신호들의 영향을 쉽게 받는다. 또한, 하나의 적외선 수신 기기가 두 개의 적외선 송신 기기로부터 적외선 신호를 수신하는 경우, 적외선 수신 기기에 수신되는 적외선 신호들 사이에는 간섭이 발생하게 된다. 따라서, 잘못된 신호가 적외선 수신 기기에 입력되어 오작동을 하게 된다는 문제가 있다.

이러한 문제는 짧은 주기로 많은 적외선 신호가 반복해서 발생하는 환경에서 더욱 심화된다. 예를 들면, 로봇의 충전 스테이션은 자신의 위치를 로봇에게 지속적으로 인지시키기 위해 매우 짧은 주기로 반복해서 적외선 신호를 전송한다. 따라서, 적외선 리모콘을 이용하여 로봇을 조종하고자 하는 경우, 적외선 리모컨에서 전송되는 적외선 신호와 충전 스테이션에서 전송되는 적외선 신호 사이에 간섭이 발생되며, 이로 인해 로봇에 잘못된 신호가 입력되는 문제가 있다.

따라서, 하나의 적외선 수신 장치(예컨대, 로봇)가 두 개의 적외선 송신 장치(예컨대, 충전 스테이션, 적외선 리모컨)로부터 적외선 신호를 수신하는 경우, 적외선 수신 장치가 각 적외선 송신 장치로부터 전송되는 적외선 신호들의 간섭을 최소화할 수 있는 적외선 신호 포맷과, 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 하나의 적외선 수신 장치에서 다수 개의 적외선 송신 장치로부터 송신되는 적외선 신호를 수신하는 경우, 간섭을 최소화할 수 있는 적외선 신호 포맷 및 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템을 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 적외선 신호를 이용하여 충전 스테이션과 통신하는 로봇을 적외선 리모컨으로 제어할 수 있는 적외선 신호 포맷 및 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적외선 송수신 시스템에 있어서, 적외선 신호를 수신하는 제 1 수신 장치와, 상기 제 1 수신 장치에 각각 적외선 신호를 송신하는 제 1 송신 장치, 제 2 송신 장치를 포함하며, 상기 제 1 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 1 신호)는 패킷 구간(P1)과 지연 구간(D)을 포함하여 하나의 주기(S)가 형성되고, 상기 제 2 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 2 신호)는 패킷 구간(P2)이 N개(N은 정수) 연속적으로 포함되어 하나의 주기(R)가 형성되며, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호가 동시에 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 경우, 상기 제 2 신호는 상기 N개의 패킷 구간(P2) 중, 적어도 하나의 상기 패킷 구간(P2)이 상기 제 1 신호의 상기 지연 구간(D)에 포함되어 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제 1 수신 장치는 로봇이고, 상기 제 1 송신 장치는 상기 로봇의 충전 스테이션이며, 상기 제 2 송신 장치는 상기 로봇에 제어 명령을 전송하는 적외선 리모컨인 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제 1 송신 장치, 제 2 송신 장치로부터 제 1 수신 장치에 각각 송신되는 적외선 신호의 포맷에 있어서, 상기 제 1 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 1 신호)는 패킷 구간과 지연 구간을 포함하여 하나의 주기(S)가 형성되고, 상기 제 2 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 2 신호)는 패킷 구간이 N개(N은 정수) 연속적으로 포함되어 하나의 주기(R)가 형성되며, 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호가 동시에 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 경우, 상기 제 2 신호는 상기 N개의 패킷 구간 중, 적어도 하나의 상기 패킷 구간이 상기 제 1 신호의 상기 지연 구간에 포함되어 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 적외선 송수신 시스템은 제 1 적외선 송신 장치로부터 전송되는 제 1 신호의 지연 구간에 제 2 적외선 송신 장치로부터 전송되는 제 2 신호의 패킷 구간이 포함될 수 있도록 형성되는 적외선 신호를 이용한다. 또한, 패킷 구간이 중첩되는 경우 중첩되는 패킷 구간은 모두 버리며, 상호 간에 간섭 없이 수신되는 패킷 구간만을 이용한다. 따라서 두 개의 적외선 송신 장치로부터 동시에 적외선 신호가 수신되더라도 해당 적외선 신호의 데이터를 용이하게 획득하여 이용할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.

마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 송수신 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 적외선 송수신 시스템(10)은 적외선 수신부(110)를 갖는 로봇(100)과, 적외선 송신부(210)를 구비하며 로봇(100)에 충전 전 원을 제공하는 충전 스테이션(200), 및 적외선 송신부(310)를 구비하며 로봇(100)에 제어 명령을 전송하는 리모컨(300)을 포함하여 구성된다.

