KR20180090893A - 무선 전력 충전 시스템에서 물체 검출 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 개시된 실시예는 물리적인 파형 특성으로 인해 전송 필드의 미리 결정된 위치에서 수렴하여 에너지의 포켓을 발생하는 전력 파를 발생하여 전송하도록 구성된 무선 충전 시스템을 포함한다. 무선 충전 시스템에 의해 전력이 공급되는 전자 디바이스와 연관된 수신기는 이러한 에너지의 포켓으로부터 에너지를 추출한 다음, 그 에너지를 각각의 수신기와 연관된 전자 디바이스에 사용 가능한 전력으로 변환할 수 있다. 에너지의 포켓은 에너지의 포켓 내에 또는 근처에 배치된 수신기에 의해 에너지가 수확될 수 있는 3차원 필드(예를 들어, 전송 필드)로서 나타날 수 있다. 비디오 센서는 전송 필드 내 시야의 실제 비디오 이미지를 캡처하며, 프로세서는 캡처된 비디오 이미지 내의 선택된 물체, 선택된 이벤트 및/또는 선택된 위치를 식별한다.
Description
본 출원은 일반적으로 무선 충전 시스템 및 이러한 시스템에서 사용되는 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소에 관한 것이다.
수신기 디바이스가 전송 신호를 받아 들이고 이를 전기 에너지로 변환할 수 있는 전자 디바이스에 에너지를 무선으로 전송하려는 많은 시도가 있어 왔다. 그러나, 대부분의 종래 기술은 임의의 의미 있는 거리에서 에너지를 전달할 수 없다. 예를 들어, 자기 공명은 전자 디바이스가 전력 공진기에 배선될 필요 없이 디바이스에 전력을 공급한다. 그러나, 전자 디바이스는 전력 공진기의 코일에 근접하여(즉, 자기장 내에) 배치되는 것이 요구된다. 다른 종래의 해결책은 자신의 이동 디바이스를 충전하는 사용자에 대한 사용자 이동성을 고려하지 않을 수 있고, 또는 그러한 해결책은 디바이스가 좁은 운용성의 범위를 벗어날 수 없게 한다.
멀리 있는 전자 디바이스에 무선으로 전력을 공급하는 것은 전력 전송 디바이스의 전송 필드(transmission field) 내에 있는 전자 디바이스의 위치를 식별하기 위한 수단을 필요로 한다. 종래의 시스템은 전형적으로 전자 디바이스를 인접하여 배치하려고 시도하기 때문에, 예를 들어 대형 커피숍, 가정, 사무 빌딩 또는 전기 디바이스가 잠재적으로 이동할 수 있는 다른 3차원 공간에서 충전에 이용 가능한 디바이스의 스펙트럼을 식별하고 매핑하기 위한 역량이 없다. 더욱이, 필요한 것은 방향성 목적 및 전력 출력 변조의 둘 모두를 위한 전력 파 생성을 관리하기 위한 시스템이다. 많은 종래의 시스템은 이들 시스템이 서비스하는 전자 디바이스의 광범위한 움직임을 고려하지 않기 때문에, 또한 필요한 것은 전력 전송 디바이스에 의해 서비스될 수 있는 전자 디바이스를 동적으로 그리고 정확하게 추적하기 위한 수단이다.
무선 전력 전송은 특정 규제 요건을 충족시켜야 할 수 있다. 무선 에너지를 전송하는 이러한 디바이스는 인간 또는 다른 생체에 대한 전자기장(electromagnetic field)(EMF) 노출 보호 표준을 지켜야 하는 것이 필요할 수 있다. 최대 노출 한계는 전력 밀도 한계 및 전기장 한계(뿐만 아니라 자기장 한계)의 측면에서 미국 및 유럽 표준에 의해 정의된다. 이러한 한계 중 일부는 최대 허용 가능한 노출(Maximum Permissible Exposure)(MPE)에 관해 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission)(FCC)에 의해 확립되어 있으며, 일부 한계는 방사선 노출에 관해 유럽 규제 기관에 의해 확립되어 있다. FCC에 의해 MPE에 관해 확립된 한계는 47 CFR §1310에서 성문화되어 있다. 마이크로웨이브 범위의 전자기장(EMF) 주파수의 경우, 전력 밀도는 노출 강도를 표현하는데 사용될 수 있다. 전력 밀도는 단위 면적당 전력으로서 정의된다. 예를 들어, 전력 밀도는 일반적으로 평방 미터당 와트(W/m2), 평방 센티미터당 와트(mW/cm2) 또는 평방 센티미터 당 마이크로와트(μW/cm2)로 표현할 수 있다. 게다가, 민감한 전자 디바이스, 민감한 컴퓨팅 디바이스 또는 민감한 의료 장비와 같은 민감한 물체가 위치될 수 있는 곳에서는 전력 파를 전송하는 것을 피해야 할 수도 있다.
따라서, 무선 전력 전송을 위한 시스템 및 방법을 적절히 관리하여 이러한 규제 요건을 충족시키는 것이 바람직하다. 필요한 것은 전송 필드 내에 있는 인간 또는 다른 생체가 상기 규제 한계 또는 기타 공칭 한계에 가까운 또는 그 이상의 EMF 에너지에 노출되지 않도록 보장하고, 다른 민감한 물체가 공칭 한계를 넘어 EMF 에너지에 노출되지 않도록 보장하는 다양하고 안전한 기술을 통합하는 무선 전력 전송을 위한 수단이다. 필요한 것은 전송 필드 내에 있는 물체를 실시간으로 모니터링하고 추적하기 위한 수단 및 전력 파의 생성을 제어하여 전송 필드 내의 환경에 적응적으로 조정하기 수단을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는 관련 기술분야의 단점을 해결하고자 의도된 시스템 및 방법이 제시되며, 부가적이거나 대안적인 장점이 또한 제공할 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예는 물리적인 파형 특성(예를 들어, 주파수, 진폭, 위상, 이득, 방향)의 결과로서, 전송 필드 내의 미리 결정된 위치에서 수렴하여 에너지의 포켓(pocket of energy)을 생성하는 전력 파를 생성하고 전송할 수 있다. 무선 충전 시스템에 의해 전력을 공급받는 전자 디바이스와 연관된 수신기는 이러한 에너지의 포켓으로부터 에너지를 추출한 다음 그 에너지를 수신기와 연관된 전자 디바이스에 사용 가능한 전력으로 변환할 수 있다. 에너지의 포켓은 에너지가 에너지의 포켓 내에 또는 그 근처에 배치된 수신기에 의해 수확될 수 있는 3차원 필드(예를 들어, 전송 필드)로서 나타날 수 있다. 일부 실시예에서, 전송기는 센서로부터의 입력된 센서 데이터에 기초하여 전력 레벨을 조절하거나 특정 물체를 피하기 위해 전력 파의 전송을 조정함으로써 적응적 포켓 형성을 수행할 수 있다. 전송 필드에 있는 수신기 및 사람을 식별하기 위한 하나 이상의 기술은 에너지의 포켓이 형성되어야 하는 곳 및 전력 파가 전송되어야 하는 곳을 결정하는 데 이용될 수 있다. 전송기의 시야 내에 있는 사람, 물체 또는 다른 아이템을 식별하기 위해, 센서는 센서 데이터를 발생할 수 있고, 카메라는 이미지 데이터를 발생할 수 있으며, 센서 데이터 및 이미지 데이터는 전력 파가 피해야 하는 영역을 식별하도록 처리될 수 있다. 이러한 센서 데이터 및 이미지 데이터는 수신기가 전송기의 시야에 존재하는 곳 및 전력 전송이 회피될 수 있는 곳을 나타내는, 전송기에 의해 생성된 디바이스-매핑 데이터의 부가적인 또는 대안적인 형태일 수 있다.
실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 방법은 전송기에 의해, 수신기와 연관된 위치에서 보강 간섭을 형성하도록 수렴하는 전력 파를 전송하는 단계를 포함한다. 방법은 전송기와 통신하는 적어도 하나의 열 이미징 카메라에 의해, 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분의 열 이미지를 생성하는 단계를 더 포함한다. 방법은 전송기에 의해, 열 이미지의 온도 데이터에 기초하여 전송기의 전송 필드 내의 생체를 식별하는 단계를 더 포함한다. 방법은 전송기에 의해, 전력 파에 대한 식별된 생체의 근접 정도를 결정하는 단계를 더 포함한다. 방법은 전송기에 의해, 생체의 근접 정도가 전력 파로부터 미리 정의된 거리 내에 있다고 결정하면 전력 파의 전력 레벨을 조정하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 전송기는 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분의 열 이미지를 생성하도록 구성된 열 이미징 카메라를 포함한다. 전송기는 열 이미징 카메라로부터 열 이미지를 수신하고, 열 이미지의 온도 데이터에 기초하여 전송기의 전송 필드 내의 생체를 식별하고, 전송기에 의해 발생된 전력 파에 대한 식별된 생체의 근접 정도를 결정하며, 생체의 근접 정도가 전력 파로부터 미리 정의된 거리 내에 있다고 결정하면 전력 파의 전력 레벨을 조정하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 방법은 전송기와 통신하는 이미징 센서에 의해, 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분 내에 있는 생체 또는 민감한 물체에 대한 시각 이미징 데이터를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 전송기와 통신하는 적어도 두 개의 초음파 변환기에 의해, 하나 이상의 물체를 식별하는 초음파 검출 데이터를 발생하는 단계를 더 포함한다. 방법은 전송기에 의해, 시각 이미징 데이터 및 초음파 검출 데이터에 기초하여 전송 필드에서 생체 또는 민감한 물체의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다. 방법은 전송기에 의해, 생체 또는 민감한 물체의 위치에 기초하여 수신기의 위치에서 수렴하는 전력 파를 전송하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 전송기는 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분 내에 있는 생체 또는 민감한 물체에 대한 시각 이미징 데이터를 발생하도록 구성된 이미징 센서를 포함한다. 전송기는 하나 이상의 물체를 식별하는 초음파 검출 데이터를 발생하도록 구성된 적어도 두 개의 초음파 변환기를 더 포함한다. 전송기는 시각 이미징 데이터 및 초음파 검출 데이터에 기초하여 전송 필드 내의 생체 또는 민감한 물체의 위치를 결정하고, 생체 또는 민감한 물건의 위치에 기초하여 수신기의 위치에서 수렴하는 전력 파의 전송을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 전송기는 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분 내에 있는 생체 또는 민감한 물체에 대한 2차원 평면의 시각 이미징 데이터를 발생하도록 구성된 이미징 센서를 포함한다. 전송기는 하나 이상의 물체를 식별하는 2차원 평면의 초음파 검출 데이터를 발생하도록 구성된 적어도 두 개의 초음파 변환기를 더 포함한다. 전송기는 시각 이미징 데이터의 2차원 평면에서 생체 또는 민감한 물체의 위치가 초음파 검출 데이터의 2차원 평면에서 물체의 위치에 대응할 때, 전송 필드 내의 생체 또는 민감한 물체의 위치를 결정하고, 생체 또는 민감한 물체의 결정된 위치에 기초하여 수신기의 위치에서 수렴하는 전력 파의 전송을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 시스템은 무선 전력을 전송하도록 구성된 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 물체의 이미지 데이터를 캡처하기 위한 비디오 카메라를 포함한다. 시스템은 비디오 카메라로부터 이미지 데이터를 수신하고; 이미지 데이터를 처리함으로써 기호 데이터를 발생하도록 구성된 전송기의 프로세서를 더 포함하고, 기호 데이터는 이미지 데이터 내의 하나 이상의 물체 각각에 대한 수치 값으로 표현된 데이터에 대응한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 방법은, 비디오 카메라에 의해, 무선 전력을 전송하도록 구성된 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 물체의 이미지 데이터를 비디오 카메라에 의해 캡처하는 단계를 포함한다. 컴퓨터에 의해 구현되는 방법은 전송기의 프로세서에 의해, 비디오 카메라로부터 하나 이상의 물체를 캡처하는 이미지 데이터를 수신하는 단계를 더 포함한다. 컴퓨터에 의해 구현되는 방법은 프로세서에 의해, 이미지 데이터를 처리함으로써 기호 데이터를 발생하는 단계를 더 포함하고, 기호 데이터는 이미지 데이터 내의 하나 이상의 물체 각각에 대한 수치 값에 의해 표현된 데이터에 대응한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 시스템은 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 캡처하기 위한 비디오 카메라를 포함하고, 이미지 데이터는 시각 패턴을 포함한다. 시스템은 시각 패턴이 물체를 나타내는 미리 저장된 시각 패턴과 매칭할 때 물체를 식별하고; 식별된 물체의 위치에 기초하여 하나 이상의 전력 전송 파의 전송을 제어하도록 구성된 전송기의 프로세서를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 컴퓨터에 의해 구현되는 방법은 전송기의 비디오 카메라에 의해, 전송 필드의 적어도 일부분의 이미지 데이터를 발생하는 단계를 포함하고, 이미지 데이터는 시각 패턴을 포함한다. 방법은 전송기의 프로세서에 의해, 시각 패턴이 물체를 나타내는 미리 저장된 시각 패턴과 매칭할 때, 물체를 식별하는 단계를 더 포함한다. 방법은 프로세서에 의해, 식별된 물체의 위치에 기초하여 하나 이상의 전력 전송 파의 전송을 제어하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 전송기는 카메라로부터 이미지 데이터를 수신하고 카메라의 위치에 관련하여 이미지 데이터 내의 물체의 제 1 세트의 좌표를 식별하도록 구성된 이미지 프로세서를 포함한다. 전송기는 적어도 두 개의 초음파 변환기로부터 초음파 데이터를 수신하고 카메라의 위치에 관련하여 초음파 데이터 내의 물체의 제 2 세트의 좌표를 식별하도록 구성된 초음파 프로세서를 더 포함한다. 전송기는 제 1 좌표 세트에 기초한 전송기의 위치로부터 제 2 좌표 세트까지 제 1 이미지 데이터 내의 물체의 거리를 결정하도록 구성된 결정 관리자 프로세서를 더 포함한다. 전송기는 제 1 이미지 데이터 내의 물체의 거리에 기초하여 전력 전송 신호를 전송하도록 구성된 한 세트의 안테나를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 무선 전력 전송을 위한 전송기는 제 1 센서로부터 제 1 유형의 제 1 이미지 데이터를 수신하고 제 1 센서의 위치에 관련하여 제 1 이미지 데이터 내의 물체의 제 1 세트의 좌표를 식별하도록 구성된 제 1 프로세서를 포함한다. 전송기는 한 세트의 제 2 센서로부터 제 2 유형의 제 2 데이터를 수신하고 제 1 센서의 위치에 관련하여 제 2 데이터 내의 물체의 제 2 세트의 좌표를 식별하도록 구성된 제 2 프로세서를 더 포함한다. 전송기는 제 1 좌표 세트에 기초하여 전송기의 위치로부터 제 2 좌표 세트까지의 제 1 이미지 데이터 내의 물체의 거리를 결정하도록 구성된 제 3 프로세서를 더 포함한다. 전송기는 제 1 이미지 데이터 내의 물체의 거리에 기초하여 전력 전송 신호를 전송하도록 구성된 한 세트의 안테나를 더 포함한다. 제 1, 제 2 및 제 3 프로세서 중 둘 이상의 기능성은 단일 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명적이며 본 명세서에서 설명된 실시예의 추가 설명을 제공하려고 의도된 것임을 이해하여야 한다.
첨부 도면은 본 명세서의 일부를 구성하고 본 발명의 실시예를 도시한다. 본 개시 내용은 다음의 도면을 참조함으로써 보다 잘 이해될 수 있다. 도면의 구성요소는 반드시 축척된 것은 아니고, 그 대신 본 개시 내용의 원리를 도시할 때 강조된다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 예시적인 무선 충전 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 전력 전송 시스템의 예시적인 전송기를 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라를 사용하여 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 예시적인 무선 전력 전송 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라를 사용하여 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 구비한 열 이미징 카메라를 사용하여 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 예시적인 무선 충전 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 사용하여 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 무선 전력 전송 시스템을 위한 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라 및 초음파 변환기를 구비한 무선 전력 전송 시스템의 개략도이다.
도 8은 몇 개의 시각적으로 인접한 인간 온도 픽셀 패턴을 디스플레이하는 열 이미징 카메라의 시야의 2차원 X-Y 그리드이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 구성요소의 아키텍처를 도시한다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 구비한 열 이미징 카메라를 사용하여 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력 전송의 선택된 특징의 식별 및 선택된 비디오 세그먼트의 추출의 간략화된 예이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력 전송 동안 캡처된 비디오 이미징 데이터의 컴퓨터 비디오 분석의 단계를 도시하는 흐름도이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 14는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 수신기를 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 복수의 전송기 중 하나 이상의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 예시적인 무선 충전 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 전력 전송 시스템의 예시적인 전송기를 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라를 사용하여 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 예시적인 무선 전력 전송 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라를 사용하여 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 구비한 열 이미징 카메라를 사용하여 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 예시적인 무선 충전 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 사용하여 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 무선 전력 전송 시스템을 위한 시스템의 구성요소를 도시한다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라 및 초음파 변환기를 구비한 무선 전력 전송 시스템의 개략도이다.
도 8은 몇 개의 시각적으로 인접한 인간 온도 픽셀 패턴을 디스플레이하는 열 이미징 카메라의 시야의 2차원 X-Y 그리드이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 구성요소의 아키텍처를 도시한다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 구비한 열 이미징 카메라를 사용하여 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력 전송의 선택된 특징의 식별 및 선택된 비디오 세그먼트의 추출의 간략화된 예이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력 전송 동안 캡처된 비디오 이미징 데이터의 컴퓨터 비디오 분석의 단계를 도시하는 흐름도이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 14는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 수신기를 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 복수의 전송기 중 하나 이상의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
본 개시 내용은 본 명세서에서 일부를 형성하는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 명세서에서 상세히 설명된다. 본 개시 내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예가 사용될 수 있고 그리고/또는 다른 변경이 이루어질 수 있다. 상세한 설명에서 설명된 예시적인 실시예는 본 명세서에 제시된 주제를 제한하려는 것으로 의미하지 않는다.
무선 전력 전송 시스템에서, 전송기는, 예를 들어, 전력 파를 발생하여 전송하고, 전송 필드 내의 위치에서 에너지의 포켓을 형성하고, 전력 필드의 조건을 모니터링하며, 필요한 곳에 널 공간(null space)을 발생하는 것을 담당하는 다양한 구성요소 및 회로를 포함하는 디바이스이거나, 그와 달리 다양한 구성요소 및 회로와 연관된 디바이스이다. 전송기는 하나 이상의 수신기의 위치에 기초하여 포켓 형성을 위한 전력 파를 발생하여 전송할 수 있고, 그리고/또는 전송기의 전송 필드 내에 있는 인간, 동물 및 다른 민감한 물체와 같은 하나 이상의 물체의 위치에 기초하여 널 조정(null steering)을 실행할 수 있다. 수신기 및 물체의 위치를 인식하는 하나 이상의 파라미터는 하나 이상의 수신기, 전송기 내부의 하나 이상의 비디오 카메라, 전송기 외부의 하나 이상의 비디오 카메라, 전송기 내부의 하나 이상의 센서 및/또는 전송기 외부의 하나 이상의 센서로부터 수신된 데이터에 기초하여, 전송기 프로세서에 의해 결정될 수 있다. 무선 전력 전송 시스템의 비디오 카메라에 관련하여, 내부 비디오 카메라는 전송기의 필수 구성요소일 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 또한, 외부 비디오 카메라는 전송기의 전송 필드 내에 배치되는 카메라일 수 있고 무선 전력 전송 시스템의 하나 이상의 다른 전송기와 유선 또는 무선 통신할 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 무선 전력 전송 시스템의 센서에 관련하여, 내부 센서는 전송기의 필수 구성요소일 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 또한, 외부 센서는 전송기의 전송 필드 내에 배치되는 센서 디바이스일 수 있고 무선 전력 전송 시스템의 하나 이상의 다른 전송기와 유선 또는 무선 통신할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.
전송기는 구현된 특정 파형 기술에 특정한 특정 물리적 파형 특성을 갖는 전력 파를 무선으로 전송할 수 있다. 전력 파는 공간을 통해 전파할 수 있고 하나 이상의 전자 디바이스를 충전하는데 사용 가능한 전기 에너지로 변환될 수 있는 임의의 물리적 매체 형태의 전송기의 전송 필드 내에 있는 수신기에 전송될 수 있다. 물리적 매체의 예는 무선 주파수(radio frequency)(RF) 파, 적외선, 음향, 전자기장 및 초음파를 포함할 수 있다. 전력 전송 신호는 임의의 주파수 또는 파장을 갖는 임의의 무선 신호를 포함할 수 있다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 무선 충전 기술은 RF 파 전송 기술에 제한되지 않고, 하나 이상의 수신기에 에너지를 전송하기 위한 대안적인 또는 부가적인 기술을 포함할 수 있음을 인식하여야 한다.
이제 도면에 도시된 예시적인 실시예가 참조될 것이며, 이를 설명하기 위해 본 명세서에서 특정 표현이 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 없다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에 도시된 본 발명의 특징의 변형 및 추가의 수정, 그리고 관련 기술분야의 통상의 기술자 및 본 개시 내용을 소지한 자에게 명백한 본 명세서에 도시된 바와 같은 본 발명의 원리의 부가적인 적용은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.
무선 충전 시스템의 예시적인 구성요소
도 1은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템(100)을 도시한다. 예시적인 시스템(100)은 전력 파(104)를 전송하여 전송기(102)의 전송 필드에서 에너지의 포켓(112)을 발생하는 안테나 어레이(106)를 포함하는 전송기(102) 및 전자 디바이스(108, 110)에 연결되고 에너지의 포켓(112)으로부터 캡처된 에너지를 전자 디바이스(108, 110)에 필요한 전력으로 변환하도록 구성된 수신기를 포함할 수 있다. 전자 디바이스(108, 110)의 비 제한적인 예는: 다른 유형의 전기 디바이스들 중에서도, 랩톱, 이동 전화, 스마트폰, 태블릿, 뮤직 플레이어, 장난감, 배터리, 손전등, 램프, 전자 시계, 카메라, 게임 콘솔, 가전 기기 및 GPS 디바이스를 포함할 수 있다.
전송기(102)는 적어도 하나의 RF 파가 적어도 하나의 다른 RF 파에 대해 위상 시프트되고 이득 조정되는, 무선 주파수(RF) 파와 같은 전력 파(104)를 발생할 수 있는 칩 또는 다른 형태의 집적 회로를 포함하는 전자 디바이스일 수 있다. 전송기(102)는 전력 파(104)를 안테나 어레이(106)로부터 도 1의 예시적인 시스템(100)에서는 이동 전화(108) 및 랩톱(110)을 포함하는 하나 이상의 전자 디바이스(108, 110)에 연결되거나 그 내부에 통합된 수신기로 전송한다.
수신기는 적어도 하나의 안테나, 적어도 하나의 정류 회로 및 적어도 하나의 전력 변환기를 포함하는 전자 디바이스일 수 있고, 이들 구성요소는 에너지의 포켓(112)으로부터 에너지를 캡처하고 변환하여, 수신기에 연결된 또는 수신기를 포함하는 전자 디바이스(108, 110)에 전력을 공급하거나 전자 디바이스를 충전할 수 있다. 더욱이, 수신기는 전자 디바이스(108, 110)의 통합된 구성요소 또는 외부 구성요소일 수 있거나, 그렇지 않으면 전자 디바이스(108, 110)에 연결될 수 있다는 것을 인식하여야 한다.
전송기(102)의 마이크로프로세서는 전력 파(104)가 수렴하여 수신기에 에너지를 제공하기 위한 효과적인 위치일 것으로 마이크로프로세서에 의해 결정된 위치에서 에너지의 포켓(112)을 형성하도록, 전력 파(104)의 형성 및 전송을 제어할 수 있고, 또한 장애물이나 사람을 피할 수 있다. 에너지의 포켓(112)(또는 에너지 포켓)은 에너지 또는 전력이 전력 파(104)의 수렴으로 인해 누적될 수 있는 영역 또는 공간의 지역일 수 있고, 전력 파는 영역 또는 지역에서 보강 간섭(constructive interference)을 일으킬 수 있다. 에너지의 포켓(112)은 전송기(102)에 의해 전송된 전력 파(104)가 수렴함으로써 초래되는 보강 간섭 패턴의 위치에서 형성될 수 있다. 에너지의 포켓(112)은 에너지의 포켓(112) 내부 또는 그에 근접하여 위치된 수신기에 의해 캡처될 수 있는 3차원 필드로서 나타낼 수 있다. 포켓 형성 프로세스 동안 전송기(102)에 의해 생성된 에너지의 포켓(112)은 수신기에 의해 수확되고, 전하로 변환된 다음, 수신기와 연관된 전자 디바이스(108, 110) (예를 들어, 랩톱 컴퓨터(110), 스마트폰(108), 재충전 가능 배터리)에 전력 또는 전압으로서 제공될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 에너지의 포켓(112)은 이동 전화(108) 및 랩톱(110)과 같은 전자 디바이스의 위치에 있는 것으로 의도된다. 전송기(102)는 3차원 공간에서 파괴적으로 수렴하여 전력 파들(104)이 실질적으로 서로 상쇄되는 하나 이상의 위치에서 하나 이상의 널(도시되지 않음)을 생성할 수 있는 전력 파(104)를 전송하도록 추가로 구성된다. 전송기(102)의 마이크로프로세서는 파괴적으로 수렴하여 하나 이상의 널을 형성하는 전력 파(104)의 형성 및 전송을 유사하게 제어할 수 있다.
목표로 하는 위치에서 에너지의 포켓(112)을 형성하고 하나 이상의 전자 디바이스(예를 들어, 이동 전화(108), 랩톱(110))에 연결된 또는 하나 이상의 전자 디바이스에 통합된 수신기에 에너지를 제공하기 위하여, 전송기(102)의 마이크로프로세서는 센서 동작을 갖춘 예시적인 시스템 구성요소를 사용하여 전자 디바이스(예를 들어, 이동 전화(108), 랩톱(110))의 위치를 나타내는 하나 이상의 파라미터를 수신하도록 추가로 구성될 수 있고, 이러한 하나 이상의 파라미터에 기초하여, 전송기(102)의 마이크로프로세서는 전력 파(104)의 출력 주파수, 위상 또는 진폭을 선택하고, 안테나 어레이(106)의 어느 안테나가 전송해야 하는지를 결정하며(이에 따라 활성적으로 전송하는 안테나의 형상을 정의함), 안테나 어레이(106) 중 적어도 하나의 안테나 어레이의 활성적으로 전송하는 안테나들 사이의 간격을 결정할 수 있다. 전송기(102)의 마이크로프로세서는 인간 및 동물과 같은 하나 이상의 물체의 위치를 인식하는 센서 동작을 갖춘 예시적인 시스템 구성요소를 사용하여 획득된 하나 이상의 파라미터에 기초하여, 안테나 어레이(106)의 안테나가 전송해야 하는 전력 파(104)의 출력 주파수, 위상 또는 진폭, 및 안테나 어레이(106) 중 적어도 하나의 안테나 어레이의 안테나들 사이의 간격을 선택하여, 전송기(102)의 전송 필드 내에 있는 하나 이상의 물체의 하나 이상의 위치에서 하나 이상의 널 공간을 형성하도록 추가로 구성된다. 에너지의 포켓(112)은 전력 파(104)가 누적되어 3차원 에너지 필드를 형성할 곳에서 형성되며, 그 주위에서는 전송기(102)에 의해 특정 물리적 위치에서 하나 이상의 대응하는 전송 널이 발생될 수 있다.
수신기는 전송기(102)에 대해 수신기의 위치 또는 장소를 나타내는 데이터와 같은, 다양한 유형의 데이터를 전송기(102)와 통신할 수 있는 통신 구성요소를 포함할 수 있다. 통신 구성요소는 무선 프로토콜을 통해 통신 신호를 전송함으로써 수신기가 전송기(102)와 통신할 수 있게 해주는 회로를 포함할 수 있다. 통신 구성요소에 의해 사용되는 이러한 무선 프로토콜의 비 제한적인 예는 블루투스®, BLE, Wi-Fi, NFC 등을 포함할 수 있다. 통신 구성요소가 전송할 수 있는 데이터의 다른 예는 전자 디바이스(108, 110)의 식별자(디바이스 ID), 전자 디바이스(108, 110)의 배터리 레벨 정보, 전자 디바이스(108, 110)의 지리적 위치 데이터, 또는 에너지의 포켓(112)을 생성하기 위한 전력 파(104)를 언제 그리고 어디로 보낼지를 결정할 때 전송기(102)에게 유용할 수 있는 다른 정보를 포함한다.
그런 다음 수신기는 전송기(102)에 의해 방출된 전력 파(104)를 이용하여 전자 디바이스(108, 110)를 충전 또는 전력 공급하기 위한 에너지의 포켓(112)을 설정할 수 있다. 수신기는 전력 파(104)를 전자 디바이스(108, 110)에 제공될 수 있는 전기 에너지로 변환하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 본 개시 내용의 다른 실시예에서, 예를 들어, 배터리, 스마트폰, 태블릿, 뮤직 플레이어, 장난감 및 기타 아이템을 비롯하여 이들을 포함할 수 있는 다양한 전자 장비에 전력을 공급하기 위한 다수의 전송기 및/또는 다수의 안테나 어레이가 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 전자 디바이스(108, 110)는 전자 디바이스(108, 110)와 연관된 수신기와 별개일 수 있다. 이러한 실시예에서, 전자 디바이스(108, 110)는 변환된 전기 에너지를 수신기로부터 전자 디바이스들(108, 110)에 전달하는 와이어를 통해 수신기에 연결될 수 있다.
전송기(102)가 수신기로부터의 통신 신호를 수신한 이후, 전송기(102)는 수신기를 식별하고 찾는다. 경로가 설정되고, 이 경로를 통해 전송기(102)는 수신기로부터 오는 통신 신호의 이득 및 위상을 알 수 있다. 수신기로부터의 통신 신호 이외에, 전송기(102)는 전송기(102)의 필수 구성요소이거나, 전송기(102)의 전송 필드 내에 존재할 수도 있는 하나 이상의 카메라로부터, 수신기의 존재 및 인간과 동물과 같은 하나 이상의 물체의 존재에 관한 정지 이미지 데이터 및/또는 비디오 이미지 데이터를 수신한다. 카메라는 장면에서 기간을 나타내는 이미지 데이터를 캡처하는 임의의 비디오 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 일련의 프레임 및 연관된 타이밍 정보를 지칭할 수 있다. 비디오는 비디오 디스플레이, 즉 스트리밍된 프레임의 디스플레이를 지칭하기도 하고 또한 비디오 데이터, 즉 비디오 디스플레이를 생성하기 위해 저장되거나 사용될 수 있는 디지털 정보를 지칭하는데 사용된다. 이미지 데이터는 연속하여(스트리밍으로) 디스플레이될 때 장면 내에서 움직임의 환상을 만들어 내는 이미지 시퀀스에서의 단일의 완전한 정지 이미지를 지칭할 수 있다. 이미지 데이터는 또한 단일의 정지 이미지를 나타내는 디지털 정보를 지칭하는데도 사용된다. 비디오 내의 이미지 데이터는 종종 초당 다수의 프레임을 생성하는 짧은 기간과 연관될 수 있다. 그런 다음 이미지 데이터는 전송기(102)에 의해 전송기(102)의 전송 필드 내에 있는 수신기 및/또는 하나 이상의 물체의 위치를 정확하게 식별하기 위해 적절한 포맷으로 변환된다. 일부 실시예에서, 전송기(102)는 또한 전송기(102)의 하나 이상의 내부 센서 또는 외부에 연결된 센서로부터의 데이터, 수신기의 위치 및/또는 인간, 테이블 및 동물과 같은 하나 이상의 물체 또는 장애물의 위치에 관한 데이터를 수신한다. 카메라는 초음파, 적외선, 열, 자기 공명(magnetic resonance)(MRI), 가시 광 등을 사용하여 정지 이미지 또는 비디오 이미지를 비롯한 이미지 데이터를 캡처할 수 있다.
하나 이상의 카메라, 내부 센서, 외부 센서로부터 수신될 수 있는 다양한 유형의 데이터, 열 매핑 데이터 및 수신기로부터의 통신 신호의 임의의 조합에 기초하여, 전송기(102)의 마이크로프로세서는 전력 파(104)를 발생하기 위한 하나 이상의 파라미터를 결정할 수 있고, 이들 파라미터는 마이크로프로세서가 목표 위치에서 에너지의 포켓(112)을 어떻게 효과적으로 생성할지를 계속하여 결정하여 나갈 때 데이터 입력으로서 사용될 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 파라미터의 결정 이후, 전송기(102)는 전송될 전력 파(104)(예를 들어, 처프 파(chirp wave))에 대한 파형의 유형을 선택할 수 있고, 그런 다음 전송기(102)가 전송기(102)의 전송 필드 내의 목표 위치에 에너지의 포켓(112)을 생성하도록 전송하는 전력 파(104)의 출력 주파수를 선택할 수 있다.
일부 실시예에서, 전력 파(104)의 유형을 선택하고, 전력 파(104)의 출력 주파수를 결정하는 것 이외에, 전송기(102)는 또한 전송기(102)의 전송 필드 내의 목표 위치에서 에너지의 포켓(112)을 발생하는데 사용될 안테나의 원하는 간격에 대응하는 고정된 물리적 형상의 안테나 어레이(106)으로부터 서브세트의 안테나를 선택할 수 있다. 안테나 어레이(106)의 안테나들이 전송하고 있는 전력 파(104)의 출력 주파수, 위상 또는 진폭 및 하나 이상의 안테나 어레이(106) 각각의 안테나들 사이의 간격을 선택한 후, 전송기(102)의 안테나는 3차원 공간에서 수렴할 수 있는 전력 파(104)를 전송하기 시작할 수 있다. 이러한 전력 파(104)는 또한 압전 재료를 사용하는 외부 전력원 및 국부 발진기 칩을 사용하여 제조될 수도 있다. 전력 파(104)는 전력 파(104)의 위상 및/또는 상대 크기를 조정하기 위한 전용 칩을 포함할 수도 있는 전송기(102)의 마이크로프로세서에 의해 일정하게 제어된다. 전력 파(104)의 위상, 이득, 진폭, 주파수 및 다른 파형 특징은 하나 이상의 파라미터에 기초하여 결정되며, 안테나에 대한 입력 중 하나로서 기능하여 에너지의 포켓(112)을 형성할 수 있다.
예시적인 전송기 디바이스
도 2는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기(200)를 도시한다. 무선 전력 전송 시스템은 전송기(200) 및 관리 컴퓨터(214)(관리자 컴퓨터라고도 지칭함)를 포함한다. 전송기(200)는 안테나(202), 통신 구성요소(204), 프로세서(206), 카메라(208), 센서(210) 및 메모리(212)를 포함한다. 전송기(200)는 전력 파와 같은 다양한 유형의 파를 전송기(200)의 전송 필드 내로 보낼 수 있다. 전송기(200)의 전송 필드는 전송기(200)가 전력 파를 전송할 수 있는 2차원 또는 3차원 공간일 수 있다.
