KR20130123207A

KR20130123207A - 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20130123207A
Application number: KR1020120046475A
Authority: KR
Inventors: 원광연; 황성재
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2013-11-12
Also published as: KR101401694B1

Abstract

본 발명은 물체 판별 장치의 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법에 관한 것으로, 상기 물체 판별 방법은 모바일 기기가 관심 물체와 접촉된 상태에서 상기 모바일 기기가 진동하면, 상기 모바일 기기와 상기 관심 물체가 충돌하면서 발생하는 소리를 녹음하는 단계; 상기 녹음된 소리의 주파수 특정을 분석하여 소리 패턴을 파악하는 단계; 및 상기 소리 패턴을 기반으로 상기 관심 물체의 재질, 상기 관심 물체의 종류, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치 중 적어도 하나를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법을 제공한다.

Description

모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법 및 장치{Method and apparatus for sensing material using vibration of mobile device}

본 발명은 물체 판별 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모바일 기기의 진동을 이용하여 모바일 기기에 접촉된 물체의 종류를 검출할 수 있도록 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법 및 장치에 관한 것이다.

촉각센서는 촉각정보를 센서로 감지하는 기술로, 온-오프 스위치 기능을 하는 기존의 키패드와는 달리 누르는 힘의 세기나 방향, 온도등 사용자의 촉각 정보를 하나의 센서로 실시간 감지하는 기술이다. 현재 질감을 측정하는 센서는 실리콘기반 촉각센서와 폴리머 기반 촉각센서로 나뉘는데, 대부분이 고가로 형성되어 있으며 그 활용 또한 로봇팔, 의료용 기기등에 한정되어 있다.

또한 스마트폰의 등장으로 사용자 위치, 선호도, 사용 패턴등의 사용자 컨텍스트를 통한 서비스가 증대되고 있으며 그 측정 해상도에 대한 관심이 늘어나고 있다. 따라서 현존하는 모바일 기기의 센서만을 가지고 저비용으로도 높은 환경해상도인 질감을 측정할 수 있는 방법이 요구된다.

또한, 점차 진동자, 마이크 등과 같은 다양한 컴포넌트를 구비하는 스마트폰을 보다 다양한 응용기술에 활용하는 것이 필요하다.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 스마트폰 등과 같은 모바일 기기에 구비된 진동 모듈과 마이크를 이용하여 모바일 기기에 접촉하는 물체의 종류를 파악할 수 있도록 하는 새로운 모바일 기기 활용 방법을 제공하는 것이다.

또한, 접촉 물체 종류뿐 만 아니라 모바일 기기가 접촉 물체의 어느 부위에 접촉되어 있는 지까지도 파악할 수 있도록 하는 모바일 기기 활용 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 형태에 따르면, 물체 판별 장치의 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법에 있어서, 모바일 기기가 관심 물체와 접촉된 상태에서 상기 모바일 기기가 진동하면, 상기 모바일 기기와 상기 관심 물체가 충돌하면서 발생하는 소리를 녹음하는 단계; 상기 녹음된 소리의 주파수 특정을 분석하여 소리 패턴을 파악하는 단계; 및 상기 소리 패턴을 기반으로 상기 관심 물체의 재질, 상기 관심 물체의 종류, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치 중 적어도 하나를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법을 제공한다.

상기 소리 패턴은 상기 관심 물체의 재질, 종류, 및 접촉 위치 중 적어도 하나에 따라 가변될 수 있다.

