KR20150021486A - Device and method for tracking location of sound source - Google Patents

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KR20150021486A KR20140108644A KR20140108644A KR20150021486A KR 20150021486 A KR20150021486 A KR 20150021486A KR 20140108644 A KR20140108644 A KR 20140108644A KR 20140108644 A KR20140108644 A KR 20140108644A KR 20150021486 A KR20150021486 A KR 20150021486A
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Abstract

The present invention relates to a device and a method for tracking a location of a sound source, which is capable of automatically tracking the position of the sound source disposed in an arbitrary direction by using two receivers. According to an embodiment of the present invention, the device for tracking a location of a sound source comprises a housing, and a direction switching unit which is disposed in a lower portion of the housing and switches a driving direction of the housing. The housing comprises: two reception units which are disposed at opposite positions to each other as a virtual center of the housing and receives a peripheral signal including a sound wave signal generated from the sound source; a detection unit which detects the sound wave signal generated from the sound source in the received peripheral signal; a position tracking unit which tracks a position of the sound source by using a beam-forming region preset between the two reception units and the detected sound wave signal; and a driving unit which drives the direction switching unit according to a tracking algorithm of the position tracking unit.

Description

음원의 위치 추적 장치 및 음원의 위치 추적 방법 {DEVICE AND METHOD FOR TRACKING LOCATION OF SOUND SOURCE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device for tracking a position of a sound source,

본 발명은 음원의 위치를 추적하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for tracking the position of a sound source.

기존 로봇 청소기의 경우, 일반적으로 마이크와 같은 수신장치를 3개 이상 사용하여 음원의 위치를 추정한다. 다만, 이러한 방식은 3개의 수신장치(예를들어, 마이크)를 사용하기 위해 2채널 코덱을 2개 사용하거나 또는 3개 이상의 멀티 채널코덱 사용이 필수적이다. 2채널 코덱을 2개 사용하면 코덱 추가 및 그에 따른 제어 인터페이스 추가 개발을 해야하는 문제점이 발생하고 멀티 채널 코덱을 사용하면 비용이 증가하는 문제점이 발생한다.In the case of an existing robot cleaner, the position of a sound source is generally estimated by using three or more receiving devices such as a microphone. However, this method requires two two-channel codecs or three or more multi-channel codecs to use three receiving devices (e.g., a microphone). When two 2-channel codecs are used, there is a problem that a codec is added and a control interface is to be additionally developed, and a cost is increased when a multi-channel codec is used.

또한, 일반적으로 음원의 위치를 추정하기 위해서 먼저 특정음성 또는 박수소리를 인식하여 청소기의 움직임을 정지하고, 이후 사용자로부터 발성된 특정 명령어에 대한 음성 신호를 수신한다. 하지만 일상적인 환경에서는 청소기의 구동 및 주행에 따른 진동 소음으로 인해 음성 신호의 충분한 신호대 잡음비(signal-to-noise ratio; SNR)를 확보하기 어렵다. 따라서 청소기의 이동제어를 위한 음성 또는 박수소리에 대한 인식률이 크게 감쇄되는 문제점이 발생한다. 따라서 이를 원천적으로 해결하기 위한 방안이 필요하다. Generally, in order to estimate the position of a sound source, first, a specific voice or an applause sound is recognized to stop the movement of the cleaner, and then a voice signal for a specific command uttered by the user is received. However, in a normal environment, it is difficult to secure a sufficient signal-to-noise ratio (SNR) of a voice signal due to vibration noise caused by the driving and running of the vacuum cleaner. Therefore, the recognition rate of voice or clapping sound for controlling the movement of the cleaner is greatly reduced. Therefore, there is a need for measures to solve this problem.

한편, 한국공개특허 제2014-006685호 (발명의 명칭: 로봇청소시스템 및 그 제어방법)는 특정 영역을 주행하며 청소하는 로봇청소기와 원격에서 상기 로봇청소기를 제어하는 원격제어기를 포함한다. 상기 로봇청소기는 상기 원격제어기가 상기 로봇청소기를 가리키면 상기 로봇청소기의 위치 정보를 수신하고 상기 원격제어기가 상기 청소영역을 가리키면 상기 청소영역의 위치 정보를 수신하여, 상기 로봇청소기의 위지 정보 및 상기 청소영역의 위치 정보를 기초로 상기 청소영역의 방향 및 상기 청소영역까지의 거리를 산출하고 상기 청소영역으로 이동하여 청소를 수행하는 로봇청소시스템은 원격제어기를 통하여 로봇청소기의 위치 정보와 청소영역의 위치 정보를 검출하고, 검출된 로봇청소기의 위치 정보와 청소영역의 위치 정보를 이용하여 로봇청소기로부터 청소영역까지의 이동 방향과 이동 거리를 산출함으로써 사용자가 쉽게 로봇청소기가 이동할 청소영역을 지정하는 기술에 대하여 개시하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-006685 (entitled " robot cleaning system and control method thereof ") includes a robot cleaner for traveling and cleaning a specific area and a remote controller for remotely controlling the robot cleaner. Wherein the robot cleaner receives location information of the robot cleaner when the remote controller indicates the robot cleaner and receives positional information of the clean area if the remote controller indicates the clean area, The robot cleaning system calculates the direction of the cleaning area and the distance to the cleaning area based on the position information of the area and performs cleaning by moving to the cleaning area. The robot cleaning system detects the position of the robot cleaner, Information on the robot cleaner is detected and a moving direction and a moving distance from the robot cleaner to the cleaning area are calculated using the detected position information of the robot cleaner and the position information of the cleaning area, .

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2개의 수신장치(예를 들어, 마이크)를 이용하여 360도 중 임의의 방향에 위치한 음원의 위치를 자동적으로 추적할 수 있는 위치 추적 장치 및 위치 추적 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the conventional art and it is an object of the present invention to provide a position tracking apparatus capable of automatically tracking the position of a sound source located in any direction among 360 degrees using two receiving apparatuses And a method of tracking a location.

또한, 비가청 주파수 대역의 음파 신호를 이용하여 음원의 위치 추적의 정확도를 보다 향상시킬 수 있는 위치 추적 장치 및 위치 추적 방법을 제공하는 데에 다른 목적이 있다. It is another object of the present invention to provide a position tracking apparatus and a position tracking method that can improve the accuracy of location tracking of a sound source using an acoustic signal of an invisible frequency band.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.It is to be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may be present.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치는, 하우징 및 상기 하우징의 하부에 배치되어 상기 하우징의 주행 방향을 전환하는 방향 전환 유닛을 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 가상의 중심점을 기준으로 정반대되는 위치에 각각 배치되어 음원으로부터 발생된 음파 신호를 포함하는 주변신호를 수신하는 2개의 수신부 상기 수신된 주변 신호중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출하는 검출부 상기 2개의 수신부 사이에 미리 설정된 빔포밍 영역, 및 상기 검출된 음파 신호를 이용하여 상기 음원의 위치를 추적하는 위치 추적부 및 상기 위치 추적부의 추적 알고리즘에 따라 상기 방향 전환 유닛을 구동시키는 구동부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for tracking a position of a sound source according to an embodiment of the present invention includes a housing and a direction switching unit disposed at a lower portion of the housing for switching a traveling direction of the housing The housing includes two reception units disposed at opposite positions with respect to a virtual center point of the housing to receive a peripheral signal including a sound wave signal generated from the sound source, and a sound wave signal generated from the sound source among the received peripheral signals is detected And a driving unit for driving the direction switching unit in accordance with a tracking algorithm of the position tracking unit, and a control unit for controlling the driving unit to drive the direction switching unit according to a tracking algorithm of the position tracking unit. .