충전 스테이션(200)은 적외선 송신부(210)를 통해 적외선 신호를 로봇(100)의 적외선 수신부(110)로 전송한다. 충전 스테이션(200)에서 전송되는 적외선 신호(이하, 제 1 신호)는 로봇(100)에게 충전 스테이션(200)의 위치를 인지시키기 위해 이용된다. 따라서 로봇(100)이 어떠한 위치에 있던지 현재 충전 스테이션(200)의 위치를 알려야 하므로, 제 1 신호는 충전 스테이션(200)의 적외선 송신부(210)에서 지속적이며 반복적으로 송출된다. 즉, 일정 시간을 주기로 하여 동일한 적외선 신호가 계속적으로 송출된다.

리모컨(300)은 적외선 송신부(310)를 통해 적외선 신호(이하, 제 2 신호)를 로봇(100)의 적외선 수신부(110)로 전송한다. 리모컨(300)에서 송출되는 제 2 신호는 사용자가 리모컨(300)의 키를 입력함에 따라 해당 키 값에 대응하는 신호가 송출된다. 따라서 제 1 신호와 같이 반복적으로 송출되지 않고 일회적으로 송출된다.

로봇(100)은 충전 스테이션(200)과 리모컨(300)에서 전송되는 제1신호 및 제 2 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대응하여 기능을 수행한다. 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 개략적으로 나타내는 블록도로, 이를 참조하면, 본 실시예에 따른 로봇(100)은 적외선 수신부(110), 신호 확인부(120) 및 제어부(130)를 포함한다.

적외선 수신부(110)는 제1신호 및 제 2 신호를 수신하며, 이를 위해 도 1a에 도시된 바와 같이 사방을 향해 다수 개가 형성된다. 따라서 적외선 신호가 어떠한 방향에서 송출되더라도 용이하게 수신할 수 있다. 이러한 적외선 수신부(110)는 내부적으로 제 1 신호만을 수신하는 수신부와 제 2 신호만을 수신하는 수신부를 각각 구비하는 것이 바람직하다.

신호 확인부(120)는 적외선 수신부(110)를 통해 수신된 신호가 제 1 신호인지 제 2 신호인지 확인하고, 해당 신호를 후술되는 제어부(130)로 전송한다. 또한, 두 신호가 동시에 수신됨으로 인하여 간섭이 발생하는 경우, 이를 확인하고 해당 신호를 버리는 기능을 수행한다.

제어부(130)는 로봇(100)의 전반적인 동작 및 로봇(100)의 내부 구성 요소들 간의 신호 흐름을 제어한다. 또한, 제어부(130)는 신호 확인부(120)로부터 전송되는 신호에 따라 로봇(100)의 각 기능을 수행한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 송수신 시스템(10)은 충전 스테이션(200)과 리모컨(300)이 모두 적외선 신호를 이용하여 로봇(100)으로 신호를 전송한다. 종래에는 적외선 신호들 간의 간섭으로 인해, 이처럼 두 개의 적외선 송신 기기에서 하나의 적외선 수신 기기로 각각의 적외선 신호를 전송하는 시스템(10)을 구축하기 어렵다는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷을 이용하면 적외선 신호들 간의 간섭을 최소화할 수 있으므로, 이러한 적외선 송신 시스템(10)을 이용할 수 있다. 이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷을 살펴보기로 한다.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 신호의 파형을 나타내는 도면이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 신호의 파형을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1신호와 제 2 신호가 중첩된 경우를 나타내는 도면이다.

한편, 본 실시예를 설명함에 있어서, 패킷 구간은 전송되는 신호 중 데이터(헤더포함)가 포함되어 있는 구간을 지칭하며, 지연 구간은 데이터가 포함되지 않은 구간 즉 하나의 신호 주기를 형성하기 위해 시간이 지연되는 구간을 지칭한다. 또한, 본 실시예에서는 제 1 신호와 제 2 신호가 서로 다른 주파수를 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 제 1 신호는 패킷 구간(P1)과 지연 구간(D)을 포함하여 하나의 주기(S)가 형성된다. 그리고 도 2b를 참조하면, 제 2 신호는 다수 개의 패킷 구간(P2)이 연속적으로 포함되어 하나의 주기(R)를 형성한다. 이때, 제 2 신호에서 연속적으로 포함되는 각 패킷 구간(P2)들은 모두 동일한 데이터를 포함한다. 한편, 본 실시예에서는 제 2 신호에 3개의 패킷 구간(P2)이 연속적으로 포함되는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 이에 한정되지 않으며 다양한 개수의 패킷 구간이 포함되어 형성될 수 있다.

본 실시예에 따른 제 1 신호에는 하나의 패킷 구간(P1)에 다수개의 데이터 패킷이 포함될 수 있다. 본 실시예에서는 도 2a에 도시된 바와 같이, 하나의 패킷 구간(P1)에 두 개의 데이터 패킷이 포함되는 경우를 예로 들고 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 한편, 여기서 데이터 패킷은 헤더 영역과 데이터 영역을 포함한다.

