KR20190027086A

KR20190027086A - 지능형 자동 방역 장치 및 이를 이용한 자동 방역 방법

Info

Publication number: KR20190027086A
Application number: KR1020170113663A
Authority: KR
Inventors: 이동규; 권오원; 김창원
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2019-03-14
Also published as: KR102093161B1

Abstract

지능형 자동 방역 장치 및 이를 이용한 자동 방역 방법에서, 상기 자동 방역 장치는 살균 유닛, 센싱 유닛, 헤드부, 몸체부 및 제어부를 포함한다. 상기 살균 유닛은 방역 공간에서, 자외선을 조사하여 오염물질을 살균한다. 상기 센싱 유닛은 반사광의 스펙트럼을 바탕으로 특정 영역의 오염도를 센싱한다. 상기 헤드부는 상기 살균 유닛 및 상기 센싱 유닛이 장착되는 헤드 프레임을 포함하여, 상하좌우 회전 가능하다. 상기 몸체부는 구동부에 의해 구동되며, 상기 헤드부가 고정된다. 상기 제어부는 상기 방역 공간에서 상기 몸체부가 장애물을 회피하며 자율 주행하도록 상기 구동부를 제어한다.

Description

지능형 자동 방역 장치 및 이를 이용한 자동 방역 방법{SMART AUTO DISINFECTION APPARATUS AND METHOD FOR DISINFECT USING THE SAME}

본 발명은 자동 방역 장치 및 이를 이용한 자동 방역 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 병실과 같은 오염된 실내에서 오염구역을 판단하고 오염구역으로 자율 주행하여 방역을 수행하는 지능형 자동 방역 장치 및 이를 이용한 자동 방역 방법에 관한 것이다.

병원의 병실 등과 같이 다양한 세균으로 오염된 공간 또는 구역에 대한 살균의 필요성은 증가하고 있으나, 현재까지 국내에서 생산되고 있는 살균 장치의 경우, 주로 특정 위치에 고정되어 저출력 자외선을 이용한 살균 장치로서 단순히 장치 주변의 공기를 순환하여 살균시키는 수준에 불과한 수준이다.

이에 따라, 고농도의 오염이 발생한 구역이나 공기 외에 벽면이나 가구 등의 표면에 묻은 고농도의 세균에 대한 살균은 어렵고, 이에 따라 전문적이거나 원천적인 방역을 수행하기에는 한계가 있다.

한편, 최근에는 살균 기능을 포함한 자동 로봇 청소기가 등장하고 있으나, 자동 로봇 청소기는 바닥에서만 이동되며 바닥 살균만 수행하는 것으로, 상부 구역이나 벽면, 가구 등과 같은 구조물의 표면을 살균할 수 없는 한계가 있다.

나아가, 대한민국 공개특허 제10-2017-0028171호에서는 자외선 살균 조사장치로서 특정 구역에 대한 살균을 수행하는 기술을 개시하지만, 사용자가 수동으로 살균이 필요한 구역으로 장치를 이동시켜야 하는 한계가 있으며, 사람이 없는 환경에서만 사용이 가능한 것으로 특히 병실 등에 적용하기에는 국내의 현실에는 맞지 않는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0028171호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 오염도를 판별하여 방역을 수행할 수 있으며, 방역 대상 공간으로 자율 주행하여 이동되어 대상 공간으로만 고출력 방역을 수행하고, 장애물 회피를 통해 최적 경로로 이동이 가능한 지능형 자동 방역 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 자동 방역 장치를 이용한 자동 방역 방법에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 자동 방역 장치는 살균 유닛, 센싱 유닛, 헤드부, 몸체부 및 제어부를 포함한다. 상기 살균 유닛은 방역 공간에서, 자외선을 조사하여 오염물질을 살균한다. 상기 센싱 유닛은 반사광의 스펙트럼을 바탕으로 특정 영역의 오염도를 센싱한다. 상기 헤드부는 상기 살균 유닛 및 상기 센싱 유닛이 장착되는 헤드 프레임을 포함하여, 상하좌우 회전 가능하다. 상기 몸체부는 구동부에 의해 구동되며, 상기 헤드부가 고정된다. 상기 제어부는 상기 방역 공간에서 상기 몸체부가 장애물을 회피하며 자율 주행하도록 상기 구동부를 제어한다.