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치는, 하우징 및 상기 하우징의 하부에 배치되어 상기 하우징의 주행 방향을 전환하는 방향 전환 유닛을 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 가상의 중심점을 기준으로 정반대되는 위치에 각각 배치되어 음원으로부터 발생된 음파 신호를 포함하는 주변 신호를 수신하는 2개의 수신부, 상기 수신된 주변 신호중 상기 음파 신호를 검출하는 검출부, 상기 검출된 음파 신호로부터 상기 음원과 상기 가상의 중심점을 지나는 제 1 직선을 산출하고, 상기 주행 방향의 전환에 따른 상기 제 1 직선과 상기 2개의 수신부를 지나는 제 2 직선 간의 각도 변화를 이용하여 상기 음원의 위치를 추적하는 위치 추적부 및 상기 위치 추적부의 추적 알고리즘에 따라 상기 방향 전환 유닛을 구동시키는 구동부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for tracking a position of a sound source, the apparatus including a housing and a direction switching unit disposed at a lower portion of the housing to switch a traveling direction of the housing, Two detectors for detecting the sound signals among the received signals, a sound detector for detecting the sound signals from the sound signals, and a controller for detecting the sound signals from the sound signals, A position tracking unit for calculating a first straight line passing through the virtual center point and tracking the position of the sound source by using an angle change between the first straight line and the second straight line passing through the two receiving units according to the switching of the traveling direction, And a driving unit for driving the direction switching unit according to a tracking algorithm of the position tracking unit It should.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법은, 상기 위치 추적 장치의 가상의 중심점을 기준으로 정반대에 위치된 2개의 수신부 사이에 빔포밍 영역을 설정하는 단계, 상기 2개의 수신부를 통해서 주변 신호를 수신하는 단계, 상기 주변 신호 중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출하는 단계, 및 상기 검출된 음파신호 및 상기 빔포밍 영역을 이용하여 음원의 위치를 추적하는 단계를 포함한다. A method for tracking a sound source location using an apparatus for tracking a location of a sound source according to an embodiment of the present invention includes the steps of setting a beamforming area between two reception units positioned at the opposite positions with respect to a virtual center point of the position tracking apparatus, The method comprising the steps of receiving a peripheral signal through two receiving units, detecting a sound signal generated from a sound source of the peripheral signal, and tracking the position of the sound source using the detected sound signal and the beam forming area do.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법은, 위치 추적 장치의 가상의 중심점을 기준으로 정반대에 위치된 2개의 수신부를 통해서 주변 신호를 수신하는 단계, 상기 주변 신호 중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출하는 단계, 상기 검출된 음파 신호 및 상기 위치추적 장치의 주행 방향의 변화에 기초하여, 상기 음원과 상기 가상의 중심점을 지나는 제 1 직선과 상기 2개의 수신부를 지나는 제 2 직선간의 각도 변화를 산출하는 단계 및 상기 산출된 각도 변화에 따라 상기 음원의 위치를 추적하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for tracking a sound source location using a location tracking device for a sound source, the method comprising the steps of: receiving a peripheral signal through two receivers located at opposite positions with respect to a virtual center point of the location tracking device; Detecting a sound wave signal generated from a sound source among the peripheral signals based on the detected sound wave signal and a change in the traveling direction of the position tracking device; Calculating an angle change between second straight lines passing through the first straight line and tracking the position of the sound source in accordance with the calculated angle change.

도 1은 본 발명에서 제안하는 음원 위치 추적 시스템을 간략하게 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 빔포밍(Beamforming) 음원 위치 추적 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8b는 사운드 로컬라이제이션(Sound Localization) 음원 위치 추적 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a conceptual diagram briefly showing a sound source location tracking system proposed in the present invention.
2 is a diagram for explaining the control signal shown in FIG.
3 is a block diagram of an apparatus for tracking a sound source according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a sound source location tracking method using an apparatus for tracking a sound source according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an example of a beamforming sound source location tracking method.
6 is a configuration diagram of an apparatus for tracking a sound source according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a sound source location tracking method using a sound source location tracking apparatus according to another embodiment of the present invention.
8A to 8B are views for explaining an example of a sound localization sound source location tracking method.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통산의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명에서 제안하는 음원 위치 추적 시스템을 간략하게 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram briefly showing a sound source location tracking system proposed in the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 음원 위치 추적 시스템(10)은 음파 전송 디바이스(100) 및 음원의 위치 추적 장치(200)를 포함한다. 다만 이러한 도 1의 음원 위치 추적 시스템(10)은 본 발명의 일 실시예에 불과하기 때문에, 도 1을 통해 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다. As shown in FIG. 1, the sound source location tracking system 10 includes a sound wave transmission device 100 and a sound source location tracking device 200. However, since the sound source location tracking system 10 of FIG. 1 is only an embodiment of the present invention, the present invention is not limited to FIG.

음원 위치 추적 시스템(10) 내 음파 전송 디바이스(100)는 음원의 위치 추적 장치(200)를 제어하기 위한 제어 코드를 저장하고 있으며, 사용자의 조작 및 선택에 따라 저장된 제어 코드를 기반으로 생성된 소정의 제어 신호를 일정 시간 동안 음원의 위치 추적 장치(200)로 전송한다. The sound wave transmission device 100 in the sound source location tracking system 10 stores a control code for controlling the location tracking device 200 of a sound source, To the location tracking device 200 of the sound source for a predetermined period of time.

이때, 음파 전송 디바이스(100)는 음원의 위치 추적 장치(200)를 위한 전용 디바이스일 수 있고, 사용자가 원하는 다수의 응용 프로그램(예를 들어, 애플리케이션)이 설치될 수 있는 디바이스일 수 있으며, 컴퓨터, 휴대용 단말기 등으로 구현될 수 있다. At this time, the sound wave transmitting device 100 may be a dedicated device for the sound source location tracking device 200, may be a device capable of installing a plurality of application programs (for example, applications) desired by the user, , A portable terminal, or the like.

참고로, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등을 포함할 수 있다. 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), WiBro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(Smartphone), 태블릿 PC 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.For reference, the computer may include, for example, a notebook computer, a desktop computer, a laptop computer, and the like with a web browser (WEB Browser). For example, a portable terminal is a wireless communication device that is guaranteed to be portable and mobility. The portable terminal includes a PCS (Personal Communication System), a GSM (Global System for Mobile communications), a PDC (Personal Digital Cellular), a PHS Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication) -2000, CDMA (Code Division Multiple Access) -2000, W-CDMA (W-CDMA), WiBro (Wireless Broadband Internet) Tablet PCs, and the like. ≪ RTI ID = 0.0 > [0033] < / RTI >

또한, 음원 위치 추적 시스템(10) 내 위치 추적 장치(200)는 음원(음파 전송 디바이스)으로부터 발생된 음파신호를 포함하는 주변신호를 2개의 수신부(210a, 210b)를 통해 수신하고, 수신된 주변 신호 중 음원으로부터 발생된 음파신호를 검출하고, 그 검출된 결과(제어 코드) 및 다양한 위치 추적 알고리즘에 따라 음원의 위치를 추적한다. The position tracking device 200 in the sound source position tracking system 10 receives a peripheral signal including a sound wave signal generated from a sound source (sound wave transmitting device) through two receiving units 210a and 210b, Detects a sound wave signal generated from a sound source in the signal, and tracks the position of the sound source according to the detected result (control code) and various position tracking algorithms.

이때, 음원의 위치 추적 장치(200)는 다양한 목적, 기능을 가진 이동형 전자장치일 수 있다. 예를 들어, 음원의 위치 추적 장치(200)는 사용자의 제어 입력에 의해 통제되는 로봇, 로봇청소기, 완구형 전자 제품 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. At this time, the sound source location tracking device 200 may be a portable electronic device having various purposes and functions. For example, the sound source location tracking device 200 may be implemented as a robot, a robot cleaner, a toy-type electronic product, etc. controlled by a user's control input, but is not limited thereto.

음원의 위치 추적 장치(200)는 종래에 공지된 다양한 위치 추적 알고리즘에 따라 음원의 위치를 추적할 수 있고 그에 따라 적절한 구성을 추가적으로 포함할 수 있다. The sound source location tracking device 200 may track the location of a sound source according to various known location tracking algorithms and may additionally include suitable configurations accordingly.