또한, 본 실시예에 따른 제 2 신호는 하나의 패킷 구간(P2)에 하나의 데이터 패킷이 포함된다. 따라서, 본 실시예와 같이 제 2 신호가 세 개의 패킷 구간(P2)으로 이루어지는 경우, 제 2 신호는 세 개의 데이터 패킷을 포함한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 패킷 구간(P2)에 다수 개의 데이터 패킷이 포함되도록 설정하는 등 다양한 응용이 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷은, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 신호와 제 2 신호가 동시에 로봇(100)에 수신될 때, 제 2 신호에 포함된 3개의 패킷 구간(P2) 중, 적어도 하나의 패킷 구간(P2)이 제 1 신호의 지연 구간(D)에 포함되어 로봇(100)에 수신되는 것을 특징으로 한다.

이처럼 제 2 신호의 패킷 구간(P2) 중 하나가 제 1 신호의 지연 구간(D)에 포함되기 위해서는, 제 2신호 중 어느 하나의 패킷 구간(P2)이 제 1 신호의 지연 구간(D) 보다 짧은 길이로 형성되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 제 2 신호의 패킷 구간(P2)의 길이(LP2)는 다음의 수학식1을 따른다.

LP2 < LD (LD는 제 1신호의 지연 구간(D)의 길이) ?? 수학식 1

또한, 제 2 신호의 패킷 구간(P2) 중 어느 하나가 제 1 신호의 지연 구간(D)에 포함되기 위해서는, 제 2 신호의 전체 길이(R)가 제 1 신호의 패킷 구간(P1)의 길이(LP1)보다 길어야 한다. 그리고, 제 2 신호는 하나의 패킷 구간(P2)을 제외한 나머지 패킷 구간(P2)들의 길이가 제 1 패킷 구간(P1)의 길이(LP1)보다 길어야만 제 2 신호 중 적어도 하나의 패킷 구간(P2)이 제 1 신호의 지연 구간(D)에 포함될 수 있다. 도면을 이용하여 이를 다시 설명하면, 도 3에는 제 2 신호가 3개의 패킷 구간(P2)으로 이루어진 경우가 도시되어 있다. 이 경우, 제 2 신호의 패킷 구 간(P2)들 중 하나의 패킷 구간(P2)이 제 1 신호의 지연 구간(D)에 포함되기 위해서는, 나머지 두 개의 패킷 구간(P2)의 길이(2 x LP2)가 제 1 신호의 패킷 구간(P1)의 길이(LP1)보다 길게 형성되어야 한다.

따라서, 본 발명에 따른 제 1 신호의 패킷 구간(P1)의 길이(LP1)는 다음의 수학식2를 따른다.

LP1 < (N-1) x LP2 - 수학식 2

여기서, N은 제 2 신호에 포함되는 패킷 구간(P2)의 개수로 정수이다.

이처럼 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷은 제 1 신호와 제 2 신호가 서로 다른 형태의 포맷으로 형성된다. 즉, 제 1 신호는 데이터의 입력이 없는 지연 구간(D)을 포함하여 형성되고, 제 2 신호는 지연 구간이 없이 패킷 구간(P2)이 연속적으로 반복되는 포맷으로 형성된다. 그리고, 제 1 신호의 지연 구간(D)에 제 2 신호 중 적어도 하나의 패킷 구간(P2)이 포함되도록 각 패킷 구간의 길이(LP1, LP2)와 지연 구간(D)의 길이가 설정된다.

이에 따라 제 1 신호와 제 2 신호가 동시에 로봇(100)에 수신되더라도, 제 2 신호 중 하나의 패킷 구간(P2)은 제 1 신호의 패킷 구간(P1)과 간섭하지 않고 로봇(100)의 적외선 수신부(110)에 수신된다.

도 2a, 도 2b, 및 도 3에는 제 1 신호와 제 2 신호의 길이에 대한 예가 도시되어 있다. 이를 참조하면, 제 1 신호는 40ms의 패킷 구간(P1)과, 60ms의 지연 구간(D)으로 하나의 주기(S; 100ms)가 형성된다. 또한, 제 2 신호는 40ms 패킷 구간(P2)이 3개 연속적으로 연결되어 하나의 주기(R; 120ms)가 형성된다.

여기서, 제 2 신호의 패킷 구간(P2)의 길이(LP2)는40ms이므로, 제 1 신호의 지연 구간(D)의 길이인 60ms보다 작은 길이로 형성된다. 또한, 제 2 신호 패킷 구간(P2)의 길이(LP2)에 N-1(즉, 2)를 곱한 거리(즉, 80ms)가 제 1 신호의 패킷 구간(P1)의 거리(LP1; 40ms)보다 크게 형성된다. 따라서, 전술된 수학식 1, 2를 모두 만족함을 알 수 있다.