일 실시예에서, 상기 살균 유닛은 자외선을 조사하며 상기 헤드 프레임에 실장되는 복수의 발광 다이오드(LED)들을 포함하고, 상기 헤드 프레임은 파라볼릭(parabolic) 안테나 헤드 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 센싱 유닛은 상기 특정 영역의 특정 지점으로 광을 조사하는 발광부, 및 상기 특정 지점으로부터 반사되는 반사광을 수신하는 수신부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 발광부는 IR(infrared) 레이저 또는 레이저를 조사하고, 상기 수신부는 IR 감지기(detector) 또는 Raman 감지기일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 센싱 유닛에서 센싱된 상기 특정 영역의 오염도를 바탕으로, 상기 살균 유닛의 상기 특정 영역으로의 자외선 조사를 제어할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 방역 공간의 지도(map) 정보로부터 상기 몸체부의 주행 경로를 생성할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 몸체부의 주행 경로 상에 장애물이 위치하는 경우, AHP(Analytic Hierarchy Process)를 적용하여 상기 장애물을 회피하는 수정 경로를 생성할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 자동 방역 방법에서, 방역 공간의 제1 위치로 이동한다. 상기 제1 위치에서 특정 지점으로 조사된 광에 대한 반사광의 제1 스펙트럼을 획득한다. 상기 특정 지점으로 자외선을 조사하여 오염물질을 살균한다. 상기 특정 지점으로 조사된 광에 대한 반사광의 제2 스펙트럼을 획득한다. 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼을 비교하여 제거된 물질의 정보를 획득한다. 상기 물질 정보를 바탕으로 상기 방역 공간에 대한 추가 살균 여부를 판단한다.

일 실시예에서, 상기 추가 살균이 필요없다고 판단되는 경우, 상기 방역 공간의 제2 위치로 이동하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 특정 지점은 상기 방역 공간의 벽면 또는 상기 방역 공간 내에 위치한 구조물의 표면일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 오염물질을 살균하는 단계에서, 상기 특정 지점으로 자외선을 조사함에 따라, 살균유닛과 상기 특정 지점 사이의 오염물질이 살균될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동하는 단계에서, 상기 방역 공간의 지도(map) 정보를 바탕으로 주행 경로를 생성하는 단계, 상기 주행 경로 상에 장애물이 위치하는 경우, 상기 장애물을 회피하는 수정 경로를 생성하는 단계, 및 상기 주행 경로 및 수정 경로를 통해 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 수정 경로를 생성하는 단계에서, 사용자의 취향을 적용한 중요도를 기반으로 상기 장애물 회피가 가능한 후보군을 제안하는 단계, 및 상기 후보군들 중 최적 위치를 선정하는 단계, 및 상기 최적 위치로부터 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치까지의 최적 경로를 수정 경로로 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 특정 영역에 대한 오염도 센싱 결과를 바탕으로 특정 영역에 대한 살균을 수행하므로, 상대적으로 오염이 심한 구역을 대상으로 한 집중적인 살균이 가능하며, 고출력 자외선으로 국부적인 구역에 대한 살균을 수행할 수 있어, 특히 환자 밀집도가 높은 병실이나 병원에서 효과적인 국부 살균이 가능하다.

또한, 방역 공간 전체에서, 국부적인 영역별로 오염도를 센싱하여 살균을 수행하고, 방역 공간에 대한 지도를 바탕으로 인접 위치로 자율 주행하여 이동하므로 오염이 심한 방역 공간에 사람이 진입하지 않은 상태에서 고출력을 살균을 수행할 수 있다.

이 경우, 특정 영역에 대한 살균을 집중할 수 있도록, 살균 유닛은 파라볼릭 안테나 형상의 헤드 프레임에 복수개가 실장될 수 있다.