본 발명에서는 음원의 위치 추적 장치(200)에 빔포밍(Beamforming) 방식을 적용시킨 실시예와, 사운드 로컬라이제이션(Sound Localization) 방식을 적용시킨 실시예를 제안하고자 하며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다. In the present invention, an embodiment in which a beamforming method is applied to a sound source location tracking device 200 and an embodiment in which a sound localization method is applied will be described in detail. do.

즉, 본 발명에서는 음원으로부터 발생된 음파신호가 각각의 수신부(210a, 210b)로 도달하는 시간 차이 정보, 음파신호 자체의 특이성 등을 위와 같은 2가지 방식과 함께 활용하여 음원의 위치를 추적할 수 있다.That is, in the present invention, the position of the sound source can be tracked by using the time difference information that the sound wave signals generated from the sound source reach the receiving units 210a and 210b and the specificity of the sound wave signal itself together with the above two methods have.

여기서, 음파 전송 디바이스(100)와 음원의 위치 추적 장치(200)는 상호 간에 사전에 동일한 제어 코드를 공유한 상태일 수 있고, 제어 코드를 포함하는 제어 신호(30)의 전송은 임의의 시점에 비주기적으로 또는 주기적으로 이루어질 수 있다.Here, the sound wave transmitting device 100 and the sound source location tracking device 200 may share the same control code in advance, and the transmission of the control signal 30 including the control code may be performed at any time Non-periodically or periodically.

이처럼 제어 신호(30)는 음파 전송 디바이스(100)로부터 방출되어 음원의 위치 추적 장치(200)가 음원의 위치를 추적하는 데에 사용될 수 있고, 다양한 주파수 영역대로 활용할 수 있으며, 도 2를 참고하여 이에 대해 상세하게 설명한다. As described above, the control signal 30 is emitted from the sound wave transmitting device 100 and can be used by the sound source position tracking device 200 to track the position of the sound source, and can be utilized in various frequency ranges. Referring to FIG. 2 This will be described in detail.

도 2는 도 1에 도시된 제어 신호를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining the control signal shown in FIG.

도 1에 도시된 제어 신호(30)는 일 예에 따르면 사운드 큐알 코드(Sound QR code)를 포함하는 음파신호일 수 있다. 사운드 큐알 코드란 일반적으로 사람이 들을 수 없는 비가청 대역의 주파수 영역을 활용하는 기술을 의미한다. The control signal 30 shown in FIG. 1 may be a sound wave signal including a sound QR code according to an example. Sound QR code refers to a technique that utilizes the frequency range of the non-audible spectrum, which is generally not heard by humans.

도 2에 도시된 것처럼 음파 전송 디바이스(100)에서 방출되고 음원의 위치 추적 장치(200)에서 수신하는 제어 신호는 16kHz 내지 20kHz 주파수 대역을 사용하는 사운드 큐알 코드를 포함하는 음파신호(31)일 수 있다. 이는 청소기의 주행 또는 청소로 인해 발생되는 소음(32)에 의한 10kHz 미만 대역 혹은 사람의 일반적인 음성/대화(34)에 의한 4kHz 미만 대역과 명확하게 구분된다. As shown in FIG. 2, the control signal emitted from the sound wave transmission device 100 and received by the sound source position tracking device 200 may be the sound wave signal 31 including the sound wave code using the frequency band of 16 kHz to 20 kHz have. This is clearly distinguished from sub-10 kHz bands due to noise (32) caused by running or cleaning of the vacuum cleaner or sub-4 kHz bands due to human general voice / conversation (34).

따라서, 제어 신호로서 사운드 큐알 코드를 포함하는 음파신호(31)는 음원의 위치 추적 장치(200)에서 다른 주변신호와 명확하게 구분되어 검출될 수 있고, 본 발명에서 제안하는 음원 위치 추적 시스템(10)은 뛰어난 인식률과 제어 신뢰도를 보일 수 있다. Therefore, the sound wave signal 31 including the sound wave code as the control signal can be clearly distinguished from other peripheral signals in the sound source position tracking device 200, and can be detected by the sound source position tracking system 10 ) Can show excellent recognition rate and control reliability.

이하에서는 도 1에 도시된 음원의 위치 추적 장치(200)를 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the sound source position tracking apparatus 200 shown in FIG. 1 will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of an apparatus for tracking a sound source according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치(200)는 제 1 수신부(210a) 및 제 2 수신부(210b)로 구성된 두개의 수신부와 함께, 검출부(220), 저장부(240a), 방향 전환 유닛(230), 위치 추적부(250), 및 구동부(260)를 포함하고, 빔포밍(Beamforming) 방식을 통해 음원의 위치를 추적한다. 다만, 도 3에 도시된 음원의 위치 추적 장치(200)의 구성도는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 3에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 구성 간 연결관계에 있어서의 여러 가지 변형 및 구성 추가가 가능하다. The apparatus 200 for locating a sound source according to an exemplary embodiment of the present invention includes two detectors including a first receiver 210a and a second receiver 210b and a detector 220, a storage 240a, A switching unit 230, a position tracking unit 250, and a driving unit 260, and tracks the position of a sound source through a beam forming method. 3 is merely an embodiment of the present invention. It is to be noted that, on the basis of the elements shown in FIG. 3, various configurations It is possible to add variations and configurations.

이하에서 음원의 위치 추적 장치(200)의 구성도에 대하여 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1 및 도 2를 통해 설명된 내용으로 대신할 수 있다.Hereinafter, a description of the configuration of the sound source location tracking device 200 will be omitted from the description of FIG. 1 and FIG.

각 구성의 상세 설명에 앞서, 음원의 위치 추적 장치(200)는 두개의 수신부(210a, 210b), 검출부(220), 저장부(240a), 위치 추적부(250), 및 구동부(260)를 포함하는 하우징(미도시)을 포함한다. The sound source position tracking apparatus 200 includes two receiving units 210a and 210b, a detecting unit 220, a storing unit 240a, a position tracking unit 250, and a driving unit 260 (Not shown).

하우징은 내부에 위 구성들이 배치될 수 있는 소정의 공간을 가지고, 일종의 커버로서 내부 구성들을 보호할 수 있으며, 후술할 방향 전환 유닛(230)에 의해 주행 방향이 전환될 수 있다. 도 1에 도시된 것처럼 하우징은 납작한 원통 형상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The housing has a predetermined space in which the above structures can be disposed, and can protect the internal structures as a kind of cover, and the direction of travel can be switched by the direction switching unit 230, which will be described later. 1, the housing may be in the form of a flat cylindrical shape, but is not limited thereto.

제 1 수신부 (210a) 및 제 2 수신부 (210b)는 하우징의 가상의 중심점을 기준으로 정반대되는 위치에 각각 배치되어 음원(음파 전송 디바이스)으로부터 발생된 음파 신호를 포함하는 주변신호를 수신한다. The first receiving unit 210a and the second receiving unit 210b are disposed at opposite positions with respect to a virtual center point of the housing and receive peripheral signals including sound wave signals generated from the sound source (sound wave transmitting device).

예를 들어, 도 1에 도시된 것처럼 하우징이 납작한 원통 형상인 경우 제 1 수신부(210a) 및 제 2 수신부(210b)는 180도를 이루며 옆면에 각각 배치될 수 있다. For example, as shown in FIG. 1, when the housing has a flat cylindrical shape, the first receiving part 210a and the second receiving part 210b may be disposed at 180 degrees and on the side surfaces, respectively.

또한, 제 1 수신부(210a) 및 제 2 수신부(210b)는 하우징이 정지된 상태에서 음원으로부터 발생된 음파 신호를 포함하는 주변신호를 수신할 수 있다. 이때 음파신호는 앞서 설명한 것과 같이 비가청 주파수 대역의 사운드 큐알 코드 음파신호일 수 있다.The first receiving unit 210a and the second receiving unit 210b may receive a peripheral signal including a sound wave signal generated from a sound source in a state where the housing is stopped. At this time, the sound wave signal may be a sound quail code sound wave signal in the non-audible frequency band as described above.

검출부(220)는 주변신호로부터 음원과 관련된 음파신호를 검출한다. The detection unit 220 detects a sound wave signal related to a sound source from a peripheral signal.