한편, 제 1 신호와 제 2 신호가 동시에 로봇(100)으로 전송될 때, 패킷 구간(P1, P2)에서 서로 간섭이 발생하게 되면, 이로 인해 잘못된 신호가 로봇(100)의 제어부(130)로 입력될 수 있다. 이러한 경우 로봇(100)은 사용자의 의도와는 다르게 오동작을 하게 되는 문제가 있다. 본 실시예에 따른 제 1 신호는 전술한 바와 같이 반복적으로 송출된다. 따라서, 현재 수신된 패킷 구간이 손실되더라도 로봇(100)은 곧바로 다시 수신되는 새로운 신호를 통해 패킷 구간을 획득할 수 있다. 또한 제 2 신호는 한번에 여러 개의 패킷 구간이 연속적으로 수신되며, 수신된 패킷 구간들 중 적어도 하나의 패킷 구간은 제 1 신호의 지연 시간에 포함되어 수신하게 된다. 즉, 간섭이 발생된 패킷 구간을 버리더라도 대응하는 패킷 구간을 용이하게 획득할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 적외선 송수신 시스템(10)에서는 패킷 구간(P1, P2)에서 간섭이 발생되는 경우, 해당 패킷 구간(P1, P2)을 사용하지 않고 버리는 방법을 이용한다.

또한, 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷은 간섭으로 인해 패킷 구간(P1, P2)에 오류가 발생되었는지 여부를 용이하게 식별하고, 수신된 신호가 제1신호인지 제 2 신호인지를 용이하게 구별하기 위해 비트 0과 비트 1을 나타내는 신호(이하, 비트 신호)들의 주기를 모두 다르게 형성한다. 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a과 도 2b의 3)을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 적외선 신호들의 비트 신호는 그 주기(또는 신호 길이)에 따라 0bit를 나타내는 신호와 1bit 를 나타내는 신호로 구분된다. 도 2a 의 3)을 참조하면, 제 1 신호의 비트 0을 나타내는 신호의 주기(S0)는 0.66ms로 설정되어 있다. 그리고, 제 1 신호의 비트 1을 나타내는 신호의 주기(S1)는 S0의 두 배인 1.32ms로 설정되어 있다. 이에 따라 로봇(100)의 신호 확인부(120)에서는 비트 신호의 주기를 통해 해당 비트 신호가 0bit 인지 1bit인지 인지하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷은 제 1 신호의 비트 신호와 제 2 신호의 비트 신호들이 각각 다른 길이(즉, 다른 주기)로 설정된다. 도 2b의 3)을 참조하면, 제 2 신호의 비트 0을 나타내는 신호의 주기(R0)는 1.0ms로 설정되어 있다. 그리고, 제 2 신호의 비트 1을 나타내는 신호의 주기(R1)는 R0의 두 배인 2.0ms로 설정되어 있다. 여기서, 제 2 신호의 비트 0의 주기인 R0는 S0보다 크고 S1보다 작은 값으로 설정된다. 또한, R0은 S1보다 큰 값으로 설정된다.

즉, 본 실시예에 따른 비트 신호들의 주기(S0, S1, R0, R1)는 다음의 수학식3 을 따라 설정된다.

S0 < R0 < S1 < R1 - 수학식 3

또한, 본 실시예에 따른 비트 신호들의 주기(S0, S1, R0, R1)는 다음의 수학식4를 따라 설정되는 것도 가능하다.

R0 < S0 < R1 < S1 - 수학식 4

이처럼 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷은 모든 비트 신호들의 길이를 다르게 형성한다. 이에 따라 로봇(100)의 신호 확인부(120)는 수신되는 비트 신호의 길이를 확인함으로써, 현재 수신되는 비트 신호가 제 1 신호인지 제 2 신호인지 여부를 용이하게 확인할 수 있으며, 이를 통해 현재 수신되는 적외선 신호에 오류가 있는 지 여부를 용이하게 확인할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같이 S0, S1, R0, R1의 값이 설정되는 경우, 제 1 신호와 제 2 신호는 데이터 패킷의 구조는 도 2a와 도 2b의 2)에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 이를 참조하면, 제 1 신호의 데이터 패킷의 경우, 헤더 영역과 데이터 영역으로 구성되며, 헤더 영역의 길이는 2.2ms, 데이터 패킷 전체 길이는 20ms로 이루어지도록 설정되었다. 그리고, 제 2신호의 데이터 패킷은 헤더 부분의 길이가 8.0ms로 이루어지고, 전체길이가 40ms로 이루어지도록 설정되었다. 이와 같은 설정을 기반으로 하여 형성되는 제 1 신호(도 2a의 1)에 와 제 2 신호(도 2b의 2)는 수학식 1과, 수학식 2를 모두 만족한다. 따라서, 적합하게 설정된 예임을 알 수 있다.

이어서, 본 발명에 따른 적외선 수신 방법을 실시예를 통하여 자세히 설명한다. 적외선 수신 방법에 대한 이하의 설명으로부터 전술한 적외선 송수신 시스템(10)의 구성 또한 보다 명확해질 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 수신 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 적외선 수신 방법은 적외선 송수신 시스템(10)의 구성 요소들인 충전 스테이션(200)과 로봇(100) 및 리모컨(300)에 전원이 인가되고, 정상 동작에 따라 각각 대기 상태(idle state)로 진입하는 S10 과정부터 수행된다.

