KR20170098621A - 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템 - Google Patents
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Abstract
반려동물을 중심으로 친구 역할을 하며, 반려동물의 건강 증진을 도모하며 반려동물의 활동량 기반으로 급식을 수행하여 비만도 억제하고, 반려동물의 행동을 분석하여 지능적으로 상황에 맞게 행동할 수 있도록 한 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템에 관한 것으로서, 반려동물을 인식하기 위한 사물 인식부; 로봇 활동을 위한 환경 정보를 수집하는 정보 수집부; 상기 사물 인식부와 정보 수집부와 연계하여 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 동작을 수행하고, 반려동물의 행동 및 상태를 분석하여 연계된 허브 및 보안장치에 전송하는 메인 제어부; 및 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물의 흥미 유발과 활동량 유발을 위한 동작을 수행하는 반려동물 케어부를 포함하여, 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 포함한다.
Description
본 발명은 사물인터넷(IoT: internet of things) 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템에 관한 것으로, 특히 반려동물을 중심으로 친구 역할을 하며, 반려동물의 건강 증진을 도모하며 반려동물의 활동량 기반으로 급식을 수행하여 비만도 억제하고, 반려동물의 행동을 분석하여 지능적으로 상황에 맞게 행동할 수 있도록 한 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템에 관한 것이다.
소득 수준의 향상, 인구 고령화에 따른 독신 가구의 증가에 따라 강아지, 고양이 등과 같은 반려동물을 집안에서 기르는 추세가 증가하고 있다. 이러한 반려동물은 단순히 기르는 동물의 범주를 벗어나 마치 가족의 구성원처럼 받아들인다.
그런데 주인이 직장이나 외출 등으로 인해 반려동물과 함께 있기 어려운 상황이 종종 발생한다. 주인이 반려동물과 함께 있지 못할 때는 반려동물을 보살피는 것이 현실적으로 불가능하여 방치될 수밖에 없고, 반려동물의 위급 상황 등을 인지할 수 없어 그에 대처하기 어렵다. 특히, 집에 홀로 남은 반려동물은 불안과 스트레스에 시달리게 되며, 불안과 스트레스로 인한 이상 행동을 보이기도 한다.
따라서 집에 홀로 남은 반려동물을 관리해주고, 건강을 도모하며, 필요에 따라 반려동물의 상태를 측정하여 원격에 위치한 주인에게 알려주며, 외부의 침입을 감지하여 이를 관제센터에 전달하거나 원격의 주인에게 이를 알려주려는 기술이 요구되고 있다.
이러한 요구에 따라 종래에 제안된 반려동물 관리장치가 하기의 <특허문헌 1 > 내지 <특허문헌 3> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 반려동물의 울음소리를 감지하여 반려동물 소리 신호를 생성하는 소리 센서, 소리 신호를 통해 생성된 반려동물 소리 신호로부터 반려동물이 비정상 상태인지 여부를 판단하는 판단부, 반려동물이 비정상 상태로 판정되면 반려동물을 촬영하여 반려동물 영상 신호를 생성하는 카메라, 무선 통신을 이용하여 반려동물 소리 신호 및 반려동물 영상 신호를 반려동물의 주인의 휴대용 통신 기기로 송신하고, 휴대용 통신 기기로부터 송신된 소리 신호를 수신하는 무선 통신부, 및 무선 통신부에서 수신된 소리 신호를 소리로 전환하여 내보내는 스피커(speaker)를 구비한다.
이러한 구성을 통해, 집에 혼자 있는 반려동물이 비정상 상태인 때 이를 감지하여 원격지의 반려동물 주인에게 즉시 알려주게 된다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 반려동물 관리 장치로부터 수신되는 감시정보를 서버 시스템으로 전송하고, 서버 시스템으로부터 수신되는 음성출력명령을 반려동물 관리 장치로 전달하여, 반려동물 관리 장치에서 유저의 음성이 출력될 수 있도록 한다. 서버 시스템은 유저가 원격지에서 자신의 반려동물에 관한 상태를 모니터링할 수 있도록 하고, 반려동물 관리 툴로 음성출력명령을 전송한다.
이러한 구성을 통해, 가족의 구성원과 같이 취급되는 소중한 반려동물을 더욱 충실하게 보호하고 관리할 수 있게 된다.
또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 관리대상 반려동물의 개체정보를 입력받아 관리정보를 표시하는 단말, 반려동물의 1일 에너지 요구량을 계산하는 인스트럭션을 저장한 서버를 사용하여, 관리대상 반려동물의 개체정보를 입력받는 과정과, 반려동물의 개체정보를 토대로 반려동물이 현재 속하는 생애주기를 판단하고, 생애주기별 1일 에너지 요구량 계산식을 적용하여 1일 에너지 요구량을 계산하는 과정으로 관리함으로써 사용자는 해당 반려동물에 적합한 급여량을 확인할 수 있다.
그러나 상기와 같은 종래기술들은 반려동물의 식사, 상태 측정 등을 위주로 반려동물을 사용자(주인) 측면에서 관리하고자 하는 것을 주안점으로 하는 것으로서, 인간 중심의 반려동물 관리시스템으로서, 반려동물을 위한 최적화된 시스템이라고 볼 수 없는 단점이 있다.