전송기(200)는 단일의 전송기로서 기능하도록 설계될 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 전송기 각각이 독립적으로 작동하도록 설계된 복수의 전송기가 있을 수 있다. 전송기(200)는 프로세서(206)(또는 마이크로프로세서)를 포함하거나 그 프로세서와 연관될 수 있다. 프로세서는 전송기(200)의 다양한 프로세스, 기능 및 구성요소를 제어, 관리 및 다른 방식으로 관리할 수 있다. 프로세서(206)는 전송기(200)의 동작을 제어하는 시스템을 구현한다. 프로세서는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 전송기(200)의 거동을 제어하기 위한 다양한 프로세스 및 작업을 실행하도록 동작 가능한 로직 게이트, 회로 및 인터페이스를 포함하는 집적 회로일 수 있다. 프로세서는 관련 기술분야에서 공지된 다수의 프로세서 기술을 포함하거나 그 기술을 구현될 수 있으며; 프로세서의 비 제한적인 예는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 다른 것들 중에서도 x86 프로세서, ARM 프로세서, 축소 명령어 집합 컴퓨팅(Reduced Instruction Set Computing)(RISC) 프로세서, 주문형 집적 회로(Application-Specific Integrated Circuit)(ASIC) 프로세서 또는 복합 명령어 집합 컴퓨팅(Complex Instruction Set Computing)(CISC) 프로세서 등을 포함한다. 프로세서는 또한 시각 또는 열 카메라로부터 수신된 데이터와 같은 다양한 형태의 그래픽 데이터를 처리하는 것과 연관된 하나 이상의 프로세싱 동작을 수행하거나, 사용자로 하여금 전송기의 동작을 구성하고 관리할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface)(GUI)를 생성하는 명령어 세트를 실행하는 그래픽 프로세서(Graphics Processor)(GPU)를 포함할 수 있다.
프로세서(206)는 다양한 유형의 데이터(예를 들면, 카메라들(208) 중의 비디오 카메라로부터 획득된 이미지 데이터 및/또는 비디오 데이터, 및/또는 센서(210)로부터 획득된 센서 데이터)를 처리하고 통신하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 프로세서(206)는 전송기(200)의 다양한 프로세스 및 기능의 실행을 관리할 수 있고, 전송기(200)의 구성요소를 관리할 수 있다. 일 예에서, 프로세서(208)는 카메라(208)에 의해 캡처된 하나 이상의 물체의 이미지 데이터 및/또는 비디오 데이터를 처리하여, 전송기(200)의 전송 필드에 존재할 수 있는 인간 물체 및/또는 수신기를 식별할 수 있다. 다른 예에서, 프로세서(208)는 센서(210)에 의해 캡처된 하나 이상의 물체의 센서 데이터를 처리하여, 전송기(200)의 전송 필드에 존재할 수 있는 인간 물체 및/또는 수신기를 식별할 수 있다. 또 다른 예에서, 프로세서(208)는 통신 구성요소(204)에 의해 수신된 통신 신호로부터 열-매핑 데이터(heat-mapping data)를 발생할 수 있고, 그런 다음에 센서(210)로부터 수신된 센서 데이터에 기초하여, 프로세서(208)는 전력 파에 대해 가장 안전하고 가장 효과적인 특성을 결정할 수 있다.
실시예에서, 전송기(200)는 단일의 전송기 프로세서를 포함할 수 있는 단일의 전송기에 대응한다. 그러나, 경우에 따라, 단일의 전송기 프로세서가 다수의 전송기를 제어하고 관리할 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 예를 들어, 전송기는 관리 컴퓨터(214)의 프로세서가 다양한 전송기의 거동을 제어할 수 있는 전송기 프로세서로서 기능하도록 명령을 내리는 소프트웨어 모듈을 실행하는 프로세서를 포함하는 관리 컴퓨터(214)에 연결될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 단일의 전송기(200)는 전송기의 거동 및 구성요소의 명시된 양상을 실행 또는 제어하도록 구성된 다수의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전송기(200)는 이미지 처리 프로세서 및 센서 프로세서를 포함할 수 있고, 센서 프로세서는 센서(210)를 관리하고 센서 데이터를 처리하도록 구성되며, 이미지 처리 프로세서는 카메라에 의해 생성된 이미지 데이터를 처리할 뿐만 아니라 전송기(200)의 나머지 기능들을 관리하도록 구성된다.
무선 전력 전송 시스템은 전력 파를 전송기의 하나 이상의 전송 필드 내로 전송할 수 있는 제 1 전송기 및 제 2 전송기와 같은 임의의 수의 전송기를 포함할 수 있음을 인식하여야 한다. 이와 같이, 무선 전력 전송 시스템은 전송기와 연관된 다수의 별개의 전송 필드를 포함할 수 있는데, 전송 필드는 중첩될 수도 있고 중첩되지 않을 수도 있지만, 전송기의 프로세서에 의해 별개로 관리될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 무선 전력 전송 시스템은 중첩될 수도 있고 중첩되지 않을 수도 있는 전송 필드를 포함할 수 있지만, 전송기의 프로세서에 의해 일원화된 전송 필드로서 관리될 수 있다.
안테나(202)는 안테나 어레이에 소속될 수 있다. 실시예에서, 각각의 안테나 어레이는 하나 이상의 유형의 전력 파를 전송하도록 구성된 하나 이상의 안테나들의 세트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나 어레이는 안테나(202)(안테나 요소) 및 미리 결정된 특성(예를 들어, 진폭, 주파수, 궤도, 위상)을 갖는 전력 파를 발생하는 것과 같은 안테나의 거동을 제어하는 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 안테나 어레이의 안테나는 미리 결정된 특성을 갖는 전력 파를 전송하여, 전력 파가 전송 필드 내의 특정 위치에 도달하여 그러한 특성을 나타내도록 할 수 있다. 안테나 어레이의 안테나는 특정 위치 (일반적으로, 카메라(208)로부터 획득된 이미지 데이터 및/또는 센서(210)로부터 획득된 센서 데이터에 기초하여 수신기가 인식되는 곳)에서 교차하고, 그리고 안테나의 각각의 특성으로 인해, 에너지의 포켓을 형성하는 전력 파를 전송할 수 있으며, 이 에너지 포켓으로부터 수신기는 에너지를 수집하고 전기를 발생할 수 있다. 예시적인 무선 전력 전송 시스템이 무선 주파수에 기반한 전력 파를 설명하고 있지만, 부가적인 또는 대안적인 전송기 안테나, 안테나 어레이 및/또는 파에 기반한 기술(예를 들어, 초음파, 적외선, 자기 공명)이 사용되어 전력 파를 전송기(200)로부터 수신기로 무선으로 전송할 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 전력 파를 전송하기 위해 초음파를 사용하는 대안적인 실시예에서, 안테나(202)는 변환기로서 구성되고, 다른 구성요소가 RF및 초음파의 전송과 수신 사이의 차이를 수용하도록 수정될 수 있다.
전송기(200)는 이미지 데이터 및/또는 비디오 데이터를 사용하여 안테나(202)가 전력 파를 어디에 어떻게 전송해야 하는지를 결정할 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기(200)는 센서 데이터를 사용하여 안테나(202)가 전력 파를 어디에 어떻게 전송해야 하는지를 결정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전송기(200)는 이미지 데이터, 비디오 데이터 및 센서 데이터를 사용하여 안테나(202)가 전력 파를 어디에 어떻게 전송해야 하는지를 결정할 수 있다. 이미지 데이터, 비디오 데이터 및/또는 센서 데이터는 전력 파가 전송되어야 하는 곳 및 에너지의 포켓이 형성되어야 하는 곳, 그리고 경우에 따라서는 전력 파가 전송되지 않아야 하는 곳을 전송기(200)에게 나타낼 수 있다. 실시예에서, 이미지 데이터 및/또는 비디오 데이터는 카메라(208)에 의해 캡처될 수 있고, 전송기(200)와 연관된 프로세서(206)에 의해 해석되어, 안테나(202)가 전력 파를 어떻게 형성하고 전송해야 하는지를 전송기(200)가 결정할 수 있게 한다. 센서 데이터는 센서(210)에 의해 캡처되며, 전송기(200)와 연관된 프로세서(206)에 의해 해석되어, 안테나(202)가 전력 파를 어떻게 형성하고 전송해야 하는지를 전송기(200)가 결정할 수 있게 한다. 전력 파가 어떻게 형성되어야 하는지를 결정할 때, 전송기(200)는 안테나(202)의 각각의 안테나로부터 전송될 각각의 전력 파의 특성을 결정한다. 전력 파에 대한 특성의 비 제한적인 예는: 다른 것들 중에서도, 진폭, 위상, 이득, 주파수 및 방향을 포함할 수 있다. 예로서, 특정 위치에서 에너지의 포켓을 발생하기 위해, 전송기(200)는 안테나(202)로부터 서브세트의 안테나를 식별하고, 그런 다음 전송기(200)는 미리 결정된 위치로 전송하기 위한 전력 파를 발생한다. 서브세트의 각 안테나로부터 전송된 전력 파는 비교적 상이한 특성, 예를 들어 위상 및 진폭을 가질 수 있다.
안테나(202)는 전력 파를 발생하기 위해 안테나(202)와 연관된 하나 이상의 집적 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 집적 회로는 집적 회로를 수용하는 안테나(202) 및 집적 회로와 연관된 안테나(202) 상에서 찾아볼 수 있다. 집적 회로는 적절한 회로 및 명령어를 연관된 안테나에 제공하여 안테나가 이미지 데이터 또는 일부 다른 데이터에 기초하여 전력 파에 대해 식별된 미리 결정된 특성에 따라 전력 파를 공식화하고 전송할 수 있도록 하는, 집적 회로와 연관된 안테나용 파형 발생기로서 기능할 수 있다. 집적 회로는 전력 파가 전송기의 전송 필드 내로 어떻게 방출되어야 하는지를 결정하는 프로세서(206)(예를 들어, 전송기 프로세서)로부터 명령어를 수신할 수 있다. 프로세서(206)는 예를 들면, 이미지 데이터에 기초하여 에너지의 포켓을 형성할 곳을 결정할 수 있고, 그런 다음 안테나(202)의 집적 회로에 전력 파를 발생하도록 명령을 내릴 수 있다. 그러면, 집적 회로는 전력 파를 공식화하고, 이에 따라 각각의 연관된 안테나에게 전력 파를 전송 필드 내로 전송하도록 명령을 내릴 수 있다.
통신 구성요소(204)는 무선 전력 전송 시스템의 수신기로 또는 무선 전력 전송 시스템의 수신기로부터 유선 및/또는 무선 통신을 실시할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 구성요소(204)는 전송기(200)의 내장된 구성요소일 수 있으며; 다른 실시예에서, 통신 구성요소(204)는 임의의 유선 또는 무선 통신 매체를 통해 전송기(200)에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 구성요소(204)는 통신 구성요소(204)에 연결된 전송기(200) 각각이 통신 구성요소(204)에 의해 통신 신호 내에서 수신된 데이터를 사용할 수 있도록 복수의 전송기 사이에서 공유될 수 있다.
일부 실시예에서, 통신 구성요소(204)는 통신 구성요소(204)가 하나 이상의 수신기, 무선 전력 전송 시스템의 다른 전송기 및/또는 전송기(200)의 다른 구성요소와 다양한 유형의 데이터를 통신할 수 있게 하는 전자기계적 구성요소(예를 들어, 프로세서)를 포함할 수 있다. 일부 구현 예에서, 이러한 통신 신호는 전력 파와 독립적인 통신을 호스팅하기 위한 별개의 채널을 나타낼 수 있다. 데이터는 미리 결정된 유선 또는 무선 프로토콜 및 연관된 하드웨어 및 소프트웨어 기술에 기초한 통신 신호를 사용하여 통신될 수 있다. 통신 구성요소(204)는 블루투스®, 무선 충실도(Wireless Fidelity)(Wi-Fi), 근접장 통신(Near-Field Communications)(NFC), 지그비(ZigBee) 등과 같은 임의의 수의 통신 프로토콜에 기초하여 동작할 수 있다. 그러나, 통신 구성요소(204)는 무선 주파수 기반의 기술로 제한되지 않고, 레이더, 적외선 파를 포함할 수 있음을 인식하여야 한다.
통신 신호 내에 포함된 데이터는 무선 충전 디바이스에 의해, 전송기(200)가 에너지의 포켓을 발생하는 안전하고 유효한 전력 파를 어떻게 전송할지를 결정하는데 사용될 수 있으며, 그 에너지의 포켓으로부터 수신기는 에너지를 캡처 이를 사용 가능한 교류 또는 직류 전력으로 변환할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 신호를 사용하여, 전송기(200)는, 예를 들어 다른 가능한 기능들 중에서도, 전송 필드 내의 수신기를 식별하고, 전자 디바이스 또는 사용자가 무선 전력 전송 시스템으로부터 무선 충전 서비스를 수신하도록 허가받은지를 결정하고, 전력 파에 대한 안전하고 효과적인 파형 특성을 결정하고, 에너지의 포켓을 배치하는데 힘쓰게 하는데 사용될 수 있는 데이터를 전달할 수 있다.
카메라(208)는 하나 이상의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 카메라(208)는 전송기(200)의 전송 필드에서 이미지 데이터를 캡처한 다음, 이미지 데이터를 전송기(200)의 프로세서(206)로 전송하도록 구성될 수 있다. 카메라(208)는 또한 전송기(200)의 전송 필드와 중첩하는 카메라의 시야에 있는 이미지 데이터를 캡처한 다음, 이미지 데이터를 프로세서 데이터로 전송하도록 추가로 구성될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 이미지 데이터는 미가공 이미지 데이터일 수 있다. 이미지 데이터는 미가공 이미지 데이터로 제한되지 않는 것으로 의도되며, 이미지 데이터는 카메라(208) 내에서 연관된 프로세서 또는 전송기(200)의 프로세서(206)와 같은 외부 프로세서, 또는 임의의 다른 적합한 프로세서에 의해 처리되는 데이터를 포함할 수 있다. 미가공 이미지 데이터는 카메라(208)로부터 도출되는 프레임을 포함할 수 있고, 처리된 이미지 데이터는 예를 들어 이미지 데이터 (또는 미가공 이미지 데이터)에 기초한 기호 데이터를 포함할 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 비디오 카메라는 전송 필드 내에 존재하는 수신기, 인간, 동물 및 가구를 포함할 수 있는 전송기(200)의 전송 필드의 이미지/프레임 캡처와 같은 미가공 이미지 데이터를 제공할 수 있고; 하나 이상의 비디오 카메라로부터 처리된 이미지 데이터는 X-평면, Y-평면, 및 Z-평면에서의 방향을 포함할 수 있고, 그뿐만 아니라, 수신기의 방향을 나타내는 데이터와 같이, 수신기의 임의의 수의 특징, 특성 또는 현재 상태에 기초할 수 있는, 수신기의 위치 또는 하나 이상의 수신기 안테나의 위치의 결정을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 카메라(208)의 비디오 카메라로부터의 미가공 이미지 데이터는 열 이미징 정보를 제공할 수 있고, 처리된 이미지 데이터는 캡처된 온도 데이터로부터 획득된 열 이미징 정보에 기초하여 사람 또는 동물의 식별을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 이미지 데이터 또는 미가공 이미지 데이터라고 언급하는 모든 것은 프로세서(206) 또는 다른 프로세싱 디바이스에서 처리되는 데이터를 포함할 수 있다.
하나 이상의 비디오 카메라는 적외선 카메라, 열 카메라, 초음파 카메라 및 가시 광 카메라를 포함할 수 있다. 하나 이상의 비디오 카메라 중의 적외선 카메라는 전자기 스펙트럼의 적외선 부분의 에너지만을 사용하여 전송 필드 내의 장면의 적외선 이미지를 포함하는 이미지 데이터를 생성하도록 구성된다. 적외선 카메라를 사용하여 획득된 이미지는 적외선 카메라 또는 적외선 카메라의 센서 요소에 도달하는 적외선 방사의 강도에 기초한 장면을 구성하는 픽셀에 색상 또는 그레이 레벨을 할당할 수 있다. 결과적인 적외선 이미지는 목표의 온도에 기초할 수 있고; 적외선 카메라에 의해 디스플레이되는 색상 또는 레벨은 전형적으로 장면의 가시 광 색상에 대응하여, 적외선 장면 내의 관심의 특징(예를 들어, 인간, 동물, 수신기)을 가시 광 장면 내의 특징의 대응하는 위치와 정확하게 관련시킨다.
하나 이상의 비디오 카메라 중의 열 카메라는 열 이미징 카메라에 대응한다. 열 이미징 카메라는 적외선 스펙트럼을 사용하여 전송기(200)의 전송 필드와 같이 제어 대상의 결정된 영역으로부터 오는 방사를 검출하고, 이러한 방사의 강도에 기초하여, 제어하에 놓인 구역의 온도 맵을 형성한다. 열 이미징 카메라를 사용하는 검출 활동은 하나 이상의 물체의 흐름 통로가 실시간으로 검사될 수 있는 방식으로 연속적으로 또는 동적으로 수행될 수 있다. 다시 말해서, 하나 이상의 열 이미징 카메라는 지나가야 하는 물체를 통과시키는 액세스 구역을 제어하고; 이들 카메라는 수신된 방사의 적외선 스펙트럼을 사용하여 제어하의 전송기(200)의 전송 필드의 온도 구배를 평가한다.
열 이미징 카메라의 동작은 가시 광을 사용하여 이미지를 형성하는 표준 카메라와 유사할 수 있다. 가시광의 400 내지 700 나노미터 범위의 이미지를 형성하는 가시 광 카메라와 비교할 때, 열 카메라는 14,000 nm(14 lam)만큼 긴 파장에서 동작한다. 열 카메라는 가시 광에 가장 가까운 전자기 스펙트럼의 근적외선 부분을 사용하는 근적외선 카메라 및 일반적으로 원적외선 영역에서 동작하는 열 적외선 카메라를 포함할 수 있다. 열 이미징 또는 서모그래피(thermography)는 모든 물체가 온도의 함수로서 일정량의 흑체 방사를 방출한다는 원리에 의존할 수 있다. 물체의 온도가 높을수록 더 많은 적외선 방사가 흑체 방사로서 방출되고, 열 카메라는 보통의 카메라가 가시 광을 검출하는 방식과 유사한 방식으로 방사를 검출하도록 구성할 수 있다. 실시예에서, 인체와 환경 사이에는 이들의 온도의 차이로 인해 일정한 열 교환이 존재한다. 임의의 물체의 방사 특성은 플랑크의 법칙(Planck's Law)에 따르는 흑체 방사 곡선을 사용하여 분석될 수 있다. 본질적으로 인체의 모든 방사는 적외선 영역에 있고, 피크 방사는 9.55 μm에서 발생한다. 이러한 파라미터는 열 카메라에 의한 검출에 매우 적합하다.
일 실시예에서, 전송기(200)는 단일의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기(200)는 비디오 카메라들(208)의 어레이를 포함할 수 있다. 비디오 카메라는 적외선 카메라, 열 카메라, 초음파 카메라 및 가시 광 카메라를 포함할 수 있다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기(200)의 전송 필드의 영역을 살펴 보기 위해 배치될 수 있다. 관심 영역은 전송기(200)의 전송 필드의 카메라 시야에 대응할 수 있다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기(200)에서 선형 어레이로 배열될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 비디오 카메라의 2차원 어레이를 포함하는 다양한 다른 공간 배열이 사용될 수 있다.
다수의 카메라가 사용될 때, 각각의 카메라는 각각의 카메라가 상이한, 아마도 부분적으로 중첩하는 관점을 갖도록 다른 카메라로부터 오프셋되어 위치될 수 있다. 카메라들 사이에 오프셋 간격을 두어 카메라들을 배치하면, 컴퓨터 비전 알고리즘이 계산을 수행하고 각 카메라에 의해 캡처된 2차원 이미지 내의 물체의 상대 거리를 추정하는 것이 가능해진다.
전송기(200)는 카메라(208) 중의 하나 이상의 비디오 카메라에 의한 한 세트의 프레임의 캡처를 개시하는 트리거링 메커니즘을 포함할 수 있는 트리거 유닛을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 트리거링 메커니즘은 중앙 클록 신호 및 선택적 신호 전달 유닛을 포함한다. 중앙 클록 신호는 신호 전달 유닛을 통해 카메라(208)의 하나 이상의 비디오 카메라에 전달된다. 다른 실시예에서, 물리적 연결 또는 무선 연결 중 어느 하나를 통해 중앙 클럭 신호를 카메라(208)의 하나 이상의 비디오 카메라에 바로 전달하는 것이 가능하다. 다른 실시예에서, 카메라(208)의 하나 이상의 비디오 카메라는 카메라 자체의 내부 동기화된 클럭을 가질 수 있다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면, 전송기(200)의 카메라(208)의 하나 이상의 비디오 카메라에 클록 신호를 제공하는 많은 방법이 있음을 인식할 것이며, 클럭 신호가 생성되어 카메라(208)의 하나 이상의 비디오 카메라에 분배되는 실제 방식에 따라 전송기(200)의 구성을 어떻게 조정할지를 인식할 것이다.
일부 실시예에서, 프로세서(206)는 기호 데이터의 출력을 발생하기 위해 하나 이상의 카메라에 의해 캡처된 데이터를 조합하고 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기호는 데이터에서 캡처된 물체의 X, Y 및 Z 좌표와 같은 수치 값 또는 숫자로 표현될 수 있는 온도 값일 수 있다. 기호 데이터는 데이터(이미지 데이터 및/또는 비디오 데이터)를 처리함으로써 획득될 수 있다. 처리된 이미지 데이터는 이미지 데이터에서 캡처된 하나 이상의 물체의 수, 이미지 데이터에서 캡처된 하나 이상의 물체의 2차원 좌표, 이미지 데이터에서 캡처된 (수신기 및 인간과 같은) 하나 이상의 물체의 3차원(XYZ) 좌표, 하나 이상의 물체의 동작 상태 및 하나 이상의 물체의 크기를 포함할 수 있는 기호 데이터를 생성한다. 하나 이상의 물체는 수신기 및 인간을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기호 데이터는 이미지 데이터에서 캡처된 전송기에 대한 하나 이상의 수신기만의 3차원(XYZ) 좌표, 하나 이상의 수신기의 크기 및 하나 이상의 수신기의 각도 방향을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 열 이미징 카메라에 의해 획득된 이미지 데이터는 전송기(200)의 전송 필드의 온도 맵(온도 데이터)을 포함할 수 있다. 이미지 데이터로부터 피사체를 식별하는 단계 동안, 프로세서(206)는 온도 맵을 분석하여 식별되는 물체의 체온 값에 대응하는 온도 값을 포함하는 관심 구역을 식별한다. 예를 들어, 식별된 피사체가 인간이면, 프로세서(206)는 인체의 온도 범위, 즉 섭씨 35도 내지 40도 온도 - 섭씨 36 내지 37 도가 공칭 온도임 - 범위에 집중된 온도를 포함하는 맵 내의 관심 구역을 찾을 수 있지만, 그 범위는 다른 생체를 포함하도록 확장될 수 있다. 피사체를 식별한 후, 프로세서(206)는 식별된 피사체의 수, (수신기 및 인간과 같은) 식별된 피사체의 3차원(XYZ) 좌표, 식별된 피사체의 동작 상태, 식별된 피사체의 크기 및 식별된 피사체의 형상을 포함하는 기호 데이터를 발생한다. 다시 말해서, 인간의 체온은 열 이미징 카메라로 측정된다. 프로세서(206)에 의한 열 이미징 카메라에 의해 캡처된 열 이미지를 분석하면 미리 결정된 범위의 전형적인 체온의 검출에 기초하여 인간 또는 다른 생체를 열 이미지의 다른 부분으로부터 구별할 수 있다. 열 이미징 카메라를 통해 살펴볼 때, 따뜻한 물체는 더 시원한 배경에 대비하여 잘 두드러지고; 인간 및 다른 온혈 동물은 낮이나 밤 동안 환경에 대비하여 쉽게 보일 수 있다.
프로세서(206)는 온도 맵을 분석하여 식별되는 피사체(인체)의 체온 값에 대응하는 온도 값을 포함하는 관심 구역을 식별한다. 프로세서(206)에 의한 관심 구역의 식별은 또한 측정이 이루어지는 신체의 부위, 시간은 물론이고 사람의 활동 레벨에도 종속할 수 있다. 예를 들어, 인간의 온도에 관해 언급된 전형적인 인용 값은 다음과 같다: 구강(혀 아래: 36.8 ± 0.4 ℃ (98.2 ± 0.72 ℉); 내부(직장, 질): 37.0 ℃ (98.6 ℉). 건강한 사람의 체온은 낮 동안 약 0.5 ℃(0.9 ℉)만큼 아침에는 온도가 더 낮고 늦은 오후와 저녁에는 온도가 더 높게 변할 수 있고; 체온은 또한 사람이 배고프거나, 졸리거나, 아프거나 또는 추울 때 변한다. 다른 온혈 동물은 인체 온도와 상이한 신체 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 신체 온도의 전형적인 인용 값은 다음과 같다: 개: 37.9 내지 39.9 ℃ (100.2 내지 103.8 ℉); 고양이: 38.1 내지 39.2 ℃ (100.5 내지 102.5 ℉); 젖소: 38.0 내지 39.3 ℃ (100.4 내지 102.8 ℉).
센서(210)는 전송기(200)와 물리적으로 연관될 수 있는 (즉, 전송기에 연결되거나 또는 전송기의 구성요소인) 센서를 포함할 수 있거나, 아니면 디바이스가 무선 전력 전송 시스템의 다양한 조건을 검출하고 식별하도록 구성될 수 있으며, 그러면 전송기(200)에 필요한 센서 데이터가 발생될 수 있고, 이 센서 데이터는 전송기(200)에 의한 전력 파의 발생 및 전송에 기여할 수 있다. 센서 데이터는 전송기(200)가 다양한 동작 모드를 결정하는데 그리고/또는 전력 파를 어떻게 적절히 생성하고 전송하는지에 대해 도움이 될 수 있으므로, 전송기(200)는 안전하고 신뢰할 수 있고 효율적인 무선 전력을 수신기에 제공할 수 있다. 본 명세서에서 상세히 설명된 바와 같이, 센서(210)는 전송기(200)의 프로세서(206)에 의한 후속 처리를 위해 센서 동작 동안 수집된 센서 데이터를 전송할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 센서 프로세서는 센서(210)에 연결되거나 센서 내부에 수용될 수 있다. 센서 프로세서는 전송기 프로세서에서 수신된 센서 데이터가 전력 파 발생에 사용 가능한 매핑 데이터로서 부분적으로 또는 완전히 전 처리되었던 다양한 일차 데이터 처리 루틴을 실행하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
센서(210)는 센서 데이터를 전송기(200)에 전송할 수 있다. 예시적인 실시예에서 미가공 센서 데이터로서 설명되었지만, 센서 데이터는 미가공 센서 데이터로 제한되지 않으며, 센서와 연관된 프로세서에 의해 처리되고, 수신기에 의해 처리되고, 전송기 또는 임의의 다른 프로세서에 의해 처리되는 데이터를 포함할 수 있는 것으로 의도된다. 센서 데이터는 센서로부터 도출된 정보를 포함할 수 있고, 처리된 센서 데이터는 센서 데이터에 기초한 결정을 포함할 수 있다. 프로세서(206)는 전송기의 센서 또는 수신기의 센서(예를 들어, 자이로스코프, 가속도계)로부터 수신된 센서 데이터를 처리할 수 있다. 예를 들어, 수신기의 자이로스코프는 X 평면, Y 평면 및 Z 평면에서의 방향과 같은 미가공 데이터를 제공할 수 있다. 이 예에서, 프로세서(206)는 프로세서(206)가 수신기의 방향에 기초하여 수신기 안테나의 위치를 결정하는데 사용할 수 있는 자이로스코프로부터 처리된 센서 데이터를 발생할 수 있다. 다른 예에서, 수신기의 적외선 센서로부터의 미가공 센서 데이터 및 처리된 센서 데이터는 열 센서 데이터에 기초하여 사람의 존재를 결정할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 센서 데이터 또는 미가공 센서 데이터라고 언급하는 모든 것은 센서 또는 다른 디바이스에서 처리된 데이터를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 수신기 또는 수신기와 연관된 전자 디바이스의 자이로스코프 및/또는 가속도계는 전송기(200)가 전력 파를 수신기로 전송할지를 결정하는데 사용할 수 있는, 수신기 또는 전자 디바이스의 방향을 나타내는 센서 데이터를 제공할 수 있다. 그 다음에 수신기는 이 센서 데이터를 통신 파를 통해 전송기(200)에 전송할 수 있다. 이러한 구현 예에서, 전송기(200)는 전송기(200)가 통신 파를 통해 수신기 또는 전자 디바이스가 움직이고 있음을 나타내는 자이로스코프 및/또는 가속도계에 의해 생성된 센서 데이터를 수신할 때까지 또는 전자 디바이스가 사용 중이거나 인근에 사람이 있음을 암시하는 상황판단을 가질 때까지 수신기의 위치로 전력 파를 전송할 수 있다.
일부 실시예에서, 센서(210)는 전송 필드 내의 민감한 물체(예를 들어, 사람, 한 점의 가구)를 식별하는데 사용될 수 있는 임의의 유형의 파일 수 있는 센서 파를 방출하거나, 수신하거나 또는 방출하고 수신하는 두 가지 모두를 하도록 구성된 디바이스일 수 있다. 센서에 대한 센서 기술의 비 제한적인 예는: 적외선/초전기(pyro-electric), 초음파(ultrasound), 울트라소닉(ultrasonic), 레이저, 광학, 도플러, 가속도계, 마이크로파, 밀리미터 및 RF 정재파(standing-wave) 센서를 포함한다. 이차 및/또는 근접 검출 센서에 적절할 수 있는 다른 센서 기술은 공진 LC 센서, 용량 센서 및 유도 센서를 포함할 수 있다. 사용된 센서 파의 특정 유형 및 센서 파와 연관된 특정 프로토콜에 기초하여, 센서는 센서 데이터를 발생할 수 있다. 경우에 따라, 센서는 이후에 센서가 전송기 프로세서에 제공할 수 있는 센서 데이터를 수신, 해석 및 처리할 수 있는 센서 프로세서를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 센서는 수동 센서, 능동 센서 및/또는 스마트 센서일 수 있다. 조정된 LC 센서(공진, 용량 또는 유도)와 같은 수동 센서는 간단한 유형의 센서이고 아주 적지만 효율적인 물체 식별을 제공할 수 있다. 이러한 수동 센서는 전송 필드 내에 분산 배치될 수 있는 이차(원격) 센서로서 사용될 수 있고, 수신기의 일부일 수도 있거나, 그렇지 않으면 센서 프로세서와 무선 통신될 수 있는 미가공 센서 데이터를 독립적으로 캡처할 수도 있다. 적외선(IR) 또는 초전기 센서(pyro-electric sensor)와 같은 능동 센서는 효율적이고 효과적인 목표 구별을 제공할 수 있으며 이러한 능동 센서에 의해 생성된 센서 데이터와 연관된 최소의 처리를 가질 수 있다. 스마트 센서는 주 센서 데이터(즉, 전송기 프로세서에 의한 처리 이전의 데이터)용 온-보드 디지털 신호 처리(digital signal processing)(DSP)를 갖는 센서일 수 있다. 이러한 프로세서는 세밀하고 세분화된 물체 식별을 할 수 있으며, 전송기 프로세서가 어떻게 전력 파를 발생하고 전송하는지를 결정할 때 전송기 프로세서에 의해 보다 효율적으로 처리되는 전처리된 센서 데이터를 전송기 프로세서에 제공한다.
일부 구현 예에서, 센서는 인간 인식을 위해 구성될 수 있으며, 따라서 사람을 가구와 같은 다른 물체와 구별할 수 있다. 인간 인식 가능 센서에 의해 처리되는 센서 데이터의 비 제한적인 예는: 체온 데이터, 적외선 거리 측정기(infrared range-finder) 데이터, 동작 데이터, 활동 인식 데이터, 실루엣 검출 및 인식 데이터, 제스처 데이터, 심박동수 데이터, 휴대용 디바이스 데이터 및 웨어러블 디바이스 데이터(예를 들어, 생체측정 판독치 및 출력, 가속도계 데이터)를 포함할 수 있다.
메모리(212)는 프로세서(206)에 의해 사용될 데이터 및 명령어를 저장하기 위한 비 휘발성 저장 디바이스이다. 메모리(212)는 자기 디스크 드라이브, 광학 디스크 드라이브, 고체 상태 디바이스 또는 네트워크 부착형 스토리지(attachment to a network storage)로 구현된다. 메모리(212)는 프로그램 코드, 명령어 세트, 태스크, 수신기 및 전자 디바이스의 구성 파일을 포함하는 미리 저장된 데이터 등의 저장 및 조작을 용이하게 하는 하나 이상의 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 메모리(212) 구현 예의 비 제한적인 예는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM), 판독 전용 메모리(read-only memory)(ROM), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive)(HDD), 보안 디지털(secure digital)(SD) 카드, 자기 저항 판독/기입 메모리, 광학 기입/판독 메모리, 캐시 메모리 또는 자기 판독/기입 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(212)는 특정 동작을 수행하기 위해 프로세서(206)의 프로세서에 의해 실행 가능한 하나 이상의 명령어를 포함한다. 프로세서를 위한 지원 회로는 통상의 캐시, 전원 공급 장치, 클록 회로, 데이터 레지스터, I/O 인터페이스 등을 포함한다. I/O 인터페이스는 메모리 유닛(212)에 직접 연결되거나 프로세서(206)의 프로세서를 통해 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 전송기(200)는 하나 이상의 매핑 메모리를 더 포함할 수 있는 메모리(212)와 연관될 수 있으며, 이 매핑 메모리는 전송기(200)와 연관된 전송 필드 내에 있는 수신기 및 하나 이상의 물체의 위치의 양상을 서술하는 데이터일 수 있는 이미지 데이터를 저장하도록 구성된 비 일시적 머신 판독 가능한 저장 매체일 수 있다. 메모리(212)는 또한 히트-맵 데이터 및 센서 데이터를 포함할 수 있는 매핑 데이터를 저장할 수 있다. 히트-맵 데이터는 전송 필드 내에 위치한 수신기를 식별하도록 구성된 송신기(200) 프로세서에 의해 발생될 수 있고; 센서 데이터는 전송기(200) 프로세서 및/또는 센서 프로세서에 의해 발생되어 전송 필드 내에 위치한 인간 및 동물과 같은 민감한 물체를 식별할 수 있다. 따라서, 무선 전력 전송 시스템의 메모리(212)에 저장된 이미지 데이터 및 매핑 데이터는 전송기(200)에 의해 안전하고 효과적인 전력 파를 발생하고 전송하는데 사용될 수 있는, 수신기의 위치, 인간 및 동물과 같은 민감한 물체의 위치 및 다른 유형의 데이터를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 전송기(200)는 메모리 유닛(212)의 레코드에 저장된 미리 저장된 데이터로 이미지 데이터를 질의할 수 있고, 그래서 전송기(200)는 이미지 데이터를 전력 파를 전송하기 위한 특성 및 전송 필드 내의 에너지의 포켓을 발생시킬 곳을 결정하기 위한 입력 파라미터로서 사용할 수 있다.