이하에서는 먼저 하나의 적외선 신호(즉, 제 1 신호)만이 로봇(100)에 수신되는 경우를 설명한 후, 두 개의 적외선 신호가 동시에 수신되는 경우를 설명하기로 한다. 또한, 도 2a 내지 도 3에 도시된 값으로 적외선 신호가 포맷(format)되어 있는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.

대기 상태에 진입한 충전 스테이션(200)은 주기적으로 제 1 신호를 송출한다. 이에 따라 로봇(100)의 적외선 수신부(110)에서 충전 스테이션(200)에서 송출한 제 1 신호를 수신하는 S11과정이 수행된다.

제 1 신호가 수신되면, 로봇(100)의 신호 확인부(120)는 수신되는 신호의 헤더를 확인하는S12 과정을 수행한다. 헤더를 확인함으로써, 신호 확인부(120)는 현재 수신된 신호가 제 1 신호인지 제 2 신호인지 여부를 인지하게 된다. 즉, 신호 확인부(120)는 이 과정을 통해 현재 수신되는 적외선 신호가 충전 스테이션(200)에서 송출한 제 1 신호임을 확인하게 된다.

이어서, 현재 수신되는 적외선 신호의 비트 신호 주기를 확인하는 S13 과정을 수행한다. 현재 수신되는 적외선 신호는 제 1 신호이다. 따라서 신호 확인부(120)는 수신되는 제 1 신호의 패킷 구간에 포함되는 비트 신호의 주기가 도 2a 에 설정된 바와 같이 0.66ms나 1.32ms인지 확인한다. 이 과정에서 신호 확인부(120)는 수신된 비트 신호의 주기가 0.66ms이면 비트 0으로 인지하고, 1.32ms이면 비트 1로 인지한다. 이러한 과정은 해당 패킷 구간의 데이터가 모두 수신될 때까지 모든 비트들에 대해 반복적으로 수행된다.

이러한 S13 과정은 제 2 신호에 대해서도 동일하게 수행된다. 즉, 상기한 S12 과정에서 만일 제 2 신호가 확인된 경우, 신호 확인부(120)는 S13 과정에서 수신되는 비트 신호의 주기가 도 2b에 설정된 바와 같이 1.0ms 또는 2.0ms인지 확인한다. 그리고, 수신된 비트 신호의 주기가 1.0ms이면 비트 0으로 인지하고, 2.0ms이면 비트 1로 인지한다.

한편, S13 과정에서 수신되는 비트 신호의 주기가 S12 과정에서 확인된 신호와 대응되지 않는 경우, 즉, S12 과정에서 제 1 신호를 수신하였으나, 수신되는 비트 신호의 주기가 0.66ms 또는 1.32ms가 아닌 경우, 신호 확인부(120)는 현재 수신되는 신호를 오류가 있는 신호로 판단한다. 이에 신호 확인부(120)는 현재 수신중인 패킷 구간의 데이터를 모두 버리는 S18 과정을 수행한다. 그리고 다시 대기 상태로 진입하여 새로운 적외선 신호(또는 다음의 패킷 구간)의 수신을 기다린다.

반면에, S13 과정에서 지속적으로 0.66ms나 1.32ms의 주기로 형성된 비트 신호들만이 수신되고, 이를 통해 패킷 구간에 포함된 모든 데이터 패킷이 모두 수신되면(S14), 이어서, 신호 확인부(120)는 수신된 데이터 패킷을 비교하는 S15 과정을 수행한다.

본 실시예에 따른 제 1 신호의 경우, 하나의 패킷 구간에 두 개의 데이터 패 킷이 포함된다. 또한 각각의 데이터 패킷에 포함되는 데이터 영역에는 반복되는 두 개의데이터가 포함된다. 따라서, 하나의 데이터 패킷이 수신되면, 신호 확인부(120)는 데이터 영역으로부터 반복된 두 개의 데이터를 획득하게 된다. 이에 신호 확인부(120)는 S15 과정에서 데이터 영역에 포함된 두 개의 데이터가 동일한 지 여부를 확인하게 된다.

확인 결과, 두 개의 데이터가 다른 경우, 신호 확인부(120)는 획득한 데이터 패킷 즉, 패킷 구간을 버리는 S18 과정을 수행한 후, 다시 대기 상태로 진입한다. 그러나, 두 개의 데이터 패킷이 동일한 것으로 확인되면, 신호 확인부(120)는 정상적으로 데이터를 수신한 것으로 인지한다. 이에 신호 확인부(120)는 획득한 데이터를 제어부(130)에게 전송한다.

신호 확인부(120)로부터 데이터를 전송받은 제어부(130)는 해당 데이터에 대응하는 기능을 수행한다. 제 1 신호의 경우, 주로 충전 스테이션(200)의 위치를 알리는 데이터가 포함된다. 따라서 제어부(130)는 획득한 데이터를 통해 충전 스테이션(200)의 위치와, 그에 대응하는 자신의 위치를 파악하는 기능을 수행하게 된다.

