KR20180033920A - 이동 단말기 및 이동 단말기의 동작 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체 - Google Patents

이동 단말기 및 이동 단말기의 동작 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기는 로봇 청소기 및 상기 로봇 청소기의 주변에 대한 영상을 획득하는 카메라와 획득된 영상을 표시하는 디스플레이 및 상기 표시된 영상으로부터 복수의 후보 마커들을 추출하고, 추출된 복수의 후보 마커들 각각의 위치 정보를 산출하고, 산출된 위치 정보 및 상기 로봇 청소기의 기 설정된 모션 정보에 기초하여, 상기 복수의 후보 마커들 중 어느 하나를 상기 로봇 청소기에 부착된 마커에 대응하는 유효 마커로 획득하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

Description

이동 단말기 및 이동 단말기의 동작 방법을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체{MOBILE TERMINAL AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM RECORDING OPERATING METHOD OF MOBILE TERMINAL}
본 발명은 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇 청소기에 부착된 마커를 검출하기 위한 이동 단말기에 관한 것이다.
일반적으로 피사체의 3차원 위치 및 자세를 산출하기 위해 피사체 그 자체의 모습, 혹은 피사체에 부착/프린트 된 마커를 비전 시스템으로 추출/인식한다.
이를 위해 피사체의 마커는 주변환경과 구별되기 쉬운 특징적인 형태가 요구되며, 이는 디자인 제약 요소로 작용하게 된다.
더욱이 비전 시스템은 본질적으로 주변의 인공조명, 자연광, 반사광 등의 조명 환경에 매우 민감하여, 이러한 각종 노이즈를 극복해야 하는 어려움까지 있다.
이와 관련한 선행 특허(등록 특허 공보 KR 10-1575597)는 획득 영상 내에서 영상 특징에만 의존하여 마커를 검출한다. 그러나 이는 실제 마커와 유사한 특징을 보이는 영역이 획득 영상 내에 다수 존재할 경우, 유효한 마커 검출이 어렵다는 단점이 있다.
예를 들어, 별다른 패턴이 없는(그저 밝고 자그마한 원형일 뿐인) LED를 마커로 사용하는 경우를 가정한다면, 창문으로 들어오는 자연광, 형광등/스탠드/TV 등의 인공 조명/광원, 로봇청소기/마룻바닥/주변사물 등에 맺힌 각종 반사광 등이 LED 검출에 심각한 노이즈로 작용한다.
본 발명은 주변 환경의 노이즈에 영향을 덜 민감하도록 로봇 청소기에 부착된 마커를 검출하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 로봇 청소기에 부착된 마커를 다른 노이즈 요소들과 명확히 구별하고자 하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명은 로봇 청소기의 실제 마커와 유사한 영상 특징을 갖는 노이즈 요소들을 필터링 하고자 하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 로봇 청소기의 마커를 보다 정확하게 검출할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 유효 마커를 검출하기 위해 다양한 로봇 청소기의 모션 정보를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는 복수의 마커 후보들 각각의 위치 정보 및 로봇 청소기의 기 설정된 모션 정보를 이용하여, 복수의 마커 후보들 중 유효한 마커를 획득할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는 복수의 마커 후보들 각각의 위치 값이 기 설정된 모션 정보와의 비교를 통해 유효 마커를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는 복수의 마커 후보들 각각의 위치 값의 변화가 기 설정된 모션 정보와 합치되지 않은 경우, 해당 후보 마커를 노이즈 요소로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는 연속된 영상 프레임을 통해 후보 마커의 위치 값이 일정 횟수 이상, 기 설정된 모션 정보와 일치하는 경우, 해당 후보 마커를 유효 마커로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기는 로봇 청소기의 다양한 모션들을 제공하는 모션 리스트를 표시할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 로봇 청소기에 부착된 마커의 디자인적 제약 요소를 극복하고, 주변 환경의 노이즈에 큰 영향 없이, 유효 마커를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 유효 마커와 유사한 특징을 갖는 후보 마커들을 보다 확연히 구별할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 유효 마커와 유사한 특징을 갖는 후보 마커들을 더 정확하게 필터링할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 연속된 영상 프레임을 통해 유효 마커를 보다 정확히 검출할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자로 하여금 로봇 청소기의 모션들을 다양하게 설정하여, 보다 정확한 마커를 검출할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기 설정된 모션이 직선 이동인 경우, 복수의 후보 마커들 중 유효 마커를 추출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 3차원 좌표계를 이용하여, 보다 상세하게 유효 마커의 추출하는 과정을 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 로봇 청소기의 기 설정된 모션이 제자리 회전 이동인 경우, 유효 마커를 검출하는 프로그램 코딩의 예를 설명하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동 단말기를 통해 로봇 청소기에 부착된 마커를 인식하는 과정을 제공하는 시나리오를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이동 단말기(100)는 카메라(110), 디스플레이(130), 무선 통신부(150), 메모리(170) 및 컨트롤러(190)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
카메라(110)는 화면을 표시하는 이동 단말기(100)의 전면의 반대편에 위치할 수 있다.