상기 소리 패턴은 소리 피크 개수, 피크들의 평균 주파수, 피크들의 표준 편차, 피크들의 평균 에너지, 피크들의 에너지 표준 편차, 전체 주파수 에너지의 표준 편자, 전체 주파수 에너지의 비대칭도, 전체 주파수 에너지의 평균, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지 표준 편차, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 표준 편차 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 녹음하는 단계 이전에, 다수의 소리 패턴이 물체 재질, 물체 종류, 물체 접촉 위치 중 적어도 하나로 구분되어 저장된 데이터베이스를 구축하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 데이터베이스는 상기 관심 물체의 재질에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 상기 관심 물체의 종류에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 데이터베이스를 구축하는 단계는 사용자에 의해 모바일 기기에 접촉된 물체의 재질, 종류, 및 접촉 위치 중 적어도 하나 가변되고 상기 모바일 기기가 진동하면, 진동 결과를 수집 및 통계내는 단계; 및 상기 통계 결과를 이용하여 물체 재질, 물체 종류, 물체 접촉 위치 중 적어도 하나로 구분된 소리 패턴을 산출한 후 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 데이터베이스를 구축하는 단계는 물체 판별 동작에 이용되는 데이터베이스를 구축 및 제공하는 데이터 서버에 접속하는 단계; 및 상기 데이터서버로부터 제공되는 상기 데이터베이스를 수신 및 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 형태에 따르면, 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치로서, 상기 장치는 상기 모바일 기기를 진동시키는 진동 모듈; 상기 모바일 기기의 진동에 의해 상기 모바일 기기와 관심 물체가 충돌하면서 발생하는 소리를 검출하는 소리검출수단; 상기 소리의 주파수 특성을 분석하여 소리 패턴을 파악하는 소리 패턴 분석부; 및 상기 소리 패턴을 기반으로 상기 관심 물체의 재질, 상기 관심 물체의 종류, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치 중 적어도 하나를 판별하는 물체 판별 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치를 제공한다.

상기 장치는 상기 관심 물체의 재질에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 상기 관심 물체의 종류에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴 중 적어도 하나를 포함하는 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.

상기 물체 판별 수행부는 상기 관심 물체의 재질에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴과 상기 소리 패턴 분석부에 의해 파악된 소리 패턴을 비교 분석하여, 상기 관심 물체의 재질을 판별할 수 있다.

상기 물체 판별 수행부는 상기 관심 물체의 종류에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴과 상기 소리 패턴 분석부에 의해 파악된 소리 패턴을 비교 분석하여, 상기 관심 물체의 종류를 판별할 수 있다.

상기 물체 판별 수행부는 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴과 상기 소리 패턴 분석부에 의해 파악된 소리 패턴을 비교 분석하여, 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치를 판별할 수 있다.

본 발명에서는 모바일 기기의 진동에 의해 모바일 기기와 다른 물체가 충돌하여 소리가 발생되는 경우, 해당 소리의 패턴은 모바일 기기에 접촉된 물체의 재질, 형상, 그리고 물체 접촉 위치에 따라 소리 패턴이 다양하게 변화됨을 고려하여, 모바일 기기에 구비된 진동 모듈과 마이크를 이용하여 인위적인 진동을 발생하고, 이때에 획득되는 소리의 패턴을 분석하도록 함으로써, 모바일 기기에 접촉된 물체의 재질 및 형상 즉 물체의 종류를 파악하고, 더 나아가서는 물체 접촉 위치를 파악해낼 수 있도록 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치의 구성도를 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소리 패턴의 예를 도시한 도면이다.
도3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기에 접촉되는 물체 종류의 예들을 도시한 도면이다.
도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 종류별로 변화되는 소리 패턴 예들을 나타낸 도면이다.
도3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 재질별로 변화되는 소리 패턴 예들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 판별 방법을 설명하기 위한 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 판별 방법을 위한 데이터베이스 구축 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 물체 판별 방법을 위한 데이터베이스 구축 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 판별 장치의 성능을 나타낸 도면으로,

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

만약, 모바일 기기가 다른 물체와 접촉된 상태에서 진동한다면, 모바일 기기와 다른 물체는 서로 충돌되면서 고유한 소리 패턴을 가지는 소리를 발생하게 된다. 즉, 모바일 기기에 접촉된 물체의 재질 및 형상, 그리고 물체 접촉 위치 중 적어도 하나에 따라 변화되는 소리 패턴을 가지는 소리를 발생하게 된다.

