KR20110073152A - 동물의 이동 방향 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수색 및 탐지 등을 목적으로 하는 동물의 이동 방향을 제어하기 위한 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치는, 맵을 저장하는 맵 저장부; 현재 위치 정보를 수신하는 GPS 수신부; 설정된 목적지 정보와 상기 GPS 수신부로부터 수신된 현재 위치 정보를 비교하여 상기 목적지까지의 최단 경로를 설정하고, 동물이 상기 최단 경로를 따라 상기 목적지까지 이동할 수 있도록 전후좌우의 방향을 지시하는 제어 신호를 생성하여 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신된 제어 신호에 따라 상기 동물을 자극하는 자극부를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 신속하게 동물의 이동 방향을 제어함으로써 원하는 목적지까지 빠르게 동물을 안내할 수 있는 이점이 있다.

Description

동물의 이동 방향 제어 장치{Apparatus for controlling moving direction of animal}

본 발명은 이동 방향 제어 장치에 관한 것으로, 특히 수색 및 탐지 등을 목적으로 하는 동물의 이동 방향을 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 국제과학기술협력재단의 글로벌파트너쉽 프로그램의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2009-00503, 과제명 : 뉴런 및 수용체와 반도체 소자의 하이브리드 네트워크].

종래 인간이 접근하기 힘든 환경이나, 인간의 감지 영역을 벗어난 영역에서의 탐색을 위하여 동물을 이용하고 있다. 예를 들어, 인간의 신체에만 영향을 미칠 수 있는 화학 물질 또는 바이러스가 유포된 장소에서 목적물의 탐색을 한다든지, 또는 인간이 통행하기 힘든 비좁은 장소에서 목적물의 탐색을 한다든지 할 때 탐색 장비를 부착시킨 동물을 이용한다. 또는, 인간의 감각 기관으로는 감지할 수 없는 특정한 목적물을 탐지하기 위하여 후각 등이 뛰어난 동물을 이용하기도 한다.

이와 같이, 목적물의 탐지 또는 탐색을 위하여 동물을 이용하는 경우, 종래에는 동물에 카메라 등을 부착한 후 원격지에서 상기 카메라로부터 전송되는 영상 신호를 수신하고, 수신된 영상 신호를 분석하여 동물의 이동 경로를 제어하기 위한 제어 신호를 동물에 부착된 장치에 송신하는 방법을 이용한다.

종래 이용되는 이러한 방법은 영상 신호를 실시간으로 전송받고 이를 처리하여야 하므로, 이러한 영상 신호의 전송 및 처리에 적지 않은 시간이 소요되어 적절한 때에 동물의 이동 방향을 제어할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 영상 신호를 처리하기 위한 장비를 갖추는 데에 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.

따라서, 많은 비용이 소요되지 않으면서도 신속하게, 동물을 원하는 목적지까지 안내할 수 있는 방안이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 많은 비용이 소요되지 않으면서도 신속하게, 동물을 원하는 목적지까지 안내할 수 있는 동물의 이동 방향 제어 장치를 제공하는 데에 있다.

그 외의 본 발명에서 제공하고자 하는 목적은 하기의 설명 및 본 발명의 실시 예들에 의하여 파악될 수 있다.

이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치는, 맵을 저장하는 맵 저장부; 현재 위치 정보를 수신하는 GPS 수신부; 설정된 목적지 정보와 상기 GPS 수신부로부터 수신된 현재 위치 정보를 비교하여 상기 목적지까지의 최단 경로를 설정하고, 동물이 상기 최단 경로를 따라 상기 목적지까지 이동할 수 있도록 전후좌우의 방향을 지시하는 제어 신호를 생성하여 출력하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신된 제어 신호에 따라 상기 동물을 자극하는 자극부를 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 원격지로의 영상 신호의 전송이 필요 없어, 신속하게 동물의 이동 방향을 제어함으로써 원하는 목적지까지 빠르게 동물을 안내할 수 있는 이점이 있다.