카메라(110)는 로봇 청소기 및 그 주변의 영상을 획득할 수 있다.
카메라(110)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(110)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다.
포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(130)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
디스플레이부(130)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(130)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
무선 통신부(150)는 후술할 로봇 청소기(200)와 무선으로 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해 무선 통신부(150)는 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
무선 통신부(150)는 로봇 청소기(200)의 동작을 제어하기 위한 제어 명령을 로봇 청소기(200)에 전송할 수 있다.
메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다.
이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다.
또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다.
한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 컨트롤러(190)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
메모리(170)는 컨트롤러(190)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
컨트롤러(190)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 컨트롤러(190)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 컨트롤러(190)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 컨트롤러(190)는 상기 응용프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
한편, 컨트롤러(190)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 컨트롤러(190)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 컨트롤러(190)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(200)는 장애물 감지부(210), 무선 통신부(250), 주행 구동부(270) 및 컨트롤러(290)를 포함할 수 있다.
장애물 감지부(210)는 로봇 청소기(200)의 주위에 배치된 장애물을 감지할 수 있다.
장애물 감지부(210)는 초음파 센서, 적외선 센서, 레이져 센서 및/또는 비젼 카메라 등을 포함할 수 있다. 장애물 감지부(210)는 레이져 센서에 의해 레이져가 조사된 청소 구역을 촬영하여 영상을 획득하는 카메라를 포함할 수 있다. 이 경우, 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 레이져 광 패턴을 추출하고, 영상에서의 상기 패턴의 위치와, 형태, 자세 등의 변화를 바탕으로 청소 구역 내의 장애물 상황과 청소 구역의 지도를 생성할 수 있다.
무선 통신부(250)는 이동 단말기(100)의 무선 통신부(150)와 무선으로 통신을 수행할 수 있다. 무선 통신부(250)에 대한 설명은 도 1의 무선 통신부(150)에 대한 설명으로 대체한다.
주행 구동부(270)는 로봇 청소기(200)의 좌륜을 구동시키는 좌륜 구동부(271) 및 우륜을 구동시키는 우륜 구동부(273)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(290)는 로봇 청소기(200)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
컨트롤러(290)는 좌륜 구동부(271)와 우륜 구동부(273)의 작동을 독립적으로 제어할 수 있다. 이에 따라 로봇 청소기(200)의 직진, 후진 또는 선회가 이루어 진다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도 3의 실시 예에 따른 이동 단말기의 동작 방법을 도 1 및 도 2의 실시 예에 결부시켜 설명한다.
또한, 이하에서 로봇 청소기(200)에 부착된 마커의 개수는 1개임을 가정하여 설명한다.
또한, 이하의 실시 예에서는 로봇 청소기(200)를 예로 들어 설명하나, 이에 한정될 필요는 없고, 스스로 움직이도록 제어 가능한 전자 기기라면, 어떤 종류든 상관없이 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 이동 단말기(100)의 카메라(110)는 영상을 획득한다(S301). 획득된 영상은 로봇 청소기의 영상 및 로봇 청소기의 주변 영상을 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)의 카메라(110)는 화면을 표시하는 디스플레이(130)의 후면에 배치될 수 있다.
이동 단말기(100)의 전처리부(191)는 획득된 로봇 청소기의 영상을 전처리한다(S303). 일 실시 예에서 전처리부(191)는 카메라(110)를 통해 획득된 영상의 밝기를 조절할 수 있다. 또한, 전처리부(191)는 획득된 영상으로부터 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 전처리부(191)는 획득된 영상의 컬러를 보정을 하는 등 이미지 개선 작업을 수행할 수 있다.