일부 실시예에서, 무선 전력 전송 시스템은 관리 컴퓨터(214)의 비 일시적 머신 판독 가능한 저장 매체에 의해 호스팅되는, 데이터베이스 또는 머신 판독 가능한 컴퓨터 파일의 데이터베이스 또는 집합일 수 있는, 외부 메모리를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 외부 메모리는 임의의 유선 또는 무선 통신 프로토콜 및 하드웨어에 의해 전송기(200)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 외부 메모리는 수신기 및 인간 및 동물과 같은 하나 이상의 물체의 샘플 이미지 및 구성 파일을 포함하는 미리 저장된 데이터를 갖고 있을 수 있다. 외부 메모리의 레코드는 전송기(200)가 발생하려는 전력 파에 대한 안전하고 효과적인 특성을 결정할 때 수신기 또는 민감한 물체에 대한 전송 필드를 스캐닝할 때 미리 저장된 데이터를 업데이트할 수 있는, 전송기(200)에 의해 액세스될 수 있다.
일부 실시예에서, 전송기(200)는 매핑 데이터를 전송기(200) 내에 저장할 수 있는 메모리 유닛(212)과 함께 내부 메모리를 호스팅하도록 구성된 비 일시적 머신 판독 가능한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송기 프로세서와 같은 전송기(200)의 프로세서(206)는 새로운 매핑 데이터가 식별되고 저장될 때 내부 메모리의 레코드를 업데이트할 수 있다. 일부 실시예에서, 내부 메모리에 저장된 매핑 데이터는 무선 전력 전송 시스템의 부가적인 전송기로 전송될 수 있고, 및/또는 내부 메모리 내의 매핑 데이터는 일정 간격으로 또는 실시간으로 외부 메모리로 전송되어 저장될 수 있다.
무선 전력 전송 시스템의 관리 컴퓨터(214)는 사용자로 하여금 관리 컴퓨터(214)의 동작을 제어할 수 있게 하는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있거나, 그렇지 않으면 사용자 인터페이스에 연결될 수 있는 임의의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 하나 이상의 프로그래밍 명령어에 따라 하나 이상의 동작을 수행하는 프로세서/마이크로컨트롤러 및/또는 임의의 다른 전자 구성요소를 갖는 컴퓨터를 지칭할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스의 예는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant)(PDA), 태블릿 컴퓨터 등을 포함한다. 컴퓨팅 디바이스는 유선 또는 무선 통신 역량을 사용하여 네트워크를 통해 전송기(200) 및 외부 서버와 통신할 수 있다. 네트워크는 다양한 컴퓨팅 디바이스와 무선 전력 전송 시스템의 데이터베이스를 연결하는 매체를 지칭한다. 네트워크의 예는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, LAN, WLAN, MAN, WAN 및 인터넷을 포함한다. 네트워크 자체는 유선뿐만 아니라 무선 연결을 포함할 수 있다. 네트워크를 통한 통신은 전송 제어 프로토콜 및 인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol and Internet Protocol)(TCP/IP), 사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)(UDP) 및 IEEE 통신 프로토콜과 같은 다양한 통신 프로토콜에 따라 수행될 수 있다.
입력 디바이스는 프로세서(206) 및/또는 관리 컴퓨터(214)로의 사용자에 의한 제어 명령의 입력을 용이하게 하는 키보드, 마우스, 포인터, 터치스크린 또는 다른 입력 생성 디바이스일 수 있다. 일 실시예에서, 입력 유닛은 무선 전력 전송 시스템을 위한 사용자 인터페이스의 일부분을 포함하고, 영숫자 및 다른 키 정보를 마우스, 트랙 패드 또는 스타일러스와 같은 커서 제어 디바이스와 함께 입력하기 위한 영숫자 키패드를 포함할 수 있다. 무선 전력 전송 시스템의 디스플레이 유닛은 음극선관(cathode ray tube)(CRT) 디스플레이, 액정 디스플레이(liquid crystal display)(LCD), 플라즈마 또는 발광 다이오드(light emitting diode)(LED) 디스플레이를 포함할 수 있다. 그래픽 서브 시스템은 텍스트 및 그래픽 정보를 수신하고 디스플레이 유닛에 출력을 위한 정보를 처리할 수 있다.
실시예에서, 무선 전력 전송 시스템의 시스템은 인간 물체에 대한 전자기장(electromagnetic field)(EMF) 노출 보호 표준을 따른다. 최대 노출 한계는 전력 밀도 한계 및 전기장 한계(뿐만 아니라 자기장 한계) 측면에서 미국 및 유럽 표준에 의해 정의된다. 이러한 한계는 예를 들어 연방 통신위원회(FCC)에서 MPE에 관해 확립된 한계 및 유럽 규제 기관에 의해 방사선 노출에 대해 확립된 한계를 포함한다. FCC에 의해 MPE에 관해 확립된 한계는 47 CFR §1.1310에 성문화되어 있다. 마이크로웨이브 범위의 전자기장(EMF) 주파수의 경우, 전력 밀도는 노출 강도를 표현하는 데 사용될 수 있다. 전력 밀도는 단위 면적당 전력으로 정의된다. 예를 들어, 전력 밀도는 일반적으로 평방 미터당 와트(W/m2), 평방 센티미터 당 밀리와트(mW/cm2) 또는 평방 센티미터 당 마이크로와트(μW/cm2)로 표현할 수 있다.
무선 전력 전송을 위한 본 방법은 전송 필드 내 또는 그 부근의 인간 거주자가 규제 한계 또는 다른 공칭 한계 근처 또는 그 이상의 EMF 에너지에 노출되지 않도록 보장하는 다양한 안전 기술을 포함한다. 하나의 안전 방법은 공칭 한계를 넘는 오차 범위(예를 들어, 약 10 % 내지 20 %)를 포함시켜서, 인간 피사체가 EMF 노출 한계에 또는 그 근처의 전력 레벨에 노출되지 않도록 하는 것이다. 두 번째 안전 방법은 인간(및 일부 실시예에서, 다른 생체 또는 민감한 물체)이 EMF 노출 한계를 초과하는 전력 밀도 레벨을 갖는 에너지의 포켓을 향해 이동하면 무선 전력 전송의 감소 또는 종료와 같은 단계적 보호 조치를 제공할 수 있다. 또 다른 안전 방법은 전력 감소 방법과 함께 경보를 사용하는 것과 같은 중복 안전 시스템이다. 이러한 안전 방법은 전송 필드 내의 물체의 이미지를 캡처하는 하나 이상의 비디오 카메라 및 센서(210)를 포함하는 이미지 프로세서(208)를 사용하고, 이어서 캡처된 이미지 및/또는 센서 데이터를 처리하여 인간 및 수신기의 위치를 식별한다. 인간 및 수신기의 결정된 위치에 기초하여, 전송기(200)는 수신기로 전력 파를 전송하고 인간의 위치에서 널 공간을 생성한다.
센서 동작
센서(210)는 사람 또는 가구와 같은 물체가 전송기(200)의 미리 결정된 근접 정도, 전력 파 및/또는 에너지의 포켓에 진입하는지를 검출할 수 있다. 센서(210)는 사람 또는 가구와 같은 물체가 전송기(200)의 전송 필드에 진입하는지를 검출할 수 있다. 일 구성에서, 센서(210)는 전송기(200) 또는 무선 전력 전송 시스템의 다른 구성요소에게 검출된 물체에 기초한 다양한 작동을 실행하도록 명령을 내릴 수 있다. 다른 구성에서, 센서(210)는 물체의 검출 시에 발생된 센서 데이터를 전송기(200)의 프로세서(206)에 전송할 수 있고, 전송기(200)의 프로세서(206)는 어떤 작동(예를 들면, 에너지의 포켓을 조정하기, 전력 파 전송을 중단하기 및/또는 전력 파 전송을 줄이기)을 실행할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 센서가 사람이 전송 필드에 진입하였음을 확인한 다음, 그 사람이 전송기(200)의 미리 결정된 근접 정도 내에 있다고 결정한 후, 센서(210)는 관련된 센서 데이터를 전송기(200)의 프로세서(206)에 제공하여, 전송기(200)가 전력 파의 전송을 줄이거나 종료하게 할 수 있다. 다른 예로서, 전송 필드에 진입하는 사람을 식별한 다음 그 사람이 에너지의 포켓의 미리 결정된 근접 정도 내에 왔다고 결정한 후, 센서(210)는 전송기(200)로 하여금 전력 파의 특성을 조정하고, 에너지의 포켓에서 집중된 에너지의 양을 감소하고, 널을 발생하고, 그리고/또는 에너지의 포켓의 위치를 바꾸게 하는 센서 데이터를 전송기(200)의 프로세서(206)에 제공할 수 있다. 다른 예에서, 무선 전력 전송 시스템은 경보를 생성할 수 있고 및/또는 시스템을 관리하도록 구성된 시스템 로그 또는 관리 컴퓨팅 디바이스에 디지털 메시지를 발생하여 전송할 수 있는 경보 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 센서(210)가 전송기의 미리 결정된 근접 정도, 전력 파 및/또는 에너지의 포켓에 진입하는 사람을 검출한 후, 또는 그렇지 않고 시스템의 다른 안전하지 않거나 금지된 조건을 검출한 후, 경보를 활성화할 수 있고 및/또는 통지를 생성하여 관리자 디바이스에 전송할 수 있는 센서 데이터가 발생되어 경보 디바이스에 전송될 수 있다. 경보에 의해 생성된 경고는 오디오 피드백, 시각 피드백, 촉각 피드백 또는 몇몇의 조합과 같은 임의의 유형의 감각 피드백을 포함할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템은 다수의 전송기(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전송기는 센서 파를 방출 및/또는 수신하고, 제 1 전송기 및/또는 매핑 메모리에 저장될 수 있는 센서 데이터를 발생하는 제 1 센서를 포함할 수 있고; 무선 전력 전송 시스템은 또한 센서 파를 방출 및/또는 수신하고, 제 2 전송기 및/또는 매핑 메모리에 저장될 수 있는 센서 데이터를 발생하는 제 2 센서를 포함하는 제 2 전송기를 가질 수 있다. 이러한 예에서, 제 1 및 제 2 전송기 둘 모두는 제 1 및 제 2 센서로부터 센서 데이터를 수신하고 및/또는, 특정 저장 위치로부터 저장된 센서 데이터를 페치할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있고; 따라서, 각각의 제 1 및 제 2 센서에 의해 생성된 센서 데이터는 각각의 제 1 및 제 2 전송기 사이에서 공유될 수 있다. 그 다음에, 제 1 및 제 2 전송기 각각의 프로세서는 공유된 센서 데이터를 사용하여, 민감한 물체가 검출될 때 전력 파를 전송할지를 결정하는 것을 포함할 수 있는 전력 파를 발생 및 전송하기 위한 특성을 결정할 수 있다. 다수의 전송기는 동일한 프로세서와 인터페이스할 수 있고 동일한 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
언급한 바와 같이, 전송기(200)는 전송기(200)가 센서 데이터를 수신하는 다수의 센서 또는 센서들을 포함할 수 있거나 그렇지 않으면 다수의 센서 또는 센서들과 연관될 수 있다. 예로서, 단일의 전송기는 전송기의 제 1 위치에 위치한 제 1 센서 및 전송기 상의 제 2 위치에 위치한 제 2 센서를 포함할 수 있다. 이 예에서, 센서는 센서에 민감한 물체의 위치와 같은 입체 센서 데이터를 획득할 수 있는 2진 센서일 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 이진 또는 입체 센서는 관리자의 워크 스테이션 및/또는 다른 컴퓨팅 디바이스로 전송될 수 있는 3차원 이미징 역량을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 이진 및 입체 센서는 예를 들어 동작 인식 및 추적에 유용한, 수신기의 정확성 또는 물체 위치 검출 및 변위를 개선할 수 있다.
일부 구현 예에서, 사용자는 사용자가 무선 에너지(즉, 전력 파, 에너지의 포켓)를 수신하기를 배제하고자 하는 특정 물체를 전송기(200)가 검출하고 확인할 수 있게 하는 태깅 정보를 전송기(200)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 디바이스의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 통해 전송기(200)의 제어기와 통신하는 사용자 디바이스를 통해 태깅 정보를 제공할 수 있다. 예시적인 태깅 정보는 물체가 들어 있는 공간 내의 영역의 1차원 좌표, 물체가 들어 있는 공간 내의 영역의 2차원(2D) 좌표 또는 물체가 들어 있는 공간 내 영역의 3차원(3D) 좌표를 포함할 수 있는 전기 디바이스에 대한 위치 데이터를 포함한다. 태깅을 수행하는 하나의 방법은 사용자 디바이스를 태그 붙은 물체 또는 위치에 매우 가깝게 배치하고, 전송기로 태그 붙을 위치를 기록할 때 태그 붙은 물체의 위치에 대한 프록시로서 사용자 디바이스의 위치를 사용하는 것일 수 있다.
카메라 및 컴퓨터 비전 동작
전송기(200)는 카메라(208)를 포함할 수 있다. 카메라(208)는 전송기(200)의 전송 필드 내에 있는 물체의 이미지를 캡처할 것이며 이미지는 프로세서(206)로 전송될 것이다. 프로세서(206)는 카메라(208)에 의해 캡처된 이미지 데이터를 처리하여 캡처된 이미지로부터 수신기, 생체 및/또는 다른 민감한 물체를 찾고 인식하도록 프로그램된 컴퓨터 비전 소프트웨어 또는 임의의 적합한 소프트웨어를 실행할 수 있다. 일 예에서, 수신기, 생체 및/또는 다른 민감한 물체의 물리적 형상이 먼저 인식될 수 있고, 일단 물리적 형상이 인식되면, 이 형상은 미리 저장된 데이터와 매칭된다. 매칭이 확인되면, 수신기, 생체 및/또는 기타 민감한 물체의 X, Y, Z 좌표가 결정될 것이다.
일 실시예에서, 전송기(200)는 나란한 구성의 입체 비전(stereoscopic vision)처럼 동작하는 스테레오 구성의 두 개의 비디오 카메라를 사용한다. 두 개의 비디오 카메라에 의해 캡처된 데이터의 이미지는 프로세서(206)에 의해 실행되는 컴퓨터 비전 소프트웨어에서 처리되어 프로세서가 인식할 수 있는 시각 패턴을 검색한다. 시각 패턴은 미리 프로그램되거나 미리 구성되어 메모리(212)에 미리 저장된 데이터로 저장된다. 가시 광 카메라를 사용하여 인간의 존재를 검출하는 경우, 미리 저장된 데이터는 예를 들면, 매칭의 확인 목적을 위한 가능한 모든 피부 색조, 머리카락 색상 및 얼굴 특징을 포함할 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어는 또한 수신기의 상이한 형상을 인식하도록 훈련될 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어를 훈련시키는 몇 가지 방법이 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어를 훈련하는 하나의 방법은 물체, 예를 들면, 셀 폰을 카메라를 향해 들고 상이한 방향 및 거리에서 물체의 스냅샷을 찍는 것이다. 스냅샷은 메모리(212)에 저장되고, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 이미지 데이터를 메모리(212)에 저장된 스냅샷과 비교함으로써 물체를 식별하기 위한 구성 파일을 채운다. 무선 전력 전송 시스템이 실행 중이고 컴퓨터 비전 소프트웨어가 카메라(208)로부터 이미지 데이터를 수신할 때, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 프로세서(206)에 의해 실행되어 메모리(212)에 저장된 복수의 구성 파일에서 미리 프로그램된 패턴과 매칭하는 이미지 데이터 내의 임의의 부분을 검색한다.
일부 구현 예에서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 소프트웨어가 형상, 방향, 움직임, 치수, RF 방사의 방출, 광의 방출, 열 등과 같은 다양한 물리적 물체의 특정 특성에 기초하여, 그러한 물체의 정체를 지능적으로 학습할 수 있게 하는 다양한 알고리즘을 실행할 수 있다. 동작 시, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 그 물체의 특성이 메모리(212) 내의 기준 물체의 대응하는 특성의 문턱치 편차 내에 있을 때 물체를 식별할 수 있다. 특성을 비교할 때 약간의 문턱치 편차를 허용하면 노화, 침식 또는 몇 가지 형태의 물체 상의 마모와 같이 카메라(208)에 의해 일상적으로 "보여지는" 물체의 미묘한 변화를 감안할 수 있다. 이에 맞추어, 컴퓨터 비전 소프트웨어가 정지 이미지 또는 비디오 내의 물체를 식별하거나 "볼"때, 컴퓨터 비전은 메모리(212) 내의 대응하는 기본 물체의 파라미터 또는 특성을 또한 업데이트할 수 있다.
컴퓨터 비전 소프트웨어가 메모리(212)에 저장된 구성 파일로부터 이미지 데이터 내의 물체를 인식할 때, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 이미지 데이터를 사용하여 물체의 X, Y, Z 위치를 결정한다. 각각의 비디오 카메라는 (픽셀이라 불리는) 물체의 X, Y 좌표를 프로세서(206)에 전송한다. 두 개의 비디오 카메라로부터 물체의 X, Y 좌표를 수신한 후 컴퓨터 비전 소프트웨어는 물체의 두 카피의 X, Y 좌표를 비교하고, 두 개의 비디오 카메라로부터의 물체 이미지의 각 픽셀의 거리를 나타내는 물체의 또 다른 치수를 생성한다. 다시 말해서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 각각의 카메라(208)로부터의 물체와 관련된 이미지 데이터를 비교하여 각각의 화소(또는 픽셀)의 비교 가능한 거리를 결정하고, 이에 의해 물체의 각 화소의 X, Y, Z 좌표를 결정한다. 이러한 물체와의 거리를 결정하는 것은 삼각 측량 목적에 필요한 비디오 데이터 이외에 센서 데이터를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
실시예에서, 인식된 물체는 때때로 시각 데이터의 "이진 대형 물체(Binary Large Object)"(BLOB)라고 지칭되는 시각 및/또는 열 패턴을 포함할 수 있는 많은 상이한 픽셀로 구성될 수 있다. BLOB은 이미지의 하나 이상의 특성이 실질적으로 유사하거나 실질적으로 일정한 이미지의 영역일 수 있다. 그러므로 이들 영역에 있는 픽셀을 바탕으로 하는 데이터는 이미지의 그 특정 영역의 픽셀에 대해 발생된 바탕의 이진 데이터에 기초하여, 프로세서(206)에 의해 하나 이상의 물체인 것으로 인식 가능하고 이해된다. 이것은 이미지 픽셀들의 인접한 세트를 지칭하는 기술의 용어일 뿐이지, 전송기(200)의 동작 또는 전송기(200)에 의해 식별되거나 달리 검출될 수 있는 아이템의 본질을 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 인식하여야 한다. 그 다음에, 프로세서(206)의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 때로는 "중심(centroid)"이라 불리는 시각 데이터의 BLOB의 중심 좌표를 결정하고, 그런 다음 프로세서(206)에 의해 실행되는 컴퓨터 비전 소프트웨어는 중심 X, Y, Z 좌표를 결정하고 중심 X, Y, Z 좌표를 사용하여 수신기 유닛인 식별된 물체에 가능한 한 가깝게 에너지의 포켓을 생성할 최적한 구성 또는 위상을 위한 안테나(202)를 활성화시킨다. 유사하게, 예를 들어, BLOB이 인간인 것으로 결정되면, 이 정보는 매우 근접하게 에너지의 포켓을 생성하는 것을 방지하기 위해 전력 파의 위상 및 진폭을 제어하는데 사용된다.
실시예에서, 결정된 X, Y, Z 좌표는 전송기(200)의 기준 프레임에 관련될 수 있다. 예를 들어, 전송기(200)가 X, Y, Z 좌표를 갖고 있으면, 수신기 좌표는 기준 프레임이 X, Y, Z 좌표인 전송기(200)에 상대적이다. 카메라(208)와 공조하여 컴퓨터 비전 소프트웨어는 수신기를 연속적으로 및/또는 주기적으로 추적하고 카메라(208)에 의해 "보여지는" 물체에 대한 X, Y, Z 좌표를 연속적으로 및/또는 주기적으로 결정한다. X, Y, Z 좌표 데이터는 안테나(202)의 무선 전력 전송 안테나를 업데이트하도록 전송기(200)에 의해 즉시 사용된다. 예를 들어, 무선 전력 전송 안테나의 위상은 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 검출된 바와 같이, 그리고 카메라(208)로부터 수신된 데이터에 기초하여 프로세서(206)에 의해 결정되고 연속적으로 업데이트되는 바와 같이, 수신기의 X, Y 및 Z 좌표의 함수일 수 있다
관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 컴퓨터 비전을 구현하기 위한 다수의 기술이 존재하고, 전송기(200)의 프로세서(206)에 의해 실행되어 본 명세서에 설명된 바와 같이, 컴퓨터 비전과 연관된 다양한 작업을 수행할 전송기(200)의 구성요소를 구성할 수 있는 임의의 수의 소프트웨어 제품이 존재할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 프로세서(206) 및 다른 구성요소에게 컴퓨터 비전과 연관된 프로세스를 실행하도록 명령을 내리기 위해 사용될 수 있는 이러한 소프트웨어의 비 제한적인 예는 OpenCV, Fiji, Pfinder, Trax Image Recognition, Robot Operating System(ROS) 등을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 기본 소프트웨어 모듈은 C++, Python, MATLAB, LISP, 및 디지털 이미지 처리 및 자동화된 컴퓨터 비전 루틴을 실행할 때 카메라, 이미지 프로세서 및/또는 프로세서의 동작을 조작할 수 있는 임의의 다른 프로그래밍 언어를 사용하여 개발된 라이브러리를 사용하여 구성되거나, 달리 재구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
동작 시, 카메라(208)는 이미지(예를 들어, 지속적인 비디오, 연속적인 정지 프레임 이미지)를 전송하는 카메라(예를 들어, 시각 비디오 카메라, 열 카메라)로부터 전송된 이미지 데이터의 모든 픽셀의 X, Y, Z 좌표를 카메라(208)에 보고하도록 구성될 수 있다. 프로그램 방식 모듈은 이미지 데이터 내의 시각 BLOB이 관심 물체일 수 있는 픽셀의 시각 BLOB을 검색하여 검출할 수 있는 기능을 또한 가질 수 있다. 따라서, 카메라(208)가 물체, 예를 들어 인간, 셀 폰, 책 또는 의자를 볼 때, 이러한 물체는 프로세서(206)에 의해 실행되는 컴퓨터 비전 소프트웨어에, 통상의 배경에 비해 어느 정도 균일한 색을 가진 픽셀들의 연속 집합처럼 나타나며, 그 다음에 컴퓨터 비전 소프트웨어는 전송기(200)에 대해 이들 물체의 중심의 X, Y, Z 좌표를 결정할 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어는 고정된 물체 또는 움직이는 물체에 대해 동작하도록 추가로 구성된다. 컴퓨터 비전 소프트웨어는 움직이는 물체가 전체 시야에 대해 움직이는 연속적인 픽셀에 대응할 수 있기 때문에 물체가 움직이고 있다고 결정할 수 있는 반면에, 고정적인 다른 모든 픽셀은 배경의 일부이다. 따라서, 움직이는 픽셀은 모두 동일한 방향으로 움직이는 유일한 픽셀이므로 움직이는 픽셀은 배경 픽셀과 구별하기가 쉽다.
컴퓨터 비전 소프트웨어는 오픈 소스 소프트웨어를 사용하여 수신기, 예를 들어 모바일 디바이스로서 인식되는 물체의 X, Y, Z 좌표를 결정할 수 있다. 전송기(200)의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 하나 이상의 기술에 의해 수신기를 식별하도록 훈련될 수 있다. 예를 들어, 수신기가 셀 폰과 같은 이동 디바이스에 내장된 이동 디바이스용 수신기, 이동 디바이스 및/또는 수신기의 형상, 치수 및 구성에 대응하는 구성 파일은 전송기(200)의 메모리(212)에 저장될 수 있다. 구성 파일은 전송기(200)가 동작 중일 때 구성 파일을 컴퓨터 비전 소프트웨어가 사용할 수 있도록 저장되며, 그러면 컴퓨터 비전 소프트웨어 사이에서 통신을 용이하게 해주며 안테나의 안테나 관리 소프트웨어일 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의한 통신은 수신기의 X, Y 및 Z 좌표를 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어에 넘기는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어가 수신기와 직접 통신하고, 전송기(200)가 수신기에 전력을 공급할 때, 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어는 안테나(202)의 위상의 설정에 기초하여 수신기의 X, Y, Z 좌표를 결정할 수 있을 것이다. 또한, 프로세서(206)는 수신기와 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어 사이의 직접 통신에 기초하여 수신기의 결정된 위치를 사용하고, 결정된 위치를 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의한 수신기의 보고된 위치와 비교하여 컴퓨터 비전 소프트웨어가 정확한 물체를 수신기인 것으로 인식하는지를 검증할 수 있다.
다른 예에서, 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어가 컴퓨터 비전 소프트웨어가 전자 디바이스를 인식하도록 프로그램되지 않은 수신기를 포함하는 전자 디바이스를 검출하면, 컴퓨터 비전 소프트웨어 또는 전송기(200)의 일부 다른 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소는 전송기(200)에 연결된 센서로부터 수신된 센서 데이터를 사용하여 또는 사용자 인터페이스를 통해 사용자에 의해 명확히 입력된 좌표 세트를 사용하여 이동 디바이스의 초기 X, Y 및 Z 좌표를 결정할 수 있어서, 컴퓨터 비전 소프트웨어가 미리 프로그램된 물체의 데이터베이스를 사용해서 전자 디바이스를 초기에는 인식할 수 없을지도, 전송기(200)의 컴퓨터 비전 소프트웨어가 이동 디바이스의 상대 위치를 연속적으로 또는 주기적으로 추적할 수 있게 한다. 프로세서(206)의 컴퓨터 비전 소프트웨어가 전자 디바이스 또는 스탠드얼론 수신기의 패턴을 인식하도록 프로그램되지 않은 경우, 전송기(200)의 프로세서(206)에 의해 실행되는 컴퓨터 비전 소프트웨어는 초기에 전자 디바이스에 연결된 수신기의 X, Y, Z 좌표를 결정하고 보고할 수 없을 것이다. 경우에 따라, 인식되지 않은 수신기는 통신 신호(예를 들어, 블루투스®, 지그비®, Wi-Fi, NFC)를 통해 전송기(200)와 다양한 유형의 위치 데이터를 통신할 수 있어서, 전송기(200)가 인식되지 않은 수신기의 존재를 검출할 수 있게 하고 전송기(200)의 전송기 필드 내의 수신기의 위치를 결정할 수 있게 한다. 이어서 전송기(200)의 프로세서(206)는 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어를 개시되게 하여 전력 파를 수신기의 위치로 또는 그에 가장 가까이 전송할 전력 전송 안테나를 구성할 수 있다. 통신 신호를 통해 수신기로부터 역 수신된 데이터에 기초하여, 전송기(200)의 안테나 관리 소프트웨어는 전력이 공급되는 수신기의 보다 특정한 X, Y, Z 좌표를 결정할 수 있다. 그 다음에 수신기의 X, Y, Z 좌표는 메모리 유닛(212)의 비 일시적 머신 판독 가능한 저장소에 저장된다. 그리고 나서 컴퓨터 비전 소프트웨어 및 보다 일반적으로는 전송기(200)의 프로세서(206)는 메모리 유닛(212)에 저장된 좌표를 사용하여 수신기 및 전자 디바이스의 위치 및 움직임(예를 들어, 업데이트된 좌표, 업데이트된 위치 데이터)을 모니터링하기 시작할 수 있다. 프로세서(206)의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 전자 디바이스 또는 스탠드얼론 수신기 디바이스의 패턴을 초기에는 인식하지 못할 수 있지만, 전자 디바이스 또는 스탠드얼론 수신기 디바이스는 통신 신호를 통해 수신된 위치 데이터, 사용자 인터페이스로부터 사용자 입력에서 수신된 위치 데이터, 및/또는 전송기(200)에 연결된 센서로부터 발생되어 수신된 센서 데이터를 사용하여 전송기(200)의 프로세서(206)에 의해 인식되고 서비스될 수 있다. 수신기의 초기 위치를 결정한 후, 수신기를 포함하는 전자 디바이스에 전력을 제공하기 위해 전력 파의 경로에서 민감한 물체가 검출되지 않으면, 전송기(200)는 전력 파를 전송하기 시작할 수 있다. 그 다음 전송기(200)는 수신기 움직임에 기초하여 안테나(202)의 안테나 구성을 조정하여 전력 파를 업데이트할 수 있다. 이러한 상황하에서, 프로세서(206)는 전력 파를 전송하는데 사용되는 안테나 위상에 기초하여 수신기의 X, Y, Z 좌표를 결정할 수 있다. 그 다음 프로세서(206)는 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어로부터의 수신기의 X, Y 및 Z 좌표를 사용하여 컴퓨터 비전 소프트웨어가 X, Y, Z 좌표의 그 위치에서 수신기를 찾도록 보정한다. 수신기가 그 뒤에 움직이면, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 수신기의 이미지를 추적하고 이미지 데이터를 프로세서(206)에 보고할 수 있다. 이미지는 픽셀의 BLOB으로서 묘사될 것이고, 픽셀의 BLOB이 이동하기 시작할 때, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 이동하는 수신기의 X, Y, Z 좌표를 실시간으로 결정하고, 결정된 X, Y, Z 좌표를 연속적으로 및/또는 주기적으로 사용하여 수신기에서 에너지의 포켓을 유지하도록 안테나(202)의 안테나 위상을 업데이트한다.
컴퓨터 비전 소프트웨어의 훈련 기능은 하나 이상의 파라미터를 가질 수 있다. 하나 이상의 파라미터는 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 인식되는 물체의 카테고리별로 최적화되도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 상이한 종류의 셀 폰은 일반적으로 개 또는 고양이와 같은 동물보다 더 특유한 종류의 형상을 갖는다. 셀 폰은 더 많은 각을 가진 특징을 가질 수 있으며, 보통 직사각형 및 편평한 형상을 가질 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어는 셀 폰의 특유한 형상 패턴으로 인해 셀 폰과 같은 물체를 보다 쉽고 효율적으로 보다 빠르게 인식하도록 훈련될 수 있다. 일 예에서, 물체는 물체상의 점, 색상 및 문자와 같은 시각 패턴을 식별함으로써 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 인식될 수 있다. 다른 예에서, 물체는 물체의 몸체 상에 임의의 종류의 특정 표식을 식별함으로써 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 인식될 수 있다. 또 다른 예에서, 물체는 예를 들어, 키보드 상의 키를 찾음으로써 키보드의 위치가 검출될 수 있는 것과 같이, 물체의 뚜렷한 시각 패턴의 구성을 식별함으로써 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 인식될 수 있다. 다른 예에서, TV 리모콘은 TV 리모콘 상의 상이한 버튼의 색상을 식별함으로써 찾을 수 있고, 또는 셀 폰은 통상적으로 폰의 후면상의 작은 둥근 물체로서 존재하는 카메라의 위치를 식별함으로써 찾을 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 셀 폰을 인식하는 예에서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 초기에 전체적인 3차원 직사각형 형태의 셀 폰을 처리한 다음, 셀 폰에 있는 카메라의 렌즈일 작은 구멍을 인식할 수 있다. 다시 말해서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 셀 폰 자체를 형성하는 직사각형 상자 및 셀 폰을 관심의 물체로서 정확하게 식별하거나 인식할 버튼과 같은 셀 폰 상에 있는 모든 특징 간의 관계를 결정하도록 훈련될 수 있다.
실시예에서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 또한 카메라(208)에 의해 캡처된 이미지 데이터 내의 셀 폰과 같은 전자 디바이스 외부에 수신기가 배치되어 있을 때 수신기를 인식하도록 훈련된다. 이러한 경우에, 컴퓨터 프로세서(206)의 비전 소프트웨어는 수신기의 기본 형상을 형성하는 라인을 인식하도록 훈련된다. 예를 들어, 수신기가 직사각형 형상이면, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 전체적인 3차원 직사각형 형상을 식별하도록 훈련될 수 있다. 다른 예에서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 수신기가 많은 색상 또는 글자를 갖고 있다면, 수신기의 색상 또는 임의의 패턴, 부분 색상 패턴을 인식하도록 훈련될 수 있다. 수신기는 색상이 있는 상표로 표시되어 있을 수 있으므로 색상은 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 수신기를 인식하는 특유한 방법이며, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 상표를 RGB 색상으로 식별하도록 미리 프로그램될 수 있다.
다수의 전송기를 사용하여 공유된 전송 필드 내의 물체를 모델링하기
실시예에서, 무선 전력 전송 시스템은 각각의 전송기(200)가 카메라(208)를 포함할 수 있는 다수의 전송기를 포함할 수 있다. 다수의 전송기 각각은 각 전송기(200)의 안테나가 전자 디바이스를 충전할 전력 파를 전송할 수 있는 자신의 전송 필드 또는 에너지 구역을 가질 수 있다. 다른 예에서, 다수의 전송기(200) 각각은 전송기(200)의 각각의 안테나가 전자 디바이스를 충전할 전력 파를 전송할 수 있는 동일한 전송 필드 또는 에너지 구역을 가질 수 있다. 이러한 경우, 복수의 전송기의 비디오 카메라는 동일한 전송 필드(전송 영역)의 이미지 데이터를 모니터링하고 캡처한다. 복수의 전송기는 유선 수단을 통해 서로 직접 통신하거나 또는 백엔드 무선 서버를 통해 서로 통신하여 각각의 전송기에 의해 캡처된 이미지 데이터를 공유하도록 구성될 수 있다. 백엔드 무선 서버는 다수의 전송기 사이에서 통신을 수행할 수 있는 프로세서를 포함하는 서버 컴퓨터일 수 있다. 각각의 전송기는 자신의 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터를 자신의 프로세서 또는 중앙 프로세서에 전송할 수 있다. 전송기의 프로세서는 다수의 전송기 각각의 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터로부터 기호 데이터를 생성할 수 있다. 각 전송기에서 다수의 상이한 관점으로부터 획득된 기호 데이터는 이후 전송 필드 내의 모든 물체 및 수신기의 시각 모델을 생성하도록 조합될 수 있다.