한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치의 전체적인 개요를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치의 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 과정을 보여주는 흐름도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱 정보를 기반으로 한 방향 제어 과정을 보여주는 흐름도.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 그리고 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자 및 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

전술한 바와 같이, 종래 이용되는 동물을 이용한 목적물의 탐지 및 탐색 방법은, 영상 신호의 전송 및 처리에 적지 않은 시간이 소요되는 문제점이 있고, 따라서, 적절한 때에 원격지에 위치한 동물의 이동 방향을 제어하기 위한 제어 신호를 전송하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 영상 신호의 전송 및 처리를 위한 장비를 갖추는 데에 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 원하는 목적지까지 동물을 안내할 수 있는 동물의 이동 방향 제어 장치를 폐 회로로 구성한 후, 상기 장치가 동물에 부착된 상태에서 이동 방향 제어를 수행할 수 있도록 하는 방안을 제공한다.

따라서, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한, 이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치는, 동물에 부착되는 것을 전제로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 전체적인 개요에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치의 전체적인 개요를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에는, 원하는 목적지(24)까지 안내하고자 하는 동물(20)이 도시되어 있으며, 동물(20)에는 본 발명에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치(10)가 부착되어 있다.

본 발명에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치(10)에는 데이터를 저장할 수 있는 저장 공간이 구비되어 있으며, 상기 저장 공간에 소규모 지역 또는 광범위한 지역의 맵 정보를 저장할 수 있다. 따라서, 사용자는 목적지(24)가 포함된 맵 정보(30)를 상기 저장 공간에 저장하거나 또는 기 구축된 맵 정보(30)에 소정의 표시를 함으로써 동물(20)이 이동할 목적지(24)를 설정할 수 있다.

목적지(24)가 설정되면 동물의 이동 방향 제어 장치(10)는 GPS 등을 이용하여 초기 위치(21) 정보를 획득하고 목적지(24)까지의 최단 경로(31)를 설정한다. 이후, 동물(20)에 일정한 자극을 가함으로써 동물(20)의 이동 방향을 제어하여 동물(20)이 설정된 최단 경로(31)를 따라 이동하여 목적지(24)에 도달할 수 있도록 한다.

만약, 최단 경로(31) 상에 장애물(23)이 출현하였다든지 하는 이유로 동물(20)이 최단 경로(31) 상에서 벗어난 경우 동물의 이동 방향 제어 장치(10)는 현재 위치(22)에서 목적지(24)까지의 최단 경로(32)를 재설정하고, 동물(20)이 목적지(24)까지 이동할 수 있도록 제어를 수행한다.

동물(20)을 목적지(24)까지 안내하기 위한 제어를 수행함에 있어서는, GPS 를 이용한 현재 위치 정보와 각 종 센서로부터 수신되는 센싱 정보를 이용할 수 있는데, 이는 관련된 도면을 참조하여 후술한다.

상기와 같이 동물의 몸체에 부착하는 폐회로 시스템을 이용하는 경우, 실시간 영상 신호 전송 및 처리가 필요한 종래의 방법에 비하여 신속하게, 그리고 저렴한 비용으로 동물을 원하는 목적지까지 안내할 수 있는 이점이 있다.

이하에서는, 상기와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 관련된 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 장치는, 센서부(110), GPS 수신부(120), 맵 저장부(130), 제어부(140), 자극부(150), 입력부(160) 및 표시부(170)를 포함한다.

센서부(110)는, 주기적으로 또는 제어부(140)의 요청에 의하여 센싱을 수행하고, 센싱을 수행한 결과인 센싱 정보를 제어부(140)로 출력한다. 센서부(110)는, 속도 센서(111) 및 방향 센서(112, 113)를 포함한다.

속도 센서(111)는 동물의 현재 이동 속도를 센싱하여 생성된 속도 센싱 정보를 제어부(140)로 출력하고, 방향 센서(112, 113)는 현재 동물의 이동 방향을 센싱하여 생성된 방향 센싱 정보를 제어부(140)로 출력한다.