다음으로, 동일한 도면들을 참조하여 두 개의 적외선 신호가 동시에 수신되는 경우를 설명하기로 한다.

대기 상태에서 충전 스테이션(200)은 주기적으로 제 1 신호를 송출한다. 이에 따라 로봇(100)은 지속적으로 제 1 신호를 수신하게 된다. 이러한 상황에서 사용자가 리모컨(300)을 조작하게 되면, 리모컨(300)에서 제 2신호가 송출된다. 이에 로봇(100)의 적외선 수신부(110)는 S11과정에서 제 1 신호 및 제 2 신호를 함께 수 신하게 된다. 이 경우, 제 1신호가 먼저 수신된 상황에서 제 2 신호가 수신될 수 있으며, 반대로 제 2 신호가 먼저 수신된 상황에서 제 1 신호가 수신될 수 있다. 또한 제 1 신호와 제 2 신호가 동시에 수신될 수 있다.

적외선 신호가 수신되면, 로봇(100)의 신호 확인부(120)는 수신되는 신호의 헤더를 확인하는S12 과정을 수행한다. 이 과정을 통해 신호 확인부(120)는 제 1 신호와 제 2 신호 중 먼저 수신된 신호를 우선적으로 인지한다. 한편, 제 1 신호와 제 2 신호가 동시에 수신되어 헤더 부분에 간섭이 발생되면, 신호 확인부(120)는 헤더를 통해 현재 수신되는 신호가 어떠한 신호인지 인지할 수 없게 된다. 이러한 경우, 도시되어 있지는 않지만, 신호 확인부(120)는 현재 수신된 신호를 버리는 S18 과정으로 진입한다.

S12 과정을 통해 현재 수신된 적외선 신호가 제 1 신호인지 제 2 신호인지 여부를 인지하게 되면, 신호 확인부(120)는 이어서 현재 수신되는 적외선 신호의 비트 신호 길이를 확인하는 S13 과정을 수행한다. S12 과정에서 확인된 적외선 신호가 제 1 신호인 경우, 신호 확인부(120)는 비트 신호의 주기가 0.66ms나 1.32ms인지 여부를 확인한다. 이러한 과정은 해당 패킷 구간의 데이터가 모두 수신될 때까지 모든 비트들에 대해 반복적으로 수행된다. 마찬가지로, S12 과정에서 확인된 적외선 신호가 제 2 신호인 경우, 신호 확인부(120)는 비트 신호의 주기가 1.0ms나 2.0ms인지 여부를 확인한다.

S12 과정에서 우선적으로 수신된 적외선 신호가 제 2 신호이고, 그 후에 제 1 신호가 수신된 경우, 신호 확인부(120)에는 도 5와 같이 신호가 수신된다. 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 신호와 제 2 신호의 비트 신호가 중첩된 상태를 나타내는 도면이다. 이를 참조하면, 신호 확인부(120)는 제 2 신호의 비트 신호가 수신된 시점(T1)에서부터 제 1 신호의 비트 신호가 다시 수신되는 시점(T2)까지를 하나의 주기로 판단하게 된다. 즉, 신호 확인부(120)는 비트 신호의 주기가 0.8ms인 것으로 인지하게 된다.

이에 신호 확인부(120)는 현재 비트 신호의 주기가 제 2 신호의 비트 신호에 대응하는1.0ms나 2.0ms가 아니므로, 신호에 오류가 있는 것으로 판단한다. 이에 신호 확인부(120)는 S18 과정으로 진입하여 현재 수신되는 패킷 구간의 데이터를 모두 버린다. 이처럼 본 발명에 따른 적외선 포맷은 비트 신호의 길이가 모두 다르게 형성되므로, 신호 확인부(120)가 이를 확인하는 과정을 통해 적외선 신호 간에 서로 간섭이 발생되는 것을 용이하게 인지할 수 있다.

한편, S13 과정에서 지속적으로 해당 적외선 신호(S12 과정에서 확인한 적외선 신호)에 대응하는 비트 신호의 길이로 비트 신호가 수신되고, 이를 통해 패킷 구간에 포함된 모든 데이터 패킷이 모두 수신되면(S14), 이어서 신호 확인부(120)는 수신된 데이터를 비교하는 S15 과정을 수행한다. 제 1 신호의 경우, 전술한 바와 같이 하나의 패킷 구간에 두 개의 데이터 패킷이 포함되며, 데이터 패킷의 데이터 영역에는 두개의 동일한 데이터가 반복적으로 포함된다. 한편, 제 2 신호의 경우, 하나의 패킷 구간에 하나의 데이터 패킷이 포함된다. 그리고 데이터 패킷에 포함되는 데이터 영역에는 제 1 신호와 마찬가지로 두 개의 동일한 데이터가 반복적으로 포함된다. 따라서, S15 과정에서 신호 확인부(120)는 수신된 데이터 패킷으로 부터 데이터 영역에 포함된 두 개의 데이터를 추출한 후, 이를 비교하게 된다.