다수의 전송기는 수신기 및 인간과 같은 민감한 물체를 모니터링하고 검출하는 정확도를 개선하기 위해 사용될 수 있다. 다수의 전송기 각각이 비디오 카메라를 갖는 다수의 전송기를 갖는 방에서, 다수의 전송기는 다수의 전송기 각각의 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지가 상이한 각도 및 관점으로부터 캡처되도록 방안에 위치될 수 있다. 예를 들어, 어린이가 의자 뒤편에 숨어있는 방에서, 특정 전송기의 비디오 카메라는 방해가 되는 의자 때문에 어린이를 볼 수 없지만 방의 다른 곳 건너에 위치한 전송기의 비디오 카메라는 어린이를 인식할 수 있고, 그러면 특정 전송기의 비디오 카메라가 어린이의 이미지를 캡처할 수 없을지라도 모든 전송기의 모든 비디오 카메라로부터 캡처된 모든 이미지 데이터가 분석되어 어린이의 X, Y, Z 좌표를 획득할 수 있다.
앞에서 논의한 예에서, 어린이의 X, Y, Z 좌표는 무선 전력 전송기 사이에서 통신될 수 있어서, 어린이를 볼 수 없는 비디오 카메라를 구비한 전송기라도 다른 전송기로부터 어린이의 X, Y, Z 좌표를 수신한 다음, 어린이를 볼 수 없는 비디오 카메라를 구비한 전송기는 어린이의 X, Y, Z 좌표를 사용하여 이들이 전력을 공급 중인 수신기의 X, Y, Z 좌표와 비교할 수 있으므로, 전력이 공급되는 수신기가 어린이와 너무 가까우면, 수신기로의 전력 파의 전송이 줄어들거나 중단될 수 있다. 따라서, 이 경우, 특정 전송기는 특정 인간 또는 민감한 물체의 X, Y, Z 좌표를 실시간으로 수신할 수 있고, 특정 전송기는 다른 전송기로부터 실시간으로 수신되는 특정 인간 또는 민감한 물체의 X, Y, Z 좌표에 기초하여 그의 안테나 구성 위상을 조정하여 연속적으로 및/또는 주기적으로 에너지 포켓을 특정 인간 또는 민감한 물체에서 멀리 떨어져 유지할 수 있다 일부 구현 예에서, 전송기는 또한 안테나 구성 위상을 조정하여 상쇄적 간섭 패턴을 형성하도록 수렴하는 전력 파를 전송할 수 있고, 그 결과 인간 또는 다른 민감한 물체의 위치 근접 정도에 또는 근접 정도에 가장 가까이에서 널을 만들 수 있다.
실시예에서, 다수의 전송기의 각각의 비디오 카메라는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 각 전송기의 비디오 카메라에 의해 생성된 이미지 데이터는 동일한 전송 필드에서 동작하는 다른 전송기와 공유된다. 이미지 데이터는 각 전송기의 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 처리될 수 있으므로, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 각 전송기의 각 카메라에 의해 생성된 모든 이미지 데이터를 비교하여 전송기가 동작 중인 전송 필드 영역의 3차원 클라우드 모델을 생성한다.
다른 실시예에서, 3차원 클라우드 모델을 구축하기 위해, 모든 비디오 카메라는 각 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터의 각 픽셀의 X, Y, Z 좌표를 사용함으로써 3차원 클라우드 모델을 생성하도록 구성된 무선 전력 전송 시스템의 중앙 프로세서에 이미지 데이터를 송신할 수 있다. 이 경우, 각 개개의 전송기는 3차원 클라우드 모델을 생성하는 중앙 프로세서에 대한 클라이언트가 될 것이다. 클라이언트 전송기 각각은 중앙 프로세서로부터 3차원 클라우드 모델의 실시간으로 업데이트된 카피를 수신할 것이고, 동시에 3차원 클라우드 모델의 업데이트를 위해 자신의 비디오 카메라로부터의 이미지 데이터를 다시 중앙 프로세서로 연속적으로 및/또는 주기적으로 송신할 것이다. 다시 말해서, 각각의 전송기는 3차원 클라우드 모델을 생성하도록 구성된 중앙 프로세서에 미가공 또는 처리된 이미지 데이터를 연속적으로 및/또는 주기적으로 전송함과 동시에 각 개개의 전송기는 연속적으로 및/또는 주기적으로 3차원 클라우드 모델에 대한 업데이트를 다운로드하며, 그래서 각 개개의 전송기는 전송 필드 영역의 정확한 3차원 클라우드 모델을 연속적으로 및/또는 주기적으로 가짐으로써 안테나 구성 위상을 제어하여 동일한 전송 필드 영역 내에 있는 수신기에서 에너지의 포켓을 유지할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 무선 전력 전송 시스템의 개개의 전송기는 자신의 안테나의 안테나 관리 소프트웨어를 사용하여 수신기의 에너지의 포켓을 형성할 수신기와 통신하도록 구성될 수 있다. 그 다음에 개개의 전송기는 전력 파를 수신기에 또는 수신기 가까이에 전송할 전력 전송 안테나를 구성하는 하나 이상의 방법에 따라 수신기의 X, Y, Z 좌표를 결정한다. 개개의 전송기는 수신기의 결정된 X, Y, Z 좌표를 마스터 전송기 또는 마스터 서버와 같이 전송기에 연결된 디바이스의 중앙 프로세서에 전달할 수 있으며, 각 전송기에 의해 발생된 X, Y, Z 좌표는 통신 신호를 통해 수신기로부터 수신된 안테나 위상 및/또는 데이터(예를 들어, 열-매핑 데이터)에 기초하여 결정될 수 있다. 중앙 프로세서는 전송기의 다양한 센서 및/또는 카메라에 의해 모니터링되는 공통 전송 필드의 모델을 발생하도록 구성될 수 있다.
중앙 프로세서는 다양한 센서 및/또는 카메라의 입력에 기초하여, 공통 전송 필드의 2차원 또는 3차원 모델을 발생할 수 있다. 예를 들어, 중앙 프로세서는 다수의 전송기의 비디오 카메라로부터 획득된 이미지 데이터에 기초한 하나의 모델 및 각각의 전송기의 안테나 관리 소프트웨어에 의해 결정된 안테나의 위상에 기초하여 발생된 다른 모델을 생성할 수 있다. 중앙 프로세서는 두 모델을 비교하고, 두 모델의 비교를 통해 결정된 특정 전송기로부터의 수신기의 최적한 위치에 기초하여, 생성되는 전력 파를 조정하도록 전송기에게 지시하거나, 달리 명령하는 데이터를 포함하는 신호를 하나 이상의 전송기에 송신하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 개개의 전송기는 그 자체에서 전력 파의 전송을 제어할 필요가 없고, 대신에 중앙 프로세서는 수신기의 위치에서 에너지의 포켓을 형성하라는 명령어/지시를 제공할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템의 개개의 전송기는 또한 무선 전력 전송 시스템의 분산형 동작 모델에서 하나 이상의 파라미터를 중앙 프로세서로 전송하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 중앙 프로세서는 개개의 전송기의 비디오 카메라에 의해 캡처된 미가공 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 비디오 카메라로부터의 미가공 이미지 데이터는 비디오 카메라에 의해 발생된 이미지의 계속되는 스트림이며, 특정 비디오 카메라는 그 회로 내부에서 특정 장면의 다수의 스냅샷, 예를 들어 초당 10 프레임을 생성한다. 이것은 카메라가 카메라의 시야에 있는 모든 픽셀 색상 또는 경우에 따라 온도의 X, Y, Z 좌표를 초당 10회 판독할 것임을 의미한다. X, Y, Z 좌표는 전송기의 프로세서에 의해 수치 값(기호 데이터)으로 변환될 수 있고, 그 다음에 수치 값은 다시 중앙 프로세서로 전달될 수 있다. 다른 예에서, 전송기는 자신의 비디오 카메라에 의해 캡처된 미가공 이미지 데이터를 중앙 프로세서에 직접 송신할 수 있다.
그 다음에 중앙 프로세서는 미가공 이미지 데이터로부터 각 전송기 컴퓨터 비전 소프트웨어에 의해 발생될 수 있는 기호 데이터를 수신할 수 있다. 기호 데이터는 수신기의 X, Y, Z 좌표, 수신기의 크기 및 수신기가 움직이고 있으면 수신기의 속도를 포함할 수 있다. 이 경우, 각 전송기의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 미가공 이미지 데이터를 분석하고 물체 패턴을 검색하도록 프로그램될 수 있다. 고정된 물체는 동일한 배경 색상에 가까이 있는 픽셀들의 인접한 BLOB 또는 전송기의 시야에 대해서뿐만 아니라 그 시야의 배경 픽셀에 대해서도 움직이는 동일한 배경 색상에 가까운 인접 픽셀들인 픽셀들의 움직이는 BLOB으로서 인식될 수 있다. 그러면 컴퓨터 비전 소프트웨어는 BLOB을 인식하고 BLOB의 중앙 또는 중심의 X, Y, Z 좌표, 픽셀 수 또는 시야와 비교하여 픽셀의 퍼센트의 관점에서 BLOB의 크기 또는 BLOB의 속도 및 초 단위의 BLOB의 가시성의 지속 시간을 포함하는 기호 데이터를 생성한다. 모든 기호 데이터는 그 다음에 중앙 프로세서로 전송될 수 있다. 중앙 프로세서는 연속적으로 및/또는 주기적으로 수신되는 모든 기호 데이터 및/또는 미가공 이미지 데이터를 사용하여, 동일한 전송 필드 영역 내의 각 수신기 위치에서 최적한 에너지의 포켓을 형성하도록 전송기의 안테나의 안테나 위상을 제어함으로써 모든 전송기가 무선 전력 전송을 위해 사용하는데 유용할 수 있는 데이터 구조인 3차원 클라우드 모델을 발생할 수 있다. 3차원 클라우드 모델은 시각적으로 인식되는 모든 물체(예를 들어, 인간 및 가구)의 X, Y, Z 좌표 및 각 전송기의 컴퓨터 비전 소프트웨어 및/또는 각 전송기의 안테나 관리 소프트웨어에 의해 결정된 바와 같은 모든 수신기의 X, Y, Z 좌표의 리스트를 포함하는 데이터 구조일 수 있다. 각 물체의 X, Y, Z 좌표와 함께, 모델은 BLOB 크기 또는 평균 픽셀 색상과 같은 물체와 연관된 다른 세부 사항을 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 무선 전력 전송 시스템의 하나의 장점은 각 전송기의 컴퓨터 비전 소프트웨어와 함께 카메라(208)가 물체를 보고, 물체의 위치를 인식하고, X, Y, Z 좌표를 일초 미만으로 결정한 다음, 안테나(202)의 안테나 관리 소프트웨어가 전력 파의 전송을 목표로 하여 모든 전송 안테나의 위상을 신속하게 구성하고, 물체가 수신기이면 그 물체의 위치에서 에너지의 포켓을 형성할 수 있다는 것이다. 다른 장점은 수신기가 움직일 때, 안테나(202)가 움직이는 수신기를 쫓아 실시간으로 모든 전송 안테나의 위상을 신속하게 구성할 수 있다는 것이다. 수신기가 인간에 의해 휴대된 셀 폰이면, 전송기는 인간이 더 이상 셀 폰을 휴대하지 않으면 수신기 위치로 전송할 수 있다. 전송기의 컴퓨터 비전 소프트웨어와 함께 카메라(208)를 사용하여, 시스템은 전송 안테나를 실시간으로 재조정하여 에너지의 포켓이 수신기와 함께 효율적으로 이동할 수 있도록 하며, 이에 따라 수신기는 전력을 계속 수신할 수 있다.
실시예에서, 사용자가 배터리가 없는 디바이스를 갖고 디바이스가 연속적인 전력, 예를 들어 방 안의 벽에 장착된 LED 조명을 가져야 한다면, 배터리가 없는 LED 조명 또는 유사한 디바이스는 디바이스 또는 디바이스에 연결된 수신기에서 에너지의 포켓이 형성되는 한 동작만은 할 것이다. 하나의 시나리오에서, 사용자가 방으로 걸어 들어와 전송기(200)와 LED 조명 사이에 서 있으면, 전송기(200)가 안테나(202)의 전송 안테나의 위상을 재조정하여 방 주위의 다른 경로로부터 LED 조명으로 무선 전력을 되돌려 놓을 때까지 LED 조명은 꺼질 수 있다. 다시 말해서, 무선 전력 전송 시스템은 디바이스로 향하게 함으로써 전력을 공급할 수 있으며, 만일 간섭이 있다면, 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력은 방에 있는 다른 물체를 맞고 튕겨 나올 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어와 함께 카메라(208)를 사용하면, 무선 전력 전송 시스템은 특히 수신기가 이동되었을지라도 또는 수신기 디바이스가 움직이고 있더라도, 전송기(200)의 컴퓨터 비전 소프트웨어가 수신기가 배치된 곳을 항상 정확히 모니터링하기 때문에, 전송기(200)와 수신기 사이에 개재하는 사람 또는 어떤 것이 있는 경우 훨씬 빨리 응답한다. 카메라(208)는 항상 수신기를 시각적으로 보고 있고, 그러면 프로세서(206)의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 그 수신기의 X, Y, Z 좌표를 실시간으로 계속 계산하고, 수신기의 위치에 기초하여 안테나에 신호를 송신하여 그 위상을 변경시켜서 수신기에 연속적으로 및/또는 주기적으로 전력을 공급한다.
열 카메라 동작을 이용한 예시적인 시스템 구성요소
도 3은 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라를 사용하는 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 예시적인 무선 전력 전송 시스템(300)의 구성요소를 도시한다. 도 3은 도 1 및 도 2와함께 설명될 것이다. 전송기(302)와 연관된 열 이미징 카메라(314)을 사용하는 무선 전력 전송 시스템(300)은 전송기의 전송 필드 내의 가축과 같은 사람 및 생체의 존재를 고려하여 무선 전력 전송을 위한 가장 안전하고 가장 효과적인 특성을 결정할 수 있다. 또한, 열 이미징 카메라(314)를 사용하는 무선 전력 전송 시스템(300)은 전력 파의 전자기 에너지에 민감한 특정 장비 및 다른 귀중한 물체를 포함할 수 있는 다른 민감한 물체의 존재를 고려하여 무선 전력 전송을 위한 특성을 결정할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템(300)은 전송기(302), 외부 매핑 메모리(304), 충전될 전자 디바이스(308)에 통합된 수신기(306)를 포함한다. 전송기(302)는 전송기(302)가 전력 파(312)를 전송할 수 있는 2차원 또는 3차원 공간일 수 있는 전송 필드 내로 통신 신호(310) 및 전력 파(312)와 같은 다양한 유형의 파를 송신할 수 있다.
또한, 무선 전력 전송 시스템(300)은 전송기(302)의 전송 필드와 중첩하는 시야로부터 열 방사를 수신하고 열 이미지를 발생할 수 있는 열 카메라(314)를 포함한다. 열 이미지는 열 방사로부터 획득된 온도 데이터(열 이미징 데이터)를 포함할 수 있다. 시야와 전송 필드 간의 중첩이라는 것은 일부 실시예에서 시야가 전송 필드를 넘어 연장할 수 있기는 하지만, 시야의 적어도 약간의 부분이 또한 전송기(302)의 전송 필드 내에도 있음을 의미한다. 또한, 전송기(302)의 전송 필드는 시야를 넘어 확장될 수 있다. 열 카메라(314)는 각각의 시야의 열 이미지를 형성한다.
전송기(302)는 다양한 유형의 데이터(예를 들어, 열 매핑 데이터, 열 이미징 데이터)를 처리하고 통신하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 전송기 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전송기 프로세서는 통신 구성요소(316)에 의해 수신된 통신 신호(310)로부터 열 매핑 데이터를 생성할 수 있고, 그러면 열 카메라(314)(또는 열 카메라 프로세서)로부터 수신된 열 이미징 데이터에 기초하여, 전송기 프로세서는 전력 파(312)에 가장 안전하고 가장 효과적인 특성을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 열 이미징 카메라(314)는 전송기(302)와 물리적으로 연관될 수 있고(즉, 전송기에 연결되거나 또는 전송기의 구성요소일 수 있고), 아니면 시스템(300) 및/또는 전송 필드의 다양한 조건을 검출하고 식별하도록 디바이스가 구성될 수 있다. 그러면 전송기(302)에 의한 전력 파(312)의 발생 및 전송에 기여할 수 있는 전송기(302)에 대한 열 이미징 데이터가 생성될 수 있다. 열 이미징 데이터는 전송기(302)가 수신기(306)에 안전하고 신뢰성 있고 효율적인 무선 전력을 제공하고 인간 또는 다른 민감한 물체가 존재하는 장소로 전력 파를 전송하는 것을 방지할 수 있도록, 전송기(302)가 다양한 동작 모드를 결정하는데 및/또는 전력 파(312)를 어떻게 적절히 발생하고 전송할지를 결정하는데 도움을 줄 수 있다. 본 명세서에서 상세히 설명된 바와 같이, 열 이미징 카메라(302)는 열 이미징 카메라 동작 동안 형성된 열 이미지로부터 도출되는 열 이미징 데이터를 하나 이상의 전송기(302)의 전송기 프로세서에 의한 후속 처리를 위해 전송할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 열 이미징 카메라 프로세서는 열 이미징 카메라(314)에 연결되거나 열 이미징 카메라 내에 수용될 수 있다. 열 이미징 카메라 프로세서는 전송기 프로세서에서 수신된 열 이미징 데이터가 전력 파형(312)을 발생하는데 사용 가능한 매핑 데이터로서 부분적으로 또는 완전히 선처리된, 다양한 일차 데이터 처리 루틴을 실행하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
열 카메라(314)의 시야 내의 열 이미지는 전형적으로 2차원(X × Y) 픽셀 어레이에 의해 기록된다. 특화된 열 이미징 카메라(314)는 보다 긴 파장(중간 및 장 파장 적외선)에 반응하는 초점 평면 어레이(focal plane array)(FPA)를 사용한다. 가장 일반적인 유형은 InSb, InGaAs, HgCdTe 및 QWIP FPA이다. 전형적으로 FPA 해상도는 광학 카메라의 해상도보다 상당히 낮은, 대개 160 x 120 또는 320 x 240 픽셀이다. 일반적으로 카메라가 적외선 방사의 상이한 파장을 구별하지 않는 이미지 센서를 사용하기 때문에 열 이미징 카메라(314)는 단일의 색상 채널을 갖는 경향이 있다. 때로는 결과로 생긴 단색 이미지는 강도의 변경 대신 색상의 변동이 사용되어 신호의 변경을 디스플레이하는 의사 색상(pseudo-color)으로 디스플레이된다.
전송기(302)의 전송 필드와 중첩하는 시야 내의 물체를 검출하기 위해 열 이미징 카메라(314)의 사양이 선택될 수 있다. 사양의 파라미터는 예를 들면: 픽셀 수; 거리측정 한계(ranging limit) 또는 물체의 효과적인 검출을 위한 열 이미징 카메라(314)로부터의 거리; 비디오 출력을 제공하도록 동작되는 열 이미징 카메라(314)의 프레임 속도; (수평 및 수직으로 측정된) 각도 시야; 최소 분해 가능 온도차(minimum resolvable temperature difference)(MRTD); 스펙트럼 대역; 및 동적 범위를 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 열 이미징 카메라(314)의 시야는 전송기(302)의 전송 필드와 중첩되는 임의의 주어진 순간에 보이는 전송기(302)의 관찰 가능한 환경의 범위라는 것을 이해하여야 한다. 실시예에서, 시야는 열 이미징 카메라가 열 방사에 민감한 입체 각(solid angle)일 수 있다.
열 이미징 데이터는 기본 레벨에서, 어레이 내의 각 픽셀마다 아날로그 및/또는 디지털 시각 이미지 데이터를 포함하는 2차원 X x Y 픽셀 어레이의 형태인 열 이미징 카메라(314)로부터 획득될 수 있다. 실시예에서, 열 이미징 카메라(314)에 의해 캡처된 데이터는 어레이의 각 픽셀에 의해 검출된 적외선 에너지 강도 및 적외선 에너지의 변환에 기초하여 온도 데이터를 형성하는 각 픽셀의 개개의 온도 값을 포함한다. 열 이미징 데이터는 또한 이러한 기본 픽셀 데이터로부터 도출된 데이터를 포함하여, 예를 들어 이미징 센서의 시야 내의 물체를 분석할 수 있다. 이러한 파생적인 열 이미징 데이터는 물체의 영역을 나타내는 숫자 또는 물체의 위치 성분이 포함된 어레이와 같이 사실상 일반적으로는 기호적이다. 여러 소스의 적외선 에너지가 있기 때문에, 열 이미징을 사용하여 물체의 정확한 온도를 얻는 것이 어려울 수 있다. 열 이미징 카메라(314) 및 열 이미징 카메라(314)에 통합되거나 열 이미징 카메라(314)와 통신하는 컴퓨터 비전 프로세서(컴퓨터 비전 소프트웨어를 실행하는 프로세서)는 열 이미징 데이터를 해석하고 이미지를 구축하는 알고리즘을 수행할 수 있다. 종종 가시 광 이미징을 위해 개발된 컴퓨터 비전 기술이 또한 적외선 이미징에도 적용될 수 있다.
복수의 열 이미징 카메라(314)는 전송기(302)의 전송 필드 내의 인간 및 생체를 검출하기 위해 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 열 이미징 카메라(314)는 방향이 상이한 전송기(302)의 전송 필드 내의 물체의 열 이미징, 즉 입체 이미징을 수행하는 전송기(302)와 각기 물리적으로 연관되어 있다. 열 이미징 카메라(314)는 전송기(302)의 전송 필드와 중첩하는 상이한 시야를 갖는 열 이미지를 형성한다. 두 개 이상의 열 이미징 카메라(314)에 의해 검출된 물체의 3차원(3D) 좌표를 결정하기 위해 변이 분석 기술(disparity analysis technique)이 이용될 수 있다. 실시예에서, 두 개 이상의 열 이미징 카메라(314)의 제 1 열 이미징 카메라는 움직이는 물체가 시야를 가로 지르는 변화(측방향 이동)로 나타나는 시야를 가질 수 있고, 두 개 이상의 열 이미징 카메라(314)의 제 2 열 이미징 카메라는 물체의 움직임이 근-원(near-far) 이미지 변화로 나타나서, 움직임의 측정을 덜 정확하게 제공하는 시야를 가질 수 있다. 열 이미징 카메라(314) 중 하나 또는 둘 모두와 연관된 이미지 처리 및 전송기(302) 중 하나 또는 둘 모두의 이미징 처리는 전송기(302)의 전역 좌표계 내의 열 이미징 카메라(314)에 의해 검출되는 생체와 같은 물체의 3D 위치를 계산할 수 있다. 전송기(들)(302)는 열 이미징 카메라(314)에 의해 검출된 물체의 계산된 3D 위치를 전송기(302), 수신기(306) 및 에너지의 포켓(318)과 같은 무선 전송 시스템(300)의 다른 엔티티의 3D 위치와 비교할 수 있다. 전송기(302)는, 예를 들어, 비교 결과가 검출된 생체가 전송기(302)에 미리 결정된 근접 정도(proximity) 내에 있음을 나타내거나 또는 에너지 포켓(318)에 미리 결정된 근접 정도 내에 있음을 나타낸다면, 전력 파(312)의 전력 레벨을 조정할지를 결정할 때 3D 위치 비교를 사용할 수 있다. 생체 또는 다른 민감한 물체가 전송기의 미리 결정된 근접 정도 내에 있음을 검출하면, 전송기는 전력 파의 전송을 줄이거나 중단한다. 또한, 생체 또는 다른 민감한 물체가 전송 어레이와 수신기 사이에 있음을 검출하거나, 생체 또는 다른 민감한 물체가 수신기의 미리 결정된 근접 정도 내에 있음을 검출하면, 전송기는 그 수신기로의 전력 파의 전송을 줄이거나 중단한다. 열 이미징 데이터 및 비디오 이미징 데이터는 동일한 2D 또는 3D 좌표에 중첩되어 생체의 위치를 식별한다. 설명된 시스템의 하나의 특징은 생체가 전력 파 전송으로부터 나오는 EM 방사에 노출하는 것을 방지하는 것이다.
대안적인 실시예에서, 복수의 열 이미징 카메라(314)는 단일의 전송기(302)와 물리적으로 연관될 수 있고; 아니면 복수의 열 이미징 카메라(314) 중 적어도 하나는 전송기(302)로부터 멀리 떨어져 위치될 수 있지만 전송기(302)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 복수의 열 이미징 카메라(314)는 동일한 높이(예를 들어, 둘 모두 바닥에 설치된 전송기와 연관됨)에 위치될 수 있고, 아니면 상이한 높이(예를 들어, 바닥 및 천장에 설치된 전송기와 각각 연관됨)에 위치될 수 있다. 복수의 열 이미징 카메라(314)를 사용하는 입체 이미징은 물체 위치 검출 및 예를 들어 동작 인식 및 추적에 유용한 물체 변위의 검출의 정확성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 열 이미징 카메라(314)는 전송기(302)와 물리적으로 연관된 단일의 열 이미징 카메라(314)와 비교하여, 그 전송기(302)로부터의 생체의 거리를 검출할 때 개선된 감도를 제공할 수 있다.
하나 이상의 전송기(302)의 전송 필드의 입체 이미징의 다른 장점은 (테이블과 같은) 장애물이 열 이미징 카메라(314)의 제 1 열 이미징 카메라에 의해 전송기(302)의 전송 필드 내 생체 또는 다른 물체의 전망을 부분적으로 또는 완전히 가로 막을 수 있지만, 물체는 상이한 방향으로부터 장면을 보는 열 이미징 카메라(314)의 제 2 열 이미징 카메라로 명확하게 보일 수 있다. 예를 들어, 어린이는 가구와 같은 장애물에 의해 열 이미징 카메라(314)의 제 1 열 이미징 카메라의 시야로부터 차단될 수 있지만, 열 이미징 카메라(314)의 제 2 열 이미징 카메라로 보일 수 있다. 시스템은 열 이미징 카메라(314)의 제 2 열 이미징 카메라에 의해 획득된 어린이의 좌표를 열 이미징 카메라(314)의 제 1 열 이미징 카메라와 공유할 수 있다.
본 개시 내용에서 사용된 하나의 기술은 미리 결정된 온도 범위 내에 속하는 온도 값을 갖는 픽셀, 또는 로컬 온도 최대치 내에 속하는 온도 값을 갖는 픽셀과 같이, 미리 결정된 기준을 충족시키는 온도 값을 갖는 공간적으로 인접한 픽셀 영역을 식별한다. 본 개시 내용에서, "시각적으로 인접한 픽셀"은 미리 결정된 기준을 충족시키는 온도 값을 갖는 열 이미지 내 픽셀의 공간적으로 인접한 영역에 대해 때때로 사용된다. 시각적으로 인접한 픽셀의 로컬 좌표는 시야 내에 있는 연관된 물체의 위치를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 시각적으로 인접한 픽셀에 대응하는 선택된 이미지 세부 사항에 포함된 이미지 정보는 이미지 처리 소프트웨어에서 "이진 대형 물체"(BLOB)로서 취급될 수 있다. BLOB 또는 BLOB의 미리 결정된 특성은 데이터베이스(예를 들어, 전송기(302) 내의 데이터베이스 또는 전송기(302)에 연결된 데이터베이스)에 단일 물체로서 저장될 수 있고; 열 이미징 소프트웨어에서는 패턴으로서 취급될 수 있다. 예를 들어, BLOB은 나중에 기록된 열 이미지 내에 재배치될 수 있는 열 이미징 데이터의 패턴을 나타낼 수 있다.
시각적으로 인접하는 픽셀과 연관된 열 이미징 데이터는 시각적으로 인접한 픽셀 세트의 다양한 기하학적 특성을 포함할 수 있다. 하나의 기하학적 특성은 중심, 2차원 평면 박편의 질량 중심 또는 3차원 입체이다. 다른 특성은 크기이며, 이 크기는 시각적으로 인접한 픽셀 세트의 픽셀 수에 의해 측정된 면적에 의해; 시각적으로 인접한 픽셀의 길이 및 폭에 의해; 또는 시각적으로 인접한 픽셀의 둥그런 패턴의 반경에 의해 추정될 수 있다. 일부 실시예에서, 전송기와 공존하는 특정 퍼센트의 카메라의 시야를 가리는 인간 또는 다른 민감한 물체를 식별할 때, 전송기는 전력 파의 전송을 중단한다. 이것은 인간이 가까운 범위에서 전송기 앞에서 걸을 수 있고, 이에 따라 시야의 특정 퍼센트의 픽셀을 나타내는 시나리오를 예상하여 이루어지며, 인간의 완전한 안전을 보장하기 위해서는 임의의 전력 파를 전송하는 것을 방지할 필요가 있다.
추가의 특징은 예를 들어 외관 패턴 라이브러리로부터 선택된 구성 파일일 수 있는 형상이다. 외관 패턴 라이브러리는 동일한 방향 및 상이한 거리에서 취한 동일한 물체에 대한 다수의 구성 파일을 포함할 수 있고, 이것은 그 물체를 인식할 때 보다 큰 융통성을 제공할 수 있다. 또한, 입체 영상을 사용할 때, 시스템은 서로 다른 관점에서 다수의 열 이미징 카메라에 의해 획득된 시각적으로 인접한 체온 픽셀들과 같은 시각적으로 인접한 픽셀들의 패턴을 비교할 수 있다. 시스템은 이러한 픽셀 패턴을 외관 패턴 라이브러리의 여러 구성 파일과 비교하여, 특정 물체 또는 특정 물체 카테고리의 식별을 확인할 수 있다. 외관 패턴 라이브러리의 구성 파일은 전송기(302)를 부팅한 다음에 이들 파일로의 액세스에 대비하기 위해 전송기(302) 내 및/또는 외부 매핑 메모리(304) 내의 데이터베이스에 저장될 수 있다. 구성 파일은 온도, 피부색과 머리카락 색과 같은 색상 또는 사람의 시각 패턴을 나타내는 눈과 입과 같은 얼굴 특징의 패턴을 포함할 수 있다.
시각적으로 인접한 픽셀들의 패턴은 열 이미징 카메라의 시야 내 생체의 존재를 나타낼 수 있다. 본 개시 내용에서 사용된 바와 같이, "시각적으로 인접한 체온 픽셀"은 인간 및/또는 생체의 존재를 나타내는 온도 또는 온도 범위에 대응하는 온도 값을 갖는 열 이미지 내 픽셀의 공간적으로 인접한 영역을 지칭한다. 비 제한적인 예로서, 인간을 검출하기 위한 시각적으로 인접한 체온 픽셀은 36.5 ℃(97.7 ℉내지 약 37.5 ℃(99.5 ℉) 범위 및 대략 그 범위의 온도 값을 갖는 픽셀로서 정의될 수 있다. 체온에 기초한 온도에 부가하여 또는 대안적으로, 일부 실시예에서 "시각적으로 인접한 체온 픽셀"은 인간이 착용한 의류의 검출된 온도와 같이 정상 체온보다 낮은 인간의 온도를 포함할 수 있다.
시각적으로 인접한 체온 픽셀에 기초하여 생체를 검출하기 위한 기술은 더 차가운 배경에 비해 따뜻한 물체로서 시각적으로 인접한 체온 픽셀들 간의 온도 콘트라스트뿐만 아니라, 시각적으로 인접한 체온 픽셀 패턴들의 형상과 같은 다른 컴퓨터 비전 기술(예를 들어, 인간 상체 형상 검출); 기분(tune)을 통해 추적되는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 움직임(예를 들어, 걷고 있는 인간 검출 및 다른 인간 동작의 검출); 및 생체측정 기술(예를 들어, 인간의 신장에 기초하여 시각적으로 인접한 체온 픽셀 패턴을 필터링)에 기초할 수 있다. 일반적으로 인간 체온에 가까운 온도를 나타내는 BLOB은 정적이지 않으면 높은 우도(high likelihood)로 인간을 나타내는 것으로 간주되며, 그에 대한 응답으로 전파의 전송이 감소되거나 중단된다.
인간 및 다른 생체의 검출 및 인식을 위한 다양한 컴퓨터 비전 기술은 무선 전력 전송 시스템(300)의 열 이미징에 적용될 수 있다. 예를 들어, 전송기(302)는 추적 알고리즘을 실시하여 시각적으로 인접한 체온 픽셀과 연관된 물체가 움직이고 있는지를 결정할 수 있다(예를 들면, 변위를 결정할 수 있다). 일부 실시예에서, 다수의 열 이미지 프레임은 정적 배경 이미지에 대비하여 시각적으로 인접한 체온 픽셀의 변화하는 패턴을 디스플레이할 수 있다. 움직이는 체온에 가까운 물체는 사람과 같은 민감한 물체인 것으로 간주되며, 전력 파 전송은 줄어들거나 중단된다.
시스템(300)은 열 이미징 카메라(314)에 의해 형성된 열 이미지에 기초하여 생체의 존재 및/또는 위치를 검출하기 위한 다양한 컴퓨터 비전 기술을 사용할 수 있으며, 결과적인 열 이미징 데이터는 시각적으로 인접한 체온 픽셀을 구현한다. 적합한 인간 검출 및 인식 기술은, 예를 들어 때로는 인간 형상 검출(예를 들어, 머리 검출, 얼굴 검출, 손 검출, 인간 상체 검출)이라고 불리는 인간 외형 패턴; 인간 생체측정 속성(예를 들어, 인간의 신장); 인간 동작 검출; 인간 활동 검출(예를 들어, 정지 자세, 동작 및 오프셋); 및 체온 검출(예를 들어, 피부 검출)을 포함한다.
시스템(300)은 2D 열 이미징 데이터에 기초하여 또는 깊이 정보를 통합한 3D 이미징 데이터에 기초하여 물체 추적 및 인식 방법을 이용할 수 있다. 시스템(300)은 생체에 관한 위치 정보를 제공하는 물체 검출 방법을 활용할 수 있거나, 위치 정보를 제공하지 않는 물체 인식 방법을 활용할 수 있다. 실시예에서, 시스템(300)에서 생체를 검출하기 위한 기술은 특정 인간을 식별하지 않으며 인간을 분류하지 않는다. 대안적으로, 시스템(300)은 무선 전력 전송을 제어하기 위해 인간 식별 데이터 및/또는 인간 분류 데이터를 제공한다. 예를 들자면, 무선 전력 레벨을 조정할지를 결정할 때, 유아 또는 어린이를 성인과 구별하는 것 또는 움직이는 인간을 움직이지 않는 인간과 구별하는 것을 포함한다.