전처리된 영상은 이동 단말기(100)의 디스플레이(130)를 통해 표시될 수 있다.
이동 단말기(100)의 후보 마커 추출부(193)는 전처리된 로봇 청소기의 영상으로부터 복수의 후보 마커들을 추출한다(S205).
후보 마커 추출부(193)는 기 설정된 마커 정보에 기초하여, 복수의 후보 마커들을 추출할 수 있다. 기 설정된 마커 정보는 마커의 형상 및 마커의 컬러 등을 포함할 수 있다.
기 설정된 마커 정보는 메모리(170)에 저장되어 있을 수 있다.
일 실시 예에서 후보 마커 추출부(193)는 디스플레이(130) 상에 표시된 영상으로부터 기 설정된 마커 정보에 대응하는 후보 마커들을 추출할 수 있다.
예를 들어, 기 설정된 마커 정보에 포함된 마커가 원형의 형상을 가지고, 빨간색의 컬러를 갖는 경우, 후보 마커 추출부(193)는 전처리된 영상으로부터 원형의 형상을 가지고, 빨간색의 컬러를 갖는 후보 마커들을 추출할 수 있다.
즉, 후보 마커 추출부(193)는 먼저, 전처리된 영상으로부터 원형의 형상을 갖는 특징들을 획득한 후, 획득된 특징들로부터 빨간색을 갖는 특징을 마커로 추출할 수 있다.
이동 단말기(100)의 위치 정보 산출부(195)는 추출된 복수의 후보 마커들 각각의 위치 정보를 산출한다(S207).
일 실시 예에서 위치 정보 산출부(195)는 추출된 복수의 후보 마커들 각각의 3차원 위치 값을 산출할 수 있다.
위치 정보 산출부(195)는 기준 위치를 기준으로, 복수의 후보 마커들 각각의 3차원 위치 값을 산출할 수 있다. 여기서, 기준 위치는 이동 단말기(100)가 위치한 곳일 수 있다.
이동 단말기(100)의 유효 마커 획득부(197)는 산출된 위치 정보 및 기 설정된 로봇 청소기(200)의 모션 정보에 기초하여, 복수의 후보 마커들 중 하나 이상의 유효 마커를 획득한다(S209).
사용자는 이동 단말기(100)를 통해 로봇 청소기(200)가 기 설정된 모션을 취하도록 로봇 청소기(200)의 동작을 제어할 수 있다. 이동 단말기(100)의 컨트롤러(190)는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 컨트롤러(190)는 사용자 입력에 대응하는 제어 명령을 무선 통신부(150)를 통해 로봇 청소기(200)에 전송할 수 있다.
로봇 청소기(200)는 이동 단말기(100)로부터 수신된 제어 명령에 따라 제어 명령에 대응하는 기 설정된 모션을 취할 수 있다.
일 실시 예에서 기 설정된 로봇 청소기(200)의 모션 정보는 로봇 청소기(200)의 이동 방향 및 이동 거리 등 로봇 청소기(200)의 모션에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서 로봇 청소기(200)의 모션은 로봇 청소기(200)의 제자리 회전 이동일 수 있다. 제자리 회전 이동은 한 지점을 중심으로 로봇 청소기(200)가 제자리에서 회전하는 이동일 수 있다.
또 다른 실시 예에서 로봇 청소기(200)의 모션은 로봇 청소기(200)의 직선 이동일 수 있다. 직선 이동은 로봇 청소기(200)가 제1 지점에서 제2 지점으로 직선을 그리며, 움직이는 이동일 수 있다.
또 다른 실시 예에서 로봇 청소기(200)의 모션은 로봇 청소기(200)의 곡선 이동일 수 있다. 곡선 이동은 로봇 청소기(200)가 제1 지점에서 제2 지점으로 곡선을 그리며, 움직이는 이동일 수 있다.
복수의 후보 마커들 중 하나 이상의 유효 마커를 획득하는 과정을 이하의 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 기 설정된 모션이 직선 이동인 경우, 복수의 후보 마커들 중 유효 마커를 추출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4에서 로봇 청소기(200)의 기 설정된 모션은 제1 지점에서 제2 지점으로 직선을 그리며 이동하는 직선 이동임을 가정하여 설명한다.