이러한 S15 과정은 데이터 패킷이 모두 수신되었더라도, 다른 기기에서 송출되는 적외선 신호나, 외부 잡음 등으로 인하여 수신된 데이터에 오류가 발생되었는지 여부를 확인하기 위해 수행된다.

S15 과정에서 비교되는 두 데이터가 일치하지 않는 경우(S16), 신호 확인부(120)는 획득한 데이터 패킷 즉, 패킷 구간을 버리는 S18 과정을 수행한 후, 다시 대기 상태로 진입한다.

반면에, 두 개의 데이터가 일치하는 것으로 확인되면(S16), 신호 확인부(120)는 정상적으로 데이터를 수신한 것으로 인지한다.

이처럼 본 발명에 따른 적외선 수신 방법은 여러 번의 검증 과정(즉, S12, S13, S15)을 거쳐 수신된 데이터 패킷의 오류를 검사한다. 이로 인하여 제 1 신호의 패킷 구간과 제 2 신호의 패킷 구간이 중첩되는 경우, 본 실시예에 따른 신호 확인부(120)는 해당 구간을 용이하게 인지하여 해당 패킷 구간의 데이터 패킷을 버릴 수 있다.

중첩된 패킷 구간을 버리는 경우, 신호 확인부(120)는 다음의 패킷 구간에 대해 상기한 S11 내지 16과정을 다시 수행하게 된다. 그리고, 제 1 신호의 패킷 구간과 제 2 신호의 패킷 구간이 서로 중첩되지 않는 경우에만 해당 패킷 구간의 데이터 패킷을 이용하게 된다. 이를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 6a및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 신호 중첩 과정을 설명하기 위한 도면이다. 먼저 도 6a를 참조하면, 제 1 신호의 P1a, P1b 패킷 구간과, 제 2신호의 P2a, P2c 패킷 구간은 상호간에 중첩하는 구간이 발생한다. 이에 신호 확인부(120)는 이들 데이터 패킷을 모두 버린다. 그리고, 중첩되지 않은 제 2신호의 P2b 패킷 구간만을 사용 가능한 패킷 구간으로 인지하게 된다.

또한, 도 6b를 참조하면, 제 1 신호의 P1a 패킷 구간과, 제 2신호의 P2a, P2b 패킷 구간은 상호간에 중첩하는 구간이 발생한다. 이에 신호 확인부(120)는 이들 데이터 패킷을 모두 버린다. 그리고, 중첩되지 않은 제 1신호의 P1b 패킷 구간과 제 2신호의 P2c 패킷 구간만을 사용 가능한 패킷 구간으로 인지하게 된다. 따라서, 이러한 경우에만 해당 패킷 구간의 데이터를 추출하여 S15 과정을 통해 비교하게 된다.

계속해서, S16 과정에서 데이터가 일치하면, 신호 확인부(120)는 획득한 데이터를 제어부(130)에게 전송한다. 이에 데이터를 전송받은 제어부(130)는 해당 데이터에 대응하는 기능을 수행하는 S17 과정을 수행한다. 제 2 신호의 경우, 리모컨(300)으로부터 전송되는 적외선 신호이므로, 로봇(100)을 제어하기 위한 제어 명령이 주로 포함된다. 따라서 이 경우, 제어부(130)는 획득한 데이터에 대응하는 제어 명령에 따라 로봇(100)을 제어하는 과정을 수행하게 된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따르면 제 1 신호의 지연 구간에 제 2 신호의패킷 구간이 포함될 수 있도록 형성되는 적외선 신호를 이용한다. 또한, 패킷 구간이 중첩되는 경우 중첩되는 패킷 구간은 모두 버리며, 상호 간에 간섭 없이 수신되는 패킷 구간만을 이용한다. 따라서 두 개의 적외선 송신 장치로부터 동시에 적외선 신호가 수신되더라도 해당 적외선 신호의 데이터를 용이하게 획득하여 이용할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 적외선 신호 포맷 및 이를 이용하는 적외선 송수신 시스템은 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 실시예에서는 로봇과 충전 스테이션, 및 리모컨을 이용하는 적외선을 동시에 송수신하는 시스템과 방법을 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 두 개의 무선 송신 기기로부터 각각 무선 신호를 수신하는 무선 수신 기기라면 폭넓게 적용될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 무선 신호로 적외선 신호를 이용하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명과 같은 신호 포맷을 이용할 수 있는 무선 신호라면 다양하게 적용될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 송수신 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.

도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 개략적으로 나타내는 블록도.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 신호의 파형을 나타내는 도면.

도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 신호의 파형을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제 1신호와 제 2 신호가 중첩된 경우를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 수신 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 신호와 제 2 신호의 비트 신호가 중첩된 상태를 나타내는 도면.

도 6a및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 신호 중첩 과정을 설명하기 위한 도면.