시스템(300)은 전송기(302)의 전송 필드와 중첩되는 환경의 디지털 프레젠테이션을 재구성하기 위해 실내 3D 매핑을 이용할 수 있다. 예를 들어, 다수의 열 이미징 카메라에 의해 형성된 열 이미지는 처리되어, 스테레오 매칭 기술을 사용하여 포인트 깊이(즉, 3D 매핑 필드 내의 포인트의 위치)가 계산되는, 3D 매핑 필드를 발생할 수 있다. 각각의 전송기(302)는 전송기의 서비스 영역(전송 필드)의 열 이미징 데이터에 기초하여 포인트 클라우드 모델과 같은 3D 이미지 맵을 그의 데이터베이스에 유지할 수 있다. 또한, 각각의 전송기(302)는 통신 신호(310)로부터 열 매핑 데이터를 발생하여 통신 필드(302)의 제 2 유형의 3D 맵을 생성할 수 있다. 다수의 전송기(302)는 자신의 시각 이미징 데이터 및/또는 열 맵 데이터를 외부 매핑 메모리(304)에 업로드할 수 있으며, 외부 매핑 메모리는 모든 전송기(302)로부터 수신된 열 이미징 데이터를 한 곳에서 통합하는 3차원 포인트 클라우드 모델을 유지하는 3D 모델 서버로서 작용할 수 있다. 개개의 전송기(302)는 3D 모델 서버로부터 3D 모델을 다운로드하여 모든 열 이미징 카메라 및 다른 센서에 의해 검출된 물체의 보다 정확한 3D 좌표를 제공할 수 있다. 이러한 이미지 모델은 생체 및 다른 물체, 예컨대 테이블 및 수신기(302)를 포함하는 전송 필드 내의 물체의 특징 매칭 시에 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 시스템(300)은 연속 프레임으로부터 다수의 별개의 포인트가 추출되고 이들 사이의 기하학적 관계가 발견되는 스파스 특징 매칭(sparse feature matching)을 사용하여 실내 3D 매핑을 수행한다.
시스템(300)은 컴퓨터 비전에서 사용되는 프로그래밍 기능의 라이브러리를 구현할 수 있다. 예를 들어, 시스템(300)은 OpenCV(Open Source Computer Vision) 오픈 소스 컴퓨터 비전 라이브러리로부터의 프로그래밍 기능을 통합할 수 있고; 아니면 무선 전력 전송 설비에 맞춤화된 프로그래밍 기능을 통합할 수 있다. 예를 들어, 천정에 설치된 전송기(예를 들어, 머리 검출 기능)와 물리적으로 연관된 열 이미지 시스템과 비교하여, 상이한 컴퓨터 비전 기능이 바닥 레벨 열 이미징 시스템(예를 들어, 높이 인식 기능)에 사용될 수 있고; 아니면 상이한 컴퓨터 비전 기능이 전송기로부터 검출된 물체의 거리의 상이한 범위에서 사용될 수 있다.
동작 시, 열 이미징 카메라(314)는 사람과 같은 생체가 전송기(302), 전력 파(312) 및/또는 에너지의 포켓(318)의 미리 결정된 근접 정도 내에 진입하는지를 검출할 수 있다. 일 구성에서, 열 이미징 카메라(314)는 검출된 물체에 기초하여 시스템(300)의 전송기(302) 또는 다른 구성요소에게 다양한 작동을 실행하도록 명령을 내릴 수 있다. 다른 구성에서, 열 이미징 카메라(314)는 열 이미징 데이터를 전송기(302)에 전송할 수 있고, 전송기(302)는 어떤 작동(에너지의 포켓을 조정, 전력 파 전송을 중단, 전력 파 전송 줄이기)을 실행할지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 열 이미징 카메라(314)가 사람이 전송 필드에 진입했다고 식별한 다음 그 사람이 전력 파(312) 및/또는 전송기(302)의 미리 결정된 근접 정도(미리 정의된 거리) 내에 있다고 결정한 후, 열 이미징 카메라(314)는 관련된 열 이미징 데이터를 전송기(302)에 제공하여, 전송기(302)가 전력 파(312)의 전송을 줄이거나 종료하도록 한다. 다른 예로서, 사람이 전송 필드에 진입하는 것을 식별한 다음 그 사람이 에너지 포켓(318)의 미리 결정된 근접 정도 내에 들어 왔다고 결정한 후, 열 이미징 카메라(314)는 전송기(302)로 하여금 전력 파(312)의 특성을 조정하고, 에너지의 포켓(318)에 집중된 에너지의 양을 감소하고, 널을 발생하고 및/또는 포켓 에너지(318)의 위치를 바꾸게 하는 열 이미징 데이터를 전송기(302)에 제공할 수 있다. 다른 예에서, 시스템(300)은 경고를 생성할 수 있는 그리고/또는 시스템(300)을 관리하도록 구성된 시스템 로그 또는 관리 컴퓨팅 디바이스에 디지털 메시지를 발생하여 전송할 수 있는 경보 디바이스(320)를 포함할 수 있다. 이 예에서, 열 이미징 카메라(314)가 사람이 전송기(302), 전력 파(312) 및/또는 에너지의 포켓(318)의 미리 결정된 근접 정도(미리 정의된 거리)에 진입하는 것을 검출한 후, 또는 달리 시스템(300)의 다른 안전하지 않거나 금지된 조건을 검출한 후, 경고를 활성화할 수 있는 그리고/또는 통지를 발생하여 관리자 디바이스에 전송할 수 있는 센서 데이터가 발생되어 경보 디바이스(320)에 전송될 수 있다. 경보 디바이스(320)에 의해 생성된 경고는 오디오 피드백, 시각 피드백, 촉각 피드백 또는 몇몇 조합과 같은 임의의 유형의 감각 피드백을 포함할 수 있다.
일 예에서, 단일의 열 이미징 카메라(314)는 시간 경과에 따라 복수의 열 이미지를 형성하며, 이들 이미지는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴을 검출하고 이 패턴의 영역을 결정하기 위해 분석된다. 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 영역이 미리 규정된 문턱 값을 초과하면, 시스템(300)은 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴과 연관된 생체가 전송기(302)에 대한 금지된 근접 정도를 나타내는 것이므로 전송기(302)에 의한 무선 전력 전송을 종료한다. 이 실시예의 변형 예에서, 전송기(302)는 이들 픽셀이 공간적으로 인접하는지에 관계없이 미리 결정된 체온 범위 내에 속하는 열 이미징 카메라(314)의 시야 내의 픽셀의 총 수를 결정하고, 이 픽셀 카운트가 미리 결정된 문턱 값을 초과하면 무선 전력 전송을 종료한다. 이 실시예의 다른 변형 예에서, 시간 경과에 따른 일련의 이미지 프레임에 기초하여, 전송기(302)는 미리 결정된 체온 범위 내에 속하는 열 이미징 카메라(314)의 시야 내의 전체 픽셀 수의 시간 경과 추이를 결정하고, 이러한 총 픽셀 수의 증가가 미리 결정된 문턱치를 초과하면 무선 전력 전송을 종료한다.
다른 예에서, 복수의 열 이미징 카메라(314)는 시각적으로 인접한 체온 픽셀을 포함하는 열 이미지를 형성한다. 전송기(302)의 프로세서는 열 이미징 카메라(314)로부터 열 이미징 데이터를 수신하고 입체 비전 분석을 적용하여 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 3차원 좌표를 결정한다. 프로세서는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 중심을 결정하고, 그 중심과 에너지의 포켓(318)의 미리 결정된 3D 위치 사이의 거리를 계산한다. 거리가 제 1 미리 결정된 문턱 값보다 작으면, 시스템은 전력 파(312)의 전력 레벨을 줄인다. 거리가 제 1 미리 결정된 문턱 값보다 낮은 제 2 미리 결정된 문턱 값보다 작으면, 시스템은 시스템은 전력 파(312)의 전송을 종료한다.
또 다른 예에서, 복수의 열 이미징 카메라(314) 각각은 시각적으로 인접한 체온 픽셀을 포함하는 시간 경과에 따른 일련의 열 이미지를 형성한다. 전송기(302)의 프로세서는 열 이미징 카메라(314)로부터 열 이미징 데이터를 수신하고 시각적으로 인접한 체온 픽셀을 열 이미지 프레임 내의 배경 이미지 요소와 대조하는 동작 추적 분석을 적용하여, 시각적으로 인접한 체온 픽셀과 연관된 물체의 동작을 검출한다. 또한, 프로세서는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 3차원 좌표를 결정하는 입체 시각 분석을 적용하여, 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 중심을 계산한다. 동작 추적 분석이 시각적으로 인접한 체온 픽셀과 연관된 생체가 에너지의 포켓(318)을 향해 이동하고 있다고 결론을 내리면, 시스템은 전력 파(312)의 전력 레벨을 줄인다. 입체 비전 분석이 생체와 에너지의 포켓(318)의 미리 결정된 3D 위치 사이의 거리가 미리 결정된 문턱 거리보다 작다고 결정하면, 시스템은 전력 파(312)의 전송을 종료한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라를 사용하는 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법(400)을 도시하는 흐름도이다.
제 1 단계(402)에서, 전송기는 미리 결정된 위치에 전력 파를 전송한다. 이 단계(402)에서 전송된 전력 파는 3차원 보강 간섭 패턴으로 수렴할 수 있고, 결국 미리 결정된 위치에서 하나 이상의 에너지의 포켓을 형성할 수 있다. 일 예에서, 미리 결정된 위치는 수신기와 연관된 위치이다. 미리 결정된 위치는 전송 필드 내에서 전력 파를 전송할 곳을 결정하는데 사용되는 매핑 데이터, 예컨대, 열 이미징 데이터 또는 열 맵 데이터에 포함되어 있을 수 있다. 일부 구현 예에서, 미리 결정된 위치를 포함하는 매핑 데이터는 전송기의 내부 또는 외부에 있는 매핑 메모리에 저장될 수 있다. 일부 구현 예에서, 매핑 데이터는 전송기 프로세서 또는 센서 프로세서에 의해 실시간 또는 거의 실시간으로 생성될 수 있다. 또한, 일부 구현 예에서, 미리 결정된 위치를 포함하는 매핑 데이터는 무선 충전 시스템과 연관된 소프트웨어 애플리케이션을 통해 사용자 디바이스로부터 제공될 수 있다.
단계(402)의 일부 실시예에서, 전송기는 전송 필드에서 수렴하여 미리 결정된 위치에서 에너지의 포켓을 형성하는 전력 파 및 또한 수렴하여 제 1 에너지의 포켓의 미리 결정된 위치로부터 떨어져 있는 전송 필드의 제 2 위치에서 에너지의 제 2 포켓을 형성하는 전력 파를 전송한다. 즉, 경우에 따라, 전력 파는 미리 결정된 위치에서 발생된 제 1 에너지의 포켓 이외에, 하나 이상의 제 2 에너지의 포켓의 형성을 유발하는 전력 파의 사이드 로브(side lobe)의 발생을 야기할 수 있다. 일부 구현 예에서, 제 1 에너지의 포켓의 미리 결정된 위치 및 각각의 제 2 에너지의 포켓을 갖는 제 2 위치 둘 모두는 송신기의 포켓 형성 위치를 추적하는 매핑 데이터(예를 들어, 열 이미징 데이터, 열-맵 데이터)에 포함된다. 파형 발생 및 전송 기술이 사이드 로브의 형성을 방지하거나 줄이기 위해 사용될 수 있지만, 예시적인 방법(400)과 같이 본 명세서에 개시된 무선 전력 전송의 다양한 실시예는 이러한 에너지의 포켓 및 다른 유형의 제 2 에너지의 포켓이 전송 필드 내에 존재할 때 생체 및 민감한 물체를 지능적으로 보호할 수 있다.
다음 단계(404)에서, 하나 이상의 열 이미징 카메라는 전송기의 전송 필드에서 열 이미지를 발생한다. 열 이미징 카메라 또는 열 이미징 카메라와 연관된 일차 처리 회로는 열 이미징 데이터를 전송기에 전달한다. 실시예에서, 열 이미징 카메라는 시각적으로 인접한 체온 픽셀을 포함하는 열 이미징 데이터를 전송기에 전달할 수 있다. 실시예에서, 열 이미징 카메라는 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀과 연관된 생체와 같은 물체의 존재 및/또는 위치에 관한 전송기 위치 관련 열 이미징 데이터를 전송기에 전달할 수 있다.
단계(404)의 실시예에서, 제 1 열 이미징 카메라는 전송기상의 제 1 위치에 배치되고, 제 2 열 이미지는 제 1 위치로부터 떨어진 전송기상의 제 2 위치에 배치된다. 실시예에서, 제 1 및 제 2 센서는 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 위치를 나타내는 입체 데이터를 취득한다.
실시예에서, 열 이미징 카메라는 전송기의 전송 필드와 중첩하는 하나 이상의 시야의 시간 경과에 따른 복수의 열 이미지를 형성한다. 실시예에서, 열 이미징 카메라는 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀의 움직임을 나타내는 전송기 열 이미징 데이터를 전송기에 전달한다.
다음 단계(406)에서, 전송기는 열 이미지의 온도 데이터에 기초하여 전송 필드 내의 생체를 식별한다. 다른 실시예에서, 전송기 및/또는 열 카메라는 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀에 기초하여 전송 필드 내의 생체를 식별한다. 일 예로서, 하나 이상의 열 이미징 카메라는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴을 포함하는 미가공 열 이미징 데이터를 취득하고, 미가공 열 이미징 데이터를 처리한 다음, 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴과 연관된 생체의 존재 또는 위치를 나타내는 정보를 포함하는 열 이미징 데이터를 발생할 수 있다.
단계(406)의 실시예에서, 복수의 열 이미징 카메라는 입체 열 이미징 데이터를 전송기에 전달하고, 열 이미징 카메라 또는 전송기 중 하나 또는 둘 모두는 변이 분석을 적용하여 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴과 연관된 생체의 3차원 좌표를 결정한다.
또 다른 실시예에서, 하나 이상의 열 이미징 카메라는 생체의 존재를 나타내는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴을 포함하는 상이한 시간에서의 일련의 열 이미지에 기초하여, 생체의 변위 또는 움직임을 나타내는 정보를 포함하는 열 이미징 데이터를 취득할 수 있다. 일 예에서, 전송기는 이러한 움직임 정보를 사용하여 전송기와 같은 무선 전력 전송 시스템의 다른 물체 또는 전송기에 의해 형성된 에너지의 포켓의 미리 결정된 위치에 관련하여 생체의 움직임을 감지한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 열 이미징 카메라, 전송기 또는 둘 모두는 중심, 면적, 길이와 폭, 반경, (시 계열의 열 이미지에 대한) 속도 및 형상과 같은 열적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴의 특성을 계산할 수 있다.
다음 단계(408)에서, 전송기는 전력 파에 대한 식별된 생체의 근접 정도를 결정한다. 근접 정도를 계산하기 위해, 전송기는 식별된 생체의 위치와 전송기의 전송 필드에서 전송 중인 전력 파 사이의 거리를 계산한다. 그 다음, 전송기는 생체의 근접 정도가 전력 파로부터 미리 정의된 거리 내에 있다고 결정하면 전력 파의 전력 레벨을 조정한다. 일 예에서, 미리 정의된 거리는 생체로부터 전송기까지의 거리에 대응한다. 다른 예에서, 미리 정의된 거리는 생체로부터 수신기까지의 거리에 대응한다.
다른 실시예에서, 전송기는 시각적으로 인접한 체온 픽셀에 기초한 생체의 존재를 나타내는 정보에 기초하여, 전력 파의 특성을 조정할지를 결정한다. 실시예에서, 전송기는 단계(406)에서 획득된 생체에 대한 위치 데이터를 전송기의 좌표(예를 들어, 1차원 좌표, 2차원 좌표, 3차원 좌표)와 비교한다. 다른 실시예에서, 전송기는 단계(406)에서 획득된 생체에 대한 위치 데이터에 관한 정보를 전력 전송 파의 미리 결정된 위치의 좌표(예를 들어, 1차원 좌표, 2차원 좌표, 3차원 좌표, 극 좌표)와 비교한다. 실시예에서, 전송기는 전송기로부터의 생체의 거리를 계산하고, 거리가 문턱 근접 정도 값 아래로 떨어진 경우에 전력을 줄이거나 종료한다. 실시예에서, 전송기는 에너지의 포켓의 위치로부터 생체의 거리를 계산하고, 거리가 문턱 근접 정도 값 아래로 떨어진 경우에 전력을 줄이거나 종료한다.
단계(408)의 다른 실시예에서, 전송기는 단계(406)에서 획득된 생체에 대한 위치 데이터에 관한 정보를 에너지의 포켓의 위치의 좌표(예를 들어, 1차원 좌표, 2차원 좌표, 3차원 좌표, 극좌표)와 비교하고; 단계(406)에서 획득된 생체의 움직임에 대한 정보를 분석한다. 생체의 움직임에 관한 정보가 에너지의 포켓의 위치를 향한 생체의 움직임을 나타내면, 전송기는 전력 전송 파의 전력 레벨을 줄이고; 생체의 위치에 관한 정보가 에너지의 포켓의 위치로부터 문턱 거리보다 작으면, 전송기는 무선 전력 전송을 종료한다.
일부 구현 예에서, 단계(406)에서, 전송기는 생체 또는 민감한 물체와 연관된 센서 데이터의 위치 데이터를 사용하여 전력 파를 조정할지를 결정하는데 안전 기술을 적용할 수 있다. 하나의 안전 기술은 규제 한계 또는 최대 허용 가능 전력 레벨 또는 EMF 노출에 관한 다른 한계를 넘어서는 오차 범위(예를 들어, 10 % 내지 20 %의 마진)를 포함시켜서, 생체가 한계의 전력 레벨 또는 한계에 가까운 전력 레벨에 노출되지 않게 보장하는 것이다. 다른 안전 기술은 장애물이 열 이미징 카메라의 시야를 방해하는 경우에 전력 파를 조정하는 결정을 내리는 것이다.
다음 단계(410)에서, 전송기가 이전 단계(408)에서 생체의 존재에 관련한 정보에 기초하여 전력 파를 조정하려는 것으로 결정하면, 전송기는 하나 이상의 작동을 실행할 수 있다. 경우에 따라, 전송기가 이전 단계(408)에서 전력 파를 조정하려고 결정할 때, 전송기는 미리 결정된 위치에서 전력 파의 전력 레벨을 줄인다. 경우에 따라, 전송기가 이전 단계(408)에서 전력 파를 조정 또는 종료하려고 결정할 때, 전송기는 미리 결정된 위치로의 전력 파의 전송을 종료한다. 경우에 따라, 전송기가 이전 단계(408)에서 전력 파를 조정하려고 결정할 때, 전송기는 미리 결정된 위치에서 전력 파의 에너지의 양을 감소한다. 일부 실시예에서, 전송기가 이전 단계(408)에서 전력 파를 조정하려고 결정할 때, 전송기는 생체 또는 민감한 물체 주위에 전력 파를 재전송한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전송기가 이전 단계에서 전력 파를 조정하려고 결정할 때, 전송기는 전송기 또는 무선 충전 시스템의 경보를 작동시킬 수 있다.
시각 및 초음파 디바이스를 구비한 예시적인 시스템 구성요소
도 5는 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 갖는 열 이미징 카메라를 사용하는 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하기 위한 예시적인 무선 충전 시스템의 구성요소를 도시한다. 도 5는 이제 도 1 내지 도 3과 관련하여 설명될 것이다.
시스템(500)은 전송기(502), 외부 매핑 메모리(504), 수신기(506), 및 충전 될 전자 디바이스(508)를 포함할 수 있다. 전송기(502)는 전송기(502)가 전력 파(512)를 송신할 수 있는 2차원 또는 3차원 공간일 수 있는 전송 필드 내로 통신 신호(510) 및 전력 파(512)와 같은 다양한 유형의 파를 전송할 수 있다.
시스템(500)은 초음파 검출 데이터를 발생하여 전송기(502)의 전송 필드 내의 생체 및/또는 민감한 물체를 검출하는 하나 이상의 초음파 변환기(516)와 함께 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분 내에 있는 생체 또는 민감한 물체에 대한 시각 이미징 데이터를 발생하는 이미지 센서(514)를 포함한다. 그러면 생체 및/또는 민감한 물체의 위치는 시각 이미징 데이터 및 초음파 검출기 데이터에 기초하여 결정된다. 다른 실시예에서, 이러한 검출 디바이스들이 조합됨으로써 무선 전력 전송을 제어하기 위해 전송기(502)에 의해 사용될 수 있는, 생체 및 다른 민감한 물체에 대한 3차원 위치 정보를 발생할 수 있다. 조합된 검출 디바이스는 초음파만을 사용하거나, 단일의 카메라 또는 다른 이미징 센서를 사용하여 달성되는 것보다 상당히 효과적인 물체 검출 및 위치를 제공하여, 시각 검출 단독으로는 수정 가능하지 않을 수 있는 또는 초음파 검출 단독으로는 수정 가능하지 않을 수도 있는 전송기(502) 근처의 특정 물체의 신뢰성 있는 검출을 가능하게 한다. 예를 들어, 카메라가 없는 초음파는 다른 물체에 비해, 인간과 다른 생체 사이를 효과적으로 구별하지 못할 수 있다. 초음파가 없는 단일의 카메라는 일반적으로 2차원 이미지 데이터 내 물체의 전송기(502)로부터의 거리를 검출하지 못할 것이므로, 생체 또는 다른 민감한 물체가 전송기(502)에 안전하지 않게 근접해 있음을 검출하지 못할 수 있다.
시스템(500)은 전송기(502)의 전송 필드와 중첩하는 시야로부터의 방사를 수신할 수 있는 이미징 센서(514)를 포함한다. 일 실시예에서, 이미징 센서(514)는 비디오 카메라일 수 있다. 도 17의 실시예에서, 이미징 센서(514)는 시야로부터 열 방사를 수신할 수 있는 열 이미징 카메라일 수 있다. 그러나, 이미징 센서는 이미징 센서의 시야 내의 다른 유형의 방사에 기초하여 2차원(2D) 시각 이미징 데이터를 취득할 수 있는 다른 디바이스를 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 또 다른 실시예에서, 이미징 센서는 가시 광 카메라이다. 시야와 전송기(502)의 전송 필드 사이의 중첩이라는 것은, 일부 실시예에서, 시야가 전송 필드를 넘어 연장할 수 있기는 하지만, 시야의 적어도 약간의 부분이 또한 전송기(502)의 전송 필드 내에도 있다는 것을 의미한다. 또한, 전송기(502)의 전송 필드는 시야를 넘어 연장할 수 있다.
또한, 시스템(500)은 이미징 센서(514)의 시야와 중첩하고 전송기(502)의 전송 필드와 중첩하는 초음파 스캔 영역 내의 물체의 초음파 검출 데이터를 캡처하는 초음파 변환기(516)를 포함한다. 초음파 스캔 영역과 시야 사이의 중첩이라는 것은 일부 실시예에서, 초음파 스캔 영역이 시야를 넘어 연장할 수 있기는 하지만, 초음파 스캔 영역의 적어도 약간의 부분이 또한 시야 내에도 있다는 것을 의미한다. 초음파 스캔 영역과 전송 필드 사이의 중첩이라는 것은, 일부 실시예에서 초음파 스캔 영역이 전송 필드를 넘어 연장할 수 있기는 하지만, 초음파 스캔 영역의 적어도 약간의 부분이 또한 전송 필드 내에도 있다는 것을 의미한다.
실시예에서, 초음파 변환기(516)는 초음파 스캔 영역 내의 물체들의 거리를 찾기 위한 초음파 에너지를 발생한다. 다음의 설명은 초음파 펄스를 언급하지만, 초음파 변환기(516)에 의해 송수신되는 초음파 에너지는 또한 연속 파의 형태를 취할 수도 있음을 이해하여야 한다. 초음파 펄스는 초음파 스캔 영역 내에서 시야와 중첩하여 발생된다. 이들 펄스의 경로에 물체가 있다면, 펄스의 일부 또는 전부가 에코(echo)로서 전송기로 다시 반사되어 수신기 경로를 통해 검출될 수 있다. 전송된 초음파 펄스와 수신된 에코 간의 시간차를 측정함으로써, 시스템은 물체의 거리를 결정할 수 있다. 두 개의 에코들 사이의 위상 차를 측정함으로써, 시스템은 예를 들어 기준 각으로부터 측정된 것으로서 물체의 각도를 계산할 수 있다. 계산된 물체의 거리 및 각도는 초음파 변환기들(516) 사이의 중간 점과 같은 기준 점으로부터 생긴 벡터(본 개시 내용에서는 이러한 벡터는 때때로 물체에 대한 "위치 벡터"라고도 부름)로서 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 열 이미징 카메라(514)와 같은 이미징 센서는 전송기(502)에 통신 가능하게 연결되고, 전송기(502)와 물리적으로 연관될 수 있다(즉, 전송기에 연결되거나 또는 전송기의 구성요소일 수 있다). 일부 사례에서, 열 이미징 카메라(514)가 전송기들(502) 사이에 위치된 것으로 도시되어 있지만, 다양한 실시예에서 열 이미징 카메라(514)는 전송기(502)의 하우징 상에 또는 내부에 위치될 것이다. 이미징 센서(514)는 전송기(502)에 의한 전력 파(512)의 발생 및 전송에 기여할 수 있는, 전송기(502)에 필요한 열 이미징 데이터와 같은 2차원 이미징 데이터를 발생한다. 또한, 하나 이상의 초음파 변환기(516)는 전송기(502)에 통신 가능하게 연결되며, 전송기(502)에 물리적으로 연결될 수 있다(즉, 전송기에 연결되거나 전송기의 구성요소일 수 있다). 초음파 변환기(516)는 전송기(502)에 의한 전력 파(512)의 발생 및 전송에 기여할 수 있는 전송기(502)에 필요한 초음파 검출 데이터를 발생한다. 전송기(502)는 열 이미징 카메라(514)로부터의 열 이미징 데이터를 초음파 검출 데이터와 비교하여 다양한 동작 모드를 결정하고 및/또는 전력 파(512)를 적절히 발생 및 전송할 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 열 이미징 카메라(514)로부터의 열 이미징 데이터와 초음파 검출 데이터의 조합은 전력 파(512)의 발생 및 전송을 제어할 때, 열 이미징 카메라(514)의 시야 내의 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 정보를 결정할 수 있고, 그래서 전송기(502)는 안전하고 신뢰할 수 있고 효율적인 무선 전력을 수신기(506)에 제공할 수 있다.
예시적인 시스템(500)과 같은 도시된 실시예에서, 하나 이상의 초음파 변환기(516)는 전송기(502)의 내부 구성요소이다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 초음파 변환기(516)는 전송기(502)의 외부에 있을 수 있고, 유선 또는 무선 연결을 통해 초음파 검출 데이터를 하나 이상의 전송기(502)에 전달할 수 있다. 열 이미징 카메라(514) 및 초음파 변환기(516)는 열 이미징 데이터 및 초음파 검출 데이터를 각각 하나 이상의 전송기(502)에 제공할 수 있고, 그러면 전송기(502)의 프로세서는 이 데이터를 공유하여 전력 파(512)의 적절한 공식화 및 전송을 결정할 수 있다. 호스트 전송기(502)는 다른 검출 디바이스 및/또는 시스템(500) 내 다른 호스트 전송기와 물체 검출 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 열 이미징 카메라(514), 초음파 변환기(514), 또는 호스트 전송기(502)는 시각 이미징 데이터, 초음파 검출 데이터 및 시각 이미징 데이터와 함께 초음파 검출 데이터를 처리하여 도출된 데이터 중 하나 이상을 하나 이상의 매핑 메모리(504)로 또는 그로부터 전송하거나 검색할 수 있다.
초음파 변환기(516)는 전송기(502)의 전송기 프로세서에 의한 후속 처리를 위해 초음파 검출 데이터를 전송할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 초음파 검출 프로세서는 하나 이상의 초음파 변환기(516)에 연결되거나 그 내부에 수용될 수 있다. 초음파 검출 프로세서는 다양한 일차 데이터 처리 루틴을 실행하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있고, 전송기 프로세서에서 수신된 초음파 검출 데이터는 전력 파(512)를 생성하는데 사용 가능한 매핑 데이터로서 부분적으로 또는 완전히 전 처리된 데이터이다.
다른 실시예에서, 열 이미징 카메라(514) 및 초음파 변환기(516)는 다른 검출 디바이스로부터 검출 데이터를 수신하는 프로세서를 포함할 수 있으며, 검출 디바이스들의 조합으로부터 전송기 프로세서에서 수신된 검출 데이터는 전력 파(512)를 생성하는데 사용 가능한 매핑 데이터로서 부분적으로 또는 완전히 전 처리된 데이터이다. 예를 들어, 열 이미징 카메라(514) 및 초음파 변환기(516)는 열 이미징 카메라(514)로부터의 2차원 이미징 데이터 및 열 이미징 카메라(514)로부터의 초음파 검출 데이터의 둘 모두를 수신하고, 열 이미징 카메라(514)의 시야 내의 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 정보를 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 초음파 스캔 영역은 초음파의 영역에 제한되지 않고 초음파 변환기(516)로부터의 다른 방향을 포함할 수 있고, 이미징 센서의 시야로부터 단면 평면보다 더 연장될 수 있다는 것을 알아야 한다. 초음파 스캔 영역은 전송기(502)의 전송 필드 및 열 이미징 카메라(514)의 시야와 중첩하지만, 이들 다른 영역보다 크거나 작은 범위를 가질 수 있다. 일반적으로 초음파 신호 파장은 비교적 짧은 도달 거리를 가지며, 초음파는 실내 환경에서 거리를 찾는데 매우 적합하다.
초음파 변환기(516)는 전송기(502)와 물리적으로 각각 연관되며, 열 이미징 카메라(514)의 시야와 중첩하고 전송기(502)의 전송 필드와 중첩하는 초음파 스캔 영역에서 초음파를 전송한다. 초음파의 에코는 생체 또는 민감한 물체와 같은 초음파 스캔 영역 내의 하나 이상의 물체에 의해 반사될 수 있다. 실시예에서, 각각의 초음파 변환기(516)는 초음파 펄스를 전송하고, 전송된 펄스의 에코를 수신하는데 필요한 시간은 물체의 거리를 결정하는데 사용된다. 초음파 소프트웨어는 초음파 변환기(516) 둘 모두로부터 물체 검출 데이터를 수신하고, 초음파 변환기(516)로부터의 초음파 검출 측정치의 위상 차에 기초하여 변이 분석을 수행할 수 있다. 이 분석에 기초하여, 시스템은 각각의 검출된 물체에 대한 위치 벡터를 생성한다. 실시예에서, 위치 벡터는 전송기(502)의 시야 내의 물체에 대한 3차원 위치 정보를 명시하는데 사용될 수 있는 전역 좌표계 내의 위치이다.
실시예에서, 초음파 변환기(516)는 이미징 센서(514)의 시야의 X-Y 영역에 평행한 선을 따라 위치된다. 실시예에서, 이미지 센서(514)는 실질적으로 초음파 변환기들(516) 중간에 위치된다. 도시되지 않은 다른 실시예에서, 초음파 변환기(516)는 전송기(502)의 전송기 하우징의 우측 및 좌측 에지 근처에 위치될 수 있고, 이미징 센서(514)는 초음파 변환기(516)와 함께, 실질적으로는 이들 사이의 중간 지점에 위치된다.
도 6은 예시적인 실시예에 따라, 초음파 변환기를 사용하는 전송기의 전송 필드 내의 물체를 식별하기 위한 무선 전력 전송 시스템(600)의 구성요소를 도시한다.
실시예에서, 센서 프로세서, 또는 ASIC은 전송기(Tx)(602) 내에 통합된다. 일부 실시예에서, Tx(602)의 ASIC 및/또는 센서 프로세서는 직렬 주변기기 인터페이스(Serial-Peripheral-Interface)(SPI) 인터페이스를 사용하여, 초음파 변환기(604)(좌측 변환기; "UL-L") 및 초음파 변환기(606)(우측 변환기; "UT-R")에 커맨드를 전달하고 그로부터 데이터를 수신할 수 있다.
다양한 실시예에서, 초음파 센서 구성요소는 초음파 펄스(또는 핑(ping))를 전송하고 변환기(604, 606)의 초음파 스캔 영역에 있는 물체로부터 이들 펄스의 에코를 수신할 때 단계들의 시한 시퀀스(timed sequence)를 제공한다. 실시예에서, 시퀀스는 시한 시퀀스에서 다음의 단계를 포함한다: (1) UT-L(604)은 SPI(616)에 의해 지령된 바와 같이, 초음파 펄스(핑)(608)를 전송하고; (2) UT-L(604)은 초음파 펄스의 에코(610)를 수신하고; (3) UT-R(606)은 SPI(620)에 의해 지령된 바와 같이 초음파 펄스(핑)(612)를 전송하고; (4) UT-R(606)은 초음파 펄스의 에코(614)를 수신한다. 실시예에서, 단계(2) 및 (4)에는 전송 필드 내의 임의의 물체로부터 에코들의 모음을 완료하기에 충분한 시간이 할당되고, 그 다음에 즉시 다음 전송 단계가 뒤 따른다. 단계(4)가 완료된 후, 시퀀스가 반복된다.
실시예에서, UT-R(606)이 핑을 전송하고 에코를 수신하는 때의 단계(3) 및 단계(4) 동안 UT-L(604)은 단계(1) 및 단계(2) 동안 이전에 수신된 에코(610)에 기초하여 에코 데이터(618)를 Tx(602)에 전달할 수 있다. 유사하게, UT-L(604)이 핑을 전송하고 에코를 수신하는 때의 단계(1) 및 단계(2) 동안, UT-R(604)는 단계(3) 및 단계(4) 동안 이전에 수신된 에코에 기초하여 에코 데이터(620)을 Tx(602)에 전달할 수 있다.
이와 같은 시한 시퀀스는 초음파 변환기(604 및 606)가 서로 간섭하지 않고 동일한 주파수를 사용하여 신호를 전송 및 수신할 수 있게 한다. 대안적으로, 초음파 변환기(604 및 606)는 상이한 주파수에서 동작할 수 있다.
실시예에서, 초음파 변환기는 열 이미징 관리자와 비동기적으로 동작하지만, 이들 디바이스는 동시적으로 취득된 데이터를 식별하기 위해 열 이미징 데이터 및 초음파 데이터의 전송기에 타임 스탬프 방식으로 보고한다. 실시예에서, 열 이미징 카메라의 컴퓨터 비전 처리 및 초음파 변환기의 초음파 처리는 일괄하여 짧은 사이클 시간 이내에 이루어진다. 예시적인 실시예에서, 시각 이미징 및 초음파 검출을 위한 시스템의 사이클 시간은 초당 9 사이클 내지 초당 30 사이클일 수 있다. 유리하게는, 시스템은 생체 또는 민감한 물체를 인식하고 이 정보에 기초하여 전력 파의 전송을 신속하게 조정한다. 실시예에서, 시스템은 시각 이미징 및/또는 초음파 검출을 통해 전자기장(EMF) 노출 위험을 식별하는 90 밀리 초 이내에 무선 전력 전송의 전력 레벨을 종료하거나 제한한다.
다른 실시예에서, 시스템은 전송기에 관련하여 정의된 전역 좌표계를 포함한다. 이러한 전역 좌표계에서, 검출된 물체에 대한 위치 벡터는 물체와 전송기 사이의 거리를 측정할 수 있다. 실시예에서, 전역 좌표계는 전송기가 좌표(0, 0, 0)와 연관되는 데카르트 좌표계이다. 이미징 센서로부터의 2차원 시각 이미징 데이터는 전역 좌표계 내에서 초음파 변환기로부터의 초음파 검출 데이터와 상관되어, 이미징 센서의 시야 내에서 검출된 물체(예컨대, 생체 또는 민감한 물체)에 대한 3차원 위치 정보를 도출할 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 열 이미징 카메라 및 초음파 변환기를 구비한 무선 전력 전송 시스템(700)의 개략도이다.