또한, 사용자는 이동 단말기(100)를 고정시킨 상태로, 로봇 청소기(200) 및 그의 주변을 촬영하고 있음을 가정한다.
또한, 도 4에서 추출된 후보 마커들의 개수는 5개임을 가정하나, 이는 예시에 불과한 수치이다.
도 4를 참조하면, 이동 단말기(100)의 카메라(110)를 통해 획득된 복수의 영상 프레임들(400_1 내지 400_n)이 도시되어 있다.
복수의 영상 프레임들(400_1 내지 400_n) 각각은 복수의 후보 마커들(411a 내지 411e)를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)의 유효 마커 획득부(197)는 복수의 후보 마커들(411a 내지 411e) 각각의 위치 값과 미리 저장된 로봇 청소기(200)의 모션 정보에 기초하여, 유효 마커를 추출할 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 복수의 후보 마커들(411a 내지 411e) 중 기 설정된 모션 정보에 합치하는 유효 마커를 추출할 수 있다.
구체적으로, 유효 마커 획득부(197)는 제1 영상 프레임(400_1)에 포함된 각 후보 마커의 위치 값과 제2 영상 프레임(400_2)에 포함된 각 후보 마커의 위치 값을 비교할 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 비교 결과, 위치 값이 동일한 후보 마커들(411a 내지 411d)을 필터링 되어야 하는 노이즈 마커로 판단할 수 있다. 노이즈 마커는 필터링 되어야 하는 노이즈 요소일 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 비교 결과, 위치 값이 직선 이동에 부합하는 값으로 변경된 경우, 해당 후보 마커(411e)를 유효 마커로 판단할 수 있다.
즉, 유효 마커 획득부(197)는 제2 영상 프레임(400_2)에 포함된 제1 후보 마커(411a)의 위치 값이 제1 영상 프레임(400_1)에 포함된 제2 후보 마커(411e)의 위치 값에 비해 직선 이동에 부합하는 특정 값만큼 변경되지 않은 경우, 제1 후보 마커(411a)를 노이즈 마커로 추출할 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 제2 영상 프레임(400_2)에 포함된 제2 후보 마커(411e)의 위치 값이 제1 영상 프레임(400_1)에 포함된 제2 후보 마커(411e)의 위치 값에 비해 직선 이동에 부합하는 특정 값만큼 변경된 경우, 제2 후보 마커(411e)를 유효 마커로 추출할 수 있다.
이동 단말기(100)는 고정된 상태에서 영상 프레임들을 획득하므로, 각 영상 프레임에서 유효 마커를 제외한 나머지 후보 마커들의 위치 값은 고정되어 있을 것이다. 나머지 후보 마커들은 필터링 되어야 하는 환경 노이즈 요소일 수 있다.
즉, 실제 로봇 청소기(200)에 부착된 마커와 유사한 영상 특징을 갖는 후보 마커들의 위치 값들은 로봇 청소기(200)의 직선 이동에 따라 변함이 없을 것이다.
만약, 후보 마커들의 위치 값이 변한다 하더라도, 미리 설정된 로봇 청소기(200)의 모션 정보에 부합하는 특정 값으로 변하지 않은 경우, 후보 마커들은 노이즈 마커로 인식될 수 있다.
일 실시 예에서 유효 마커 획득부(197)는 제2 후보 마커(411e)가 기 설정된 횟수 이상 유효 마커로 추출된 경우, 제2 후보 마커(411e)를 최종 유효 마커로 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 4에 도시된 영상 프레임의 개수가 n개이고, 위치 값 비교에 따른 총 n-1번의 유효 마커 추출 과정이 수행된 경우, 5회 이상 제2 후보 마커(411e)가 유효 마커로 추출된 경우, 제2 후보 마커(411e)는 최종 유효 마커로 인식될 수 있다.
이와 같이, 2개의 영상 프레임이 아닌, 복수의 영상 프레임들을 이용하여, 유효 마커를 추출하는 경우, 보다 정확히 로봇 청소기(200)에 부착된 마커를 추출할 수 있는 효과가 있다.
다시 도 3을 설명한다.
이동 단말기(100)의 컨트롤러(190)는 획득된 유효 마커가 2개 이상인지를 판단한다(S211).