Claims (16)

1. 적외선 신호를 수신하는 제 1 수신 장치와,

   상기 제 1 수신 장치에 각각 적외선 신호를 송신하는 제 1 송신 장치, 제 2 송신 장치를 포함하며,

   상기 제 1 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 1 신호)는 패킷 구간(P1)과 지연 구간(D)을 포함하여 하나의 주기(S)가 형성되고,

   상기 제 2 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 2 신호)는 패킷 구간(P2)이 N개(N은 정수) 연속적으로 포함되어 하나의 주기(R)가 형성되며,

   상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호가 동시에 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 경우, 상기 제 2 신호는 상기 N개의 패킷 구간(P2) 중, 적어도 하나의 상기 패킷 구간(P2)이 상기 제 1 신호의 상기 지연 구간(D)에 포함되어 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 신호의 패킷 구간의 길이(LP2)는,

   LP2 < LD (LD는 상기 제 1신호의 상기 지연 구간의 길이)

   인 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 신호의 패킷 구간 길이(LP1)는,

   LP1 < (N-1) x LP2

   인 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 수신 장치는 로봇이고, 상기 제 1 송신 장치는 상기 로봇의 충전 스테이션인 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 충전 스테이션은,

   상기 제 1 신호를 반복적으로 송신하는 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제 2 송신 장치는 상기 로봇에 제어 명령을 전송하는 적외선 리모컨인 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 적외선 리모컨은,

   적외선 신호 전송 요청이 입력되는 경우에만 일회적으로 상기 제 2 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 1 신호의 상기 패킷 구간(P1)은 주기가 S0인 비트 0과, 주기가 S1인 비트 1을 포함하여 구성되고,

   상기 제 2 신호의 상기 패킷 구간(P2)은 주기가 R0인 비트 0과, 주기가 R1인 비트 1을 포함하여 구성되며,

   상기 S0, S1, R0, R1는,

   S0 < R0 < S1 < R1 또는 R0 < S0 < R1 < S1

   인 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 수신 장치는,

   상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호를 수신하는 수신부,

   상기 수신부에서 수신된 신호가 상기 제 1 신호인지 상기 제 2 신호인지 확인하고, 수신된 상기 신호에 오류가 있는지 여부를 확인하며, 오류가 있는 경우 상기 수신된 신호를 버리는 신호 확인부, 및

   상기 신호 확인부에서 전송되는 신호를 기반으로 하여 대응하는 기능을 수행하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 신호 확인부는,

    상기 제 1 신호의 상기 패킷 구간(P1)과, 상기 제 2 신호의 상기 패킷 구간(P2)이 서로 중첩되어 수신되는 경우, 상기 수신된 신호에 오류가 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 적외선 송수신 시스템.
11. 제 1 송신 장치, 제 2 송신 장치로부터 제 1 수신 장치에 각각 송신되는 적외선 신호의 포맷에 있어서,

    상기 제 1 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 1 신호)는 패킷 구간과 지연 구간을 포함하여 하나의 주기(S)가 형성되고,

    상기 제 2 송신 장치에서 송신되는 상기 적외선 신호(이하, 제 2 신호)는 패킷 구간이 N개(N은 정수) 연속적으로 포함되어 하나의 주기(R)가 형성되며,

    상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호가 동시에 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 경우, 상기 제 2 신호는 상기 N개의 패킷 구간 중, 적어도 하나의 상기 패킷 구간이 상기 제 1 신호의 상기 지연 구간에 포함되어 상기 제 1 수신 장치에 수신되는 것을 특징으로 하는 적외선 신호 포맷.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 2 신호의 패킷 구간의 길이(LP2)는,

    LP2 < LD (LD는 상기 제 1신호의 상기 지연 구간의 길이)

    인 것을 특징으로 하는 적외선 신호 포맷.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 신호의 패킷 구간 길이(L1)는,

    LP1 < (N-1) x LP2

    인 것을 특징으로 하는 적외선 신호 포맷.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제 1 신호는 반복적으로 송신되고, 상기 제 2 신호는 일회적으로 송신되는 것을 특징으로 하는 적외선 신호 포맷.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 제 1 신호의 상기 패킷 구간(P1)은 주기가 S0인 비트 0과, 주기가 S1인 비트 1을 포함하여 구성되고,

    상기 제 2 신호의 상기 패킷 구간(P2)은 주기가 R0인 비트 0과, 주기가 R1인 비트 1을 포함하여 구성되며,

    상기 S0, S1, R0, R1는,

    S0 < R0 < S1 < R1 또는 R0 < S0 < R1 < S1

    인 것을 특징으로 하는 적외선 신호 포맷.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 제 1 수신 장치는 로봇이고, 상기 제 1 송신 장치는 상기 로봇의 충전 스테이션이며, 상기 제 2 송신 장치는 상기 로봇에 제어 명령을 전송하는 적외선 리모컨인 것을 특징으로 하는 적외선 신호 포맷.

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