예컨대, 종래기술은 반려동물의 주인인 인간을 중심으로 반려동물의 건강을 도모하고 상태를 측정하는 기술이지, 반려동물을 중심으로 한 반려동물 관리시스템이 아니어서, 가족의 구성원으로 보는 반려 동물에게 최적화된 시스템이라고 보기에는 어려움이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 반려동물을 중심으로 친구 역할을 하며, 반려동물의 건강 증진을 도모하도록 한 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 반려동물의 활동량 기반으로 급식을 수행하여 비만도 억제하고, 반려동물의 행동을 분석하여 지능적으로 상황에 맞게 행동할 수 있도록 한 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇은 반려동물을 인식하기 위한 사물 인식부; 로봇 활동을 위한 환경 정보를 수집하는 정보 수집부; 상기 사물 인식부와 정보 수집부와 연계하여 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 동작을 수행하고, 반려동물의 행동 및 상태를 분석하여 연계된 허브 및 보안장치에 전송하는 메인 제어부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물의 흥미 유발과 활동량 유발을 위한 동작을 수행하는 반려동물 케어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 사물 인식부는 반려동물을 촬영하는 사물인식 카메라; 상기 사물인식 카메라에 의해 촬영된 영상을 이미지 처리하여 반려동물의 행동 분석 정보로 제공하는 이미지 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 환경 정보는 장애물 정보, 온도 정보, 접촉 정보, 거리 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇은 상기 반려동물의 상태 분석을 위해 반려동물의 소리를 입력받는 마이크; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물 상태 정보, 활동량 기반의 급식 정보를 상기 허브 및 보안장치에 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇은 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 프로그램, 반려동물의 행동 분석을 위한 제어프로그램이 저장되며, 반려동물 케어를 위한 케어 프로그램, 반려동물 친구 동작 시 수집한 각종 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇은 상기 정보 수집부에서 수집한 각종 정보를 상기 메인 처리부에 인터페이스 하는 센서신호 처리부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 상기 반려동물 케어부를 동작시키는 모션 제어기; 구동용 전원을 제공해주는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 전원부는 전원 커넥터를 통해 상용 교류 전원을 공급받아 구동 전원을 공급하거나 내장된 배터리를 이용하여 전원을 공급받아 구동 전원을 공급하거나 무선 충전 모듈을 이용하여 무선 방식으로 전원을 충전하여 구동 전원을 공급해주는 것을 특징으로 한다.
상기에서 반려동물 케어부는 반려동물의 활동량 증가를 위해 이동을 제어하는 구동부; 상황에 따라 반려동물에 소리를 발생하기 위한 스피커; 반려동물의 활동량 증가를 위해 특정 영상을 표출해주는 영상 출력부; 반려동물의 흥미 유발을 위한 냄새를 송출하는 방향부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 메인 제어부는 반려동물의 활동량 증가를 위한 구동을 제어하고, 활동량 기반의 급식 제어를 위한 급식 제어 정보를 생성하며, 수집한 이미지 정보 및 입력된 소리 정보를 분석하여 반려동물의 행동 및 상태를 분석하며, 상기 반려동물의 행동 및 상태 분석 정보를 기반으로 지능적으로 그에 대응하는 동작을 제어하며, 상기 급식 제어 정보 및 반려동물의 행동 및 상태 정보를 통신부를 통해 상기 허브 및 보안장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템은 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 제어하며, 반려동물의 행동 및 상태를 분석하여 행동 및 상태 정보를 생성하고, 활동량 기반의 급식 제어 정보를 생성하는 반려동물 친구로봇; 상기 반려동물 친구로봇으로부터 전송된 급식 제어 정보에 따라 연계된 스마트 급식기를 제어하여 급식을 유도하며, 상기 반려동물의 행동 및 상태 정보를 원격에 위치한 사용자에게 전송해주며, 침입 감지를 통해 보안 기능을 수행하는 허브 및 보안장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 반려동물 친구로봇은 반려동물을 인식하기 위한 사물 인식부; 로봇 활동을 위한 환경 정보를 수집하는 정보 수집부; 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 동작을 수행하고, 반려동물의 행동을 분석하여 연계된 허브 및 보안장치에 전송하는 메인 제어부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물의 흥미 유발과 활동량 유발을 위한 동작을 수행하는 반려동물 케어부; 상기 반려동물의 상태 분석을 위해 반려동물의 소리를 입력받는 마이크; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물 상태 정보, 활동량 기반의 급식 정보를 상기 허브 및 보안장치에 전송하는 통신부; 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 프로그램, 반려동물의 행동 분석을 위한 제어프로그램이 저장되며, 반려동물 친구 동작 시 수집한 각종 정보를 저장하는 메모리; 정보 수집부에서 수집한 각종 정보를 상기 메인 처리부에 인터페이스 하는 센서신호 처리부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 상기 반려동물 케어부를 동작시키는 모션 제어기; 구동용 전원을 제공해주는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 허브 및 보안장치는 연계된 사물인터넷 기기인 스마트 기기에서 측정된 상태 정보를 기반으로 해당 스마트 기기의 동작을 제어하며, 상태 정보를 분석하여 긴급 상황 발생 시 긴급 상황 메시지를 생성하여 등록된 사용자 단말로 실시간 전송하며, 상기 사용자 단말로부터 전송된 동작 제어 명령에 따라 연계된 스마트 기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 반려동물과 친구 역할을 하여, 반려동물의 정신적인 건강 및 신체 건강 증진을 도모해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 반려동물의 활동량 기반으로 급식을 수행하여 비만도 억제하고, 반려동물의 행동을 분석하여 지능적으로 상황에 맞게 행동하여 반려동물을 자동으로 관리할 수 있는 장점도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 사물인터넷 기기와 접속하여 사물인터넷 기기의 상태 검출, 감시, 제어를 총괄적으로 제어할 수 있으며, 침입 감지나 사물인터넷 기기 이상 검출 시 문자 메시지를 생성하여 실시간으로 사용자에게 전송함으로써, 사용자가 실시간으로 상황을 인지하도록 도모해주는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇의 블록 구성도,
도 2는 도 1의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템의 개략 구성도,
도 3은 도 2의 반려동물 관리시스템의 기기 간 연결 구성도.