이에 본 발명에서는 모바일 기기를 진동시켜, 모바일 기기가 자신에 접촉된 물체와 충돌하면서 고유 패턴을 가지는 소리를 내도록 한 후, 이때의 소리 패턴을 분석하여 모바일 기기에 접촉된 물체가 무엇인지 간단히 파악할 수 있도록 하는 기술을 제안하고자 한다.

이하 도면을 이용하여 본 발명이 일 실시예에 따른 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법을 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치의 구성도를 도시한 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 물체 판별 장치는 모바일 기기의 내부에 구비되거나 모바일 기기에 연결될 수 있는 장치로, 데이터베이스(10), 진동 모듈(20), 마이크(30), 필터부(40), 소리 패턴 분석부(50), 물체 판별 수행부(60), 및 데이터 입출력부(70) 등을 포함하여 구성된다.

특히, 본 발명의 물체 판별 장치는 하드웨어 자원 활용도를 극대화하기 위해, 모바일 기기의 디바이스 일부를 활용하여 구현되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 물체 판별 장치의 데이터베이스(10)는 모바일 기기의 메모리, 진동 모듈(20) 및 마이크(30)는 모바일 기기에 내장된 진동 모듈 및 마이크를 이용하여 구현될 수 있을 것이다.

이하, 각 구성 요소의 기능을 살펴보면 다음과 같다.

데이터베이스(10)는 모바일 기기와 다른 물체와 접촉 및 진동하는 경우, 모바일 기기가 다른 물체와 서로 충돌함에 의해 발생되는 소리의 패턴을 물체 종류별, 물체 접촉 위치별로 구분하여 저장한다. 이러한 데이터베이스(10)는 제조자에 의해 기본 셋팅되어 제공될 수 있고, 사용자가 임의로 설정 또는 업그레이드할 수 있을 것이다.

본 발명의 소리 패턴은 물체의 재질, 물체 종류(이때, 물체 종류는 물체 제질 및 형상에 따라 결정됨), 물체 접촉 위치 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있는 각종 주파수 특징을 나타내는 것으로, 도2에 도시된 바와 같이 소리 피크 개수, 피크들의 평균 주파수, 피크들의 표준 편차, 피크들의 평균 에너지, 피크들의 에너지 표준 편차, 전체 주파수 에너지의 표준 편자, 전체 주파수 에너지의 비대칭도, 전체 주파수 에너지의 평균, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지 표준 편차, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 표준 편차 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 소리의 특성을 나타내는 것이라면 어떤 것이든지 될 수 있으며, 이는 상기 특성에 국한되지 않을 것이다.

특히, 본 발명의 데이터베이스(10)를 표1와 같이 물체 재질에 따라 소리 패턴을 구분하고, 표2와 같이 물체 종류에 따라 소리 패턴을 구분하거나, 표3에서와 같이 물체 종류와 물체 접촉 위치에 따라 소리 패턴을 구분하여 저장할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서는 표1과 구성되는 데이터베이스(10)를 사용하여 모바일 기기에 접촉된 물체의 재질만을 파악하거나, 모바일 기기에 접촉된 물체의 종류를 파악하거나, 더 나아가 물체 접촉 위치까지도 판별할 수 있도록 한다.

물체 재질	소리 패턴
스폰지	A
유리	B
돌	C

물체 종류	소리 패턴
책상	D
가죽 소파	E
침대	F

물체 종류	물체 접촉 위치	소리 패턴
책상	중앙	D-1
책상	테두리	D-2
가죽 소파	엉덩이 받침	E-1
가죽 소파	팔 받침대	E-2
침대	중앙 부분	F-1
	머리 받침 부분	F-2
	발 받침 부분	F-3

진동 모듈(20)는 사용자에 의해 물체 판별 동작이 요청되면, 고유 주파수를 가지는 진동을 발생함으로써 상기의 물체 판별 장치를 포함하는 모바일 기기가 전체적으로 진동되도록 한다.