만약 음원으로부터 발생된 음파 신호가 비가청 주파수 대역을 이용한 사운드 큐알 코드 음파신호(31)라면, 검출부(220)는 수신된 주변신호를 디코딩하는 과정에서 음원으로부터 발생된 음파 신호(사운드 큐알 코드 음파신호)를 구분되는 별도의 주파수 대역인 사람 음성 또는 기타 소음과 명확하게 구분할 수 있고, 음원으로부터 발생된 음파신호를 검출 및 복원할 수 있다.If the sound wave signal generated from the sound source is the sound quail code sound wave signal 31 using the non-audible frequency band, the detection unit 220 detects the sound wave signal (sound wave code sound wave signal ) Can be clearly distinguished from a human voice or other noise, which is a separate frequency band, and the sound wave signal generated from the sound source can be detected and restored.

위치 추적부(250)는 미리 설정된 빔포밍 영역 및 검출부(220)로부터 검출된 음파 신호를 이용하여 음원의 위치를 추적한다. 또한, 위치 추적부(250)는 위치 추적 알고리즘에 따라 위치 값을 구할 수 있고, 구해진 위치 값을 포함하는 구동신호를 구동부(260)로 전달할 수 있다. The position tracking unit 250 tracks the position of the sound source using the predetermined beamforming area and the sound wave signal detected from the detecting unit 220. In addition, the position tracking unit 250 may calculate a position value according to a position tracking algorithm, and may transmit a driving signal including the obtained position value to the driving unit 260. [

구체적으로, 위치 추적부(250)는 하우징의 주행 방향을 전환시켜 음원의 위치가 미리 설정된 빔포밍 영역 내인지 여부를 판단할 수 있다. Specifically, the position tracking unit 250 can determine whether the position of the sound source is within a predetermined beam-forming area by switching the traveling direction of the housing.

이때, 빔포밍 영역은 하우징의 가상의 중심점을 기준으로 정반대되는 위치에 각각 배치된 2개의 수신부 사이에 미리 설정된다. 또한, 미리 설정된 빔포밍 영역은 가상의 중심점으로부터 서로 소정의 각도를 가지며 연장되는 두 직선에 의해 형성될 수 있고 또는 복수개일 수 있다.At this time, the beam-forming area is set in advance between two receiving parts disposed at positions opposite to each other with respect to the imaginary central point of the housing. Further, the predetermined beam-forming area may be formed by two straight lines extending from the virtual center point at predetermined angles to each other, or may be a plurality of lines.

저장부(240a)는 미리 설정된 빔포밍 영역의 정보를 저장할 수 있는데, 저장된 정보는 예를 들어, 빔포밍 영역을 형성하는 직선과 2개의 수신부를 지나는 직선간의 각도일 수 있다.The storage unit 240a may store information of a predetermined beam-forming area, for example, an angle between a straight line forming the beam-forming area and a straight line passing through the two receiving parts.

구동부(260)는 위치 추적부(250)의 위치 추적 알고리즘에 따라 방향 전환 유닛(230)을 구동시킨다. The driving unit 260 drives the direction switching unit 230 according to the position tracking algorithm of the position tracking unit 250.

구체적으로, 구동부(260)는 음원의 위치가 미리 설정된 빔포밍 영역 내인 경우 위치 추적부(250)로부터 전달되는 구동 신호를 수신하여 방향 전환 유닛(230)을 구동시킬 수 있다.More specifically, the driving unit 260 may receive the driving signal transmitted from the position tracking unit 250 to drive the direction switching unit 230 when the position of the sound source is within the predetermined beam forming area.

방향 전환 유닛(230)은 하우징의 하부에 배치되어 하우징의 주행 방향을 전환한다. 즉, 방향 전환 유닛(230)은 구동부(260)에 의해 주행 방향을 전환하고, 주행 방향은 위치 추적부(250)의 위치 추적 알고리즘에 따라 생성된 구동신호를 기초로 제어될 수 있다. The direction switching unit 230 is disposed at a lower portion of the housing to switch the running direction of the housing. That is, the direction switching unit 230 switches the traveling direction by the driving unit 260, and the traveling direction can be controlled based on the driving signal generated in accordance with the position tracking algorithm of the position tracking unit 250.

예를 들면, 방향 전환 유닛(230)은 하우징의 하부에 배치되어 정지 상태의 하우징을 시계 방향(cw: clockwise) 또는 반시계 방향(ccw: counterclockwise)으로 전환함은 물론 자유자재로 하우징의 주행 방향을 전환한다.For example, the direction switching unit 230 may be disposed at a lower portion of the housing to switch the stationary housing clockwise (cw) or counterclockwise (ccw) .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a sound source location tracking method using an apparatus for tracking a sound source according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 빔포밍(Beamforming) 음원 위치 추적 방법은 위치 추적 장치의 가상의 중심점을 기준으로 정반대에 위치된 2 개의 수신부 사이에 미리 빔포밍 영역을 설정한다(S410). 예를 들어, 설정되는 각도는 약 10도가 될 수 있으며, 이는 2개의 수신부 사이의 중심점을 지나는 중심선을 기준으로 좌우로 5도씩 설정된 것 일 수 있다. Referring to FIG. 4, in a beamforming source location tracking method according to the present invention, a beamforming area is set in advance between two receiving units located at the opposite sides with respect to a virtual center point of the location tracking apparatus (S410). For example, the angle to be set may be about 10 degrees, which may be set 5 degrees left and right with respect to the center line passing through the center point between the two receiving portions.

다음으로 가상의 중심점을 기준으로 정반대에 위치된 2개의 수신부를 통해서 주변 신호를 수신한다. 예를 들어 음파 전송 디바이스(100)가 음원을 약 5초 정도로 대표되는 일정 시간 동안 전송하면, 음원으로부터 발생된 음파 신호, 청소기의 주행 및 청소로 인해 발생되는 소음(32), 사람의 음성/대화(34) 등을 포함한 주변신호를 수신한다.Next, peripheral signals are received through two receivers located opposite to each other with respect to a virtual center point. For example, if the sound wave transmitting device 100 transmits a sound source for a predetermined time represented by about 5 seconds, the sound wave generated from the sound source, the noise generated due to the traveling and cleaning of the cleaner 32, (34), and the like.

다음으로 주변 신호중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출한다(S430). 만약 음원으로부터 발생된 음파 신호가 비가청 주파수 대역을 이용한 사운드 큐알 코드 음파신호(31)라면, 검출부(220)는 사운드 큐알 음파신호(31)대역이 주변신호 대역들과 분리되는 특징을 가지고 있으므로 이를 이용한 디코딩 방식을 이용하여 사운드 큐알 코드 음파신호(31)만을 검출한다.Next, a sound signal generated from the sound source among the peripheral signals is detected (S430). If the sound wave signal generated from the sound source is a sound quail code sound wave signal 31 using the non-audible frequency band, the detection unit 220 has a characteristic in which the sound quail sound wave signal 31 band is separated from the surrounding signal bands. Only the sound-quail code sound wave signal 31 is detected by using the decoding method.

다음으로 검출된 음파 신호 및 빔포밍 영역을 이용하여 음원의 위치를 추적한다(S440). 검출된 음파신호를 인식한 가전기기가 위치 추적 알고리즘에 의해 임의의 방향으로 회전할 수 있고, 회전하는 과정에서 음원이 설정된 빔포밍 각도 내에 인식되는 경우, 회전을 정지하고, 인식된 방향으로 주행할 수 있다.Next, the position of the sound source is tracked using the detected sound wave signal and the beam-forming area (S440). When the home appliance recognizing the detected sound wave signal can be rotated in an arbitrary direction by the position tracking algorithm and the sound source is recognized within the set beamforming angle in the course of the rotation, the rotation is stopped and traveled in the recognized direction .

도 5는 빔포밍(Beamforming) 음원 위치 추적 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining an example of a beamforming sound source location tracking method.