도 2는 도 1의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템의 개략 구성도,
도 3은 도 2의 반려동물 관리시스템의 기기 간 연결 구성도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇의 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇은 사물 인식부(110), 정보 수집부(120), 메인 제어부(130), 반려동물 케어부(140), 모션 제어기(150), 센서신호 처리부(160), 통신부(170), 마이크(180), 메모리(190), 전원부(195)를 포함한다.
사물 인식부(110)는 반려동물을 인식하는 역할을 한다. 이러한 사물 인식부(110)는 반려동물을 촬영하는 사물인식 카메라; 상기 사물인식 카메라에 의해 촬영된 영상을 이미지 처리하여 반려동물의 행동 분석 정보로 제공하는 이미지 처리부를 포함한다. 상기 사물인식 카메라 대신에 영상을 통해 사물을 인식하는 다양한 이미지 센서로 대체하는 것도 가능하다.
정보 수집부(120)는 로봇 활동을 위한 환경 정보를 수집하는 역할을 한다. 여기서 환경 정보는 장애물 정보, 온도 정보, 접촉 정보, 거리 정보, 체온 정보, 위치 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 이를 위해 정보 수집부(120)는 장애물 인식센서, 온도 센서, 체온 센서, 터치 센서, 초음파 센서 등을 구비할 수 있다. 여기서 언급한 환경 정보 이외에 로봇의 활동을 제어하기 위해서 필요한 이미 알려진 환경 정보를 추가 사용하는 것은 당해 분야의 기술자이면 자명하다 할 것이다.
마이크(180)는 반려동물의 상태 분석을 위해 반려동물의 소리를 입력받아 상기 메인 제어부(130)에 전달하는 역할을 하며, 통신부(170)는 상기 메인 제어부(130)의 제어에 따라 반려동물 상태 정보, 활동량 기반의 급식 정보를 연계된 허브 및 보안장치(200)에 전송하는 역할을 한다. 여기서 통신부(170)는 상기 허브 및 보안장치(200)와 와이-파이 통신, Z-wave 통신, 블루투스 통신, 지그비 통신 등의 무선 통신 모듈을 이용하여 통신하는 것이 바람직하다. 여기서 허브 및 보안장치(200)는 가정이나 사무실 내에서 구비된 다양한 사물인터넷 기기인 스마트 기기와 통신을 통해 접속하여 정보를 수집하고, 스마트 기기를 제어하는 장치를 의미한다.
메모리(190)는 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 프로그램, 반려동물의 행동 분석을 위한 제어프로그램이 저장되며, 반려동물 케어를 위한 케어 프로그램, 반려동물 친구 동작 시 수집한 각종 정보를 저장하는 저장장치를 의미한다.
센서신호 처리부(160)는 상기 정보 수집부(120)에서 수집한 각종 정보를 상기 메인 처리부(130)에 인터페이스 하는 역할을 한다.
모션 제어기(150)는 상기 메인 제어부(130)의 제어에 따라 상기 반려동물 케어부(140)를 동작시키는 역할을 하며, 전원부(195)는 구동용 전원을 제공해주는 역할을 한다.
여기서 전원부(195)는 전원 커넥터를 통해 상용 교류 전원을 공급받아 구동 전원을 공급할 수 있고, 내장된 배터리를 이용하여 전원을 공급받아 구동 전원을 공급할 수 있으며, 무선 충전 모듈을 이용하여 무선 방식으로 전원을 충전하여 구동 전원을 공급해줄 수 있다. 상기 세 가지 전원 공급 방식을 모두 구비할 수 있고, 두 가지 또는 어느 한 가지만을 이용하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 무선 충전 모듈을 이용하여 구동용 전원을 공급해주는 것으로 가정한다.
반려동물 케어부(140)는 상기 메인 제어부(130)의 제어에 따라 반려동물의 흥미 유발과 활동량 유발을 위한 동작을 수행하는 역할을 한다.
이를 위해 반려동물 케어부(140)는 반려동물의 활동량 증가를 위해 이동을 제어하는 구동부; 상황에 따라 반려동물에 소리를 발생하기 위한 스피커; 반려동물의 활동량 증가를 위해 특정 영상을 표출해주는 영상 출력부; 반려동물의 흥미 유발을 위한 냄새를 송출하는 방향부를 포함할 수 있다.
메인 제어부(130)는 상기 사물 인식부(110)와 정보 수집부(120)와 연계하여 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 동작을 수행하고, 반려동물의 행동 및 상태를 분석하여 연계된 허브 및 보안장치(200)에 전송하는 역할을 한다.