마이크(30)는 모바일 기기에 기본적으로 내장되는 마이크, 또는 모바일 기기에 장착되는 외장 마이크로 구현될 수 있으며, 이는 진동 모듈(20)에 의해 진동되는 모바일 기기가 다른 물체와 접촉 및 충돌함에 따라 발생되는 소리를 녹음한다.

필터부(40)는 마이크(30)를 통해 녹음된 소리에서 외부의 노이즈 등을 필터링하여 출력한다. 즉, 모바일 기기가 다른 물체와 접촉 및 충돌함에 따라 발생되는 특정 주파수 영역대의 소리만을 걸러내는 기능을 수행한다.

소리 패턴 분석부(50)은 필터부(40)를 통해 필터링된 소리의 주파수 스펙트럼 특성을 분석하여, 모바일 기기의 진동 및 충돌에 따라 발생되는 소리의 패턴을 파악한다. 이때, 소리 패턴 분석부(50)를 통해 분석된 소리 패턴은 데이터베이스(10)에 저장된 소리 패턴과 동일하게, 소리 피크 개수, 피크들의 평균 주파수, 피크들의 표준 편차, 피크들의 평균 에너지, 피크들의 에너지 표준 편차, 전체 주파수 에너지의 표준 편자, 전체 주파수 에너지의 비대칭도, 전체 주파수 에너지의 평균, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지 표준 편차, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 표준 편차 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 소리의 특성을 나타내는 것이라면 어떤 것이든지 될 수 있으며, 이는 상기 특성에 국한되지 않을 것이다.

물체 판별 수행부(60)는 소리 패턴 분석부(50)를 통해 파악된 소리 패턴과 데이터베이스(10)에 저장된 소리 패턴을 비교 분석하여, 모바일 기기에 접촉된 물체 재질, 물체 종류 또는 물체 종류와 물체 접촉 위치 등을 판별하도록 한다.

만약, 데이터베이스(10)에 저장된 소리 패턴이 표1에서와 같이 물체 재질에 따라 구분된 경우에는 물체 재질만을, 표2에서와 같이 물체 종류에 따라 구분된 경우에는 물체 재질만을, 표3에서와 같이 물체 종류와 물체 접촉 위치에 따라 구분된 경우에는 물체 종류뿐 만 아니라 물체 접촉 위치까지도 판별할 수 있을 것이다.

데이터 입출력부(70)는 터치 스크린, 키패드, 스피커 등과 같은 데이터 입출력 수단으로 구현되어, 사용자의 제어값을 획득하여 물체 판별 수행부(60)에 제공하거나, 물체 판별 수행부(60)의 분석 결과를 사용자에게 시, 청각적으로 알려주는 역할을 한다.

도3a 내지 도3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기에 접촉되는 물체의 종류, 재질에 따라 가변되는 소리 패턴을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도3a을 참고하면, 본 발명의 모바일 기기는 책상, 패브릭 의자, 책상 서랍, 나무 트레이, 하드 홀더, 청바지 주머니, 소프트 홀더, 가죽 소파, 플라스틱 의자, 카펫, 침대, 나무 진열장 등과 같이 다양한 물체에 접촉될 수 있음을 알 수 있다.

그리고, 도3b를 참고하면, 모바일 기기는 도2a와 같이 자신에 접촉된 물체의 종류(즉, 책상, 패브릭 의자, 책상 서랍, 나무 트레이, 하드 홀더, 청바지 주머니, 소프트 홀더, 가죽 소파, 플라스틱 의자, 카펫, 침대, 나무 진열장)에 의해 주파수 특성이 다양하게 변화되는 소리 패턴을 획득함을 알 수 있다.