나아가, 센싱 유닛은 방역 공간의 벽면이나 기구물의 표면 등 특정 지점을 통해 센싱 유닛으로부터 상기 특정 지점까지의 오염도를 계측할 수 있으므로, 벽면이나 기구물의 표면을 포함한 특정 지점까지의 국부적인 영역을 집중 살균할 수 있어, 단순히 방역 공간 전체나 바닥면 등 특정 정해진 상대적으로 넓은 영역에 대하여만 살균을 수행하여 방역의 효과가 높지 못한 종래 기술의 단점을 극복할 수 있다.

또한, 상기 특정 영역에서의 살균 전후의 오염도 변화를 계측할 수 있으므로, 이를 바탕으로 추가 살균의 여부를 즉각 판단하여 살균을 최적으로 수행할 수 있다.

또한, 방역 공간 내에서의 자율 주행 시, 지도 정보를 바탕으로 주행 경로를 도출하여 방역 공간을 모두 효과적으로 방역할 수 있으며, 주행 경로 상에 장애물의 돌발적으로 위치하는 경우, 이를 회피하여 수정 경로를 생성함으로써, 자율 주행을 통한 방역을 수행할 수 있다.

특히, 수정 경로의 생성에 있어서, 사용자의 취향을 고려한 후보군을 제안하고, 후보군들 중 최적 위치를 바탕으로 최적 경로를 생성하는 것으로, 이러한 AHP 방식을 적용함으로써, 적어도 오염도가 높은 방역 공간 내에서 사람이 진입하지 않으면서도 해당 공간을 보다 효과적으로 방역하고, 병실 등과 같이 장애물이 다수 존재하는 방역 공간에서 자동 방역 장치가 장애물과의 간섭이 발생하는 문제를 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 방역 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 자동 방역 장치의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 자동 방역 장치를 이용한 자동 방역 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4a는 도 3의 제1 및 제2 스펙트럼들을 획득한 결과의 예를 도시한 그래프이고, 도 4b는 도 4a의 제1 및 제2 스펙트럼들의 차이의 예를 도시한 그래프이다.
도 5는 도 3의 제1 및 제2 스펙트럼들을 획득하는 단계, 및 오염물질을 살균하는 단계를 도시한 모식도이다.
도 6은 도 3의 제1 위치 또는 제2 위치로 이동되는 단계를 도시한 모식도이다.
도 7은 도 6에서 적용되는 AHP(Analytic Hierarchy Process)의 적용예를 도시한 블록도이다.
도 8은 도 6의 주행 경로 및 수정 경로를 생성하는 단계를 도시한 모식도이다.
도 9는 도 6의 주행 경로 및 수정 경로를 바탕으로 이동하는 단계를 도시한 모식도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 방역 장치를 도시한 구성도이다. 도 2는 도 1의 자동 방역 장치의 일 예를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 자동 방역 장치(10)는 몸체부(100), 헤드부(200), 헤드 구동부(300), 구동부(400), 살균 유닛(500), 센싱 유닛(600) 및 제어부(700)를 포함한다.

상기 몸체부(100)는 상기 자동 방역 장치(10)의 몸체를 구성하며, 내부에는 상기 제어부(700) 등이 구비될 수 있다. 또한, 상기 몸체부(100)는 도 2에 도시된 것과 같은 사각 블록 형상을 가질 수도 있으며, 그 외 다양한 형상으로 변형이 가능함은 주지의 사실이다.

상기 헤드 구동부(300)는 상기 몸체부(100) 상에 장착되며, 상부에 연결된 상기 헤드부(200)를 구동시킨다. 이를 위해, 도시하지는 않았으나, 상기 헤드 구동부(300)의 내부에는 상기 헤드부(200)의 구동을 위한 구성품들이 구비될 수 있다.

상기 헤드부(200)는 상기 헤드 구동부(300)에 의해 구동되며, 일 측으로 헤드 프레임(210)이 연결된다. 상기 헤드 프레임(210)은 예를 들어, 파라볼릭(parabolic) 안테나의 헤드 형상과 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 헤드 프레임(210)의 상면 상에는 상기 살균 유닛(500)이 실장된다.