좌측 초음파 변환기(704), 우측 초음파 변환기(706) 및 열 이미징 (적외선) 카메라(702)는 축(714)을 따라 일 직선으로 위치된다. 적외선 카메라는 실질적으로 초음파 변환기(704 및 706)의 중간 지점에 위치된다. 각각의 초음파 변환기(704 및 706)는 각각의 초음파 변환기(704) 706)는 물체(708)에서 반사되는 초음파 펄스를 전송하고, 이들 펄스의 에코는 변환기로 다시 반사된다. 각 변환기는 수신된 에코의 진폭과 경과 시간을 검출한다. 초음파 펄스의 복귀 경과 시간은 초음파 변환기로부터 물체까지의 거리를 나타낸다. 삼각 측량 알고리즘은 변환기(704, 706)에 의한 판독 값들 간의 시간 오프셋에 기초하여 물체(708)의 "초음파 각도(ultrasound angle)"를 식별하는데 이용될 수 있다. 본 개시 내용에서, "초음파 각도"는 초음파 센서에 의해 검출된 물체의 위치에 대한 벡터의 각도를 지칭한다. 따라서, 도 7의 예시적인 구성에서, 에코가 변환기(704)로 복귀하는데 필요한 비례적으로 더 큰 시간으로 나타나는 바와 같이, 물체(708)는 변환기(704)에 비해 변환기(706)에 더 가깝다. 그러므로 물체(708)로부터의 에코를 처리하는데 있어서, 시스템은 좌측 초음파 변환기(704)로부터 물체(708)로의 벡터(716)을 결정하고, 우측 초음파 변환기(706)로부터 물체(708)로의 벡터(718)를 결정한다.
거리측정 디바이스(ranging device)로서 동작하는 초음파 변환기는 그의 초음파 스캔 영역 내의 다수의 물체로부터 에코를 검출하여, 거리 측정치와 연관된 이들 에코들의 리스트를 유지할 수 있다. 그러나 특정 물체는 그 물체의 특성인 진폭의 초음파 에코를 제공할 수 있다. 변환기(704, 706)로부터의 에코 판독 값은 동일한 물체에 의해 생성된 에코를 식별하기 위해 비교될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템은 물체(708)와 같은 공통 물체와 연관된 대응하는 에코들의 쌍을 식별하고 분석할 수 있다.
적외선 카메라(702)에 의해 검출된 물체는 수평 위치, 즉 적외선 카메라의 시야로부터 X 축(712)을 따른 위치에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 수평 위치는 아래에서 추가 설명되는 바와 같이, 열 이미징 카메라(702)에 의해 검출된 시각적으로 인접한 픽셀들의 패턴의 중심인 X 좌표일 수 있다. 기준 라인 또는 법선(710)은 축(714)에 수직인 적외선 카메라(702)로부터 연장된다. 적외선 카메라(702)의 시야 내의 물체의 수평 각도는 법선(710)을 기준으로 정의될 수 있다; 예를 들어 법선(710) 상에 위치한 물체는 시야 중심에 있다. 본 개시 내용에서, 열 이미징 카메라(702)의 시야 내의 물체의 수평 위치에 대한 각도, 예를 들어, 라인(720)의 각도(A)는 "시야 각"이라고 불린다.
열 이미징 카메라가 초음파 변환기들 사이의 중간 지점에 위치되는 실시예에서, "초음파 각도"은 시각 각도를 정의하는데 사용되는 전역 좌표계의 동일한 법선(710)을 기준으로 정의될 수 있다. 법선(710) 상에 위치한 물체는 초음파 변환기(704 및 706)로부터 등거리이며, 따라서 이 물체로부터의 에코는 동일한 경과 시간 측정치를 가질 것이다. 도 7의 구성에서, 시스템(700)은 물체(708)의 삼각 측량에 기초하여 초음파 각도(A)를 결정할 것이다.
시각 각도는 물체를 식별할 때 초음파 각도와 비교될 수 있다. 열 이미징 카메라(702)에 의해 검출된 물체(708)의 시각 각도가 초음파 변환기(704, 706)에 의해 검출된 물체의 초음파 각도와 실질적으로 대응하면, 초음파 변환기에 의해 검출된 물체가 열 이미징 카메라에 의해 검출된 물체와 동일할 가능성이 높다.
도 8은 몇 개의 시각적으로 인접한 체온 픽셀 패턴을 디스플레이하는 열 이미징 카메라의 시야의 2차원 X-Y 그리드이다.
열 이미징 카메라의 시야 내의 예시적인 온도 기록 이미지(thermographic image)(800)가 도시된다. 온도 기록 이미지(800)는 X 축 및 Y 축을 따라 배열된 픽셀들의 사각형 그리드(820)를 포함한다. 각각의 픽셀은 적외선 에너지의 측정에 기초한 연관된 수치 값을 가지며, 이 값은 대응하는 온도를 나타낸다. 실시예에서, 다양한 온도 값의 픽셀은 의사 색채(pseudo-color)를 사용하여 온도 기록도(thermogram)로 디스플레이된다. 실시예에서, 열 이미징 데이터는 정의된 범위 내의 온도 값을 갖는 픽셀들의 패턴을 식별하도록 분석된다. 정의된 온도 범위 내의 픽셀은 시각적으로 인접한 픽셀들의 패턴으로 그룹화된다. 실시예에서, 온도 범위는 인간 체온의 온도 값 특성, 즉 시각적으로 인접한 체온 픽셀과 동일시하도록 선택된다.
시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 다중 패턴이 열 이미징 카메라의 시야에 배열될 수 있다. 시야(800)의 온도 기록 이미지는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 더 크고 더 높은 중앙 패턴(802) 및 더 작고 더 아래 쪽 패턴(804, 806)을 포함하는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 세 개의 패턴을 포함한다. 온도 기록 이미지(800)는 예를 들어, 패턴(802)에 대응하는 인간의 머리 및 패턴(804, 806)에 대응하는 인간의 손과 같은 인간의 특징을 나타낼 수 있다.
실시예에서, 시스템은 다양한 특성(기호 열 이미징 데이터)에 대한 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴을 분석한다. 이러한 특성은, 예를 들어, 시각적으로 인접한 체온 픽셀들(802)의 중심(808)의 2차원 위치; 시각적으로 인접한 체온 픽셀들(804)의 중심(810)의 2차원 위치; 및 시각적으로 인접한 체온 픽셀들(806)의 중심(812)의 2차원 위치를 포함한다.
실시예에서, 도 5의 시스템(500)은 2차원 열 이미징 데이터를 시각적으로 인접한 체온 픽셀들에 대응하는 물체(예컨대, 생체 또는 생체의 사지 또는 특징)의 초음파 변환기(516)에 의한 센서 측정치와 조합하여 3차원 위치를 획득한다. 이러한 초음파 측정치 각각은 패턴(802, 804 및 806)에 대응하는 물체들 중 하나에 대한 거리를 식별한다. 초음파 각도는 중심(808, 810 및 812)의 수평 위치에 대응하는 시각 각도와 상관되어 특정 초음파 판독치가 열 이미징 데이터와 연관된 물체 중 하나에 대응한다는 것을 확인해 준다. 초음파 진폭 측정치는 또한 검출된 물체의 대응성을 확인해 주는데 사용될 수 있다. 실시예에서, 초음파 거리측정에 의해 결정된 거리는 중심(808, 810 및 812)의 X 및 Y 좌표와 조합되어 시각적으로 식별된 물체 각각에 대한 3차원(X, Y, Z) 좌표를 결정한다.
결정 관리자 구성요소를 사용하는 예시적인 실시예
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템(900)의 구성요소의 예시적인 아키텍처를 도시한다.
무선 전력 전송 시스템(900)의 구성요소는 이미징 센서, 두 개의 초음파 변환기 및 이들 디바이스의 출력을 처리하는 결정 관리자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이미지 센서는 비디오 카메라로서 동작할 수 있다. TX 전력 제어부(938)는 전송기에 의해 전송된 전력 파를 제어하도록 구성된다. 실시예에서, 전송기는 적어도 두 개의 안테나를 통해 전력 파를 전송한다. 전력 파는 3차원 공간에서 수렴하여 수신기의 안테나 요소에 의해 수신하기 위한 에너지의 포켓을 형성하며, 수신기는 에너지의 포켓으로부터 전력을 수확하도록 구성된다. 결정 관리자(930)는 결정(932)을 TX 전력 제어부(938)에 전달하도록 구성된다. 실시예에서, 결정(932)은 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 물체(예를 들어, 생체, 장애물)에 대하여 결정 관리자(930)에 의해 결정된 3차원 위치 정보에 기초하여 전력 파의 전력 레벨을 조정할지를 TX 전력 제어부(938)에게 명령한다. 또한, 결정 관리자(930)는 전송 필드 내의 하나 이상의 물체의 3차원 좌표(934)를 TX 전력 제어부(938)에 전달할 수 있다.
실시예에서, 결정 매니저(930)에 의해 TX 전력 제어부(938)에 전달되는 결정(932)은 다음 중 하나이다: (a) 전력 파의 최대 전력 레벨을 유지하려는 결정; (b) 전력 파의 전력 레벨을 줄이려는 결정; (c) 전력 파의 전송을 종료하려는 결정. 옵션(b) 또는 옵션(c)에서, 결정(932)을 수신하면 즉시, TX 전력 제어부(938)는 제어기에 의한 전력 파의 전송을 줄이거나 종료함으로써, 시스템 안전성을 강화한다. 전력 파의 전력 레벨을 줄이려는 결정인, 옵션(b)은, 예를 들어, 결정 관리자(930)에 의해 계산된 3차원 위치 정보에 따른 전송기로부터 생체의 상이한 계산된 거리에 기초하여 전력 레벨의 상이한 레벨로 줄이는 것을 포함할 수 있다.
시스템(900)의 아키텍처 및 기능을 요약하면, 결정 관리자(930)는 컴퓨터 비전(computer vision)(CV) 모듈(914)로부터 시각 이미징 데이터(918)(카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터)를 수신하고, 초음파 처리(ultrasound processing)(US) 모듈(916)로부터 초음파 데이터(920)를 수신한다. 프로세서를 포함하는 결정 관리자(930)는 시각 이미징 데이터(918)를 처리하여 비디오 카메라의 위치를 기준으로 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터 내의 물체의 제 1 좌표 세트를 식별하고, 초음파 데이터(920)를 처리하여 비디오 카메라의 위치를 기준으로 초음파 센서에 의해 캡처된 이미지 데이터 내 물체의 제 2 좌표 세트를 식별한다. 일 실시예에서, 결정 관리자(930)의 프로세서는 시각 이미징 데이터(918) 및 초음파 데이터(920)를 처리하여 전송기의 전송 필드 내의 물체에 대한 3차원 위치 정보를 계산한다. 다른 실시예에서, 결정 관리자(930)의 프로세서는 제 1 및 제 2 좌표 세트에 기초하여 전송기의 전송 필드 내의 물체에 대한 3차원 위치 정보를 계산한다.
결정 관리자(930)는 미리 결정된 기준을 결정된 3차원 위치 정보에 적용하여 결정(932)을 제공할 수 있다. CV(914)는 CV(914)가 적외선 카메라(902)로부터 수신한 2차원 이미징 데이터(예를 들어, X-Y 열 이미징 데이터)(908)를 발생한다. US(916)는 US(916)가 좌측 초음파 전송기(904)(US-T(L) (904))로부터 및 우측 초음파 전송기(906)(US-T(R)(906))로부터 각기 수신한 에코 데이터(좌측)(910) 및 에코 데이터(우측)(912)에 기초하여 초음파 데이터(920)를 발생한다.
실시예에서, TX 전력 제어부(938) 및 결정 매니저(930)는 무선 전력 전송기와 물리적으로 연관된다(즉, 무선 전력 전송기와 연결되거나 무선 전력 전송기의 구성요소이다). 적외선 카메라(902)는 전송기에 통신 가능하게 연결되고, 전송기와 물리적으로 연관될 수 있다(즉, 전송기에 연결되거나 전송기의 구성요소일 수 있다). IR-C(902)는 전송기의 하우징 상에 또는 그 내부에 위치될 수 있거나, 전송기와 통신 가능하게 연결될 수 있지만 전송기로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 마찬가지로, US-T(L)(904) 및 US-T(R)(906)는 전송기의 하우징 상에 또는 그 내부에 위치될 수 있거나, 전송기와 통신 가능하게 연결될 수 있지만 전송기로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 실시예에서, IR-C(902), US-T(L)(904) 및 US-T(906)는 전송기의 하우징에 장착되고, 이때 IR-C(902)는 실질적으로 US-T(L)(904)와 US-T(906) 사이의 중간 지점에 위치된다. 컴퓨터 비전 모듈(914)은 적외선 카메라(902)에 연결되거나 그 내부에 수용될 수 있거나, 또는 IR-C(902)로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 유사하게, 초음파 처리 모듈(910)은 US-T(L)(904) 및 US-T(R)(906) 중 하나 또는 둘 모두에 연결되거나 그 내부에 수용된 하나 이상의 프로세서 모듈일 수 있거나, 또는 초음파 변환기로부터 물리적으로 분리될 수 있다.
적외선 카메라(902)는 적외선 방사를 사용하여 2차원 이미지를 형성한다. 적외선 카메라(902)는 가시 광에 가장 가까운 전자기 스펙트럼의 근적외선 부분을 사용하는 근적외선 카메라일 수 있거나, 일반적으로 원적외선 영역에서 동작하는 열 적외선 카메라일 수 있다. 실시예에서, IR-C(902)는 카메라의 시야 내의 물체의 열 이미지를 캡처하고 이러한 열 이미지를 X, Y 열 이미징 데이터(908)로서 2차원 픽셀 어레이에 기록한다. 어레이 내의 각 픽셀 또는 포토 사이트(photo site)는 적외선 에너지 세기를 검출하고, IR-C(902)는 적외선 에너지의 변환에 기초하여 각 픽셀의 개개의 온도 값을 저장한다. 적외선 이미징에 관한 부가적인 세부 사항은 위에 설명되어 있다.
결정 관리자(930)의 동작에서 특별한 중요성을 갖는 시각 이미징 데이터(918)는 전송기의 전송 필드 내의 생체 또는 민감한 물체의 존재를 나타내는 데이터뿐만 아니라, 전송기의 전송 필드 내의 장애물의 존재를 나타내는 데이터를 포함한다. 열 이미징은 적외선 카메라(902)의 시야 내의 따뜻한 물체로서 생체를 식별하는데 특히 유용하지만, 열 이미징은 또한 장애물을 식별하는데도 사용될 수 있다. 또한, 초음파 이미징은 장애물의 존재, 구성 및 위치에 관한 유용한 초음파 데이터(920)를 제공하여 시각 이미징 데이터(918)를 보완할 수 있다.
컴퓨터 비전 모듈(914)은 X, Y 열 이미징 데이터(918)에 기초하여 시각 이미징 데이터(918)를 획득하기 위해 컴퓨터 비전 기술을 적용한다. 일반적으로 시각 이미징 데이터(918)는 열 이미징 데이터(908)가 3차원 이미지 데이터를 포함하지 않기 때문에, X, Y 열 이미징 데이터(908)의 2차원 또는 1차원 특성과 관련된다. 실시예에서, CV(914)는 열 이미징 데이터(908)를 분석하여 IR-C(902)의 시야 내의 하나 이상의 물체를 검출한다(본 개시 내용에서, 이렇게 시각적으로 식별된 물체는 때때로 "시각 물체"라고 부른다). 일 실시예에서, CV(914)는 열 이미징 데이터(908)를 분석하여 시각적으로 인접한 픽셀들의 패턴을 검출한다. 예를 들어, CV(914)는 열 이미징 데이터(908)를 분석하여 도 8에 도시된 패턴(802, 804, 806)과 같은 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 하나 이상의 패턴을 검출할 수 있다. CV(914)는 면적, 중심, 길이 및 폭과 같은 기하학적 특성에 대한 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 임의의 식별된 패턴을 식별할 수 있고, 이 분석에 기초한 시각 이미징 데이터를 결정 관리자(930)에게 제공할 수 있다.
또한, CV(914)는 시각적으로 인접한 픽셀 파일을 구성 파일과 비교하여 저장된 구성과의 매칭함을 찾는다. 예를 들어, CV(914)는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 구성을 때로는 인간 형상 검출이라 불리는 인간 외관 검출(예를 들어, 머리 검출, 얼굴 검출, 손 검출, 인간 상체 검출)과 비교할 수 있다. 대안적으로, 인간 외관 패턴 분석과 같은 이러한 컴퓨터 비전 분석 중 일부는 결정 관리자(930)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 결정 관리자(930)는 인간 생체측정 속성(예를 들어, 인간 신장); 인간 동작 검출; 인간 활동 검출(예를 들어, 정적 자세, 동작 및 오프셋), 및 체온 검출(예를 들어, 피부 검출)과 같은 인간 인식을 위한 다른 컴퓨터 비전 기술을 사용할 수 있다. 3차원 위치 정보를 도출하기 위해 초음파 데이터(920)로부터 획득된 깊이 정보와 2차원 시각 영상 데이터(918)의 조합은 이들 기술 중 일부에 중요할 수 있다.
초음파 처리 모듈(916)은 US-T(L)(904)로부터 획득된 에코 데이터(좌측)(910) 및 US-T(R)(906)로부터 획득된 에코 데이터(우측)(910)를 분석하여 US-T(L)(904) 및 US-T(R)(906)의 초음파 스캔 영역 내의 물체에 대한 초음파 데이터를 도출한다. 전형적으로, 초음파 데이터는 US-T(L)(904) 및 US-T(R)(906)에 의해 검출된 물체들의 리스트에 대한 벡터 데이터를 포함한다(본 개시 내용에서, 초음파를 통해 식별된 이러한 물체는 때때로 "초음파 물체"라고 부른다). 실시예에서, 각각의 초음파 물체에 대한 벡터 데이터는 검출된 물체 각각에 대한 거리 및 초음파 각도를 포함하고 있다. 실시예에서, 초음파 처리 모듈(916)은 짝을 이룬 데이터가 동일한 초음파 물체와 연관된다는 결정에 기초하여, US-T(L)(904)로부터의 물체 검출 데이터를 US-T(R)(906)로부터의 물체 검출 데이터와 짝을 지어 준다.
실시예에서, 결정 관리자(930)는 시각 물체에 대한 시각 이미징 데이터(918)를 초음파 물체에 대한 초음파 데이터(920)와 비교한다. 결정 관리자(930)는 도 7을 참조하여 앞에서 논의된 바와 같이, 다양한 기술을 사용하여 시각 물체를 초음파 물체와 연관시킬 수 있다. 예를 들면, 결정 관리자(930)는 IR-C(902)의 시야 내의 특정 시각 물체에 대한 시각 각도와 특정 초음파 물체에 대한 초음파 각도 간의 대응 관계를 찾을 수 있다. 실시예에서, 결정 관리자는 컴퓨터 비전 모듈(914)로부터 수신된 시각 물체의 중심의 X, Y 좌표에 대응하는 수평 위치를 사용하여 시각 물체에 대한 시각 각도를 결정하여, 그 X, Y 위치에 대한 시각 각도를 계산한다. 시각 각도가 초음파 각도에 대응하면, 결정 관리자는 시각 물체가 초음파 물체와 대응한다고 결정할 수 있다.
실시예에서, 결정 관리자(930)에 의한 시각 이미징 데이터(918)에 포함된 X-Y 위치 정보와 초음파 데이터(920)에 포함된 초음파 벡터와의 비교는 실질적으로 수평 위치 정보의 근거에 대부분 기초한다. 실시예에서, 시각 이미징 데이터(918)에 포함된 시각 물체의 시각 각도는 실질적으로 수평인 시각 물체의 X 축 위치에 대응한다. 유사하게, 실시예에서, 초음파 데이터(920)에 포함된 초음파 물체의 초음파 각도는 초음파 변환기(904 및 906)의 수평 영역 내의 위치 및 이들 초음파 변환기의 초음파 스캔 영역 내의 위치에 대응한다. 실시예에서, 이러한 감지 특성은 전송기 및 전송기의 전송 필드와 동일한 일반적인 높이; 예를 들어, 그라운드 레벨 전력 전송에 있는 물체를 가장 정확하게 감지하도록 설계된다.
결정 관리자(930)는 시각 물체가 초음파 물체와 대응한다고 결정할 때, 관련된 시각 이미징 데이터(918) 및 초음파 데이터(920)를 사용하여 해당 물체에 대한 X, Y, Z 위치 좌표와 같은 3차원 위치 정보를 계산할 수 있다. 3차원 위치 정보는 X, Y 열 이미징 데이터(908)의 일련의 프레임을 분석함으로써 획득된 물체의 움직임; 물체의 면적, 길이 및 폭; 패턴 인식 데이터; 등에 관한 3차원 데이터와 같은 물체의 X, Y, Z 위치 좌표 이상의 다양한 다른 3차원 정보를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 결정 관리자(930)는 IR-C(902)의 시야 내의 다수의 시각 물체를 식별할 수 있고, 시각 물체를 분석하여 관계를 찾을 수 있다. 예를 들어, 결정 관리자는 다수의 시각적으로 인접한 체온 픽셀이 특정 생체(예컨대, 머리 및 손)의 상이한 특징에 대응하는지 또는 시각적으로 인접한 체온 픽셀의 다수의 패턴이 하나 초과의 생체에 대응하는지를 분석할 수 있다. 결정 관리자(930)에 의한 시각 이미징 데이터(918)과 초음파 데이터(920)의 비교는 이러한 분석의 중요한 요소가 될 수 있다. 예를 들어, 초음파 데이터(920)와의 비교는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 제 1 패턴이 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 제 2 패턴보다 IR-C(902)로부터 상당히 상이한 거리에 위치한다는 것을 보여줄 수 있는데, 이것은 이들 패턴이 상이한 물리적 물체를 식별하고 있음을 나타낸다.
실시예에서, 결정 관리자는 또한 Tx 전력 제어부로부터 또는 외부 매핑 메모리와 같은 무선 전력 전송 시스템의 다른 구성요소로부터 3D 모델(936)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 다수의 전송기는 하나 이상의 결정 관리자(930)와 통신하여 시각 이미징 데이터 및 초음파 데이터로부터 도출된 3차원 위치 정보에 부분적으로 기초하여 포인트 클라우드 모델과 같은 3D 이미지 맵을 유지할 수 있다. 또한, 각각의 전송기는 통신 신호로부터 열-매핑 데이터를 발생하여 전송 필드의 제 2 유형의 3D 맵을 생성할 수 있다. 다수의 전송기는 이들의 시각 이미징 데이터 및/또는 열 맵 데이터를 외부 매핑 메모리에 업로드할 수 있으며, 외부 매핑 메모리는 모든 전송기로부터 수신된 열 이미징 데이터를 한 곳에 통합하는 3차원 포인트 클라우드 모델을 유지하는 3D 모델 서버로서 작용할 수 있다. 개개의 전송기는 3D 모델 서버로부터 3D 모델을 다운로드하여 모든 열 이미징 카메라 및 다른 센서에 의해 검출된 물체의 보다 정확한 3D 좌표를 제공할 수 있다. 결정 관리자(930)는 결정(932)을 결정할 때, 이 3D 모델을 시각 이미징 데이터(918) 및 초음파 데이터(920)를 분석함으로써 획득된 3차원 위치 정보와 비교할 수 있다.
실시예에서, 결정 관리자(930)는 무선 전력 전송 시스템(900)의 구성요소에 통지를 전달할 수 있다. 예를 들어, 결정(932)은 결정 관리자에 의한 TX 전력 제어부(938)로의 통지로 간주될 수 있다. Tx 전력 제어부는 이러한 정보 및 결정 관리자(930)로부터 수신된 다른 정보를 무선 전력 전송 시스템(900)의 동작을 감독하는 무선 전력 전송 관리자(940)로 및 선택적으로는 안테나 세트와 같은 무선 전력 전송 시스템(900)의 다른 요소로 포워딩할 수 있다. 예를 들어, TX 전력 제어부(938)는 인터넷 클라우드, 비즈니스 클라우드 또는 서비스 제공업자 클라우드일 수 있는 클라우드(942)를 통해 무선 전력 전송 매니저(940)에 통지를 전달할 수 있다. 무선 전력 관리 시스템은 이러한 통지 및 다른 정보를 서버(944)에 저장할 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 초음파 변환기를 갖는 열 이미징 카메라를 사용하는 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법(1000)을 나타내는 흐름도이다.
무선 전력 시스템의 전송기는 생체가 하나 이상의 에너지의 포켓, 전력 파 및/또는 전송기에 근접해 있는지를 집합적으로 검출하는 열 이미징 카메라 및 초음파 검출기를 포함할 수 있다. 이러한 상황에서, 시스템은 카메라에 의해 발생된 열 이미징 데이터 및 초음파 변환기에 의해 발생된 초음파 검출 데이터를 분석하여 전송기의 전송 필드 내의 생체 또는 민감한 물체에 대한 3D 위치 정보를 결정할 수 있다. 이러한 3차원 위치 정보는 다수의 부가적인 또는 대안적인 동작 중에서도, 전송기로 하여금 전력 파의 전력 레벨을 줄이거나 종료하게 할 수 있다.
제 1 단계(1002)에서, 카메라는 카메라의 시야 내의 생체 또는 민감한 물체에 대한 열 이미징 데이터를 취득한다. 카메라의 시야는 전송기의 전송 필드와 중첩된다. 일부 실시예에서, 카메라는 2차원 열 이미징 데이터를 취득한다. 실시예에서, 카메라는 전송기의 전송 필드와 중첩하는 카메라의 시야 내의 생체 또는 민감한 물체에 대한 2차원 열 이미징 데이터를 취득한다.
단계(1002)의 실시예에서, 카메라는 시각적으로 인접한 픽셀을 포함하는 열 이미징 데이터를 취득한다. 다양한 실시예에서, 카메라는 열 이미징 카메라이다. 실시예에서, 열 이미징 데이터는 열 이미징 카메라의 시야 내에 있는 생체의 2차원 위치를 나타내는 시각적으로 인접한 체온 픽셀을 포함한다. 실시예에서, 카메라는 시각적으로 인접한 체온 픽셀과 연관된 생체와 같은 물체의 존재 및/또는 위치에 관련한 2차원 열 이미징 데이터를 전송기에 전달할 수 있는 단일의 열 이미징 카메라이다.
실시예에서, 카메라는 전송기의 전송 필드와 중첩하는 하나 이상의 시야의 시간 경과에 따른 복수의 열 이미지를 형성하는 열 이미징 카메라이다. 실시예에서, 열 이미징 카메라는 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀의 움직임을 나타내는 열 이미징 데이터를 전송기에 전달한다.
제 2 단계(1004)에서, 전송기와 통신하는 적어도 하나의 초음파 변환기는 초음파 스캔 영역 내의 하나 이상의 물체의 초음파 검출 데이터를 캡처한다. 실시예에서, 초음파 스캔 영역은 이미징 센서의 시야 및 전송기의 전송 필드와 중첩한다.
단계(1004)의 실시예에서, 제 1 초음파 변환기는 초음파 스캔 영역 내의 하나 이상의 물체에 대한 제 1 초음파 검출 데이터를 캡처하고, 제 2 초음파 변환기는 초음파 스캔 영역 내의 하나 이상의 물체에 대한 제 2 초음파 검출 데이터를 캡처한다. 실시예에서, 제 1 초음파 검출 데이터 및 제 2 초음파 검출 데이터는 하나 이상의 물체에 대한 거리측정 정보를 제공하도록 처리된다. 실시예에서, 제 1 초음파 검출 데이터 및 제 2 초음파 검출 데이터는 하나 이상의 물체에 대해 초음파 각도를 제공하도록 처리된다. 실시예에서, 단계(1002)의 카메라는 실질적으로 제 1 초음파 변환기와 제 2 초음파 변환기 사이의 중간 지점에 위치한다.
실시예에서, 단계(1002)에서 카메라는 이미징 센서의 시야의 X-Y 이미지 영역 내에 있는 생체 또는 민감한 물체에 대한 열 이미징 데이터를 취득하고; 단계(1004)에서, 제 1 초음파 변환기 및 제 2 초음파 변환기는 X-Y 영상 영역에 평행한 선상에 위치되어 있다. X-Y 이미지 영역에 평행한 선상에 위치한 제 1 초음파 변환기 및 제 2 초음파 변환기는 초음파 스캔 영역 내의 하나 이상의 물체에 대한 초음파 검출 데이터를 캡처한다.
다음 단계(1006)에서, 전송기의 프로세서 또는 전송기와 통신하는 프로세서는 열 이미징 데이터 및 초음파 검출 데이터에 기초하여 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 정보를 결정한다.
단계(1006)의 실시예에서, 두 개의 초음파 변환기는 초음파 스캔 영역 내의 하나 이상의 물체에 대한 초음파 검출 데이터를 캡처하고, 프로세서는 하나 이상의 물체에 대한 초음파 각도를 결정한다. 일부 실시예에서, 프로세서는 카메라로부터의 열 이미징 데이터 내의 생체 또는 민감한 물체의 시각 각도를 결정하고, 초음파 검출 데이터는 카메라로부터의 하나 이상의 물체의 초음파 각도를 포함한다. 전송기의 프로세서는 생체 또는 민감한 물체의 시각 각도를 하나 이상의 물체의 초음파 각도와 상관한다고 결정하여 하나 이상의 물체가 생체 또는 민감한 물체에 대응하는지를 결정한다.
단계(1006)의 실시예에서, 전송기와 연관된 결정 관리자는 열 이미징 데이터 및 초음파 검출 데이터에 기초하여 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 정보를 결정한다.
다음 단계(1008)에서, 전송기는 열 이미징 데이터 및 초음파 검출 데이터에 기초하여 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 정보에 기초하여 전력 파의 전송을 제어한다. 단계(1008)의 실시예에서, 전송기는 단계(1006)에서 획득된 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 데이터를 전송기의 좌표(예를 들어, 1차원 좌표, 2차원 좌표, 3차원 좌표)와 비교한다. 실시예에서, 전송기는 전송기로부터의 생체 또는 민감한 물체의 거리를 계산하고, 거리가 문턱 근접 정도 값 아래로 떨어지는 경우에 전력을 줄이거나 종료한다. 단계(1008)의 다른 실시예에서, 전송기는 단계(1008)에서 획득된 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 데이터에 관한 정보를 에너지의 포켓의 미리 결정된 위치의 좌표(예를 들어, 1차원 좌표, 2차원 좌표, 3차원 좌표, 극좌표)와 비교한다. 실시예에서, 전송기는 에너지의 포켓의 미리 결정된 위치로부터 생체의 거리를 계산하고, 거리가 문턱 근접 정도 값 아래로 떨어지는 경우에 전력을 줄이거나 종료한다.
단계(1008)의 실시예에서, 전송기와 연관된 결정 관리자는 3차원 위치 정보에 기초하여 전력 파의 전력 레벨을 조정할지를 결정한다. 이 실시예에서, 전력 파의 전력 레벨을 조정할지에 관한 결정은 전력 파의 최대 전력 레벨을 유지하려는 결정, 전력 파의 전력 레벨을 줄이려는 결정, 또는 전력 파의 전력 레벨을 종료하려는 결정 중 하나일 수 있다.
단계(1006 및 1008)의 실시예에서, 전송기와 연관된 결정 관리자는 전송기의 전송 필드 내의 장애물에 대한 3차원 위치 정보를 결정하고, 이 3차원 위치 정보가 장애물이 카메라의 시야를 방해하고 있다고 나타내면, 전력 파의 전송을 종료하도록 결정한다.
일부 구현 예에서, 단계(1008)에서 전송기 또는 전송기와 연관된 결정 관리자는 생체 또는 민감한 물체와 연관된 센서 데이터 내의 위치 데이터를 사용하여, 전력 파를 조정할지를 결정하는데 안전 기술을 적용할 수 있다. 하나의 안전 기술은 최대 허용 가능한 전력 레벨 또는 EMF 노출에 관한 규제 한계 또는 다른 한계를 넘는 오차 범위(예를 들어, 10 % 내지 20 %의 공칭 마진)를 포함시켜, 생체가 한계의 또는 한계 근처의 전력 레벨에 노출되지 않도록 보장하는 것이다. 다른 안전 기술은 장애물이 카메라의 시야를 방해하는 경우 전력 파를 줄이거나 종료하려는 결정을 내리는 것이다.
다음 단계(1010)에서, 전송기(또는 전송기와 연관된 결정 관리자)가 열 이미징 데이터 및 초음파 검출 데이터에 기초한 생체 또는 민감한 물체에 대한 3차원 위치 정보에 기초하여 전력 파를 조정하려고 결정하면, 전송기는 하나 이상의 작동을 실행할 수 있다. 경우에 따라, 전송기는 미리 결정된 위치에서 전력 파의 전력 레벨을 줄인다. 경우에 따라, 전송기는 전력 파의 전송을 종료한다. 일부 실시예에서, 전송기는 생체 또는 민감한 물체 주위에서 전력 파의 전송을 다른 방향으로 돌린다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전송기는 전송기 또는 무선 충전 시스템의 경보를 작동시킬 수 있다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 전송기의 전송 필드와 중첩되는 시야에서 이미지 센서에 의해 캡처된 비디오로부터의 예시적인 프레임(1100)을 도시한다.
열 이미징 카메라와 같은 이미징 센서는 인간(1102), 무선 전력 수신기(1104), 전자 디바이스(1106), 및 수신기(1104) 및 전자 디바이스(1106)를 지지하는 테이블(1108)을 포함하는 장면의 비디오 이미징 데이터를 캡처한다. 시스템은 인간(1102)을 선택된 물체로서 식별하고, 인간(1102)의 생체측정 특징 및 다른 시각 특징을 보여주는 단일 프레임의 형태로 추출된 비디오 세그먼트를 캡처한다. "선택된 물체"는 무선 전력 전송 시스템의 전송 필드 내에서 캡처된, 비디오 이미징 데이터의 관심 아이템을 지칭한다. 물체의 예는 사람, 애완 동물, 무선 전력을 수신하는 전자 디바이스, 무선 전력 수신기, 무선 전력 전송기 및 장애물을 포함한다. 실시예에서, 선택된 물체는 생체(예컨대, 인간 및 동물) 및 다른 민감한 물체를 포함한다. 민감한 물체는 전력 파의 전자기 에너지에 민감한 특정 장비 및 다른 귀중한 물체를 포함할 수 있다. 선택된 물체는 물체 카테고리(예컨대, 인간)를 포함할 수 있으며, 특정 물체(예컨대, 고유하게 식별된 전자 디바이스)를 포함할 수 있다.