이러한 메인 제어부(130)는 반려동물의 활동량 증가를 위한 구동을 제어하고, 활동량 기반의 급식 제어를 위한 급식 제어 정보를 생성하며, 수집한 이미지 정보 및 입력된 소리 정보를 분석하여 반려동물의 행동 및 상태를 분석하며, 상기 반려동물의 행동 및 상태 분석 정보를 기반으로 지능적으로 그에 대응하는 동작을 제어하며, 상기 급식 제어 정보 및 반려동물의 행동 및 상태 정보를 통신부(170)를 통해 상기 허브 및 보안장치(200)로 전송하도록 제어한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇(100)은 주인이 없어 집안이나 사무실 등에 홀로 있어 심심한 반려동물의 친구가 되어주고, 주인 없어도 반려동물과 함께 놀아주어 심리불안을 해소해주는 역할을 한다. 아울러 반려동물의 행동이나 상태 분석을 통해 반려동물의 상황을 정확하게 인지하고, 그에 맞게 지능적으로 대응하여 반려동물의 문제를 자체적으로 해결하도록 한다. 아울러 반려동물의 활동량을 증가시켜 비만을 억제하고, 반려동물의 소음으로 인해 이웃에게 피해가 가는 것을 방지하도록 한 것이다.
이러한 본 발명의 개념을 달성하기 위해서, 사용자가 구동 스위치(도면에는 도시하지 않음)를 온(on) 상태로 동작시키면, 전원부(195)에 의해 구동 전원이 공급된다. 여기서 전원부(195)는 주지한 바와 같이, 무선 충전 모듈을 이용하고, 전원을 공급해주는 단자에 무선 전원 충전장치를 연결하여, 무선으로 전원이 충전되도록 한다. 반려동물 친구로봇(100)의 휴식 시 자동으로 위치를 찾아 무선 전원 충전장치에 도킹방식으로 결합하여, 전원을 충전하는 것도 가능하다.
전원 공급이 이루어지고 동작 명령이 입력되면, 메인 제어부(130)는 자동으로 반려동물 친구로봇(100)을 제어하기 위한 제어동작을 시작한다.
제어동작의 시작을 위해 메모리(190)에 저장된 반려동물 케어 프로그램을 추출하여 실행한다. 이어, 반려동물 케어 프로그램에 의해 반려동물과 친구가 되기 위한 행동을 시작한다.
만약, 반려동물과 친구가 되기 위한 첫 번째 동작이 활동량 증가와 비만을 방지하기 위한 놀아주기라면, 반려동물 찾기를 시작한다. 반려동물 찾기는 사물 인식부(110)를 통해 사물을 촬영하고, 그 촬영된 사물로부터 반려동물이 존재하는지를 인식한다. 여기서 반려동물 인식을 위해 일반적인 영상 인식 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 반려동물에 대한 정보(색채, 전체 이미지, 기타)를 사전에 입력하고, 촬영된 영상과 반려동물에 대한 이미지를 비교하거나 데이터 분석을 통해 반려동물을 추출하는 것으로서, 용이하게 반려동물을 찾을 수 있다. 이러한 방식은 영상 처리 기술에서 이미 널리 알려진 영상 처리 기술을 그대로 채택하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 촬영된 영상으로부터 반려동물이 탐색되지 않으면, 메인 제어부(130)는 모션 제어기(150)를 이용하여 반려동물 케어부(140)를 구동시킨다. 여기서 반려동물 케어부(140)에는 구동부가 있으며, 이러한 구동부는 반려동물 친구로봇(100)을 이동시키는 역할을 한다. 반려동물 친구로봇은 다양한 방식으로 구현할 수 있으나, 본 발명에서는 사족 로봇을 이용하는 것으로 가정한다. 아울러 사족 로봇에 일반적으로 마련되는 자율주행 알고리즘을 이용하여 추적 목표를 자동 추종하도록 한다. 사족 로봇의 자율 주행시 전복이나 기타 장애물과의 충돌로 인해 파손되는 것을 방지하기 위해서, 정보 수집부(120)의 수집 정보를 이용한다. 즉, 장애물 인식센서에 의한 장애물 인식 정보, 터치 센서에 의한 장애물 접촉 정보, 초음파 센서에 의한 거리 정보 등을 이용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 자율주행과 영상 인식을 통해 반려동물을 추적하는 것도 가능하며, 현재 위치에서 반려동물의 흥미 유발을 통해 반려동물을 접근시키는 것도 가능하다. 이를 위해 반려동물 케어부(140)의 방향부를 통해 반려동물이 좋아하는 냄새를 방출시켜 반려동물의 접근을 유도하거나, 스피커를 통해 반려동물이 좋아하는 소리를 출력하여 반려동물의 접근을 유도할 수 있다.
이러한 방식으로 반려동물을 찾게 되면, 이후 반려동물의 흥미를 유발시켜 활동량 증가를 도모하여, 신체적인 건강과 정신적인 건강을 도모하고, 비만도 방지한다. 흥미 유발을 위해 다양한 방법이 있을 수 있으며, 예를 들어 반려동물이 강아지일 경우 좋아하는 공을 움직여 강아지가 함께 놀도록 유도하여 활동량을 증가시킬 수 있다. 반려동물이 고양이일 경우, 레이저와 같은 영상 출력부를 통해 쥐 영상을 디스플레이하고, 구동부를 동작시켜 이동하면서 쥐 영상의 위치를 움직이거나, 영상 출력부 자체를 이동시켜 쥐 영상을 움직이는 방식으로 고양이의 흥미 유발과 함께 놀기를 유도한다.