도 5를 자세히 살펴보면, 원형의 위치 추적 장치는 정반대인 180도에 제 1 수신부(210a) 및 제 2 수신부(210b)가 설치되어 있으며, 두개의 수신부를 지나는 직선과 가상의 중심점을 수직으로 잇는 중심선을 기준으로 좌우로 5도씩을 더하여 총 10도인 빔포빙 영역을 설정하고 있다. 미리 설정된 빔포밍 영역은 가상의 중심점으로부터 서로 소정의 각도를 가지며 연장되는 두직선에 의해 형성되고 빔포밍 영역을 형성하는 직선과 두개의 수신부를 지나는 직선의 각도는 저장부(220)에 각각 저장될 수 있다.5, the circular position tracking device has a first receiving portion 210a and a second receiving portion 210b at 180 degrees opposite to each other, and a straight line passing through the two receiving portions and a center line connecting vertically the virtual center point And a beam forming area of 10 degrees in total is set by adding 5 degrees to the left and right. The predetermined beam-forming area is formed by two straight lines extending from the virtual center point at predetermined angles to each other, and the straight line forming the beam-forming area and the straight line passing through the two receiving parts are respectively stored in the storage part 220 .

이때, 예를 들어 음파 전송 디바이스(100)가 음원을 약 5초 정도로 대표되는 일정 시간 동안 전송하면, 음원으로부터 발생된 음파 신호, 청소기의 주행 및 청소로 인해 발생되는 소음(32), 사람의 음성/대화(34) 등을 포함한 주변신호가 수신된다.At this time, if the sound wave transmitting device 100 transmits the sound source for a predetermined time represented by about 5 seconds, for example, the sound wave signal generated from the sound source, the noise generated due to the running and cleaning of the cleaner 32, / Dialog 34 and the like are received.

2개의 수신부를 통해 수신된 주변 신호는 위치 추적 장치 내 검출부(220) 를 통해서 주변신호 중 음파 전송 디바이스(100)으로 부터 전송된 음파 신호를 검출한다. 도 5의 음원 (A)가 음파 전송 디바이스(100)에서 전송된 비가청 주파수 대역의 사운드 큐알 코드 음원신호(31)라면, 이는 청소기의 주행 또는 청소로 인해 발생되는 소음(32) 및 사람의 음성/대화(34)등 주변신호와는 구분되는 별도의 대역을 사용 함으로 검출부(220)에선 이러한 특징을 이용한 디코딩 방식으로 주변신호와 음파 신호를 구분하여 검출할 수 있다.The peripheral signals received through the two receiving units detect the sound wave signals transmitted from the sound wave transmitting device 100 among the peripheral signals through the detecting unit 220 in the position tracking apparatus. If the sound source A in FIG. 5 is the sound-quail code sound source signal 31 in the non-audible frequency band transmitted from the sound wave transmission device 100, this is because the sound 32 generated by the running or cleaning of the cleaner, / Dialog 34, the detection unit 220 can separately detect the peripheral signal and the sound signal by using a decoding method using such a characteristic.

음파 신호가 검출되면 위치 추적 장치는 음원을 인식하고 위치 추적을 시작한다.When a sound wave signal is detected, the position tracking device recognizes the sound source and starts tracking the position.

구동부(260)는 위치 추적부(250)의 위치 추적 알고리즘을 통해 방향 전환 유닛(230)을 구동시켜 음원의 위치가 미리 설정된 빔포밍 영역 내인지 판단한다.The driving unit 260 drives the direction switching unit 230 through a position tracking algorithm of the position tracking unit 250 to determine whether the position of the sound source is within a predetermined beam forming area.

이때 방향 전환 유닛(230)은 하우징의 하부에 배치되어 정지 상태에서의 하우징을 시계 방향(cw: clockwise) 또는 반시계 방향(ccw: counterclockwise)으로 임의 전환함은 물론 다각도의 주행 방향 전환도 가능하다. At this time, the direction switching unit 230 is disposed at the lower part of the housing to switch the housing in the stop state arbitrarily in the clockwise direction or the counterclockwise direction (ccw: counterclockwise direction) .

도 5의 왼쪽 그림은 음원 위치 추적 장치(200)가 음원(A)로부터 발생된 음파 신호와 미리 설정된 빔포밍 영역을 이용하여 위치를 추적시, 위치 추적부(250)는 위치 추적 알고리즘에 따른 구동 신호를 구동부(260)에 전달하고, 전달된 구동신호에 따라 방향 전환 유닛(230)이 음원 위치 추적 장치(200)를 임의의 방향인 시계 방향(cw: clockwise)으로 회전하였을시 모습을 나타내고 있다. 이때, 빔포밍 영역내 음파신호가 수신되고 있지 않기 때문에 음원 추적 장치(200)는 주행하지 않는다. 5, when the sound source position tracking device 200 tracks the position using the sound wave signal generated from the sound source A and the predetermined beam forming area, the position tracking unit 250 performs a driving according to the position tracking algorithm Signal to the driving unit 260 and the direction switching unit 230 rotates the sound source position tracking device 200 in an arbitrary direction clockwise according to the transmitted driving signal . At this time, since the sound wave signal in the beam-forming area is not being received, the sound source tracking device 200 does not travel.

도 5의 오른쪽 그림은 음원 위치 추적 장치(200)가 음원(A)로부터 발생된 음파 신호와 미리 설정된 빔포밍 영역을 이용하여 위치를 추적시, 위치 추적부(250)는 위치 추적 알고리즘에 따른 구동 신호를 구동부(260)에 전달하고, 전달된 구동신호에 따라 방향 전환 유닛(230)이 음원 위치 추적 장치(200)를 임의의 방향인 반시계 방향(cw: clockwise)으로 회전하였을시 모습을 나타내고 있다. 이때, 빔포밍 영역내 음파 신호가 수신되고 있으므로 음원 추적 장치(200)는 현재방향으로 주행하게 된다.5, when the sound source position tracking device 200 tracks the position using the sound wave signal generated from the sound source A and a predetermined beam forming area, the position tracking unit 250 detects the position Signal to the driving unit 260 and the direction switching unit 230 rotates the sound source position tracking device 200 in an arbitrary direction in a clockwise direction according to the transmitted driving signal have. At this time, since the sound wave signal is being received in the beam-forming area, the sound source tracking device 200 travels in the current direction.

즉, 위치 추적부(250)의 위치 추적 알고리즘에 따른 구동신호를 수신한 구동부(260)는 방향 전환 유닛(230)을 통해 음원 위치 추적 장치를 회전하고, 음원으로부터 발생된 음파 신호가 설정된 빔포밍 각도 내에서 인식되는 경우 회전을 정지하고 인식된 방향으로 주행할 수 있다.That is, the driving unit 260 receiving the driving signal according to the position tracking algorithm of the position tracking unit 250 rotates the sound source position tracking device through the direction switching unit 230, and the sound wave signal generated from the sound source If it is recognized within an angle, the rotation can be stopped and travel in the recognized direction.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치의 구성도이다.6 is a configuration diagram of an apparatus for tracking a sound source according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치(200)는 제 1 수신부(210a) 및 제 2 수신부(210b)로 구성된 두개의 수신부와 함께, 검출부(220), 산출부(240b), 방향 전환 유닛(230), 위치 추적부(250), 및 구동부(260)를 포함하고, 사운드 로컬라이제이션(Sound Localization) 방식을 통해 음원의 위치를 추적한다. 다만 도 6에 도시된 음원의 위치 추적 장치(200)의 구성도는 본 발명의 하나의 구현 예에 불가하며, 도 6에 도시된 구성 요소들을 기초로 하여 구성 간 연결관계에 있어서의 여러 가지 변형 및 구성 추가가 가능하다.An apparatus 200 for tracking a position of a sound source according to another embodiment of the present invention includes a detector 220, a calculator 240b, a direction detector 230a, A switching unit 230, a position tracking unit 250, and a driving unit 260, and tracks the position of a sound source through a sound localization method. 6 is not applicable to one embodiment of the present invention, and it is possible to perform various modifications in connection relationships between components based on the components shown in Fig. 6 And configuration can be added.