또한, 도2c를 참조하면, 모바일 기기는 자신에 접촉된 물체의 재질(스폰지, 유리, 카드 보드, 돌, 부드러운 종이, 딱딱한 종이)에 따라서도 주파수 특성이 다양하게 변화되는 소리 패턴을 획득함을 알 수 있다.

특히, 본 발명에서는 소리 패턴을 소리 피크 개수, 피크들의 평균 주파수, 피크들의 표준 편차, 피크들의 평균 에너지, 피크들의 에너지 표준 편차, 전체 주파수 에너지의 표준 편자, 전체 주파수 에너지의 비대칭도, 전체 주파수 에너지의 평균, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지 표준 편차, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 표준 편차 중 적어도 하나의 요인에 따라 구분될 수 있도록 함으로써, 물체 재질, 물체 종류, 물체 접촉 위치의 판단 근거를 세분화함을 알 수 있다. 그 결과, 본 발명의 물체 판별 장치는 물체 재질, 물체 종류, 물체 접촉 위치를 보다 세밀하게 구분할 수 있게 되는 것이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 판별 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도로, 이하에서는 설명의 편이를 위해 모바일 기기에 접촉된 물체의 종류를 판별하는 경우에 한해 설명하기로 한다.

먼저, 사용자가 모바일 기기를 관심 물체에 접촉시킨 후(S10), 모바일 기기를 진동시키면, 모바일 기기와 관심 물체가 서로 충돌하면서, 관심 물체의 재질 및 형상에 상응하는 주파수 스펙트럼을 가지는 소리를 발생하게 된다(S11).

그러면, 물체 판별 장치는 모바일 기기가 진동함에 의해 발생되는 소리를 녹음하고, 이의 주파수 스펙트럼을 분석함으로써 소리 패턴을 검출한다(S12).

그리고, 단계 S12를 통해 검출된 소리 패턴과 데이터베이스에 저장된 소리 패턴을 비교 분석하여, 모바일 기기가 접촉한 물체 종류를 판별한다(S13).

그리고, 모바일 기기가 접촉한 물체 종류를 시/청각적으로 통보하기 위한 이미지, 문자 또는 안내 멘트를 생성한 후, 데이터 입출력부를 통해 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 이를 정확히 인식할 수 있도록 한다(S14).

도 4의 설명에서는, 설명의 편이를 위해 모바일 기기의 접촉된 물체의 종류만을 파악하도록 하였으나, 이와 동일한 방식으로 모바일 기기의 접촉된 물체의 재질, 물체 종류와 물체 접촉 위치까지도 판별할 수 있음은 물론 당연할 것이다.

즉, 표2에서와 같이 물체 종류별로 소리패턴을 구분하여 저장한 데이터베이스 대신에 표1에서와 같이 물체 재질에 따라 소리 패턴을 구분하여 저장한 데이터베이스를 이용하거나, 표3에서와 같이 물체 종류와 물체 접촉 위치에 따라 소리 패턴을 구분하여 저장한 데이터베이스를 이용하여 모바일 기기의 접촉된 물체의 재질, 또는 물체 종류와 물체 접촉 위치까지도 판별할 수 있음은 물론 당연할 것이다.

더하여, 본 발명의 데이터베이스는 다양한 방법으로 구축될 수 있을 것이다. 예를 들어, 도5에서와 같이 사용자가 직접 모바일 기기를 특정 물체와 접촉 및 진동시킨 후, 소리 패턴을 수집 및 통계내어 데이터베이스를 구축할 수 있을 것이다. 그리고, 도6에서와 같이 데이터베이스를 통합 관리하는 별도의 데이터 서버에 접속하여, 해당 정보를 다운로드받는 방식으로 물건 판별에 필요한 데이터베이스를 구축할 수도 있을 것이다. 또한, 제조사가 물건 판별 장치를 제공하는 경우, 제조사가 직접 데이터베이스를 생성 및 설정한 후, 제공할 수도 있을 것이다.