이 경우, 상기 헤드 프레임(210)은 상기 헤드부(200)에 고정된 상태에서 상기 헤드부(200)의 회전과 동시에 회전하며, 이 경우, 상기 헤드부(200)는 도 2에 화살표로 도시된 바와 같이, 좌우 방향으로 회전하거나 상하 방향으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 상기 헤드 프레임(210)에 실장된 상기 살균 유닛(500)도 좌우 방향 또는 상하 방향으로 임의의 위치로 위치할 수 있어, 다양한 방향으로 오염 물질을 살균할 수 있다.

한편, 상기 살균 유닛(500)은 자외선을 조사하는 복수의 발광 다이오드(LED)들을 포함하며, 이에 따라 상기 헤드 프레임(210) 상에는 복수의 발광 다이오드들이 실장된다. 이 경우, 상기 살균 유닛(500)을 통해 조사되는 자외선은 고출력 자외선으로서, 오염 물질에 대한 살균 효과를 높일 수 있으며, 파라볼릭 안테나 형상의 헤드 프레임 상에 실장되므로, 발광 다이오드로부터 발생되는 자외선을 특정 영역을 향하여 보다 집중적으로 조사할 수 있어, 국부 영역에 대한 살균 효과를 향상시킬 수 있다.

나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 헤드 프레임(210)은 다수의 발광 다이오드들을 장착하고 방열 효과를 높이기 위해, 알루미늄 기판 상에 발광 다이오드들을 실장시키고 탄소섬유(carbon fiber)를 이용한 필름 구조를 접합하여 제작할 수 있다.

상기 센싱 유닛(600)은 상기 헤드 프레임(210)의 중앙에 장착되며, 광을 조사하는 발광부 및 조사된 광의 반사광을 수신하는 수신부를 포함한다.

상기 발광부는 방역 공간의 특정 지점, 예를 들어 특정 벽면(20)을 향하여 광을 조사하며, 상기 특정 벽면(20)에서 반사된 반사광은 상기 수신부를 통해 수신된다. 이 경우, 상기 조사되는 광은 IR(infrared) 레이저 또는 레이저일 수 있으며, 상기 수신부는 IR 감지기(detector) 또는 Raman 감지기일 수 있다.

나아가, 후술하겠으나, 상기 센싱 유닛(600)의 수신부를 통해 수신된 광은 스펙트럼이 분석되고, 이렇게 분석된 광의 스펙트럼을 바탕으로 오염도가 센싱된다.

즉, 상기 센싱 유닛(600)이 위치하는 지점과 상기 특정 벽면(20) 사이에서의 오염도가 상기 수신부에서 수신되는 반사광의 스펙트럼 분석을 통해 측정될 수 있다.

또한, 상기 센싱 유닛(600)에서 상기 스펙트럼 분석을 통해 오염도가 측정되면, 상기 살균 유닛(500)에서는 상기 살균 유닛(500)과 상기 특정 벽면(20) 사이인 살균 영역(30, 도 5 참조)의 오염 물질에 대하여 살균을 수행하게 된다.

상기 구동부(400)는 상기 몸체부(100)에 대한 구동을 수행하되, 상기 제어부(700)에 의해 구동이 제어된다.

이 경우, 상기 제어부(700)는 상기 방역 공간의 지도(map)(710)를 바탕으로 상기 몸체부(100)의 상기 방역 공간 내에서의 주행 경로를 설정하고, 상기 설정된 주행 경로로 주행하도록 상기 구동부(400)를 제어한다.

즉, 상기 방역 공간 내의 특정 영역에 대한 오염도 센싱 및 살균 작업이 종료되면, 상기 제어부(700)는 상기 설정된 주행 경로를 바탕으로 상기 몸체부(100)를 다른 영역으로 이동시키고, 이에 따라 다른 영역에서 오염도 센싱 및 살균 작업이 수행된다. 그리하여, 상기 자동 방역 장치(10)는 상기 방역 공간 내에서 설정된 주행 경로를 바탕으로 자율 주행하며 살균 작업을 수행하게 된다.