방향 센서(112, 113)는 동물의 일 부분에 서로 이격되어 부착될 수 있다. 예를 들어, 방향 센서(112)는 동물의 머리 부분에 부착되고, 방향 센서(113)는 동물의 몸통 부분에 부착될 수 있다. 동물이 이동 방향을 전환할 때에는 머리 부분이 먼저 전환하고자 하는 방향으로 움직이기 때문에, 머리 부분에 부착된 방향 센서(112)와 몸통 부분에 부착된 방향 센서(113)의 방향 센싱 정보를 비교 분석하면 동물이 어느 방향으로 움직이려고 하는지 알 수 있다.

GPS 수신부(120)는, GPS 시스템을 이용하여 동물의 현재 위치 정보를 획득하며, 주기적으로 또는 제어부(140)의 요청이 있는 경우 상기 획득된 현재 위치 정보를 제어부(140)로 출력한다

맵 저장부(130)는, 소규모 지역 또는 광범위한 지역에 대한 맵 정보를 저장하며, 저장된 맵 정보는 사용자에 의하여 업데이트될 수 있다.

제어부(140)는, 입력부(160)를 통한 사용자로부터의 입력 및 표시부(170)를 통한 사용자에게로의 영상 표시를 위한 제어를 수행한다.

또한, 제어부(140)는 입력된 목적지 정보와 동물의 초기 위치 정보를 기반으로 목적지까지의 최단 경로를 설정한다. 목적지 정보는 사용자에 의하여 입력될 수 있으며, 초기 위치 정보는 GPS 수신부(120)로부터 획득할 수 있다. 최단 경로의 설정은 종래 네이게이션 등에 이용되는 방법이 이용될 수 있으며, 경로 설정에 관한 상세한 언급은 생략한다.

또한, 제어부(140)는 동물이 설정된 최단 경로를 따라 목적지까지 이동할 수 있도록 전후좌우의 방향을 제어할 수 있는 제어 신호를 생성하여 자극부(150)로 출력한다. 이 때, 제어부(140)는 방향 센서(112, 113)로부터 수신된 방향 센싱 정보를 분석하여 동물이 이동하려는 방향이 최단 경로를 벗어나는 것인지 여부를 판단하고 상기 판단 결과에 따른 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 동물이 설정된 속도로 이동할 수 있도록 하는 제어 신호를 생성하여 자극부(150)로 출력한다. 예를 들어, 위험 지역에서 동물이 너무 빠른 속도로 이동하거나, 또는 제자리에 가만히 서 있는 경우 설정된 속도 범위 내에서 이동할 수 있도록 한다. 이 때, 제어부(140)는 속도 센서(111)로부터 수신된 속도 센싱 정보를 분석하고 상기 분석 결과에 따라 동물의 이동 속도를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한, 제어부(140)는 동물이 설정된 최단 경로에서 벗어난 경우 동물의 현재 위치에서 목적지까지의 최단 경로를 재설정한다. 이를 위하여, 제어부(140)는 주기적으로, GPS 수신부(120)로부터 수신된 동물의 현재 위치 정보와 설정된 최단 경로를 비교할 수 있다.

자극부(150)는, 제어부(140)로부터 수신된 제어 신호에 따라 동물을 자극하여 원하는 방향으로 동물이 진행할 수 있도록 한다. 자극부(150)는 동물의 머리 부위 등에 설치될 수 있으며, 음파 또는 초음파 등을 발생할 수도 있고, 진동 등의 물리력을 발생할 수도 있다. 본 발명에서는 음파, 초음파 및 진동 등의 일정한 자극에 대하여 동물이 미리 훈련되어 있을 것을 전제로 한다.

입력부(160)는, 맵 정보 및 목적지 정보 등을 입력하는 데에 이용되며, 표시부(170)는, 각 종 화상을 표시하며 사용자가 맵 정보 및 목적지 정보를 입력할 때에 제어부(140)의 제어 하에 안내 화면을 출력하여 사용자에게 편의를 제공한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 과정을 보여주는 흐름도이다. 이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 이동 방향 제어 과정에 대하여 상세히 설명하되, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 내용과 불필요하게 중복되는 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략한다.