이하, 도5 및 도6을 참고하여 데이터베이스 구축 방법의 예들을 살펴보면 다음과 같다.

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 판별 방법을 위한 데이터베이스 구축 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도로, 이는 사용자가 직접 데이터베이스를 구축하는 방법에 관한 것으로, 도3의 물체 판별 방법을 수행하기 이전에 수행되는 것이 바람직할 것이다.

먼저, 사용자는 기준 물체에 모바일 기기를 접촉시킨 후(S20), 모바일 기기를 진동시킨다(S21).

그러면, 모바일 기기는 기준 물체가 충돌하면서 고유한 주파수 특성을 가지는 소리를 발생하고, 물체 판별 장치는 이의 주파수 특성을 분석함으로써 소리 패턴을 검출하도록 한다(S22).

그리고 데이터 신뢰성을 확보할 수 있도록 단계 S20~S22를 다수회 반복 수행하되, 기 설정된 횟수(예를 들어, 20번)만큼 반복 수행되었다면, 물체 판별 장치는 현재까지 검출된 소리 패턴들을 통계내어 소리 패턴의 평균치를 산출하도록 한다(S24).

그리고 나서, 관심 물체에 단계 S24를 통해 산출된 소리 패턴 평균치를 매핑하여 데이터베이스에 추가한다(S25).

그러면, 모바일 기기는 차후 해당 물체에 접촉되어 진동될 때마다, 모바일 기기는 단계 S20~ S25를 통해 구축된 데이터베이스를 참고하여 모바일 기기가 해당 물체에 접촉되어 진동하고 있음을 파악할 수 있게 될 것이다.

더하여, 상기의 설명에서는 생략되었으나, 도 4의 동작은 각각의 텍스트 물체에 대해, 또는 각각의 물체 접촉 위치에 대해서도 수행될 수 있을 것이다. 즉, 모바일 기기에 접촉되는 물체의 종류, 물체 접촉 위치를 다양하게 가변하면서 데이터베이스를 구축함으로써, 판별 가능한 물체, 물체 접촉 위치의 종류를 확장할 수 있을 것이다.

도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물체 판별 방법을 위한 데이터베이스 구축 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도로, 이는 데이터 서버를 이용하여 데이터베이스 구축에 필요한 정보를 제공받을 수 있도록 하는 방법에 관한 것으로, 이 또한 도3의 물체 판별 방법을 수행하기 이전에 수행되는 것이 바람직할 것이다.

먼저, 사용자가 모바일 기기를 데이터 서버에 접속시킨 후(S30), 물체 판별 동작을 위한 데이터베이스의 제공을 요청하도록 한다(S31). 다만, 데이터 서버에 저장된 데이터베이스를 통째로 다운로드 받을 수도 있고, 사용자가 필요로 하는 항목의 정보만을 선별적으로 제공받을 수도 있을 것이다.

이에 데이터 서버가 사용자가 요청한 데이터베이스를 선택 및 전송하면, 모바일 기기는 이를 수신하여 물체 판별 장치의 데이터베이스(10)에 저장하도록 한다(S32).

이와 같은 데이터베이스 구축 방법의 경우, 사용자가 직접 모바일 기기를 특정 물체 위에도 위치시키고 진동을 발생하는 등의 동작을 수행하지 않아도 되므로, 데이터베이스 구축 시간을 단축시키고, 사용자의 편의성도 크게 향상할 수 있을 것이다.