반려동물의 활동량 증가를 위한 동작을 수행하는 도중에도 지속적으로 사물 인식부(110) 및 정보 수집부(120)를 통한 정보를 기반으로, 사족 로봇의 이동 동작을 제어한다. 예컨대, 반려동물이 미리 설정된 일정 거리 이내로 접근을 하면 초음파 센서를 통해 거리를 측정하여 자동으로 물러나는 것에 의해 거리를 떨어뜨리거나, 반려동물이 터치를 하게 되면 터치 센서에서 이를 감지하여 자동으로 위치를 이동하는 것 등이 동작을 수행할 수 있다.
여기서 메인 제어부(130)는 반려동물을 찾게 되고, 활동량 증가를 위한 제어 동작을 시작하면, 그와 동시에 활동량 시간을 관리한다.
예컨대, 메인 제어부(130)는 반려동물이 활동을 시작하면 활동 시간을 누적 카운트하고, 이를 활동량 정보로 활용한다.
한편, 상기와 같은 과정으로 활동량을 측정하면서 활동량 증가를 도모하다가 제어 프로그램에 의해 식사 시간이 되었거나 상기 활동량에 따라 급식 또는 간식 등이 필요하다고 분석이 되면, 급식 제어 정보를 생성하여 통신부(170)를 통해 허브 및 보안 장치(200)에 이를 전송해준다.
여기서, 활동량 판단은 메모리(190)에 미리 활동량 판단 정보를 저장하고, 현재 활동량과 활동량 판단정보를 비교하여 판단할 수 있다. 여기서 반려동물의 활동량 판단정보는 1일 활동량(또는, 칼로리 소모량)으로서, 실험이나 동물 학계를 통해 미리 획득한 기준 정보를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 활동량 판단정보는 특정 수치로 고정될 수도 있으나, 바람직하게 일정 범위로 설정된다. 그리고 상기 판단한 실제 활동량에 따라 급식 조절 데이터를 산출한다.
예컨대, 추출한 활동량 정보와 활동량 판단정보를 비교하여, 상기 활동량 정보가 활동량 판단정보보다 크면 활동량이 많은 것으로 판단을 하며, 활동량 정보가 활동량 판단정보보다 작으면 활동량이 적은 것으로 판단을 한다. 아울러 활동량 정보와 활동량 판단정보가 동일하면 적당한 활동량으로 판단을 한다. 이러한 활동량 판단 정보를 실제 활동량이라고 칭한다.
그리고 활동량 정보와 활동량 판단정보를 비교하여 그 차이를 산출하고, 산출한 차이만큼 메모리(190)에 기저장된 급식 테이블로부터 급식 제어 데이터를 추출한다. 여기서 급식 제어 데이터는 기준량보다 활동량이 많으면 급식량을 증가하는 방향의 급식 조절 데이터이며, 기준량보다 활동량이 적으면 급식량을 줄이는 방향의 급식 조절 데이터가 된다. 급식 조절 데이터에 의해 반려동물의 비만을 관리할 수 있다. 이렇게 산출한 급식 조절 데이터는 급식 제어 정보로 통신부(170)를 통해 허브 및 보안 장치(200)로 전송된다.
상기 허브 및 보안 장치(200)는 연계된 사물인터넷 기기인 스마트 급식기를 제어하여, 급식을 수행하게 된다.
한편, 본 발명은 다른 특징으로서 반려동물의 행동 분석 및 상태 분석을 할 수 있다는 것이다.
예컨대, 사물 인식부(110)는 행동 및 상태 분석 대상인 반려동물을 촬영하여 반려동물 영상 정보를 획득한다. 아울러 마이크(180)는 반려동물이 토출하는 소리를 입력받는다. 메인 제어부(130)는 획득한 반려동물 영상정보와 음성 정보를 메모리(190)에 저장한다. 이어, 메모리(190)에 저장된 행동 분석 및 상태 분석 프로그램을 이용하여, 행동 및 상태를 분석한다. 여기서 행동 분석의 일 예로, 움직임 감지와 움직이지 않는 시간 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, 영상 정보를 분석한 결과 반려동물이 움직이지 않고 있으며, 그 움직이지 않는 시간을 카운트한 결과, 수면 시간 이외에 움직이지 않는 시간이 많게 되면 반려동물의 이상이 발생한 것으로 판단한다. 여기서 수면 시간은 반려동물의 특성에 따라 다를 수 있으나, 보편적으로 사람이 통상적으로 수명을 취하는 밤늦은 시간과 새벽 시간으로 설정할 수 있다. 이러한 수면 시간 이외에 낮잠을 자는 경우도 있으나, 낮잠을 자는 시간 이외에 활동량 증가를 위해 흥미 유발을 시도하였으나 전혀 움직임이 없는 경우에는 반려동물의 이상이 발생한 것으로 간주한다. 아울러 마이크(180)를 통해 입력된 음성 분석을 통해 반려동물의 이상 여부를 판단한다. 음성 분석은 전문가를 통해 획득한 반려동물의 정상적인 소리와 아프거나 기타 문제가 발생하였을 경우에 발생하는 소리를 빅 데이터 형태로 저장하고, 입력 음성과 빅 데이터 음성을 비교하여 분석할 수 있다. 행동 분석이나 음성 분석을 통해 이상이 발생한 것으로 판단되면, 행동 및 상태 정보를 생성하고, 이를 통신부(170)를 통해 허브 및 보안장치(200)로 전송한다. 허브 및 보안장치(200)는 수신한 정보가 반려동물의 행동 및 상태 분석정보이면, 이를 메시지 형태로 만들어 네트워크를 통해 사용자 단말(500)로 전송하여, 원격에 위치한 사용자가 실시간으로 반려동물의 상태를 인지하도록 한다.