단계(301)에서, 제어부(140)는 입력부(160)를 통하여 사용자로부터 맵 정보를 입력받고, 입력된 맵 정보를 맵 저장부(130)에 저장한 후, 단계(303)로 진행한다. 시스템의 운용을 위하여 광 범위한 지역에 대한 맵 정보가 기 구축되어 있는 경우 단계(301)는 생략될 수 있다.

단계(303)에서, 제어부(140)는 입력부(160)를 통하여 사용자로부터 동물이 이동할 목적지 정보를 입력받고 맵 저장부(130)에 저장하거나, 별도의 메모리(미도시)에 저장한 후, 단계(305)로 진행한다.

단계(305)에서, 제어부(140)는 GPS 수신부(120)로부터 초기 위치 정보, 즉 출발지의 위치 정보를 획득한 후, 단계(307)로 진행한다.

단계(307)에서, 제어부(140)는 단계(301)에서 입력된 맵 정보 또는 기 구축된 맵 정보와 단계(305)에서 획득된 초기 위치 정보를 기반으로 목적지까지의 최단 경로를 설정한 후, 단계(309)로 진행한다.

단계(309)에서, 제어부(140)는 설정된 최단 경로에 따라 동물이 이동할 수 있도록 방향 제어를 수행한다. 단계(309)에서 이루어지는 방향 제어는 속도 센서(111) 및 방향 센서(112, 113)에 의하여 생성된 센싱 정보를 기반으로 이루어질 수 있다. 이렇게 센싱 정보를 기반으로 이루어지는 방향 제어에 대하여는 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

단계(311)에서, 제어부(140)는 GPS 수신부(120)로부터 현재 위치 정보를 획득한 후, 단계(313)로 진행한다. 즉, 단계(311)에서는 동물이 설정된 최단 경로를 따라 이동할 수 있도록 방향 제어를 수행한 후, 동물이 원하는 방향으로 가고 있는지 또는 원하는 목적지에 도달하였는지를 판단하기 위한 전제로써 현재 위치 정보를 획득한다.

단계(313)에서, 제어부(140)는 단계(303)에서 설정된 목적지 정보와 단계(311)에서 획득한 현재 위치 정보를 비교하여 동물이 원하는 목적지에 도착하였는지 판단한다. 만약, 동물이 원하는 목적지에 도착하였다면 종료하고, 그렇지 않다면 단계(315)로 진행한다.

단계(315)에서, 제어부(140)는 단계(313)에서 획득한 현재 위치 정보와 설정된 최단 경로를 비교하여, 동물이 설정된 최단 경로 내에 있는지 판단한다. 만약, 동물이 설정된 최단 경로 내에 있다면 단계(309)로 진행하여 방향 제어 수행을 계속하고, 그렇지 않다면 단계(317)로 진행한다.

단계(317)에서, 제어부(140)는 단계(311)에서 획득한 현재 위치 정보와 단계(303)에서 설정된 목적지 정보를 기반으로 최단 경로를 재설정한 후, 단계(309)로 진행하여 방향 제어 수행을 계속한다.

한편, 상기한 바와 같이, 단계()에서 이루어지는 방향 제어는 속도 센서(111) 및 방향 센서(112, 113)에 의하여 생성된 센싱 정보를 기반으로 이루어질 수 있는 데, 이를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱 정보를 기반으로 한 방향 제어 과정을 보여주는 흐름도이다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱 정보를 기반으로 한 방향 제어 과정에 대하여 상세히 설명한다.

단계(309a)에서, 제어부(140)는 방향 센서(112, 113)로부터 방향 센싱 정보를 수신한 후, 단계(309b)로 진행한다. 방향 센싱 정보는 제어부(140)의 요청에 의하여 센싱을 수행함으로써 생성된 것일 수 있고, 주기적인 센싱 수행에 의하여 생성된 것일 수도 있다.