도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 물체 판별 장치의 성능을 나타낸 도면으로, 이를 참고하면, 책상, 패브릭 의장, 책상 서랍, 나무 트레이, 하드 홀더, 청바지 주머니, 소프트 홀더, 가죽 소파, 플라스틱 의자, 카펫, 침대, 나무 진열대 등을 상당한 높은 정확도로 판별해 낼 수 있음을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 물질 검출 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치, 하드 디스크, 플래시 드라이브 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

Claims

물체 판별 장치의 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법에 있어서,
모바일 기기가 관심 물체와 접촉된 상태에서 상기 모바일 기기가 진동하면, 상기 모바일 기기와 상기 관심 물체가 충돌하면서 발생하는 소리를 녹음하는 단계;
상기 녹음된 소리의 주파수 특정을 분석하여 소리 패턴을 파악하는 단계; 및
상기 소리 패턴을 기반으로 상기 관심 물체의 재질, 상기 관심 물체의 종류, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치 중 적어도 하나를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법.
제 1항에 있어서, 상기 소리 패턴은
상기 관심 물체의 재질, 종류, 및 접촉 위치 중 적어도 하나에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법.
제1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 소리 패턴은
소리 피크 개수, 피크들의 평균 주파수, 피크들의 표준 편차, 피크들의 평균 에너지, 피크들의 에너지 표준 편차, 전체 주파수 에너지의 표준 편자, 전체 주파수 에너지의 비대칭도, 전체 주파수 에너지의 평균, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 에너지를 나타내는 피크의 에너지 표준 편차, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 에너지, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 주파수, 가장 높은 주파수를 나타내는 피크의 표준 편차 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법.
제1항에 있어서,
상기 녹음하는 단계 이전에, 다수의 소리 패턴이 물체 재질, 물체 종류, 물체 접촉 위치 중 적어도 하나로 구분되어 저장된 데이터베이스를 구축하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법.
제4항에 있어서, 상기 데이터베이스는
상기 관심 물체의 재질에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 상기 관심 물체의 종류에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터베이스를 구축하는 단계는
사용자에 의해 모바일 기기에 접촉된 물체의 재질, 종류, 및 접촉 위치 중 적어도 하나 가변되고 상기 모바일 기기가 진동하면, 진동 결과를 수집 및 통계내는 단계; 및
상기 통계 결과를 이용하여 물체 재질, 물체 종류, 물체 접촉 위치 중 적어도 하나로 구분된 소리 패턴을 산출한 후 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터베이스를 구축하는 단계는
물체 판별 동작에 이용되는 데이터베이스를 구축 및 제공하는 데이터 서버에 접속하는 단계; 및
상기 데이터서버로부터 제공되는 상기 데이터베이스를 수신 및 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 모바일 기기의 진동을 이용한 물체 판별 방법을 구동하기 위한 컴퓨터 프로그램 명령어가 기록된 기록매체.
모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치로서, 상기 장치는
상기 모바일 기기를 진동시키는 진동 모듈;
상기 모바일 기기의 진동에 의해 상기 모바일 기기와 관심 물체가 충돌하면서 발생하는 소리를 검출하는 소리검출수단;
상기 소리의 주파수 특성을 분석하여 소리 패턴을 파악하는 소리 패턴 분석부; 및
상기 소리 패턴을 기반으로 상기 관심 물체의 재질, 상기 관심 물체의 종류, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치 중 적어도 하나를 판별하는 물체 판별 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치.
제9항에 있어서,
상기 관심 물체의 재질에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 상기 관심 물체의 종류에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴, 및 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴 중 적어도 하나를 포함하는 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치.
제10항에 있어서, 상기 물체 판별 수행부는
상기 관심 물체의 재질에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴과 상기 소리 패턴 분석부에 의해 파악된 소리 패턴을 비교 분석하여, 상기 관심 물체의 재질을 판별하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치.
제10항에 있어서, 상기 물체 판별 수행부는
상기 관심 물체의 종류에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴과 상기 소리 패턴 분석부에 의해 파악된 소리 패턴을 비교 분석하여, 상기 관심 물체의 종류를 판별하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치.
제10항에 있어서, 상기 물체 판별 수행부는
상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치에 따라 구분되어 저장된 소리 패턴과 상기 소리 패턴 분석부에 의해 파악된 소리 패턴을 비교 분석하여, 상기 관심 물체의 종류와 접촉 위치를 판별하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기를 이용한 물체 판별 장치.