반려동물의 건강을 위해, 행동 이외에 상태 분석 방법으로서, 반려동물의 체온 등을 이용하는 것도 가능하다. 예컨대, 체온계를 목걸이 형태로 제작하여 반려 동물에게 장착시키고, 주기적 또는 실시간으로 정보 수집부(120)를 통해 체온을 측정한다. 이렇게 측정한 체온 정보와 메모리(190)에 기준으로 저장한 기준 체온 정보를 비교하여, 측정한 체온 정보가 상기 기준 체온 정보보다 높을 경우 또는 측정한 체온 정보가 상기 기준 체온 정보와 현저한 차이가 있을 경우, 반려동물의 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
필요에 따라 또는 사용자의 요청에 따라 반려동물의 배설물 또는 반려동물을 촬영하고, 이를 영상 이미지로 상기 허브 및 보안장치(200)로 전송하여, 원격의 사용자가 반려동물 배설물 이미지 또는 반려동물 이미지를 보고, 반려동물 상태를 인지하도록 하는 것도 가능하다.
아울러 반려동물의 행동 및 상태를 분석하고, 반려동물의 흥미를 유발하거나 반려동물의 정신적인 건강을 위해, 자동으로 스피커를 통해 현재 상태에 맞는 음악 등을 출력해주는 것도 가능하다. 여기서 반려동물의 감성에 맞는 음악은 미리 학계의 반려동물 전문가의 도움을 통해, 선정하는 것이 바람직하다.
이러한 과정을 통해 본 발명에 따른 반려동물 친구로봇은 사용자(주인)의 중심에서 반려동물을 관리하는 것이 아니고, 반려동물의 중심에서 반려동물 친구로서 동작함으로써, 반려동물의 신체적인 건강은 물론 정식적인 건강을 도모할 수 있으며, 흥미 유발과 급식 조절을 통해 정신적인 건강을 해치지 않으면서도 비만을 방지할 수 있게 되는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템의 전체 구성도이고, 도 3은 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템의 기기 간 연결 구성도이다.
여기서 참조부호 100은 도 1에서 설명한 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇(이하, "반려동물 친구로봇"이라 약칭함)을 의미한다.
도 1에 개시된 구성과 동일하게 구성되며, 작용 또한 동일하게 작용한다.
참조부호 200은 상기 반려동물 친구로봇(100)으로부터 전송된 급식 제어 정보에 따라 연계된 스마트 급식기(310)를 제어하여 급식을 유도하며, 상기 반려동물의 행동 및 상태 정보를 원격에 위치한 사용자에게 전송해주며, 침입 감지를 통해 보안 기능을 수행하는 허브 및 보안장치를 의미한다.
예컨대, 허브 및 보안장치(200)는 연계된 사물인터넷 기기인 스마트 기기에서 측정된 상태 정보를 기반으로 해당 스마트 기기의 동작을 제어하며, 상태 정보를 분석하여 긴급 상황 발생 시 긴급 상황 메시지를 생성하여 등록된 사용자 단말로 실시간 전송하며, 상기 사용자 단말로부터 전송된 동작 제어 명령에 따라 연계된 스마트 기기의 동작을 제어하는 역할을 한다.
여기서, 허브 및 보안장치(200)는 카메라를 포함하는 촬영수단과 같은 기기를 이용할 수 있다.
참조부호 310 내지 360은 가정이나 사무실에 마련된 사물인터넷 기기로서, 스마트 기기를 의미한다. 310은 스마트 급식기, 320은 파워 스위치, 330은 파워 모니터 스위치, 340은 LED 디머(Dimmer), 350은 스마트 도어 록, 360은 가스 잠금 제어기를 의미한다. 도 2에서는 가정에 구비된 몇 가지의 스마트 기기만을 제한적으로 언급한 것이며, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 가정이나 사무실에서 구비된 모든 스마트 기기를 연계하여 제어하는 것이 가능하다.
상기 허브 및 보안 장치(200)는 상기 반려동물 친구로봇(100)으로 무선으로 전송되는 정보를 수신하고, 수신한 정보를 분석하여 급식 제어 정보이면 자동으로 스마트 급식기(310)를 제어하여, 급식을 제어한다. 여기서 급식 제어는 급식량 조절과 간식 제공 등을 포함한다.