단계(309b)에서, 제어부(140)는 방향 센싱 정보를 분석하여 동물이 현재 이동하려고 하는 방향이 목적지 방향인지 판단한다. 동물이 현재 이동하려고 하는 방향이 목적지 방향인지 여부는 동물의 머리와 몸통에 각각 하나의 방향 센서를 부착함으로써 판단할 수 있다. 예를 들어, 동물의 전방에 두 갈래의 갈림길이 있는 경우 동물이 좌측 또는 우측 갈림길로 이동하려고 할 때, 머리 부분이 먼저 움직이게 될 것이고, 머리와 몸통 부분에 각각 부착된 방향 센서의 센싱 정보를 비교함으로써 동물이 이동하려고 하는 방향이 어느 방향인지 판단할 수 있다.

단계(309b)의 판단 결과 동물이 현재 이동하려고 하는 방향이 목적지 방향이라면 단계(309d)로 진행하고, 그렇지 않다면 제어부(140)는 단계(309c)로 진행하여 동물이 목적지 방향을 향하도록 자극하는 제어 신호를 생성하여 자극부(150)로 출력한 후, 단계(309a)로 진행한다.

한편, 단계(309b)에서 동물이 현재 이동하려고 하는 방향이 목적지 방향이라고 판단하여 진행한 단계(309d)에서, 제어부(140)는 속도 센서(111)로부터 속도 센싱 정보를 수신한 후, 단계(309e)로 진행한다. 속도 센싱 정보는 제어부(140)의 요청에 의하여 센싱을 수행함으로써 생성된 것일 수 있고, 주기적인 센싱 수행에 의하여 생성된 것일 수도 있다.

단계(309e)에서, 제어부(140)는 속도 센싱 정보를 분석하여 동물의 현재 이동 속도가 설정된 속도 범위 내인지 판단한다. 예를 들어, 동물이 설정된 최단 경로 상에 있다 하더라도 이동을 계속하지 않고 제자리에 멈춰있을 수 있기 때문에 이러한 경우 이동을 지시하기 위한 전제로서 현재 이동 속도가 설정된 속도 범위 내인지 판단한다.

단계(309e)의 판단 결과 동물의 현재 이동 속도가 설정된 속도 범위 내라면 단계(311)로 진행하고, 그렇지 않다면 제어부(140)는 단계(309f)로 진행하여 동물이 이동 속도를 조절할 수 있도록 자극하는 제어 신호를 생성하여 자극부(150)로 출력한 후, 단계(309d)로 진행한다.

단계(309e)의 판단 결과 동물의 현재 이동 속도가 설정된 속도 범위 내라고 판단하여 진행한 단계(311)에서는 현재 위치 정보를 수신하는 도 3의 단계(311)로 진행하여 동물의 이동 방향 제어를 계속한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10 : 동물의 이동 방향 제어 장치
20 : 동물 21 : 동물의 초기 위치
22 : 설정된 경로를 벗어난 경우의 동물의 현재 위치
23 : 장애물 24 : 목적지
30 : 맵 정보 31 : 최단 경로
32 : 재설정된 최단 경로 110 : 센서부
111 : 속도 센서 112, 113 : 방향 센서
120 : GPS 수신부 130 : 맵 저장부
140 : 제어부 150 : 자극부
160 : 입력부 170 : 표시부

Claims (1)

1. 맵을 저장하는 맵 저장부;
   현재 위치 정보를 수신하는 GPS 수신부;
   설정된 목적지 정보와 상기 GPS 수신부로부터 수신된 현재 위치 정보를 비교하여 상기 목적지까지의 최단 경로를 설정하고, 동물이 상기 최단 경로를 따라 상기 목적지까지 이동할 수 있도록 전후좌우의 방향을 지시하는 제어 신호를 생성하여 출력하는 제어부; 및
   상기 제어부로부터 수신된 제어 신호에 따라 상기 동물을 자극하는 자극부
   를 포함하는 동물의 이동 방향 제어 장치.

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