일 실시 예에서 단계 S201 내지 S209의 수행 결과, 유효 마커가 2개 이상 추출될 수도 있다.
획득된 유효 마커가 2개 이상인 경우, 이동 단말기(100)의 컨트롤러(190)는 2개 이상의 유효 마커들의 위치 정보를 메모리(170)에 저장한다(S213).
이동 단말기(100)는 2개 이상의 유효 마커들의 위치 정보를 저장한 후, 다시 S201 단계를 수행할 수 있다.
한편, 2개 이상의 유효 마커들이 추출된 경우, 이동 단말기(100)의 컨트롤러(190)는 단계 S309에서 기 설정된 모션 정보를 다른 모션 정보로 변경할 수 있다.
구체적으로, 이동 단말기(100)의 컨트롤러(190)는 2개의 유효 마커들을 추출하는 과정에서 로봇 청소기(200)의 모션을 직선 이동으로 한 경우, 다음 번 유효 마커를 추출하는 과정에서는 로봇 청소기(200)의 모션을 제자리 회전 이동으로 변경할 수 있다.
즉, 컨트롤러(190)는 복수의 유효 마커들이 추출된 경우, 기 설정된 제1 모션 정보를 기 설정된 제2 모션 정보로 변경할 수 있다. 컨트롤러(190)는 복수의 유효 마커들 중 변경된 제2 모션 정보에 합치하는 위치에 대응하는 유효 마커를 최종 유효 마커로 획득할 수 있다.
이에 따라, 복수의 유효 마커들 중 하나의 유효 마커를 추출하는 과정이 새로운 모션 정보를 통해 보다 정밀하게 수행될 수 있다.
만약, 획득된 유효 마커가 1개인 경우, 이동 단말기(100)의 컨트롤러(190)는 획득된 하나의 유효 마커에 기초하여, 로봇 청소기의 동작을 제어한다(S215).
일 실시 예에서 이동 단말기(100)는 획득된 유효 마커에 기초하여, 로봇 청소기(200)의 주행을 제어할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 유효 마커를 추출하는 과정을 보다 상세하게 설명한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 3차원 좌표계를 이용하여, 보다 상세하게 유효 마커의 추출하는 과정을 설명한다.
도 5에서 이동 단말기(100)의 위치는 고정되어 있고, 로봇 청소기(200)의 기 설정된 모션은 제자리 회전 이동임을 가정하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 이동 단말기(100)는 고정된 위치에서 카메라(110)를 통해 로봇 청소기(200)의 영상을 획득할 수 있다.
로봇 청소기(200)의 기 설정된 모션에 대응하는 좌표계는 로봇 청소기(200)의 위치를 기준으로 하는 X1-Y1 좌표계(제1 좌표계)이고, 이동 단말기(100)의 카메라(110)의 위치를 기준으로 하는 좌표계는 X2-Y2 좌표계(제2 좌표계)일 수 있다.
제1 좌표계 및 제2 좌표계는 지면으로부터 수직방향인 Z축을 공통으로 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 로봇 청소기(200)의 위치를 기준으로 하는 제1 좌표계가 도시되어 있다. 제1 좌표계 상에는 유효 마커(600)의 이동을 보여주고 있다. 즉, 유효 마커(600)는 제1 영상 프레임 상에서 제1 위치(A)에 있고, 제2 영상 프레임 상에서 제2 위치(B)에 있다. 제2 영상 프레임은 제1 영상 프레임 이후에 획득된 프레임일 수 있다.
유효 마커(600)의 중심에서 뻗어나온 화살표는 로봇 청소기(200)의 제자리 회전 이동에 기초한 로봇 청소기(200)의 이동 방향을 나타낼 수 있다.
유효 마커(600)는 기 설정된 모션 정보(제자리 회전 이동)에 기초하여, 이동될 수 있다. 제1 좌표계 상에는 유효 마커(600)가 제자리 회전 이동에 기초하여 이동하는 모습이 도시되어 있다.
유효 마커 획득부(197)는 제1 좌표계 상에서 유효 마커(600)의 제1 위치(A)에 대응하는 제1 좌표 값 및 제2 위치(B)에 대응하는 제2 좌표 값을 획득할 수 있다.