각 구성의 상세 설명에 앞서, 음원의 위치 추적 장치(200)는 두개의 수신부(210a, 210b), 검출부(220), 산출부(240b), 위치 추적부(250), 및 구동부(260)를 포함하는 하우징(미도시)을 포함한다. The sound source position tracking apparatus 200 includes two receiving units 210a and 210b, a detecting unit 220, a calculating unit 240b, a position tracking unit 250, and a driving unit 260 (Not shown).

하우징은 내부에 위 구성들이 배치될 수 있는 소정의 공간을 가지고, 일종의 커버로서 내부 구성들을 보호할 수 있으며, 후술할 방향 전환 유닛(230)에 의해 주행 방향이 전환될 수 있다. 도 1에 도시된 것처럼 하우징은 납작한 원통 형상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The housing has a predetermined space in which the above structures can be disposed, and can protect the internal structures as a kind of cover, and the direction of travel can be switched by the direction switching unit 230, which will be described later. 1, the housing may be in the form of a flat cylindrical shape, but is not limited thereto.

사운드 로컬라이제이션 방식이 적용된 음원의 위치 추적 장치와 이미 상술한 빔포밍 방식이 적용된 음원의 위치 추적 장치에 공통적으로 포함되고, 동일한 동작을 수행하는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다. Description will be omitted of a structure that is commonly included in a sound source position tracking device to which the sound localization method is applied and a sound source position tracking device to which the above-described beam forming method is applied.

위치 추적부(250)는 위치 추적 알고리즘에 따라 검출부(220)에서 검출된 음파 신호로부터 검출된 음원과 가상의 중심점을 지나는 제 1 직선을 계산한다. The position tracking unit 250 calculates a first straight line passing through the virtual center point and the sound source detected from the sound signal detected by the detecting unit 220 according to the position tracking algorithm.

또한, 위치 추적부(250)는 위치 추적 알고리즘의 따라 주행방향의 전환에 따른 제 1 직선과 2개의 수신부(210a, 210b)를 지나는 제 2 직선간의 각도 변화를 이용하여 음원의 위치를 추적한다. In addition, the position tracking unit 250 tracks the position of the sound source by using the angle change between the first straight line according to the switching of the traveling direction and the second straight line passing through the two receiving units 210a and 210b according to the position tracking algorithm.

아울러, 위치 추적부(250)는 위치 추적 알고리즘에 따라 위치 값을 구할 수 있고, 구해진 위치 값을 포함하는 제어신호를 구동부(260)로 전달할 수 있다.In addition, the position-tracking unit 250 may calculate a position value according to a position-tracking algorithm, and may transmit a control signal including the obtained position value to the driving unit 260. [

산출부(240b)는 위치 추적부(250)와 연동하여 주행방향이 전환되는 동안 제 1 직선과 제 2 직선간의 각도를 지속적으로 산출할 수 있다. The calculating unit 240b can continuously calculate the angle between the first straight line and the second straight line while the traveling direction is switched in conjunction with the position tracking unit 250. [

위치 추적부(250)의 추적 알고리즘에 따라 방향 전환 유닛(230)을 구동시키는 구동부(260) 및 서로 연동하는 산출부(240b)와 위치 추적부(250)에 의해 음원의 위치를 추적하는 방식은 다음과 같다. A driving unit 260 for driving the direction switching unit 230 according to the tracking algorithm of the position tracking unit 250 and a calculating unit 240b for interlocking with each other and a method for tracking the position of the sound source by the position tracking unit 250 As follows.

만약 위치 추적 장치(200)의 주행 방향이 일 방향으로 전환됨에 따라 제 1 직선과 제 2 직선간의 각도가 감소하는 경우, 위치 추적부(250)는 각도가 0이 될 때까지 일 방향으로 주행 방향이 전환되도록 위치 추적 장치(200)를 제어하는 제어신호를 구동부(260)로 전달할 수 있다. If the angle between the first straight line and the second straight line decreases as the running direction of the position tracking device 200 is changed to one direction, the position tracking unit 250 calculates the angle To the driving unit 260, a control signal for controlling the position tracking device 200 to be switched.

또한, 만약 위치 추적 장치(200)의 주행 방향이 일 방향으로 전환됨에 따라 제 1 직선과 제 2 직선 간의 각도가 증가하는 경우, 위치 추적부(250)는 일 방향으로의 전환을 멈추고 일 방향과 반대 방향으로 주행 방향이 전환되도록 제어하는 제어신호를 구동부(260)로 전달할 수 있다. In addition, if the angle between the first straight line and the second straight line increases as the traveling direction of the position tracking device 200 is changed to one direction, the position tracking unit 250 stops the switching to one direction, And may transmit a control signal for controlling the driving direction to be switched to the driving unit 260 in the opposite direction.

이와 같이 구동부(260)는 산출된 각도의 증감에 따라 위치 추적부(250)로부터 전달되는 제어 신호를 수신하여 방향 전환 유닛(230)을 구동시킬 수 있다.In this way, the driving unit 260 can receive the control signal transmitted from the position tracking unit 250 and drive the direction switching unit 230 according to the increase or decrease in the calculated angle.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a sound source location tracking method using a sound source location tracking apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 사운드 로컬라이제이션(Sound Localization) 위치 추적 방법은 위치 추적 장치의 가상의 중심점을 기준으로 정반대에 위치된 2 개의 수신부를 통해 주변 신호를 수신한다(S710). 예를 들어 음파 전송 디바이스(100)가 음원을 약 5초 정도로 대표되는 일정 시간 동안 전송하면, 음원으로부터 발생된 음파 신호, 청소기의 주행 및 청소로 인해 발생되는 소음(34), 사람의 음성/대화(34)등을 포함한 주변신호가 수신된다.Referring to FIG. 7, a sound localization position tracking method according to the present invention receives peripheral signals through two receiving units positioned opposite to each other with reference to a virtual center point of the position tracking apparatus (S710). For example, if the sound wave transmission device 100 transmits a sound source for a predetermined period of time, which is represented by about 5 seconds, the sound signal generated from the sound source, the noise generated due to the traveling and cleaning of the cleaner 34, (34) and the like are received.

다음으로 주변 신호중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출한다(S720). Next, a sound signal generated from the sound source among the peripheral signals is detected (S720).

만약 음원으로부터 발생된 음파 신호가 비가청 주파수 대역을 이용한 사운드 큐알 코드 음파신호(31)라면, 검출부(220)는 사운드 큐알 음파신호(31)대역이 주변신호 대역들과 분리되는 특징을 가지고 있으므로 이를 이용한 디코딩 방식을 이용하여 사운드 큐알 코드 음파신호(31)만을 검출한다.If the sound wave signal generated from the sound source is a sound quail code sound wave signal 31 using the non-audible frequency band, the detection unit 220 has a characteristic in which the sound quail sound wave signal 31 band is separated from the surrounding signal bands. Only the sound-quail code sound wave signal 31 is detected by using the decoding method.

다음으로 검출된 음파 신호 및 위치 추적 장치의 주행 방향의 변화에 기초하여, 음원과 가상의 중심점을 지나는 제 1 직선과 2개의 수신부를 지나는 제 2 직선간의 각도 변화를 산출한다(S730).In step S730, an angle change between a first straight line passing through the sound source and the virtual center point and a second straight line passing through the two receiving units is calculated based on the detected sound wave signal and the change in the traveling direction of the position tracking apparatus.

다음으로 산출된 각도 변화에 따라 음원의 위치를 추적한다(S740). 위치 추적부(250)의 제어신호를 수신한 구동부(260)는 방향 전환 유닛(230)을 통해 음원 위치 추적 장치를 회전하고, 위치 추적부(250)는 회전하는 과정에서 산출되는 각도의 증감에 따라 제어 신호를 구동부(260)에 전달함으로써 방향 전환 유닛(230)을 통해 주행할 수 있다. 각도 변화가 감소하여 0에 가까워질 경우 회전을 정지하고 인식된 방향으로 위치 추적 장치가(200) 주행할 수 있다. Next, the position of the sound source is tracked according to the calculated angle change (S740). The driving unit 260 receiving the control signal of the position tracking unit 250 rotates the sound source position tracking device through the direction switching unit 230 and the position tracking unit 250 adjusts the angle The vehicle can be driven through the direction switching unit 230 by transmitting the control signal to the driving unit 260. [ When the angle change decreases and approaches 0, the rotation is stopped and the position tracking apparatus 200 can travel in the recognized direction.