시간 표시자(1112)에서, 시스템은 시간(1116)에서 단일 프레임을 캡처한다. 시스템은 선택된 이벤트로서 무선 전력 수신기(1104)를 향한 인간(1102)의 움직임(화살표 A로 표시됨)을 식별하고, 시간 간격(1114)에 걸쳐 이러한 움직임을 보여주는 비디오 세그먼트를 비디오 클립의 형태로 추출한다. 시스템은 이러한 움직임 동안 인간(1102)의 특정 활동을 부가적인 선택 이벤트로서 식별하고, 이렇게 선택된 이벤트를 나타내는 프레임 어레이를 추출한다. 이러한 부가적인 선택된 이벤트는 수신기(1104)에 대해 정의된 근접 구역(1110)에 진입하는 인간(1102)(시간(1118)에서 추출된 스냅샷) 및 수신기(1104)로부터 전자 디바이스(1106)를 들어 올리는 인간(1102)(화살표(B)로 표시됨; 시간(1120)에서 추출된 스냅샷)을 포함한다. 수신기(1104)에 근접한 구역(1110)은 점선으로 개략적으로 나타낸 프레임(1100)의 직사각형 섹션에 대응하는 선택된 위치이다. 도 11은 프레임(1100)의 장면을 2차원으로 도시하지만, 복수의 이미징 센서가 장면의 3차원 비디오 이미징 데이터를 캡처할 수 있고, 다양한 물체 및 위치(예컨대, 인간(1102) 및 근접 구역(1110))가 3차원 좌표를 사용하여 정의될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
실시예에서, "선택된 이벤트"는 관심 활동에 관여하는 하나 이상의 물체를 나타낸다. 선택된 이벤트는 특정 위치 또는 시간과 관련하여 참조될 수 있다. "활동"은 물체 간의 상호 작용을 비롯한 하나 이상의 물체의 하나 이상의 작동 또는 복합된 작동을 나타낸다. 활동의 예는 진입하는 것; 나가는 것; 움직이는 것; 멈추는 것; 들어 올리는 것; 및 낮추는 것을 포함한다. 선택된 이벤트의 예는 전송기 또는 에너지의 포켓에 아주 근접한 위치에 진입하는 생체 또는 민감한 물체; 시간에 경과에 따라 커지는 생체의 비디오 이미징 데이터(생체가 전송기를 향해 이동하고 있음을 나타냄); 및 장애물이 수신기의 이미징 센서의 시야를 방해하는 무선 전력 수신기를 실어 나르는 가구의 움직임을 포함한다.
실시예에서, "선택된 위치"는 관심의 물체가 위치하거나 관심의 활동이 발생할 수 있는, 통상적으로 무선 전력 전송 시스템의 전송 필드 내의 공간을 지칭한다. 선택된 위치는 장면 기반 또는 이미지 기반일 수 있다. 장면 기반 위치의 예는 방; 방 안의 밀폐된 공간; 무선 전력 전송이 허가된 영역; 무선 전력 전송이 금지된 영역; 무선 전력 전송기의 물리적 범위; 다수의 무선 전력 전송기의 전송 필드와 중첩하는 범위; 전송기에 대해 정의된 근접 정도의 구역; 수신기 또는 에너지의 포켓에 대해 정의된 근접 정도의 구역; 전자 디바이스에 근접한 구역; 에너지의 포켓의 3차원 좌표; 다수의 에너지의 포켓의 3차원 좌표; 장애물에 의해 방해되는 공간; 무선 전력 수신기를 실어 나르는 테이블 아래의 영역과 같은 수직으로 제한된 공간; 및 태깅 디바이스를 통해 시스템 사용자에 의해 태그 붙은 위치를 포함한다. 이미지 기반 위치의 예는: 비디오 이미지; 비디오 이미지의 라인; 비디오 이미지의 영역; 비디오 이미지의 직사각형 또는 다각형 섹션; 및 비디오 이미지 내의 시각적으로 인접한 픽셀을 포함한다. 선택된 위치는 3차원 공간, 2차원 공간 또는 1차원 공간일 수 있다.
실시예에서, 이미징 센서에 통신 가능하게 연결된 프로세서는 하나 이상의 이미징 센서에 의해 캡처된 비디오 이미징 데이터를 수신하고, 이 비디오 이미징 데이터를 분석하여 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 선택된 특징을 식별한다. 실시예에서, 식별된 선택된 특징에 기초하여, 프로세서는 비디오 이미징 데이터로부터 하나 이상의 선택된 특징을 묘사하는 하나 이상의 선택된 비디오 세그먼트를 추출한다.
본 출원에서 사용된 바와 같이, "선택된 특징"이라는 용어는 비디오 이미징 데이터로부터 추출될 비디오 세그먼트를 선택하기 위해 식별된 비디오 이미징 데이터의 하나 이상의 특징을 지칭한다. 선택된 특징은 때때로 본 개시 내용에서는 관심의 특징이라고 불린다. 일 실시예에서, 선택된 특징은 비디오 이미징 데이터로부터 추출될 비디오 세그먼트를 선택하기 위해 식별된 비디오 이미징 데이터 내에 있는 물체, 이벤트 및 위치, 또는 이들 아이템의 조합을 포함할 수 있다. 실시예에서, 선택된 특징은 특히 중요하거나 눈에 띠는 특징과 같이, 전송 필드 내에서 캡처된 비디오 이미징 데이터의 특징이다. 실시예에서, 선택된 특징은 미리 결정된 기준을 사용하여 비디오 이미징 데이터를 분석함으로써 식별된다. 실시예에서, 선택된 특징은 컴퓨터 비전 기술 또는 다른 물체 인식 기술을 사용하여 비디오 이미징 데이터의 컴퓨터 분석을 통해 식별된다. 본 출원에서 사용된 바와 같이, "선택된 비디오 세그먼트"라는 용어는 비디오 이미징 데이터로부터 추출되고 하나 이상의 선택된 특징을 묘사하는 하나 이상의 비디오 세그먼트를 지칭한다.
프로세서는 추출된 선택된 비디오 세그먼트를 포함하는 보고서를 발행한다. 실시예에서, 프로세서는 이 보고서를 예를 들어 클라우드 또는 서버에서 호스팅되는 무선 전력 관리 시스템에 전달한다. 다양한 실시예에서, 클라우드는 인터넷 클라우드; 비즈니스 클라우드 또는 서비스 제공업자 클라우드일 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서는 선택된 비디오 세그먼트를 전송기에 전달하고, 전송기는 선택된 비디오 세그먼트를 포함하는 보고서를 무선 전력 관리 시스템에 보고한다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력 전송 동안 캡처된 비디오 이미징 데이터의 컴퓨터 비디오 분석 단계를 도시하는 흐름도(1200)이다.
무선 전력 시스템의 이미징 센서는 수신기의 안테나 요소에 의해 수신하기 위한 전력 파의 전송 동안 전송기의 전송 필드와 중첩하는 시야 내의 실제 비디오 이미지를 캡처할 수 있다. 프로세서는 실제 비디오 이미지를 분석하여 전송 필드 내에서 선택된 물체 및 선택된 이벤트와 같은 선택된 특징을 식별하고 선택된 특징을 묘사하는 하나 이상의 선택된 비디오 세그먼트를 추출한다. 선택된 비디오 세그먼트 및 관련된 이미지 분석 데이터는 시스템 분석, 문제 해결 및 다른 목적에 사용하기 위해 무선 전력 관리 시스템에 보고될 수 있다.
단계(1202)에서, 이미징 센서는 전송기의 전송 필드와 중첩되는 하나 이상의 이미징 센서의 시야를 갖는 비디오 이미징 데이터를 캡처한다. 이미징 센서는 수신기의 안테나 요소에 의해 수신하기 위한 하나 이상의 에너지의 포켓을 형성하는 전력 파의 전송기에 의한 전송 동안 비디오 이미징 데이터를 캡처한다. 수신기는 예를 들어 전자 디바이스를 충전하거나 전력을 공급하기 위해 하나 이상의 에너지의 포켓으로부터 전력을 수확하도록 구성된다. 실시예에서, 이미징 센서는 열 이미지의 형태로 비디오 이미징 데이터를 캡처하는 열 이미징 카메라이다. 다른 실시예에서, 이미징 센서는 가시 광 이미지의 형태로 비디오 이미징 데이터를 캡처하는 광학 이미징 카메라이다. 실시예에서, 복수의 이미징 센서는 입체 비디오 이미징 데이터를 캡처한다. 실시예에서, 시스템은 아날로그 비디오 신호로서 캡처된 비디오 이미징 데이터를 디지털 형태의 비디오 이미징 데이터로 변환한다.
다양한 실시예에서, 비디오 이미징 데이터는 비디오 피드 또는 녹화된 비디오일 수 있다. 영상 센서에 의해 캡처된 비디오 이미징 데이터는 2차원 비디오 이미지 또는 3차원 비디오 이미지를 포함할 수 있다. 비디오 이미징 데이터는 픽셀 데이터의 X x Y 어레이로 이루어질 수 있다. 이미징 센서가 열 이미징 카메라인 실시예에서, 비디오 이미징 데이터는 온도를 나타내는 픽셀 데이터의 X × Y 어레이를 포함한다. 이미징 센서가 광학 이미징 카메라인 실시예에서, 비디오 이미징 데이터는 개개의 색상(예를 들어, RGB) 값을 나타내는 픽셀 데이터의 X × Y 어레이를 포함한다.
실시예에서, 비디오 이미징 데이터는 시야 내의 하나 이상의 물체에 대응하는 시각적으로 인접한 픽셀들의 패턴을 포함한다. 실시예에서, 비디오 이미징 데이터는 시야 내의 하나 이상의 생체에 대응하는 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 패턴을 포함한다.
단계(1204)에서, 프로세서는 비디오 이미징 데이터를 분석하여 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 선택된 특징을 식별한다. 실시예에서, 하나 이상의 선택된 특징은 선택된 물체, 선택된 이벤트 및 선택된 위치 중 하나 이상을 포함한다. 실시예에서, 하나 이상의 선택된 특징은 전송기, 수신기, 수신기로부터 전력을 수신하는 전자 디바이스, 생체, 민감한 물체 및 장애물 중 하나 이상을 포함한다.
실시예에서, 선택된 특징은 관심의 활동에 관여하는 하나 이상의 물체를 포함하는 선택된 이벤트를 포함한다. 실시예에서, 물체는 다음과 같은 활동: 진입하는 것; 나가는 것; 움직이는 것; 멈추는 것; 들어 올리는 것; 낮추는 것; 커지는 것; 및 움츠리는 것 중 하나 이상에 관여된다. 실시예에서, 선택된 이벤트는 다른 물체에 대해 관심의 활동에 참여하는 물체를 포함한다. 실시예에서, 선택된 이벤트는 전송기의 전송 필드 내의 위치에 관련하여 관심의 활동에 참여하는 물체를 포함한다.
실시예에서, 선택된 특징은 전송기의 전송 필드 내의 선택된 위치를 포함한다. 실시예에서, 선택된 위치는 허가된 전력 전송의 영역; 금지된 전력 전송의 영역; 전송기에 대해 미리 정의된 근접 정도의 구역; 수신기에 대해 미리 정의된 근접 정도의 지역; 또는 전자 디바이스에 대해 미리 정의된 근접 정도의 구역 중 하나 이상을 포함한다. 실시예에서, 선택된 위치는 비디오 이미징 데이터 내의 이미지 기반 위치이다. 선택된 위치는 비디오 이미지; 비디오 이미지의 라인; 비디오 이미지의 영역; 비디오 이미지의 직사각형 또는 다각형 섹션; 또는 비디오 이미지 내의 시각적으로 인접한 픽셀을 포함할 수 있다.
단계(1204)의 실시예에서, 선택된 특징은 수신기의 안테나 요소에 의해 수신하기 위한 하나 이상의 에너지의 포켓을 형성하는 전력 파에 대해 생체 또는 민감한 물체의 노출에 영향을 미치거나, 하나 이상의 에너지의 포켓을 형성하는 전력 파의 전송기에 의한 전송 효율에 영향을 미치는 선택된 이벤트를 포함한다.
실시예에서, 프로세서는 컴퓨터 비전 기술을 사용하여 비디오 이미징 데이터 내의 하나 이상의 선택된 특징을 식별한다. 실시예에서, 프로세서는 또한 (이미징 센서 이외의 센서로부터의 데이터와 같은) 이미징 데이터 이외의 데이터를 사용하여 비디오 이미징 데이터 내의 하나 이상의 선택된 특징을 식별한다.
단계(1206)에서, 프로세서는 비디오 이미징 데이터로부터, 단계(1204)에서 식별된 선택된 특징을 묘사하는 하나 이상의 선택된 비디오 세그먼트를 추출한다. 실시예에서, 선택된 비디오 세그먼트는 비디오 클립; 추출된 비디오 스틸, 프레임 또는 스냅샷; 및 비디오 스틸 또는 프레임의 시퀀스 또는 어레이 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 실시예에서, 선택된 비디오 세그먼트는 스냅샷들의 시한 시퀀스를 포함한다.
실시예에서, 선택된 비디오 세그먼트는 실시간으로 보고를 위해 추출된다. 다른 실시예에서, 추출된 비디오 세그먼트는 추후 시청을 위해 기록된다. 다양한 실시예에서, 선택된 비디오 세그먼트는 다른 콘텐츠를 동반한다. 일 실시예에서, 선택된 비디오 세그먼트는 오디오 피드 또는 추출된 오디오 클립과 같은 오디오 콘텐츠를 동반한다. 다른 실시예에서, 선택된 비디오 세그먼트는 메시지 또는 텍스트 콘텐츠를 동반한다. 실시예에서, 선택된 비디오 세그먼트는 태그 또는 메타 데이터를 동반한다.
단계(1208)에서, 프로세서는 컴퓨터 비전 분석을 사용하여 전송기의 전송 필드 내의 물체의 이미지 분석 데이터를 제공한다. 실시예에서, 단계 (1206)에서 추출된 비디오 세그먼트는 무선 전력 전송 시스템의 동작을 모니터링 또는 분석할 때 비디오 이미징 데이터의 컴퓨터 비전 분석으로부터 획득된 이미지 분석 데이터를 동반한다. 실시예에서, 이미지 분석 데이터는 단계(1204)에서 식별된 하나 이상의 선택된 특징의 분석에 기초한다. 실시예에서, 이미지 분석 데이터는 전송기의 전송 필드와 중첩하는 시각 장면의 모델을 포함한다.
단계(1210)에서, 프로세서는 단계(1206)에서 추출된 선택된 비디오 세그먼트를 무선 전력 관리 시스템에 보고한다. 실시예에서, 프로세서는 단계(1208)에서 제공된 이미지 분석 데이터를 선택된 비디오 세그먼트와 함께 무선 전력 관리 시스템에 보고한다. 실시예에서, 프로세서는 선택된 비디오 세그먼트를 무선 전력 전송 시스템의 현재 모니터링을 위해 무선 전력 관리 시스템에 실시간으로 보고한다. 실시예에서, 프로세서는 선택된 비디오 세그먼트의 기록을 나중에 검토를 위해 무선 전력 관리 시스템에 보고한다.
기호 데이터를 생성하는 예시적인 방법
도 13은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계(1302)에서, 전송기에 연결된 카메라 및/또는 센서는 전송기의 전송 필드 및/또는 전송 필드를 넘은 일부 영역과 같은 전송기의 3차원 관심 영역 내의 물체 및/또는 수신기에 대한 위치 데이터를 캡처할 수 있다. 전송기는 전송기의 3차원 관심 영역을 보기 위해 구성된 하나 이상의 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 하나 이상의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 하나 이상의 비디오 카메라는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 적외선 카메라, 열 카메라 및 가시 광 카메라를 포함한다.
일부 실시예에서, 전송기는 단일의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기는 적외선 카메라, 열 카메라 및 가시 광 카메라와 같은 동일 또는 상이한 유형의 비디오 카메라들의 어레이를 포함할 수 있다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기의 관심 영역을 보기 위해 배치될 수 있다. 경우에 따라, 관심 영역은 전송기의 전송 필드(또는 전송 필드 영역)에 대응한다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기에서 선형 어레이로 배열될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 비디오 카메라들의 2차원 어레이를 포함하는 다양한 다른 공간 배열이 사용될 수 있다.
예시적인 시스템과 같은 일부 실시예에서, 카메라는 전송기 내에 수용되는 전송기의 구성요소일 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라는 전송기의 외부에 있을 수 있고, 유선 또는 무선 연결을 통해 하나 이상의 전송기와 통신할 수 있다.
단계(1304)에서, 전송기의 하나 이상의 카메라의 동작을 제어하는 이미지 프로세서는 3차원 관심 영역 내의 하나 이상의 물체의 이미지 데이터를 캡처할 수 있다. 전송기는 별개의 개별 이미지 프로세서를 포함할 수 있거나, 이미지 프로세서는 다른 전송기 기능을 관리하는데 사용되는 전송기의 동일한 프로세서일 수 있다. 일부 구현 예에서, 이미지 프로세서는 하나 이상의 비디오 카메라에 의해 3차원 관심 영역 내의 하나 이상의 영역의 이미지 데이터를 포함하는 하나 이상의 이미지 프레임 세트를 캡처하기 위한 트리거링 메커니즘을 가질 수 있다. 트리거링 메커니즘은 중앙 클록 신호 및 선택적인 신호 전달 유닛을 가질 수 있다. 중앙 클록 신호는 신호 전달 유닛을 통해 하나 이상의 비디오 카메라에 전달된다. 다른 실시예에서, 물리적 연결에 의해 또는 무선 연결에 의해 중앙 클록 신호를 직접 하나 이상의 비디오 카메라에 전달하는 것도 가능하다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 비디오 카메라는 자체의 내부 동기화된 클럭을 가질 수 있다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 전송기에 클록 신호를 제공하는 많은 방법이 있음을 인식할 것이며, 클럭 신호가 발생되어 전송기의 카메라들 중 하나 이상의 비디오 카메라에 분배되는 실제 방식에 따라 전송기의 구성을 어떻게 조정할지를 인식할 것이다.
하나 이상의 물체는 셀 폰, 랩톱, 인간, 동물, 의자와 같은 가구, 전자 디바이스 내에 내장된 수신기 및 개별 구성요소로서의 수신기와 같은 전자 디바이스를 포함할 수 있다.
단계(1306)에서, 이미지 프로세서는 3차원 관심 영역 내의 이미지 데이터를 캡처할 수 있다. 트리거 신호가 전송기의 트리거 메커니즘에 의해 발성된 후, 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라는 전송기의 전송 필드 영역 내의 하나 이상의 물체를 캡처하기 시작하고, 전송 필드 영역 내의 하나 이상의 물체를 캡처하는 이미지 데이터를 생성한다. 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터는 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 물체를 캡처하는 이미지/프레임을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전송기 회로의 트리거 메커니즘은 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라 각각이 전송기의 전송 필드에서 이미지 데이터, 비디오 데이터 및 오디오 데이터를 연속적으로 및/또는 주기적으로 캡처하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기 회로의 트리거 메커니즘은 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라 각각이 서로에 대해 상이한 시간에 활성화되어 전송기의 전송 필드에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성될 수 있다.
단계(1308)에서, 이미지 프로세서가 전송기 프로세서와 별개의 프로세서인 이러한 실시예에서, 이미지 프로세서는 이미지 데이터를 전송기의 프로세서에 전송할 수 있다. 카메라는 전송기의 3차원 관심 영역 내의 이미지를 캡처하여 이를 전송기의 프로세서로 전송한다. 단계(1310)에서 프로세서는 이미지 데이터를 처리하여 이미지 데이터로부터 기호 데이터를 생성한다. 기호 데이터는 이미지 데이터 내의 하나 이상의 물체 각각에 대한 수치 값으로 표현된 데이터에 대응하고, 기호 데이터는 이미지 데이터를 캡처하는 하나 이상의 비디오 카메라로부터 사용된 비디오 카메라에 따라 다르다.
이미지 프로세서뿐만 아니라 전송기의 다른 잠재적인 프로세서는 단일의 프로세서 또는 전송기를 다중 프로세서 시스템으로 구성하기 위한 복수의 프로세서를 포함할 수 있으며, 신호 입력 및 펌웨어 프로그래밍에 기초하여 전송기의 기능적 양상을 제어할 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 명령어를 실행하여 미리 결정된 동작을 수행하도록 동작 가능한 적합한 로직, 회로, 및 인터페이스를 포함한다. 프로세서는 관련 기술분야에서 공지된 다수의 프로세서 기술을 통해 실현될 수 있다. 프로세서의 예는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, x86 프로세서, ARM 프로세서, 축소 명령어 집합 컴퓨팅(RISC) 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC) 프로세서 또는 복합 명령어 집합 컴퓨팅(CISC) 프로세서를 포함한다.
프로세서는 캡처된 이미지 내의 하나 이상의 물체의 위치를 인식하고 찾도록 프로그램된 컴퓨터 비전 소프트웨어 또는 임의의 적합한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 하나 이상의 물체를 인식하기 위해, 이미지 데이터가 처리되어 기호 데이터를 발생할 수 있다. 일 실시예에서, 기호 데이터는 이미지 데이터가 열 카메라에 의해 캡처될 때 이미지 데이터 내의 하나 이상의 물체 각각의 온도 값을 포함할 수 있다. 기호 데이터는 분석되어 하나 이상의 물체의 수, 하나 이상의 물체의 3차원(XYZ) 좌표, 하나 이상의 물체의 동작 상태 및 하나 이상의 물체의 크기를 결정한다.
단계(1312)에서, 프로세서는 기호 데이터를 미리 저장된 데이터와 비교한다. 기호 데이터는 메모리 유닛에 저장된 미리 저장된 데이터와 비교되어 이미지 데이터에서 캡처된 하나 이상의 물체 내의 각 물체를 식별할 수 있다. 일 실시예에서, 기호 데이터가 온도 값인 이미지 데이터로부터 물체를 식별하는 단계 동안, 프로세서는 물체의 얼굴 및/또는 다른 신체 특성을 인식한 다음, 판독된 얼굴 및/또는 다른 관련 신체 특징을 미리 저장된 데이터로서 저장된 대응하는 얼굴 및/또는 다른 미리 기억된 신체 특징과 비교하여 이미지 데이터 내의 하나 이상의 물체로부터 물체를 식별할 수 있다. 미리 저장된 데이터와의 비교에 기초하여 식별된 물체는 수신기, 전자 디바이스, 인간 및 동물을 포함할 수 있다.
프로세서는 또한 특정 물체를 식별하면 전송기의 안테나에 신호를 전송하도록 구성된다. 안테나는 특정 물체를 향한 하나 이상의 전력 파의 전송을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 안테나는 특정 물체가 수신기 유닛이라고 식별될 때 하나 이상의 전력 파를 특정 물체를 향해 전송하도록 구성되며, 안테나는 특정 물체가 생체라고 식별될 때 하나 이상의 전력 파를 특정 물체를 향해 전송하지 않도록 구성된다.
단계(1314)에서, 프로세서는 매칭에 기초하여 기호 데이터를 관리 컴퓨터에 전송한다. 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어가 미리 저장된 데이터와 물체의 매칭에 기초하여 이미지 데이터 내의 물체를 인식할 때, 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 기호 데이터를 또한 관리 컴퓨터에 전송하도록 구성된다. 일 실시예에서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 매칭된 물체의 미가공 이미지 데이터를 관리 컴퓨터에 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 컴퓨터 비전 소프트웨어는 매칭된 물체의 X, Y, Z 좌표를 결정하여 이것을 관리 컴퓨터에 전송할 수 있다.
시각 패턴을 매칭하는 예시적인 방법
도 14는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 수신기를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
(1402)에서, 전송기에 연결된 카메라 및/또는 센서는 전송기의 3차원 관심 영역 시야 내의 물체 및/또는 수신기에 대한 위치 데이터를 캡처할 수 있다. 전송기는 전송기의 3차원 관심 영역을 보기 위해 구성된 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 하나 이상의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 하나 이상의 비디오 카메라는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 적외선 카메라, 열 카메라 및 가시 광 카메라를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전송기는 단일의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기는 적외선 카메라, 열 카메라 및 가시 광 카메라와 같은 동일 또는 상이한 유형의 비디오 카메라들의 어레이를 포함할 수 있다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기의 관심 영역을 보기 위해 배치될 수 있다. 경우에 따라, 관심 영역은 전송기의 전송 필드(또는 전송 필드 영역)에 대응한다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기에서 선형 어레이로 배열될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 비디오 카메라들의 2차원 어레이를 포함하는 다양한 다른 공간 배열이 사용될 수 있다.
예시적인 시스템과 같은 일부 실시예에서, 카메라는 전송기 내에 수용되는 전송기의 구성요소일 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라는 전송기의 외부에 있을 수 있고, 유선 또는 무선 연결을 통해 하나 이상의 전송기와 통신할 수 있다.
(1404)에서, 전송기의 하나 이상의 카메라의 동작을 제어하는 이미지 프로세서는 전송기의 카메라에 의해 3차원 관심 영역 내의 물체의 이미지 데이터를 캡처할 수 있다. 전송기는 별개의 개별 이미지 프로세서를 포함할 수 있거나, 이미지 프로세서는 다른 전송기 기능을 관리하는데 사용되는 전송기의 동일한 프로세서일 수 있다. 일부 구현 예에서, 전송기의 이미지 프로세서는 하나 이상의 비디오 카메라에 의한 3차원 관심 영역 내의 하나 이상의 영역의 이미지 데이터를 포함하는 하나 이상의 이미지 프레임 세트를 캡처하기 위한 트리거링 메커니즘을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 트리거링 메커니즘은 중앙 클럭 신호 및 선택적인 신호 전달 유닛을 가질 수 있다. 중앙 클록 신호는 신호 전달 유닛을 통해 하나 이상의 비디오 카메라에 전달된다. 다른 실시예에서, 물리적 연결에 의해 또는 무선 연결에 의해 중앙 클록 신호를 하나 이상의 비디오 카메라에 바로 전달하는 것도 가능하다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 비디오 카메라는 자체의 내부 동기화된 클럭을 가질 수 있다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 전송기에 클록 신호를 제공하는 많은 방법이 있음을 인식할 것이며, 클럭 신호가 발생되어 전송기의 카메라들 중 하나 이상의 비디오 카메라에 분배되는 실제 방식에 따라 전송기의 구성을 어떻게 조정할지를 인식할 것이다.
하나 이상의 물체는 셀 폰, 랩톱, 인간, 동물, 의자와 같은 가구, 전자 디바이스 내에 내장된 수신기 및 개별 구성요소로서의 수신기와 같은 전자 디바이스를 포함할 수 있다.
단계(1406)에서, 이미지 프로세서는 3차원 관심 영역 내의 이미지 데이터를 캡처할 수 있다. 전송기의 트리거 메커니즘에 의해 트리거 신호가 발생된 이후, 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라는 전송기의 전송 필드 영역 내의 하나 이상의 물체를 캡처하기 시작하고, 전송 필드 영역 내의 하나 이상의 물체를 캡처하는 이미지 데이터를 생성한다. 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터는 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 물체를 캡처하는 이미지/프레임을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전송기 회로의 트리거 메커니즘은 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라 각각이 전송기의 전송 필드에서 이미지 데이터, 비디오 데이터 및 오디오 데이터를 연속적으로 및/또는 주기적으로 캡처하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기 회로의 트리거 메커니즘은 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라 각각이 서로에 대해 상이한 시간에 활성화되어 전송기의 전송 필드에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성될 수 있다.
(1408)에서, 이미지 프로세서는 하나 이상의 카메라로부터 하나 이상의 물체 각각에 대응하는 시각 패턴을 포함하는 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 이미지 프로세서는 전송기의 3차원 관심 영역 내의 하나 이상의 물체 각각에 대응하는 시각 패턴을 캡처할 수 있고, 이미지 데이터를 전송기의 이미지 프로세서 또는 다른 프로세서에 전송할 수 있다. 시각 패턴은 점, 선, 색상, 형상 및 문자로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
(1410)에서, 전송기의 이미지 프로세서 또는 다른 프로세서는 하나 이상의 물체 각각에 대응하는 시각 패턴을 미리 저장된 데이터와 비교할 수 있다. 하나 이상의 물체 각각에 대응하는 것이 미리 저장된 데이터와 비교된다. 미리 저장된 데이터는 점, 선, 색상, 형상 및 문자로 이루어진 그룹으로부터 선택된 시각 패턴들의 리스트를 포함한다. 실시예에서, 전송기의 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 하나 이상의 기술에 의해 훈련되어 시각 패턴의 비교를 수행하여 매칭하는 시각 패턴을 식별한다. 예를 들어, 샘플 물체의 시각 패턴을 갖는 구성 파일은 전송기의 메모리 유닛에 미리 저장된 데이터에 저장될 수 있다. 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 픽셀의 형태일 수 있는 수신된 시각 패턴을 메모리 유닛에 저장된 샘플 물체의 구성 파일과 비교한다.
단계(1412)에서, 전송기의 이미지 프로세서 또는 다른 프로세서는 비교 결과에 기초하여 물체를 식별하고 식별된 물체의 위치를 결정할 수 있다. 실시예에서, 프로세서는 그의 대응하는 하나 이상의 시각 패턴이 미리 저장된 데이터의 시각 패턴의 리스트 내의 하나 이상의 시각 패턴과 매칭할 때, 하나 이상의 물체로부터 물체를 식별하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 프로세서는 그의 대응하는 하나 이상의 시각 패턴이 미리 저장된 데이터의 시각 패턴의 리스트 내의 하나 이상의 시각 패턴과 매칭할 때, 하나 이상의 물체 각각을 식별하도록 구성된다. 일 예에서, 식별된 물체는 수신기에 대응할 수 있다. 다른 예에서, 식별된 물체는 통합된 수신기 유닛을 갖는 전자 디바이스에 대응할 수 있다. 또 다른 예에서, 식별된 물체는 인간 또는 다른 민감한 물체에 대응할 수 있다.
물체를 식별한 후, 프로세서는 식별된 물체의 위치를 결정하도록 추가로 구성된다. 일 예에서, 프로세서는 카메라로부터 식별된 물체의 2차원 좌표를 수신하도록 구성된다. 다른 예에서, 프로세서는 이미지 캡처 유닛에 의해 수신된 캡처 이미지 내의 식별된 물체의 픽셀에 기초하여 식별된 물체의 2차원 좌표를 결정하도록 구성된다. 프로세서는 전송기를 사용하여 식별된 물체 각각에 대한 3차원 좌표를 식별된 물체 각각에 대한 참조 프레임으로서 결정하여 식별된 물체 각각의 위치에 대응하는 (예를 들어, 카메라로부터의) 2차원 좌표 및 (예를 들어, 센서로부터의) 3차원 좌표에 기초하여 식별된 물체 각각의 3차원 좌표를 발생하도록 추가로 구성된다.
단계(1414)에서, 전송기의 안테나 제어 프로세서 또는 다른 프로세서는 전송기의 동일 또는 상이한 프로세서에 의해 식별된 물체의 위치에 기초하여 전송기에 의한 전력 파의 전송을 제어할 수 있다. 실시예에서, 전송기의 프로세서는 수신기 유닛으로 인식되는 식별된 물체의 X, Y, Z 좌표를 전송기의 안테나에 보고할 수 있다. 수신기 유닛의 수신된 좌표에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 프로세서는 수신기 유닛의 식별된 위치에 기초하여 무선 전력 전송 시스템의 전송기 또는 다른 구성요소에게 다양한 작동을 실행하도록 명령을 내릴 수 있다. 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 또한 하나 이상의 내부 센서, 하나 이상의 외부 센서, 및 수신기 유닛의 위치에 관한 열 매핑 데이터로부터 데이터를 수신할 수 있다. 그 다음, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 하나 이상의 내부 센서, 하나 이상의 외부 센서 및 열 매핑 데이터에 의해 제공된 위치 데이터를 수신기 유닛으로 인식된 식별된 물체의 결정된 위치(X, Y, Z 좌표)와 비교할 수 있다.
일 실시예에서, 식별된 수신기 유닛의 위치에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 식별된 수신기 유닛에 전력을 공급하기 위한 최적의 에너지의 포켓을 생성하는 무선 전력 전송 시스템의 파형 발생기에 의해 발생될 파형(예를 들면, 무선 주파수 파, 초음파)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 수신기 유닛의 제 1 위치에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 전송을 위한 처프 파를 선택할 수 있고, 수신기 유닛의 제 2 위치에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 전송을 위한 사인 파를 선택할 수 있다. 처프 파의 주파수는 시간에 따라 연속적으로 및/또는 주기적으로 증가 또는 감소하기 때문에, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 처프 파를 선택할 수 있고, 수신기 유닛의 제 1 위치는 일정 기간 동안 고정된 주파수를 갖지 않는 신호 파라미터를 제안할 수 있다.
다른 실시예에서, 식별된 수신기 유닛의 위치에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 식별된 수신기 유닛에 전력을 공급하기 위한 최적의 에너지의 포켓을 생성하는 안테나 내의 안테나의 간격을 조정할 수 있다. 예를 들어, 안테나는 하나 이상의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하나 이상의 안테나 어레이 각각은 하나 이상의 전력 파를 전송하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 서로에 대한 하나 이상의 안테나의 안테나 간격은 복수의 안테나에 의해 전송된 하나 이상의 전력 파가 식별된 수신기 유닛에 전력을 공급하는 에너지의 포켓을 형성하도록 지향되도록 조정될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 안테나는 타이밍 회로를 포함할 수 있다. 식별된 수신기 유닛의 위치에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 타이밍 회로를 제어하여 하나 이상의 안테나 어레이 각각의 하나 이상의 안테나가 식별된 수신기 유닛의 위치에 기초하여 서로 상이한 시간에 하나 이상의 전력 파를 전송하도록 할 수 있다. 타이밍 회로는 또한 하나 이상의 안테나 각각에 대해 상이한 전송 시간을 선택하는데 사용될 수 있다. 일 예에서, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 하나 이상의 안테나 각각으로부터 하나 이상의 전송 파를 전송하는 타이밍을 갖는 타이밍 회로를 미리 구성할 수 있다. 다른 예에서, 수신기 유닛으로 인식되는 특정 물체의 계산된 X, Y, Z 좌표에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 하나 이상의 안테나 중 몇 개의 안테나로부터 몇 개의 전송 파의 전송을 지연시킬 수 있다. 또 다른 예에서, 이미지 프로세서로부터 수신된 이미지 데이터와 하나 이상의 내부 센서, 하나 이상의 외부 센서 및 통신 신호로부터 수신된 정보의 비교 결과에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 몇 개의 안테나로부터의 몇 개의 전송 파의 전송을 지연시킬 수 있다.
또 다른 실시예에서, 식별된 수신기 유닛의 위치에 기초하여, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서는 하나 이상의 전력 파를 사용하여 에너지의 포켓을 식별된 수신기의 위치에 지향하기 위한 하나 이상의 안테나의 제 1 안테나 세트를 활성화할 수 있다. 제 1 안테나 세트는 에너지의 포켓을 형성할 안테나의 원하는 간격에 대응하는 제 1 안테나 세트의 안테나들 사이의 거리에 기초하여 하나 이상의 안테나로부터 선택될 수 있다. 다시 말해서, 제 1 안테나 세트의 안테나들 사이의 선택된 거리는 바람직하게는 인접한 안테나들이 서로 떨어져 있고, 제 1 안테나 세트로부터 전송하는 하나 이상의 전력 파가 식별된 수신기 유닛에 전력을 공급하는 에너지의 포켓을 형성하도록 하는 거리일 수 있다.