마찬가지로, 도 7을 참조하면, 이동 단말기(100)의 위치를 기준으로 하는 제2 좌표계가 도시되어 있다. 제2 좌표계 상에는 이동 단말기(100)의 위치를 기준으로 하는 유효 마커(600)의 이동을 보여주고 있다. 유효 마커(600)는 제1 영상 프레임 상에서 제3 위치(C)에 있고, 제2 영상 프레임 상에서 제4 위치(D)에 있다.
제2 좌표계 상에는 유효 마커(600)가 제자리 회전 이동에 기초하여 이동하는 모습이 도시되어 있다.
유효 마커 획득부(197)는 제2 좌표계 상에서 유효 마커(600)의 제3 위치(C)에 대응하는 제3 좌표 값 및 제4 위치(D)에 대응하는 제4 좌표 값을 획득할 수 있다.
제1,2 좌표계를 동일 평면 상에서 표시하면, 도 8과 같이 표현될 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 연속적으로 획득되는 영상 프레임들 각각에 대해 각 후보 마커의 위치 값을 산출하기 위해 좌표계 변환을 수행할 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 제2 영상 프레임 상의 유효 마커(600)를 기준으로, 제1,2 좌표계 간 좌표 변이 값만큼 좌표계를 평행이동할 수 있다.
또한, 유효 마커 획득부(197)는 제2 영상 프레임 상의 유효 마커(600)를 기준으로, 제1,2 좌표계 간 방향의 각도 변이 값만큼 좌표계를 회전 변환할 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 평행 이동 및 회전 변환에 따라 2개의 좌표계를 일치시켜 제1 영상 프레임 상의 유효 마커(600)의 좌표 값과 제2 영상 프레임 상의 유효 마커(600)의 좌표 값을 비교할 수 있다.
유효 마커 획득부(197)는 비교 결과에 따라 유효 마커(600)가 로봇 청소기(200)의 기 설정된 모션 정보에 합치되는 마커인지를 판단할 수 있다.
2개의 좌표계가 일치된 상태에서, 제1 영상 프레임 상의 유효 마커(600)의 좌표 값과 제2 영상 프레임 상의 유효 마커(600)의 좌표 값의 차이가 기 설정된 모션 정보에 대응하는 특정 값인 경우, 유효 마커 획득부(197)는 해당 유효 마커(600)를 최종 유효 마커로 획득할 수 있다.
2개의 좌표계가 일치된 상태에서, 제1 영상 프레임 상의 유효 마커(600)의 좌표 값과 제2 영상 프레임 상의 유효 마커(600)의 좌표 값의 차이가 기 설정된 모션 정보에 대응하는 특정 값이 아닌 경우, 유효 마커 획득부(197)는 해당 유효 마커(600)를 노이즈 마커로 판단할 수 있다.
이하에서는 로봇 청소기(200)의 기 설정된 모션이 제자리 회전인 경우, 유효 마커를 검출하는 과정을 수식 및 프로그램 코딩을 통해 살펴본다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라 로봇 청소기의 기 설정된 모션이 제자리 회전 이동인 경우, 유효 마커를 검출하는 프로그램 코딩의 예를 설명하는 도면이다.
유효 마커를 검출하기 위해서는 하기의 수학식 1 및 2 또한, 필요하다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
도 9에서 N은 유효 마커 검출에 사용될 연속된 프레임의 개수를 나타낸다.
[수학식 1]에서 Ti는 획득된 영상의 현재 영상 프레임으로부터 i번째 이전의 영상 프레임을 획득한 시간을 나타낸다.
[수학식 1]에서 Pi,j는 획득된 영상의 현재 영상 프레임으로부터 i번째 이전의 영상 프레임에 존재하는 j번째 후보 마커의 자세를 나타낸다. 특히, 후보 마커의 자세는 후보 마커가 향하는 방향 각도를 나타낼 수 있다.
[수학식 1]에서 Vr은 미리 설정된 제자리 회전의 회전 각속도를 나타낸다.
[수학식 1]에서 ei,j는 현재 영상 프레임의 j번째 후보 마커가 i번째 이전의 영상 프레임에서 가질 것으로 예측되는 예측 방향 각도를 나타낼 수 있다.
도 9에서 m은 예측 방향 각도가 기 설정된 범위 내에 있는지를 판정하기 위한 임계 각도일 수 있다. 임계 각도는 0보다 작을 수 있으나, 이는 예시적인 수치에 불과하다.