아울러 수신한 정보가 반려동물 이상상태를 나타내는 행동 및 상태정보이면, 이를 문자 메시지와 같은 형태로 만들어, 네트워크를 통해 사용자 단말(500)로 전송한다. 사용자는 원격에 위치하면서도 상기 촬영수단인 허브 및 보안장치(200)를 통해 반려동물의 이상 상태를 실시간으로 확인할 수 있다. 이어 마치 가족구성원의 일원에 건강 문제가 발생하였을 때 신속하게 조치를 취하는 것과 동일하게 후속 조치를 취하게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 특징으로서, 반려동물 관리시스템을 이용하여, 보안도 가능하다는 것이다.
예컨대, 침입 감지를 위해 적외선 센서, 초음파 센서, 움직임 감지센서(모션 센서) 등을 이용하여 침입을 감지한다. 아울러 긴급 상황(화재, 누전, 과열, 기타)도 감지한다. 이어, 긴급 상황이 발생하거나 침입이 감지되면 자동으로 카메라를 통해 자동 위치 추적을 시작하고, 문자 생성을 통해 사용자 단말로 이를 전송하여, 사용자에게 알린다. 여기서 문자 메시지는 긴급 상황이 발생했는지, 아니면 침입자가 감지되었는지를 구분하여 생성하는 것이 바람직하다. 즉, 침입자 감지시 침입자 감지와 같은 문자 메시지가 될 수 있으며, 가스 누출시에는 가스 누출이라는 문자 메시지가 될 수 있고, 화재 감지 시에는 화재 감지라는 문자 메시지가 될 수 있다.
사용자는 원격에 위치하면서 실시간으로 자신이 휴대한 사용자 단말(500)을 통해 자동으로 긴급 상황 정보를 수신하게 된다. 긴급 상황 정보를 수신한 후에는 그에 알맞은 후속 조치를 취하여, 긴급 상황으로부터 재산이 손실되거나 귀중한 인명을 잃는 것을 방지하게 된다. 필요에 따라 사용자 단말(500)을 이용하여 제어 가능한 상황이면 입력부를 통해 동작 제어 명령을 입력하고, 이를 허브 및 보안장치(200)로 전송한다. 허브 및 보안장치(200)는 상기 사용자 단말(500)로부터 전송된 동작 제어 명령을 수신하면, 그에 대응하는 스마트 기기에 동작 제어 명령을 전송한다. 이러한 동작 제어명령에 따라 스마트 기기는 내부의 구동 모듈을 동작시켜, 기기의 구동을 제어하게 된다. 예컨대, 스마트 기기가 에어컨이라고 가정하고, 실내의 온도가 과열된 상태라고 판단이 되면 에어컨 구동 명령을 통해 에어컨을 자동으로 동작시킨다. 여기서 에어컨 설정 온도를 상기 사용자 단말을 통해 직접 설정하는 것도 가능하고, 에어컨 내에 미리 설정된 이전 설정 온도를 이용할 수도 있다.
또한, 상기와 같이 침입이 감지되거나 긴급 상황이 발생한 스마트 기기에 대해 자동으로 위치 추적을 하면서 촬영을 한다. 예컨대, 침입이 감지되거나 특정 스마트 기기로부터 침입 감지 또는 긴급 상황이 발생하였다는 상태 정보가 전송되면, 이를 기초로 위치 추적을 제어하여 위치를 추적하도록 한다.
위치 추적은 추적 명령이 전달되면, 전달되는 정보 즉, 스마트 기기의 위치 정보 또는 최초 감지한 침입자 위치 정보를 기반으로 위치를 자동으로 추적한다. 위치 추적은 감지 센서를 이용하여 위치를 추적할 수 있다.
따라서 사용자는 원격에 위치하면서 사용자 단말(500)을 이용하여 실시간으로 침입자의 위치라든지 상황을 육안으로 확인할 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 반려동물 친구로봇을 이용하여 반려동물을 마치 가족 구성원과 같이 돌보거나 활동시키는 기술에 적용된다.