또 다른 실시예에서, 안테나는 적어도 두 개의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 안테나 어레이는 제 1 안테나 어레이 및 제 2 안테나 어레이를 포함한다. 설명의 간략화를 위해, 제 1 안테나 어레이 및 제 2 안테나 어레이를 갖는 안테나만이 설명되지만, 개시된 실시예의 범위를 벗어나지 않고, 두 개 초과의 안테나 어레이가 안테나에 포함될 수 있음을 주목하여야 한다. 제 1 안테나 어레이 및 제 2 안테나 어레이 각각은 하나 이상의 전력 파를 전송하도록 구성된 안테나의 하나 이상의 행 및 하나 이상의 열을 포함할 수 있다. 제 1 안테나 어레이와 제 2 안테나 어레이 사이의 거리는 식별된 수신기 유닛의 위치에 따라, 안테나의 프로세서 또는 전송기의 프로세서에 의해 동적으로 조정되어, 제 1 안테나 어레이 및 제 2 안테나 어레이의 안테나에 의해 전송된 하나 이상의 전력 파가 목표로 하는 수신기 유닛에서 에너지의 포켓을 형성하도록 지향되도록 한다.
도 15는 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 복수의 전송기 중 하나 이상의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계(1502)에서, 전송기에 연결된 하나 이상의 카메라는 복수의 전송기의 일부인 한 전송기의 3차원 관심 영역에서 하나 이상의 물체의 이미지 데이터를 캡처할 수 있다. 각각의 전송기는 각각의 전송기의 3차원 관심 영역을 보기 위해 구성된, 이미지 프로세서와 같은 프로세서를 포함할 수 있다. 이미지 프로세서는 하나 이상의 비디오 카메라를 제어하거나, 달리 관리할 수 있다. 하나 이상의 비디오 카메라는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 적외선 카메라, 열 카메라 및 가시 광 카메라를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 전송기는 단일의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전송기는 비디오 카메라들의 어레이를 포함할 수 있다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기의 관심 영역을 보기 위해 배치된다. 관심 영역은 전송기의 전송 필드(또는 전송 필드 영역)의 일부 또는 전부에 대응한다. 경우에 따라, 관심 영역은 전송 필드의 범위를 넘어 뻗어 나가서, 전송기가 전송 필드에 진입하기 전에 물체를 식별할 수 있다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기에서 선형 어레이로 배열될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 비디오 카메라들의 2차원 어레이를 포함하는 다양한 다른 공간 배열이 사용될 수 있다. 예시적인 시스템과 같은 일부 실시예에서, 카메라는 전송기 내에 수용되는 전송기의 구성요소이다. 일부 실시예에서, 카메라는 전송기의 외부에 있을 수 있고, 유선 또는 무선 연결을 통해 하나 이상의 전송기와 통신할 수 있다.
이전에 언급한 바와 같이, 전송기 각각은 각각의 전송기의 안테나가 전자 디바이스를 충전하기 위해 전력 파를 전송할 수 있는 전송 필드 또는 에너지 구역을 가질 수 있다. 일부 구현 예에서, 두 개 이상의 전송기는 동일한 전송 필드 또는 에너지 구역을 가질 수 있거나, 각각의 전송 필드의 일부가 중첩될 수 있다. 이러한 구현 예에서, 중첩하는 전송 필드를 갖는 전송기의 비디오 카메라는 전송 필드(전송 영역)의 중첩 영역의 일부 부분의 이미지 데이터를 모니터링하고 캡처할 수 있다.
단계(1504)에서, 전송기의 하나 이상의 프로세서는 전송기의 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터로부터 기호 데이터를 발생할 수 있다. 전송기의 이미지 프로세서 또는 다른 프로세서는 전송기의 전송 필드의 3차원 관심 영역 내의 비디오 또는 정지 이미지에 대한 이미지 데이터를 캡처할 수 있고, 그런 다음 이미지 데이터를 이미지 프로세서 또는 동일한 전송기의 다른 프로세서, 복수의 전송기의 상이한 전송기, 또는 전송기로부터 수신된 이미지 데이터를 소비하고 처리하도록 구성된 컴퓨팅 디바이스의 일부 중앙 프로세서에 전송할 수 있다. 이미지 데이터를 수신하고 처리하는 특정 프로세서는 이미지 데이터로부터 기호 데이터를 발생할 수 있다.
프로세서는 단일의 프로세서 또는 전송기를 멀티 프로세서 시스템으로서 구성하기 위한 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 명령어를 실행하여 미리 결정된 동작을 수행하도록 동작 가능한 적합한 로직, 회로 및 인터페이스를 포함한다. 프로세서는 관련 기술분야에서 공지된 다수의 프로세서 기술을 통해 실현될 수 있다. 프로세서의 예는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, x86 프로세서, ARM 프로세서, 축소 명령어 집합 컴퓨팅(RIS) 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC) 프로세서 또는 복합 명령어 집합 컴퓨팅(CISC) 프로세서를 포함한다.
복수의 전송기에서 전송기의 프로세서는 컴퓨터 비전 소프트웨어 또는 캡처된 이미지로부터 하나 이상의 물체의 위치를 인식하고 찾도록 프로그램된 임의의 적합한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 전송기의 프로세서는 예컨대 MATLAB 또는 Open CV로 제한되지 않는 컴퓨터 비전 소프트웨어를 사용하여 캡처된 이미지를 처리한다. 소프트웨어는 캡처된 이미지의 모든 픽셀의 X, Y 및 Z 좌표를 보고하도록 구성된 프로그램을 포함한다.
하나 이상의 물체를 인식하기 위해, 이미지 데이터는 기호 시각 데이터를 발생하도록 처리될 수 있다. 일 실시예에서, 기호 데이터는 이미지 데이터 내의 하나 이상의 물체 각각의 온도 값을 포함할 수 있다. 기호 데이터는 또한 하나 이상의 물체의 수, 하나 이상의 물체의 3차원(XYZ) 좌표, 하나 이상의 물체의 동작 상태, 및 하나 이상의 물체의 크기와 관련된 데이터를 포함할 수 있다.
단계(1506)에서, 복수의 전송기에서 전송기의 프로세서는 복수의 전송기 중의 다른 전송기에 의해 또는 전송기에 연결된 컴퓨팅 디바이스에 의해 발생된 기호 데이터를 수신할 수 있다.
단계(1508)에서, 전송기의 프로세서는 기호 데이터를 미리 저장된 데이터와 비교하여 하나 이상의 물체 중에서 하나 이상의 수신기의 위치를 식별하고 결정할 수 있다. 전송기 각각의 프로세서는 컴퓨터 비전 소프트웨어를 포함할 수 있다. 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 인간 또는 가구와 같은 물체가 전송기, 수신기 유닛, 전력 파 및/또는 에너지의 포켓(에너지 포켓)의 미리 결정된 근접 정도에 진입하는 지를 검출하도록 프로그램된다.
단계(1510)에서, 일 구성에서, 그 다음에 프로세서는 검출된 물체에 기초하여 전송기의 안테나 또는 시스템의 다른 구성요소에게 다양한 작동을 실행하도록 명령을 내릴 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 모든 기호 데이터를 미리 저장된 데이터와 비교함으로써 획득된 하나 이상의 수신기의 위치에 기초하여 하나 이상의 수신기 각각을 충전하기 위한 하나 이상의 전력 전송 파의 전송을 제어할 수 있다.
다른 구성에서, 프로세서는 전송기의 안테나에 이미지 데이터를 전송할 수 있고, 전송기의 안테나의 프로세서는 어떤 작동(예를 들어, 에너지의 포켓을 조정, 전력 파 전송을 중단, 전력 파 전송 줄이기)을 실행할지를 결정할 수 있다. 일 예에서, 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어가 사람이 전송된 유닛의 전송 필드에 진입했다는 것을 식별한 다음, 그 사람이 전송기의 미리 결정된 근접 정도 내에 있다고 결정한 후, 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 관련된 이미지 데이터를 전송기로 제공하여, 전송기로 하여금 전력 파의 전송을 줄이거나 종료하게 할 수 있다. 다른 예에서, 전송 필드에 진입하는 사람을 식별한 다음 그 사람이 에너지의 포켓의 미리 결정된 근접 정도 내에 왔다고 결정한 후, 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어는 이미지 데이터를 전송기의 안테나에 제공하여, 안테나로 하여금 전력 파의 특성을 조정하고, 에너지의 포켓에 집중된 에너지의 양을 감소하고, 널을 발생하고 그리고/또는 포켓 에너지의 위치를 바꾸게 하도록 할 수 있다.
또 다른 예에서, 시스템은 경보 디바이스를 포함할 수 있고, 경보 디바이스는 경보를 생성할 수 있고 및/또는 시스템을 관리하도록 구성된 시스템 로그 또는 관리 컴퓨팅 디바이스에 디지털 메시지를 발생하여 전송할 수 있다. 이 예에서, 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어가 전송기, 전력 파 및/또는 에너지의 포켓의 미리 결정된 근접 정도에 진입하는 사람을 검출한 후, 또는 시스템의 다른 안전하지 않거나 금지된 조건을 검출한 후, 있는 신호가 발생되어 경보 디바이스에 전송될 수 있고, 경보 디바이스는 경고를 활성화할 수 있고, 및/또는 통지를 발생하여 관리자 디바이스에 전송할 수 있다. 경보에 의해 생성된 경고는 오디오 피드백, 시각 피드백, 촉각 피드백 또는 일부의 조합과 같은 임의의 유형의 감각 피드백을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 카메라는 전송기 내에 수용된 전송기의 구성요소일 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라는 전송기의 외부에 있을 수 있고, 유선 또는 무선 연결을 통해 이미지 데이터를 하나 이상의 전송기에 전달할 수 있다. 하나 이상의 전송기의 외부에 있거나 단일의 전송기의 일부일 수 있는 카메라는 이미지 데이터를 복수의 전송기에 제공할 수 있고, 그러면 복수의 전송기의 프로세서는 이러한 이미지 데이터를 중앙 프로세서와 공유하여 전력 파의 적절한 공식화 및 전송을 결정할 수 있다. 유사하게, 일부 실시예에서, 다수의 이미지 프로세서는 다수의 전송기와 이미지 데이터를 공유할 수 있다. 이러한 실시예에서, 카메라 또는 호스트 전송기는 시스템 내의 다른 이미지 프로세서 또는 호스트 전송기와 함께 이미지 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.
예시적인 시스템의 일 예에서, 제 1 전송기는 제 1 전송기 및/또는 메모리에 저장될 수 있는 이미지 데이터를 캡처하는 제 1 카메라를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 제 2 전송기 및/또는 시스템의 메모리에 저장될 수 있는 이미지 데이터를 캡처하는 제 2 카메라를 포함하는 제 2 전송기를 가질 수 있다. 이 예에서, 전송기 둘 모두는 제 1 및 제 2 카메라로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있는 프로세서를 포함할 수 있고, 따라서 각각의 제 1 및 제 2 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터는 각각의 제 1 및 제 2 전송기 사이에서 공유될 수 있다. 그 다음, 제 1 및 제 2 전송기 각각의 프로세서는 공유된 이미지 데이터를 사용하여, 인간과 같은 민감한 물체가 검출될 때 전력 파를 전송할지를 결정하는 것을 포함할 수 있는, 전력 파를 발생하고 전송하는 특성을 결정할 수 있다.
전송기로 하여금 사용자가 무선 에너지(즉, 전력 파, 에너지의 포켓)의 수신을 배제하고자 하는 물체를 검출하고 확인할 수 있도록 하기 위해, 사용자는 미리 저장된 데이터가 전송기의 메모리 유닛에 기록되도록 전송기에 전달할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 디바이스의 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface)(GUI)를 통해 전송기의 프로세서와 통신하는 사용자 디바이스를 통해 미리 저장된 데이터를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 전송 필드 내의 특정 물체 및/또는 위치에는 태그가 할당될 수 있다. 태깅 프로세스 동안, 태깅 데이터가 생성되어 미리 저장된 데이터로서 저장될 수 있고, 전송기가 전송 필드 내의 특정 물체 또는 위치에 관련하여 전송기가 어떻게 작동해야 하는지에 관해 전송기에게 알릴 수 있다. 태깅 프로세스 동안 발생된 태깅 데이터는 전력 파를 물체 또는 위치에 전송할지 및/또는 전송 필드 내에 전송 파를 전송하거나 에너지의 포켓을 어디에 발생할지를 전송기에게 알릴 수 있다. 예를 들어, 미리 저장된 데이터의 위치에 대한 레코드는 전송기가 전력 파를 절대로 특정 위치에 전송하지 않도록 명령하는 태깅 데이터로 업데이트되거나 생성될 수 있다. 마찬가지로, 다른 예에서, 태깅 데이터는 전송기가 전력 파를 항상 그 위치에 전송하도록 명령하는 위치에 대한 레코드로 채워질 수 있다.
일부 구현 예에서, 카메라는 민감한 것으로 미리 결정되거나 "태그 붙은(tagged)" 전송 필드 내에서 민감한 물체를 살펴 볼 수 있다. 경우에 따라, 카메라는 카메라가 특정 장애물에 대해 근접 정도 내에 진입하는 사람 또는 다른 민감한 물체를 식별했는지에 관계없이, 가구 또는 벽과 같은 전송 필드 내의 특정 장애물을 피하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 같이, 내부 또는 외부 메모리는 특정 장애물의 특정 위치를 식별하는 미리 저장된 데이터를 저장할 수 있고, 그럼으로써 특정 위치의 위치를 전력 파에 대한 제한을 벗어나는 것으로서 효과적으로 "태깅"할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 특정 물체는 전송기의 카메라에 의해 검출 가능한 신호 또는 물리적 징후(예를 들어 열 시그니처)를 생성하는 디지털 또는 물리적 태그와 디지털적으로 또는 물리적으로 연관될 수 있다. 예를 들어, 전송기에 대한 이미지 데이터를 발생하는 것의 일부로서, 카메라는 테이블과 같이 피해야 할 태그 붙은 장애물의 레코드를 포함하는 미리 저장된 데이터를 저장하는 내부 메모리에 액세스할 수 있다. 이 예에서, 카메라는 테이블을 태그 붙은 장애물로서 검출할 것이고, 전송기로 하여금 테이블이 위치하는 전력 파에 의해 제공된 에너지 량을 줄이게 하는 이미지 데이터를 생성하고, 테이블로 전송되는 전력 파를 종료하거나, 또는 파동을 다른 방향으로 돌릴 것이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 일부 구현 예에서, 카메라는 무선 전력 파를 수신하는 것으로 태그 붙은 (즉, 미리 내부 메모리 또는 외부 메모리에 기록된) 전기 디바이스를 검출할 수 있다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 전송기의 전송 필드 내에 있는 물체를 식별하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계(1602)에서, 전송기에 연결된 카메라 및/또는 센서는 전송기의 전송 필드 및/또는 전송 필드를 넘어선 일부 영역과 같은 전송기의 3차원 관심 영역 내의 물체 및/또는 수신기에 대한 위치 데이터를 캡처할 수 있다. 전송기는 전송기의 3차원 관심 영역을 보기 위해 구성된 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 하나 이상의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 하나 이상의 비디오 카메라는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 적외선 카메라, 열 카메라 및 가시 광 카메라를 포함한다.
일부 실시예에서, 전송기는 단일의 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기는 적외선 카메라, 열 카메라 및 가시 광 카메라와 같은 동일 또는 상이한 유형의 비디오 카메라들의 어레이를 포함할 수 있다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기의 관심 영역을 보기 위해 배치될 수 있다. 경우에 따라, 관심 영역은 전송기의 전송 필드(또는 전송 필드 영역)에 대응한다. 비디오 카메라들의 어레이는 전송기에서 선형 어레이로 배열될 수 있다. 다른 실시예에서, 비디오 카메라들의 2차원 어레이를 포함하는 다양한 다른 공간 배열이 사용될 수 있다.
예시적인 시스템과 같은 일부 실시예에서, 카메라는 전송기 내에 수용되는 전송기의 구성요소일 수 있다. 일부 실시예에서, 카메라는 전송기의 외부에 있을 수 있고, 유선 또는 무선 연결을 통해 하나 이상의 전송기와 통신할 수 있다.
단계(1604)에서, 전송기의 하나 이상의 카메라의 동작을 제어하는 이미지 프로세서는 전송기의 전송 필드의 3차원 관심 영역 내의 물체의 이미지 데이터를 연속적으로 및/또는 주기적으로 캡처할 수 있다. 일부 구현 예에서, 전송기의 이미지 프로세서는 하나 이상의 비디오 카메라에 의해 전송 필드 내의 하나 이상의 영역의 이미지 데이터를 포함하는 하나 이상의 이미지 프레임 세트를 캡처하기 위한 트리거링 메커니즘을 가질 수 있다. 트리거링 메커니즘은 중앙 클록 신호 및 선택적인 신호 전달 유닛을 가질 수 있다. 중앙 클록 신호는 신호 전달 유닛을 통해 하나 이상의 비디오 카메라에 전달된다. 다른 실시예에서, 물리적 연결 또는 무선 연결에 의해 중앙 클록 신호를 하나 이상의 비디오 카메라에 바로 전달하는 것도 가능하다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 비디오 카메라는 자체의 내부 동기화된 클럭을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 전송기 회로의 트리거 메커니즘은 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라 각각이 전송기의 전송 필드에서 이미지 데이터, 비디오 데이터 및 오디오 데이터를 연속적으로 및/또는 주기적으로 캡처하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 전송기 회로의 트리거 메커니즘은 이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라 각각이 서로에 대해 상이한 시간에 활성화되어 이미지 데이터의 전송 필드에서 이미지 데이터를 캡처하도록 구성될 수 있다.
이미지 프로세서의 하나 이상의 비디오 카메라에 의해 캡처된 이미지 데이터는 전송기의 전송 필드 내의 하나 이상의 물체를 캡처하는 이미지/프레임을 포함할 수 있다. 하나 이상의 물체는 셀 폰, 랩톱, 인간, 동물, 의자와 같은 가구, 전자 디바이스 내에 내장된 수신기 및 개개의 구성요소로서의 수신기와 같은 전자 디바이스를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 카메라는 인간의 체온에 기초하여 인간과 같은 물체를 인식하도록 구성된 한 쌍의 열 적외선 카메라를 포함할 수 있다. 열 적외선 카메라 쌍은 이미지 데이터를 전송기의 프로세서의 컴퓨터 비전 소프트웨어로 전송하고, 그러면 컴퓨터 비전 소프트웨어는 두 개의 열 적외선 카메라로부터 수집된 이미지 데이터 사이에서 매핑을 수행하여 전송기의 위치로부터 물체의 깊이 인식을 제공한다. 다른 실시예에서, 카메라는 픽셀에 기초하여 인간과 같은 물체를 인식하도록 구성된 한 쌍의 시각 카메라를 포함할 수 있다. 시각 카메라 쌍에 의해 캡처된 이미지 데이터 내의 픽셀은 화씨 및 섭씨와 같은 열 스케일로 크기 조정될 수 있는 가시 광의 주파수를 나타낼 수 있다.
단계(1606)에서, 전송기의 프로세서는 이미지 데이터를 관리 컴퓨터 또는 무선 충전 시스템의 다른 중앙 서버에 전송할 수 있다. 경우에 따라, 임의의 데이터 처리 또는 분석이 수행되기 전에 카메라로부터 직접 캡처된 이미지 데이터일 수 있는 소위 "미가공" 이미지 데이터가 처리를 위해 관리 컴퓨터로 송신된다. 카메라가 비디오 카메라인 경우, 비디오 카메라로부터의 미가공 이미지 데이터가 비디오 카메라로부터 발생되어 수신된 데이터 "스트림"을 통해 수신될 수 있다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 비디오를 표현하는 이진 데이터에 대한 데이터 스트림을 발생, 압축 및/또는 전송하는데 사용되는 기본 기술을 인식할 것이다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 또한 하나 이상의 정지 이미지(예를 들어, JPG, PDF, PNG, GIF) 또는 비디오(예를 들어, MP4, GIF, WMV, MOV, AVI)를 담은 독립적인 컴퓨팅 파일을 발생, 압축 및/또는 전송하는데 사용되는 기본 기술을 인식할 것이다.
다른 실시예에서, 이미지 데이터의 기호 데이터는 전송기의 프로세서에 의해 발생되며, 기호 데이터는 관리 컴퓨터로 전송된다. 기호 데이터는 미가공 이미지 데이터 내의 하나 이상의 물체의 X, Y, Z 좌표, 하나 이상의 물체의 크기 및 하나 이상의 물체가 움직이고 있는 중이면 하나 이상의 물체의 속도를 포함할 수 있다. 이 경우, 프로세서는 미가공 이미지 데이터를 분석하고 물체 패턴을 검색하도록 프로그램될 수 있는 컴퓨터 비전 소프트웨어를 포함할 수 있다. 움직이지 않는 물체는 동일한 배경 색상에 가까운 픽셀들의 인접한 BLOB들 또는 시야에 대해서뿐만 아니라 시야의 배경 픽셀에 대해 움직이는 동일한 배경 색상에 가까운 인접 픽셀들인 픽셀들의 움직이는 BLOB으로서 인식될 수 있다. 컴퓨터 비전 소프트웨어는 BLOB을 인식한 다음 BLOB의 가운데 또는 중심의 X, Y, Z 좌표, 시야와 비교하여 픽셀 수 또는 픽셀의 퍼센트의 관점에서 BLOB의 크기, BLOB 속도 및 초 단위의 BLOB 가시성의 지속 시간을 포함하는 기호 데이터를 생성한다.
단계(1608)에서, 관리 컴퓨터 또는 시스템의 다른 컴퓨팅 디바이스는 카메라로부터 발생되고 수신된 이미지 데이터를 처리할 수 있다. 이미지 데이터는 미가공 이미지 데이터 또는 미가공 이미지 데이터로부터 발생된 기호 데이터, 또는 둘 모두로서 수신될 수 있다. 관리 컴퓨터는 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 민감한 물체(예를 들어, 사람), 수신기 및 수신기를 포함하는 물체(예를 들면, 랩톱, 태블릿, 스마트 폰)과 같은 "비 수신기" 물체를 식별하고, 경우에 따라 이들 사이를 구별하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 비 수신기 물체가 특정 수신기에 서비스를 제공하는 전력 파에 미리 결정된 문턱 근접 정도 내에 있는 인간 또는 동물이면, 관리 컴퓨터 또는 컴퓨팅 디바이스는 수신기에 서비스를 제공하는 전력 파의 전력 레벨을 줄이거나, 전력 파를 새로운 위치로 방향을 돌리거나, 또는 전력 파를 모두 전송하는 것을 중단하도록 전송기에게 명령을 내리는 신호를 적절한 송신기에 전송할 수 있다. 이렇게 함으로써, 소프트웨어는 비 수신기 물체를 모니터링하고, 인간 또는 동물이 수신기 유닛 가까이 갈 때, 관리 컴퓨터는 전력 파를 전송하는 안테나의 위상을 변경하여 전송되는 전력이 FCC 전력 흡수 한계 내에서 머물도록 줄이라는 메시지를 전송기에 송신할 수 있다.
무선 전력 전송 시스템의 관리자 컴퓨터에 의한 비 수신기 물체의 모니터링은 또한 보안 목적으로도 사용될 수 있다. 예를 들어, 방이 잠겨 있고 방 안에 아무도 없어야 하는 방에 인간과 같은 비 수신기 물체가 보인다면, 시스템의 관리자는 필요한 조치를 취할 수 있다. 다른 예에서, 인간과 같은 비 수신기 물체가 바닥으로 떨어지고 특정한 최소 양의 시간보다 오래 움직이지 않으면, 인간의 신장(예를 들어, 4 피트의 어린이냐 또는 5 피트 반의 어른이냐), 바닥에 놓여 있는 인간의 스냅샷, 물체가 처음으로 엎어진 때의 날짜와 시간 및 얼마나 오래 지면에 놓여있는 지와 같은 그 인간에 관한 정보가 시스템의 관리자에 의해 사용되어 당국에 조사하도록 알려주고 떨어진 사람이 의료 사고를 당했는지 알아보도록 한다.
또 다른 예에서, 미가공 이미지 데이터로부터 생성된 기호 데이터는 또한 사람과 같은 비 수신자 물체의 온도와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사람은 열이 있고 사람의 온도는 섭씨 103도 또는 섭씨 104 도로 기록될 수 있다. 온도 데이터는 시스템의 관리자에 의해 사용되어 당국에 알려주어 의사를 부르게 할 수 있다.
또 다른 예에서, 관리 컴퓨터 내의 소프트웨어는 전송기 근처 또는 수신기 유닛 근처에서 사람을 인식하도록 프로그램되며, 그러면 인간이 수신 디바이스 또는 전송기에 근접함에 기초하여 수신기 유닛을 향하여 전송된 전력을 제어하라는 메시지를 전송기에 송신한다. 또한, 전송기는 시스템의 관리자에 의해 수신기 유닛 또는 전송기 근처에 있는 인간을 검출한 때부터 최대 지정 시간 이내에 셧다운될 수 있다.
전술한 방법 설명 및 프로세스 흐름도는 단지 예시적인 예로서 제공되며, 다양한 실시예의 단계가 제시된 순서로 수행되어야 함을 요구하거나 암시하려는 의도되지 않는다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자에 의해 인식되는 바와 같이, 전술한 실시예에서의 단계는 임의의 순서로 수행될 수 있다. "그 다음", "다음에" 등과 같은 단어는 단계의 순서를 제한하지 않으며; 이들 단어는 단순히 방법의 설명을 통해 독자를 안내하는 데 사용된다. 프로세스 흐름도는 동작을 순차적 인 프로세스로 설명할 수 있지만, 많은 동작은 병렬로 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한 동작의 순서는 재배열될 수 있다. 프로세스는 메소드, 함수, 절차, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응할 수 있다. 프로세스가 함수에 대응할 때, 그 종료는 호출 함수 또는 주 함수로의 함수의 복귀에 대응할 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계는 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 둘 모두의 조합으로서 구현될 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 치환 가능성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 구성요소, 블록, 모듈, 회로 및 단계는 위에서 일반적으로 그 기능의 관점에서 설명되었다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 달려 있다. 관련 기술분야에서 통상의 기술자라면 각각의 특정 애플리케이션마다 다양한 방식으로 설명된 기능성을 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정은 본 발명의 범위에서 벗어나게 하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
컴퓨터 소프트웨어로 구현되는 실시예는 소프트웨어, 펌웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 하드웨어 서술 언어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 코드 세그먼트 또는 머신 실행 가능한 명령어는 절차, 함수, 서브프로그램, 프로그램, 루틴, 서브루틴, 모듈, 소프트웨어 패키지, 클래스 또는 명령어, 데이터 구조 또는 프로그램 스테이트먼트의 임의의 조합을 나타낼 수 있다. 코드 세그먼트는 정보, 데이터, 인수, 파라미터 또는 메모리 내용을 전달 및/또는 수신함으로써 다른 코드 세그먼트 또는 하드웨어 회로에 연결될 수 있다. 정보, 인수, 파라미터, 또는 데이터 등은 메모리 공유, 메시지 전달, 토큰 전달, 네트워크 전송 등을 비롯한 임의의 적합한 수단을 통해 전달되거나, 포워딩되거나 또는 전송될 수 있다.
이러한 시스템 및 방법을 구현하는데 사용된 실제 소프트웨어 코드 또는 특화된 제어 하드웨어는 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 따라서, 시스템 및 방법의 동작 및 거동은 소프트웨어 및 제어 하드웨어가 본 명세서의 설명에 기초하여 시스템 및 방법을 구현하도록 설계될 수 있는 것으로 이해되는 특정 소프트웨어 코드를 참조하지 않으면서 설명되었다.
소프트웨어로 구현될 때, 기능은 하나 이상의 명령어 또는 코드로서 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 또는 프로세서 판독 가능한 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법 또는 알고리즘의 단계는 컴퓨터 판독 가능한 또는 프로세서 판독 가능한 저장 매체 상에 상주할 수 있는 프로세서 실행 가능 소프트웨어 모듈에서 구현될 수 있다. 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 또는 프로세서 판독 가능한 매체는 컴퓨터 프로그램을 한 곳에서 다른 곳으로 전송하는 것을 용이하게 하는 컴퓨터 저장 매체 및 유형의 저장 매체 둘 모두를 포함한다. 비 일시적 프로세서 판독 가능한 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예를 들어, 제한하지 않는 것으로, 이러한 비 일시적 프로세서 판독 가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스, 또는 명령어 또는 원하는 프로그램 코드를 데이터 구조의 형태로 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 유형의 저장 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 것으로서, 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 콤팩트 디스크(compact disc)(CD), 레이저 디스크(laser disc), 광학 디스크(optical disc), 디지털 다기능 디스크(digital versatile disc)(DVD), 플로피 디스크(floppy disk) 및 블루레이 디스크(Blu-ray disc)를 포함하고, 디스크(disk)는 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)는 데이터를 레이저로 광학적으로 재생한다. 상기의 조합 또한 컴퓨터 판독 가능한 매체의 범위 내에 포함되어야 한다. 또한, 방법 또는 알고리즘의 동작은 컴퓨터 프로그램 제품으로 통합될 수 있는 비 일시적 프로세서 판독 가능한 매체 및/또는 컴퓨터 판독 가능한 매체상의 코드 및/또는 명령어 중의 하나 또는 임의의 조합 또는 세트로서 상주할 수도 있다.
Claims (20)
- 무선 전력 전송을 위한 방법으로서,
전송기에 의해, 수신기와 연관된 위치에서 보강 간섭(constructive interference)을 형성하도록 수렴하는 전력 파를 전송하는 단계;
상기 전송기와 통신하는 적어도 하나의 열 이미징 카메라에 의해, 상기 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분의 열 이미지를 발생하는 단계;
상기 전송기에 의해, 상기 열 이미지의 온도 데이터에 기초하여 상기 전송기의 상기 전송 필드 내의 생체를 식별하는 단계;
상기 전송기에 의해, 상기 전력 파에 대한 상기 식별된 생체의 근접 정도를 결정하는 단계; 및
상기 전송기에 의해, 상기 생체의 근접 정도가 상기 전력 파로부터의 미리 정의된 거리 내에 있다고 결정하면, 상기 전력 파의 전력 레벨을 조정하는 단계를 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 정의된 거리는 상기 생체로부터 상기 전송기까지의 거리에 대응하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 미리 정의된 거리는 상기 생체로부터 상기 수신기까지의 거리에 대응하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 열 이미징 카메라는 상기 전송기의 상기 전송 필드와 중첩하는 상기 열 이미징 카메라의 시야의 상기 열 이미지를 발생하고,
상기 열 이미지의 상기 온도 데이터는 시각적으로 인접한 체온 픽셀에 대응하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 항에 있어서,
상기 생체를 식별하는 단계는 상기 온도 데이터에 기초하여 상기 전송기의 상기 전송 필드 내에 있는 상기 생체의 존재에 관련한 정보를 검출하는 단계를 더 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 온도 데이터에 기초하여 상기 생체의 존재에 관련한 상기 정보는 얼굴 검출 정보, 머리 검출 정보, 손 검출 정보, 피부 검출 정보, 인간 형상 정보, 인간 외관 패턴, 인간 생체측정 속성, 인간 동작 정보 및 인간 활동 정보 중 하나 이상을 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 항에 있어서,
상기 전송기와 통신하는 복수의 열 이미징 카메라에 의해, 상기 전송기의 상기 전송 필드와 중첩하는 상기 복수의 열 이미징 카메라의 대응하는 복수의 시야의 복수의 열 이미지를 발생하는 단계를 더 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 항에 있어서,
상기 전송기를 향한 상기 생체의 움직임은 일정 기간에 걸쳐 상기 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 커지는 패턴을 식별함으로써 검출되는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 전송기에 의해, 상기 기간에 걸쳐 상기 전송기를 향한 상기 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 커지는 패턴의 움직임을 검출하는 것에 기초하여, 상기 전력 파의 상기 전력 레벨을 줄이는 단계를 더 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 전송기에 의해, 상기 기간에 걸쳐 상기 전송기를 향한 상기 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 커지는 패턴의 움직임의 검출에 기초하여, 상기 전력 파를 종료하는 단계를 더 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 방법. - 무선 전력 전송을 위한 전송기로서,
상기 전송기의 전송 필드의 적어도 일부분의 열 이미지를 발생하도록 구성된 열 이미징 카메라; 및
제어기를 포함하고, 상기 제어기는:
상기 열 이미징 카메라로부터 열 이미지를 수신하고,
상기 열 이미지의 온도 데이터에 기초하여 상기 전송기의 상기 전송 필드 내의 생체를 식별하고,
상기 전송기에 의해 발생된 전력 파에 대한 상기 식별된 생체의 근접 정도를 결정하고, 그리고
상기 생체의 근접 정도가 상기 전력 파로부터 미리 정의된 거리 내에 있다고 결정하면 상기 전력 파의 전력 레벨을 조정하도록 구성되는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 11 항에 있어서,
상기 미리 정의된 거리는 상기 생체로부터 상기 전송기까지의 거리에 대응하는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 11 항에 있어서,
상기 미리 정의된 거리는 상기 생체로부터 상기 수신기까지의 거리에 대응하는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 열 이미징 카메라는 상기 전송기의 상기 전송 필드와 중첩하는 상기 열 이미징 카메라의 시야의 상기 열 이미지를 발생하고,
상기 열 이미지의 상기 온도 데이터는 시각적으로 인접한 체온 픽셀에 대응하는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 생체의 식별은 상기 온도 데이터에 기초하여 상기 전송기의 상기 전송 필드 내의 상기 생체의 존재에 관련한 정보를 검출하는 제어기를 더 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 15 항에 있어서,
상기 온도 데이터에 기초하여 상기 생체의 존재에 관련한 상기 정보는 얼굴 검출 정보, 머리 검출 정보, 손 검출 정보, 피부 검출 정보, 인간 형상 정보, 인간 외관 패턴, 인간 생체측정 속성, 인간 동작 정보 및 인간 활동 정보 중 하나 이상을 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전송기와 통신하여 상기 전송기의 전송 필드와 중첩하는 대응하는 복수의 시야의 복수의 열 이미지를 발생하는 복수의 열 이미징 카메라를 더 포함하는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전송기를 향한 상기 생체의 움직임은 일정 기간에 걸쳐 상기 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 커지는 패턴을 식별함으로써 검출되는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 18 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 기간에 걸쳐 상기 전송기를 향한 상기 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 커지는 패턴의 움직임을 검출하는 것에 기초하여 상기 전력 파의 상기 전력 레벨을 줄이도록 구성되는,
무선 전력 전송을 위한 전송기. - 제 18 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 기간에 걸쳐 상기 전송기를 향한 상기 열 이미지 내의 시각적으로 인접한 체온 픽셀들의 커지는 패턴의 움직임을 검출하는 것에 기초하여 상기 전력 파를 종료하도록 구성되는,
무선 전력 전송을 위한 전송기.
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