[수학식 2]에서 c는 예측 방향 각도가 임계 각도 내에 있는 경우, 영상 프레임 마다 카운팅되는 횟수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, c는 5일 수 있으나, 이는 예시적인 수치에 불과하다. C는 N-1과 같거나, N-1보다 작을 수 있다.
영상 프레임의 총 개수가 N이라 했으므로, C가 가질 수 있는 최대값은 N-1일 수 있다. C가 N-1인 경우, 해당 후보 마커가 가장 정확한 유효 마커로 판정될 수 있다.
도 10a 내지 도 10d는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동 단말기를 통해 로봇 청소기에 부착된 마커를 인식하는 과정을 제공하는 시나리오를 설명하는 도면이다.
도 10a를 참조하면, 이동 단말기(100)의 디스플레이(130)는 로봇 청소기(200)의 유효 마커를 추출하기 전에, 기 설정된 모션 항목들을 포함하는 모션 리스트(1010)를 표시할 수 있다. 모션 리스트(1010)는 복수의 모션 항목들(1011 내지 1015)를 포함할 수 있다.
모션 리스트(1010)는 로봇 청소기(200)에 부착된 유효 마커를 추출하기 위해 로봇 청소기(200)의 모션을 설정하기 위한 리스트일 수 있다.
제1 모션 항목(1011)은 제자리 회전 이동에 대응하는 항목일 수 있다.
제2 모션 항목(1013)은 직선 이동에 대응하는 항목일 수 있다.
제3 모션 항목(1015)은 곡선 이동에 대응하는 항목일 수 있다.
복수의 모션 항목들(1011 내지 1015) 중 어느 하나의 항목이 선택된 경우, 이동 단말기(100)는 선택된 항목에 대응하는 모션 정보를 로봇 청소기(200)에 전송할 수 있다.
로봇 청소기(200)는 이동 단말기(100)로부터 수신된 모션 정보에 기초하여, 특정 모션을 취하도록 동작할 수 있다.
예를 들어, 제1 모션 항목(1011)이 선택된 경우, 이동 단말기(100)는 제자리 회전 이동을 요청하는 제어 명령을 로봇 청소기(200)에 전송할 수 있다. 로봇 청소기(200)는 수신된 제어 명령에 따라 제자리 회전 이동의 모션을 수행할 수 있다.
한편, 제1 모션 항목(1011)이 선택된 후, 이동 단말기(100)는 카메라(110)를 활성화시켜, 카메라(110)로부터 획득된 로봇 청소기의 영상(1030)을 표시할 수 있다.
로봇 청소기의 영상(1030)은 실제 마커 영상(1031)을 포함할 수 있다.
그 후, 이동 단말기(100)는 제자리 회전 이동을 취하는 로봇 청소기의 영상(1300)을 획득할 수 있다. 이 때, 이동 단말기(100)는 디스플레이(130)를 통해 카메라의 위치를 고정시키라는 팝업 창(1040)을 표시할 수 있다.
카메라의 위치가 이동되는 경우, 정확한 유효 마커의 검출에 방해가 될 수 있기 때문이다.
도 3 내지 도 9의 실시 예에 따라 최종 유효 마커가 획득된 경우, 이동 단말기(100)는 마커가 인식되었음을 나타내는 팝업 창(1050)을 디스플레이(130)를 통해 표시할 수 있다.
즉, 복수의 후보 마커들 중 하나의 유효 마커가 검출된 경우, 이동 단말기(100)는 상기 팝업 창(1050)을 표시할 수 있다.
그 후, 이동 단말기(100)는 로봇 청소기(200)의 동작을 제어하기 위한 동작 제어 버튼들(1071, 1073)을 표시할 수 있다.