100: 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇
110: 사물 인식부
120: 정보 수집부
130: 메인 제어부
140: 반려동물 케어부
150: 모션 제어기
160: 센서신호 처리부
170: 통신부
180: 마이크
190: 메모리
195: 전원부
200: 허브 및 보안장치
310: 스마트 급식기
110: 사물 인식부
120: 정보 수집부
130: 메인 제어부
140: 반려동물 케어부
150: 모션 제어기
160: 센서신호 처리부
170: 통신부
180: 마이크
190: 메모리
195: 전원부
200: 허브 및 보안장치
310: 스마트 급식기
Claims (12)
- 사물인터넷 기반으로 반려동물을 케어하기 위한 반려동물 친구로봇으로서,
반려동물을 인식하기 위한 사물 인식부;
로봇 활동을 위한 환경 정보를 수집하는 정보 수집부;
상기 사물 인식부와 정보 수집부와 연계하여 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 동작을 수행하고, 반려동물의 행동 및 상태를 분석하여 연계된 허브 및 보안장치에 전송하는 메인 제어부; 및
상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물의 흥미 유발과 활동량 유발을 위한 동작을 수행하는 반려동물 케어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 1에서, 상기 사물 인식부는 반려동물을 촬영하는 사물인식 카메라; 상기 사물인식 카메라에 의해 촬영된 영상을 이미지 처리하여 반려동물의 행동 분석 정보로 제공하는 이미지 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 1에서, 상기 환경 정보는 장애물 정보, 온도 정보, 접촉 정보, 거리 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 1에서, 상기 반려동물의 상태 분석을 위해 반려동물의 소리를 입력받는 마이크; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물 상태 정보, 활동량 기반의 급식 정보를 상기 허브 및 보안장치에 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 1에서, 상기 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 프로그램, 반려동물의 행동 분석을 위한 제어 프로그램이 저장되며, 반려동물 케어를 위한 케어 프로그램, 반려동물 친구 동작 시 수집한 각종 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 1에서, 상기 정보 수집부에서 수집한 각종 정보를 상기 메인 처리부에 인터페이스 하는 센서신호 처리부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 상기 반려동물 케어부를 동작시키는 모션 제어기; 구동용 전원을 제공해주는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 6에서, 상기 전원부는 전원 커넥터를 통해 상용 교류 전원을 공급받아 구동 전원을 공급하거나 내장된 배터리를 이용하여 전원을 공급받아 구동 전원을 공급하거나 무선 충전 모듈을 이용하여 무선 방식으로 전원을 충전하여 구동 전원을 공급해주는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 1에서, 상기 반려동물 케어부는 반려동물의 활동량 증가를 위해 이동을 제어하는 구동부; 상황에 따라 반려동물에 소리를 발생하기 위한 스피커; 반려동물의 활동량 증가를 위해 특정 영상을 표출해주는 영상 출력부; 반려동물의 흥미 유발을 위한 냄새를 송출하는 방향부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 청구항 1에서, 상기 메인 제어부는 반려동물의 활동량 증가를 위한 구동을 제어하고, 활동량 기반의 급식 제어를 위한 급식 제어 정보를 생성하며, 수집한 이미지 정보 및 입력된 소리 정보를 분석하여 반려동물의 행동 및 상태를 분석하며, 상기 반려동물의 행동 및 상태 분석 정보를 기반으로 지능적으로 그에 대응하는 동작을 제어하며, 상기 급식 제어 정보 및 반려동물의 행동 및 상태 정보를 통신부를 통해 상기 허브 및 보안장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇.
- 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템으로서,
반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 제어하며, 반려동물의 행동 및 상태를 분석하여 행동 및 상태 정보를 생성하고, 활동량 기반의 급식 제어 정보를 생성하는 반려동물 친구로봇; 및
상기 반려동물 친구로봇으로부터 전송된 급식 제어 정보에 따라 연계된 스마트 급식기를 제어하여 급식을 유도하며, 상기 반려동물의 행동 및 상태 정보를 원격에 위치한 사용자에게 전송해주며, 침입 감지를 통해 보안 기능을 수행하는 허브 및 보안장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템.
- 청구항 10에서, 상기 반려동물 친구로봇은 반려동물을 인식하기 위한 사물 인식부; 로봇 활동을 위한 환경 정보를 수집하는 정보 수집부; 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 동작을 수행하고, 반려동물의 행동을 분석하여 연계된 허브 및 보안장치에 전송하는 메인 제어부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물의 흥미 유발과 활동량 유발을 위한 동작을 수행하는 반려동물 케어부; 상기 반려동물의 상태 분석을 위해 반려동물의 소리를 입력받는 마이크; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 반려동물 상태 정보, 활동량 기반의 급식 정보를 상기 허브 및 보안장치에 전송하는 통신부; 반려동물의 흥미 유발과 활동량 증가를 위한 제어 프로그램, 반려동물의 행동 분석을 위한 제어프로그램이 저장되며, 반려동물 친구 동작 시 수집한 각종 정보를 저장하는 메모리; 정보 수집부에서 수집한 각종 정보를 상기 메인 처리부에 인터페이스 하는 센서신호 처리부; 상기 메인 제어부의 제어에 따라 상기 반려동물 케어부를 동작시키는 모션 제어기; 구동용 전원을 제공해주는 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템.
- 청구항 10에서, 상기 허브 및 보안장치는 연계된 사물인터넷 기기인 스마트 기기에서 측정된 상태 정보를 기반으로 해당 스마트 기기의 동작을 제어하며, 상태 정보를 분석하여 긴급 상황 발생 시 긴급 상황 메시지를 생성하여 등록된 사용자 단말로 실시간 전송하며, 상기 사용자 단말로부터 전송된 동작 제어 명령에 따라 연계된 스마트 기기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇을 이용한 반려동물 관리시스템.
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| KR1020160020763A KR20170098621A (ko) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160020763A KR20170098621A (ko) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170098621A true KR20170098621A (ko) | 2017-08-30 |
Family
ID=59760557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160020763A KR20170098621A (ko) | 2016-02-22 | 2016-02-22 | 사물인터넷 기반의 반려동물 친구로봇 및 이를 이용한 반려동물 관리시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101961669B1 (ko) * | 2017-11-06 | 2019-03-26 | 대한민국 | 카메라를 통한 반려동물 탐지 및 추종기법을 적용한 반려동물 모니터링 시스템 |
| CN109820493A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-31 | 福州大学 | 一种基于智能红外感知的桌面伴侣系统及其控制方法 |
| KR20200011623A (ko) | 2018-07-09 | 2020-02-04 | 임세빈 | 반려동물용 모니터링 로봇 |
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-
2016
- 2016-02-22 KR KR1020160020763A patent/KR20170098621A/ko not_active Application Discontinuation
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