도 8a 내지 도 8b는 사운드 로컬라이제이션(Sound Localization) 음원 위치 추적 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.8A to 8B are views for explaining an example of a sound localization sound source location tracking method.

도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 가전기기가 음원의 위치를 추적하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 8a 내지 도 8b는 사운드 로컬라이제이션(Sound Localization) 방법을 이용하여 음원(A)의 위치를 추적하는 과정을 나타낸다.8A and 8B are diagrams illustrating a process in which a home appliance according to an embodiment of the present invention tracks the position of a sound source. 8A and 8B show a process of tracking the position of the sound source A using a sound localization method.

도 8a 내지 도 8b를 자세히 살펴보면, 원형의 위치 추적 장치의 수신부는 정반대에 위치된 제 1 수신부(210a) 및 제 2 수신부(210b)를 구성하고 있다. 예를 들어 음파 전송 디바이스(100)가 음원(A)를 약 5초 정도로 대표되는 일정 시간 동안 발신한다면, 원형의 위치 추적 장치는 제 1 수신부(210a) 및 제 2 수신부(210b)의 두개의 수신부는 음원(A)로부터 발생된 음파 신호뿐만 아니라 청소기의 소음(32) 및 사람의 음성/대화(34) 등 모든 주변 신호를 수신하게 된다. 8A and 8B, the receiving unit of the circular position locating apparatus constitutes a first receiving unit 210a and a second receiving unit 210b located at the opposite positions. For example, if the sound wave transmitting device 100 transmits the sound source A for a predetermined time represented by about 5 seconds, the circular position tracking device may include two receivers 210a and 210b of the first receiver 210a and the second receiver 210b, Such as the noise 32 of the cleaner and the voice / conversation 34 of the person, as well as the sound waves generated from the sound source A.

검출부(220)를 통해 음원으로부터 발생한 음파 신호가 검출되면 위치 추적 장치는 음원을 인식하고 위치 추적을 시작한다.When a sound wave signal generated from the sound source is detected through the detection unit 220, the position tracking apparatus recognizes the sound source and starts position tracking.

두 개의 수신부를 180도인 정반대에 위치에 설치하여 사운드 로컬라이제이션 방식으로 제 1 직선(Y)와 제 2 직선(X)간의 각도를 산출하면, 음원이 전송되는 음원(A)의 위치와, 실제 음원이 전송되는 위치가 아닌 가상의 음원(B)의 위치를 포함한 2개의 위치를 획득할 수 있다.When the two receiving portions are disposed at the opposite positions of 180 degrees and the angle between the first straight line Y and the second straight line X is calculated by the sound localization method, the position of the sound source A to which the sound source is transmitted, It is possible to obtain two positions including the position of the virtual sound source B rather than the transmitted position.

이후, 획득된 2개의 위치 음원(A), 음원(B)중 어느것이 실제 음원인지를 판별하기 위해 위치 추적부(250)는 위치 추적 알고리즘에 따른 제어신호를 구동부(260)에 전달하고, 원형의 위치 추적 장치(200)를 임의의 방향으로 회전 후 사운드 로컬라이제이션을 반복함으로써 음원을 추적하게 된다. In order to determine which of the two position sound sources A and B is an actual sound source, the position tracking unit 250 transmits a control signal according to the position tracking algorithm to the driving unit 260, The sound track is tracked by repeating the sound localization after rotating the position tracking device 200 in the arbitrary direction.

즉, 획득된 2개의 위치 음원(A), 음원(B) 중 임의의 위치로 원형의 음원 위치 추적 장치(200)를 회전하였을시, 사운드 로컬라이제이션 방식으로 음원을 추적하여 산출한 각도의 변화가 0에 가깝게 근사하는 경우 현재 방향으로 주행한다.That is, when the circular sound source location tracking device 200 is rotated to any arbitrary position among the obtained two position sound sources A and B, the sound source is tracked by the sound localization method, , It travels in the current direction.

도 8a는 산출된 각도 변화가 0에 가깝게 근사하는 경우를 도시한 도면이다. 음원 추적 장치(200)의 회전 방향이 시계 방향(cw: clockwise)으로 전환됨에 따라 제 1 직선(Y)과 제 2 직선(X) 간의 각도가 감소할 경우, 구동부(260)는 위치 추적부(250)의 위치 추적 알고리즘에 따른 제어신호에 따라 일 방향으로 주행 방향이 전환되도록 제어되고, 산출한 각도의 변화가 0에 가깝게 근사하는 경우 현재 방향으로 주행한다.8A is a diagram showing a case where the calculated angle change approximates to zero. When the angle between the first straight line Y and the second straight line X decreases as the rotation direction of the sound source tracking device 200 is switched in the clockwise direction cw, 250 in accordance with a control signal according to a position tracking algorithm, and when the calculated change in the angle approaches zero, the vehicle travels in the current direction.

도 8b는 산출된 각도 변화와 처음 산출된 각도 변화를 비교하여 2배 이상 커지는 경우를 도시한 도면이다. FIG. 8B is a diagram showing a case where the calculated angle change is twice or more larger than the first calculated angle change.

음원 추적 장치(200)의 회전 방향이 반시계 방향 (ccw: clockwise)으로 전환됨에 따라 제 1 직선(Y)과 제 2 직선(X) 간의 각도의 변화가 2배 이상 증가하는 경우, 구동부(260)는 위치 추적부(250)의 위치 추적 알고리즘에 따른 제어신호를 전달받아 음원 추적 장치(200)의 회전 방향을 시계 방향(cw: clockwise) 구동시켜 음원 위치 추적 장치(200)를 회전한다. 회전함에 따라 제 1 직선(Y)과 제 2 직선(X) 각도를 재산출하게 되고, 도 8a의 과정을 반복하여 산출한 각도의 변화가 0에 가깝게 근사하는 경우 현재 방향으로 주행한다.When the change of the angle between the first straight line Y and the second straight line X increases more than two times as the rotation direction of the sound source tracking device 200 is switched to the counterclockwise direction ccw, Receives the control signal according to the position tracking algorithm of the position tracking unit 250 and rotates the sound source position tracking device 200 by driving the rotation direction of the sound source tracking device 200 clockwise (cw). The first straight line Y and the second straight line X are re-calculated according to the rotation. When the change of the angle calculated by repeating the process of FIG. 8A is approximated to zero, the vehicle travels in the current direction.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능 하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is defined by the appended claims rather than the foregoing description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

10: 음원 위치 추적 시스템 30: 제어신호
100: 음파 전송 디바이스 200: 위치 추적 장치
210a: 제 1 수신부 210b: 제 2 수신부 10: sound source position tracking system 30: control signal
100: sound wave transmitting device 200: position tracking device
210a: first receiving section 210b: second receiving section

Claims (14)