사용자는 동작 제어 버튼들(1071, 1073)을 통해 로봇 청소기(200)를 이동 시키거나, 원하는 장소를 청소할 수 있게 한다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (13)

  1. 이동 단말기에 있어서,
    로봇 청소기 및 상기 로봇 청소기의 주변에 대한 영상을 획득하는 카메라;
    획득된 영상을 표시하는 디스플레이; 및
    상기 표시된 영상으로부터 복수의 후보 마커들을 추출하고,
    추출된 복수의 후보 마커들 각각의 위치 정보를 산출하고,
    산출된 위치 정보 및 상기 로봇 청소기의 기 설정된 모션 정보에 기초하여, 상기 복수의 후보 마커들 중 어느 하나를 상기 로봇 청소기에 부착된 마커에 대응하는 유효 마커로 획득하는 컨트롤러를 포함하는
    이동 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    복수의 영상 프레임들 각각에 포함된 상기 복수의 후보 마커들의 위치 값들을 산출하고,
    상기 복수의 후보 마커들 각각의 위치 값의 상기 기 설정된 모션 정보에 부합하는 값으로 변경된 경우, 해당 후보 마커를 상기 유효 마커로 획득하는
    이동 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 복수의 후보 마커들 각각의 위치 값의 상기 기 설정된 모션 정보에 부합하는 값으로 변경되지 않은 경우, 해당 후보 마커를 필터링 되어야 하는 노이즈 마커로 판단하는
    이동 단말기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 복수의 영상 프레임들의 개수가 N개 인 경우, 상기 복수의 후보 마커들 각각의 위치 값의 상기 기 설정된 모션 정보에 부합하는 값으로 기 설정된 횟수 이상 변경된 경우, 해당 후보 마커를 상기 유효 마커로 획득하는
    이동 단말기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 후보 마커들 중 2개 이상의 유효 마커들이 추출된 경우, 추출된 2개 이상의 유효 마커들 각각의 위치 정보를 저장하는 메모리를 더 포함하는
    이동 단말기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 복수의 모션 항목들을 포함하는 모션 리스트를 상기 디스플레이를 통해 표시하고,
    상기 복수의 모션 항목들 중 선택된 항목에 대응하는 모션으로 상기 로봇 청소기의 모션을 제어하는 제어 명령을 전송하는 무선 통신부를 더 포함하는
    이동 단말기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는
    상기 획득된 유효 마커에 기초하여, 상기 로봇 청소기의 동작을 제어하는 제어 명령을 전송하는
    이동 단말기.
  8. 이동 단말기의 동작 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서,
    상기 이동 단말기의 동작 방법은
    로봇 청소기 및 상기 로봇 청소기의 주변에 대한 영상을 획득하는 단계;
    획득된 영상을 표시하는 단계;
    상기 표시된 영상으로부터 복수의 후보 마커들을 추출하는 단계;
    추출된 복수의 후보 마커들 각각의 위치 정보를 산출하는 단계;
    산출된 위치 정보 및 상기 로봇 청소기의 기 설정된 모션 정보에 기초하여, 상기 복수의 후보 마커들 중 어느 하나를 상기 로봇 청소기에 부착된 마커에 대응하는 유효 마커로 획득하는 단계를 포함하는
    기록매체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 위치 정보를 산출하는 단계는
    복수의 영상 프레임들 각각에 포함된 상기 복수의 후보 마커들의 위치 값들을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 유효 마커를 획득하는 단계는
    상기 복수의 후보 마커들 각각의 위치 값의 상기 기 설정된 모션 정보에 부합하는 값으로 변경된 경우, 해당 후보 마커를 상기 유효 마커로 획득하는 단계를 포함하는
    기록매체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 후보 마커들 각각의 위치 값의 상기 기 설정된 모션 정보에 부합하는 값으로 변경되지 않은 경우, 해당 후보 마커를 필터링 되어야 하는 노이즈 마커로 판단하는 단계를 더 포함하는
    기록매체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 유효 마커를 획득하는 단계는
    상기 복수의 영상 프레임들의 개수가 N개 인 경우, 상기 복수의 후보 마커들 각각의 위치 값의 상기 기 설정된 모션 정보에 부합하는 값으로 기 설정된 횟수 이상 변경된 경우, 해당 후보 마커를 상기 유효 마커로 획득하는 단계를 포함하는
    기록매체.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 후보 마커들 중 2개 이상의 유효 마커들이 추출된 경우, 추출된 2개 이상의 유효 마커들 각각의 위치 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는
    기록매체.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 모션 항목들을 포함하는 모션 리스트를 상기 디스플레이를 통해 표시하는 단계; 및
    상기 복수의 모션 항목들 중 선택된 항목에 대응하는 모션으로 상기 로봇 청소기의 모션을 제어하는 제어 명령을 전송하는 단계를 더 포함하는
    기록매체.
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