음원의 위치 추적 장치에 있어서,
하우징; 및
상기 하우징의 하부에 배치되어 상기 하우징의 주행 방향을 전환하는 방향 전환 유닛을 포함하고,
상기 하우징은
상기 하우징의 가상의 중심점을 기준으로 정반대되는 위치에 각각 배치되어 음원으로부터 발생된 음파 신호를 포함하는 주변신호를 수신하는 2개의 수신부;
상기 수신된 주변 신호중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출하는 검출부;
상기 2개의 수신부 사이에 미리 설정된 빔포밍 영역, 및 상기 검출된 음파 신호를 이용하여 상기 음원의 위치를 추적하는 위치 추적부; 및
상기 위치 추적부의 추적 알고리즘에 따라 상기 방향 전환 유닛을 구동시키는 구동부를 포함하는 음원의 위치 추적 장치.
An apparatus for tracking a sound source,
housing; And
And a direction switching unit disposed at a lower portion of the housing and switching the traveling direction of the housing,
The housing
Two receivers respectively disposed at opposite positions with respect to a virtual center point of the housing to receive a peripheral signal including a sound wave signal generated from the sound source;
A detection unit for detecting a sound signal generated from a sound source among the received peripheral signals;
A position-tracking unit for tracking a position of the sound source using the detected sound-wave signal and a beam-forming area previously set between the two receiving units; And
And a driving unit for driving the direction switching unit according to a tracking algorithm of the position tracking unit.
제 1 항에 있어서,
상기 미리 설정된 빔포밍 영역은 상기 가상의 중심점으로부터 서로 소정의 각도를 가지며 연장되는 두 직선에 의해 형성되고,
상기 하우징은
상기 빔포밍 영역을 형성하는 직선과 상기 2개의 수신부를 지나는 직선 간의 각도를 저장하는 저장부를 더 포함하는 음원의 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the predetermined beam forming area is formed by two straight lines extending from the virtual center point at predetermined angles with each other,
The housing
Further comprising: a storage unit for storing an angle between a straight line forming the beam-forming area and a straight line passing through the two receiving units.
제 1 항에 있어서,
상기 위치 추적부는 상기 주행 방향을 전환시켜 상기 음원의 위치가 상기 미리 설정된 빔포밍 영역 내인지 여부를 판단하고,
상기 구동부는 상기 음원의 위치가 상기 미리 설정된 빔포밍 영역 내인 경우 상기 위치 추적부로부터 발생되는 구동 신호를 수신하여 상기 방향 전환 유닛을 구동시키는 음원의 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the position-tracking unit determines whether the position of the sound source is within the predetermined beam-forming area by switching the traveling direction,
Wherein the driving unit receives the driving signal generated from the position tracking unit to drive the direction switching unit when the position of the sound source is within the predetermined beam forming area.
제 1 항에 있어서,
상기 2개의 수신부는 상기 하우징이 정지된 상태에서 상기 음파 신호를 수신하는 음원의 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the two receiving units receive the sound wave signal while the housing is stationary.
제 1 항에 있어서,
상기 음파 신호는 비가청 주파수 대역의 신호인 음원의 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sound wave signal is a signal of a non-audible frequency band.
제 1 항에 있어서,
상기 미리 설정된 빔포밍 영역은 복수 개인, 음원의 위치 추적 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the predetermined beam-forming area is plural.
음원의 위치 추적 장치에 있어서,
하우징; 및
상기 하우징의 하부에 배치되어 상기 하우징의 주행 방향을 전환하는 방향 전환 유닛을 포함하고,
상기 하우징은
상기 하우징의 가상의 중심점을 기준으로 정반대되는 위치에 각각 배치되어 음원으로부터 발생된 음파 신호를 포함하는 주변 신호를 수신하는 2개의 수신부;
상기 수신된 주변 신호중 상기 음파 신호를 검출하는 검출부;
상기 검출된 음파 신호로부터 상기 음원과 상기 가상의 중심점을 지나는 제 1 직선을 산출하고, 상기 주행 방향의 전환에 따른 상기 제 1 직선과 상기 2개의 수신부를 지나는 제 2 직선 간의 각도 변화를 이용하여 상기 음원의 위치를 추적하는 위치 추적부; 및
상기 위치 추적부의 추적 알고리즘에 따라 상기 방향 전환 유닛을 구동시키는 구동부를 포함하는 음원의 위치 추적 장치.
An apparatus for tracking a sound source,
housing; And
And a direction switching unit disposed at a lower portion of the housing and switching the traveling direction of the housing,
The housing
Two receivers respectively disposed at opposite positions with respect to a virtual center point of the housing to receive a peripheral signal including a sound wave signal generated from the sound source;
A detector for detecting the sound signal among the received peripheral signals;
Calculating a first straight line passing through the sound source and the imaginary center point from the detected sound wave signal and calculating a first straight line passing through the first straight line passing through the two reception units, A position tracking unit for tracking a position of a sound source; And
And a driving unit for driving the direction switching unit according to a tracking algorithm of the position tracking unit.
제 7항에 있어서,
상기 하우징은
상기 주행 방향이 전환되는 동안 상기 제 1직선과 상기 제 2 직선간의 각도를 지속적으로 산출하는 산출부를 더 포함하는 음원의 위치 추적 장치.
8. The method of claim 7,
The housing
And a calculating unit for continuously calculating an angle between the first straight line and the second straight line while the traveling direction is switched.
제 7항에 있어서,
상기 위치 추적부는 상기 주행 방향이 일 방향으로 전환됨에 따라 상기 제 1 직선과 상기 제 2 직선 간의 각도가 감소하는 경우, 상기 각도가 0이 될 때까지 상기 일 방향으로 상기 주행 방향이 전환되도록 제어하는 제어신호를 상기 구동부로 전달하는 음원의 위치 추적 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the position tracing unit controls the traveling direction to be switched in the one direction until the angle becomes zero when the angle between the first straight line and the second straight line decreases as the traveling direction changes to one direction And transmits the control signal to the driving unit.
제 7항에 있어서,
상기 위치 추적부는 상기 주행 방향이 일 방향으로 전환됨에 따라 상기 제 1 직선과 상기 제 2 직선 간의 각도가 증가하는 경우, 상기 일 방향으로의 전환을 멈추고 상기 일 방향과 반대 방향으로 상기 주행 방향이 전환되도록 제어하는 제어신호를 상기 구동부로 전달하는 음원의 위치 추적 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein when the angle between the first straight line and the second straight line increases as the running direction is switched to one direction, the position tracing unit stops switching to the one direction and changes the traveling direction to the opposite direction And transmits the control signal to the driving unit.
제 7항에 있어서,
상기 2개의 수신부는 상기 하우징이 정지된 상태에서 상기 음파 신호를 수신하는 음원의 위치 추적 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the two receiving units receive the sound wave signal while the housing is stationary.
제 7항에 있어서,
상기 음파 신호는 비가청 주파수 대역의 신호인 음원의 위치 추적 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the sound wave signal is a signal of a non-audible frequency band.
음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법에 있어서,
상기 위치 추적 장치의 가상의 중심점을 기준으로 정반대에 위치된 2개의 수신부 사이에 빔포밍 영역을 설정하는 단계;
상기 2개의 수신부를 통해서 주변 신호를 수신하는 단계;
상기 주변 신호 중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출하는 단계; 및
상기 검출된 음파신호 및 상기 빔포밍 영역을 이용하여 음원의 위치를 추적하는 단계를 포함하는 음원 위치 추적 방법.
A method for tracking a source location using a source location tracking device,
Setting a beamforming area between two receiving parts positioned opposite to each other with respect to a virtual center point of the position tracking device;
Receiving peripheral signals through the two receiving units;
Detecting a sound wave signal generated from a sound source among the peripheral signals; And
And tracking the location of the sound source using the detected sound wave signal and the beamforming area.
음원의 위치 추적 장치를 이용한 음원 위치 추적 방법에 있어서,
위치 추적 장치의 가상의 중심점을 기준으로 정반대에 위치된 2개의 수신부를 통해서 주변 신호를 수신하는 단계;
상기 주변 신호 중 음원으로부터 발생된 음파 신호를 검출하는 단계;
상기 검출된 음파 신호 및 상기 위치추적 장치의 주행 방향의 변화에 기초하여, 상기 음원과 상기 가상의 중심점을 지나는 제 1직선과 상기 2개의 수신부를 지나는 제 2 직선간의 각도 변화를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 각도 변화에 따라 상기 음원의 위치를 추적하는 단계를 포함하는 위치 추적 방법.

A method for tracking a source location using a source location tracking device,
Receiving a peripheral signal through two reception units positioned opposite to each other with respect to a virtual center point of the position tracking apparatus;
Detecting a sound wave signal generated from a sound source among the peripheral signals;
Calculating an angle change between a first straight line passing through the sound source and the virtual center point and a second straight line passing through the two receiving units based on the detected sound wave signal and a change in the traveling direction of the position tracking device; And
And tracking the position of the sound source according to the calculated angle change.

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