이 경우, 상기 설장된 주행 경로 상에 장애물이 위치하거나 돌발 장애물이 진입하는 등의 경우, 상기 주행 경로는 이른바 AHP(Analytic Hierarchy Process) 방법을 통해 수정하게 되며, 이러한 주행 경로의 수정 방법에 대하여는 후술한다.

도 3은 도 1의 자동 방역 장치를 이용한 자동 방역 방법을 도시한 흐름도이다. 도 4a는 도 3의 제1 및 제2 스펙트럼들을 획득한 결과의 예를 도시한 그래프이고, 도 4b는 도 4a의 제1 및 제2 스펙트럼들의 차이의 예를 도시한 그래프이다. 도 5는 도 3의 제1 및 제2 스펙트럼들을 획득하는 단계, 및 오염물질을 살균하는 단계를 도시한 모식도이다.

우선, 본 실시예에 의한 자동 방역 방법에 있어서, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 자동 방역 장치(10)는 방역 공간(15)에서 제1 위치, 즉 방역을 수행하는 첫 번째 위치로 이동한다(단계 S10).

이 후, 도 3 및 도 4a를 참조하면, 상기 제1 위치에서 특정 지점, 예를 들어 벽면(20)으로 조사된 광에 대한 반사광의 제1 스펙트럼을 획득한다(단계 S20).

이 경우, 상기 센싱 유닛(600)의 발광부에서는 상기 벽면을 향하여 광을 조사하며, 상기 벽면으로부터 반사되는 광은 상기 수신부를 통해 수신된다. 또한, 상기 수신된 반사광에 대하여, 상기 센싱 유닛(600)에서는 제1 스펙트럼을 획득하고, 이렇게 획득된 제1 스펙트럼의 예는 도 4a에 도시된 바와 같다.

이렇게 상기 제1 스펙트럼을 획득함으로써, 살균 영역(30)에 존재하는 오염 물질에 대한 정보를 획득할 수 있다.

즉, 본 실시예에서는 IR 분광법(spectroscopy) 또는 Raman 분광법을 적용함으로써, 분자 진동에너지에 따른 스펙트럼 차이를 이용하여 분자인식을 수행할 수 있고 이에 따라 상기 제1 스펙트럼을 통해 상기 살균 영역(30)에 존재하는 오염 물질에 대한 정보를 획득할 수 있다.

이 후, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 자동 방역 장치(10)의 상기 살균 유닛(500)은 상기 특정 지점으로 자외선을 조사하여 상기 살균 유닛(500)과 상기 벽면(20) 사이의 상기 살균 영역(30)의 오염 물질을 살균한다(단계 S30).

이 경우, 도 5에서는 상기 특정 지점을 벽면으로 예시하여, 상기 살균 유닛(500)이 상기 벽면과의 사이에서 오염 물질을 살균하는 것을 설명하였나, 상기 특정 지점은 상기 방역 공간(15) 내에 위치하는 책상, 침대, 의자 등의 다양한 구조물일 수 있으며 이에 따라 해당 구조물과의 사이에서 오염 물질이 살균될 수 있다.

나아가, 상기 살균 유닛(500)이 벽면이나 각종 구조물을 향해 자외선을 조사하게 되므로, 단순히 벽면이나 각종 구조물과의 사이의 공간에서의 오염 물질에 대한 살균 외에, 벽면이나 각종 구조물의 표면상의 오염 물질에 대한 살균도 수행할 수 있다.

이 후, 도 3 및 도 4a를 참조하면, 상기 제1 위치에서 특정 지점, 예를 들어 벽면(20)으로 조사된 광에 대한 반사광의 제2 스펙트럼을 획득한다(단계 S40). 즉, 상기 살균 영역(30)에 대한 살균을 수행한 이후, 동일한 상기 살균 영역(30)에서의 제2 스펙트럼을 획득한다.

그리하여, 이후 도 3 및 도 4b를 참조하면, 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼을 비교하여 상기 살균 영역(30)에서 상기 살균을 통해 제거된 물질의 정보를 획득한다(단계 S50).

즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼의 강도의 차이에 대한 정보를 획득하고, 앞서 설명한 IR 분광법(spectroscopy) 또는 Raman 분광법을 적용하게 되면, 상기 살균 영역(30)에서 살균을 통해 제거된 오염 물질 및 잔류한 오염 물질에 대한 정보, 즉 오염 물질의 구성 및 종류를 획득할 수 있다.

이 경우, 상기 오염 물질의 구성 및 종류에 대한 정보를 획득하기 위해, 오염 물질들의 스펙트럼 분석 값이 정리된 별도의 데이터베이스와 상기 획득된 스펙트럼의 정보를 비교하며 분석할 수 있다.

이 후, 도 3을 참조하면, 상기 스펙트럼의 비교를 통해 획득된 상기 살균 영역(30)에 잔류하는 오염 물질에 대한 정보를 바탕으로, 상기 살균 영역(30)에 대한 추가 살균을 수행할지의 여부를 판단하고(단계 S60), 추가 살균이 필요한 경우, 상기 살균 유닛(500)을 통해 동일한 살균 영역에 대하여 살균을 수행한다.

이와 달리, 도 3을 참조하면, 상기 추가 살균이 필요하지 않다고 판단되는 경우, 상기 자동 방역 장치(10)는 상기 방역 공간(15)에서 제2 위치로 자율 주행하여 이동하게 된다(단계 S70).

이하에서는, 도 3에서, 상기 자동 방역 장치(10)가 상기 방역 공간(15)에서 제1 위치 또는 제2 위치로 자율 주행하여 이동하는 방법에 대하여 상술한다.

도 6은 도 3의 제1 위치 또는 제2 위치로 이동되는 단계를 도시한 모식도이다. 도 7은 도 6에서 적용되는 AHP(Analytic Hierarchy Process)의 적용예를 도시한 블록도이다. 도 8은 도 6의 주행 경로 및 수정 경로를 생성하는 단계를 도시한 모식도이다. 도 9는 도 6의 주행 경로 및 수정 경로를 바탕으로 이동하는 단계를 도시한 모식도이다.

우선, 도 6 및 도 9를 참조하면, 상기 제1 위치 또는 제2 위치로 이동하는 경우 모두, 상기 제어부(700)에서는 상기 방역 공간(15)의 지도(map)를 바탕으로 주행 경로(71)를 생성한다(단계 S11).

이 경우, 상기 지도에는 상기 방역 공간(15) 내부의 벽면의 구조는 물론, 침대, 의자, 책상 등과 같은 모든 구조물의 위치 및 구조에 대한 정보가 포함되어 있으며, 이를 바탕으로 상기 자동 방역 장치(10)가 이동되며 상기 방역 공간(15) 전체의 오염 물질을 살균할 수 있는 최적 주행 경로(71)를 생성하게 된다.

이 경우, 도 6 및 도 9를 참조하면, 상기 생성된 주행 경로(71) 상에 장애물(60)이 위치하는 경우(상기 장애물은 최초 주행 경로 생성시에는 존재하지 않던 것으로 상기 지도에 포함되지 않은 구조물이며, 이에 따라 상기 장애물은 돌발적으로 발생되거나 나타난 것을 의미함), 상기 주행 경로(71)를 수정한 수정 경로(72)를 생성한다(단계 S12).

그리하여, 도 6 및 도 9를 참조하면, 상기 자동 방역 장치(10)는 상기 장애물이 위치하지 않는 경우에는 주행 경로(71)로, 상기 장애물이 위치하는 경우에는 수정 경로(72)로 상기 방역 공간(15)내에서 소정 위치로 자율 주행하여 이동한다(단계 S13).

한편, 상기 수정 경로(72)를 생성하는 단계에서는, 상기 제어부(700)는 AHP(Analytic Hierarchy Process) 방법이 적용된다.

보다 구체적으로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 AHP 방법에서는, 목적지(40)까지의 경로를 수정하여 하는 경우, 상기 목적지(40)까지의 거리, 사용자의 취향(preference)을 적용한 중요도를 기반으로, 상기 목적지(40)까지 주행시의 자세 및 안전성 등과 같은 고려사항들(objectives)을 고려하여 상기 장애물(60)의 회피가 가능한 후보군들(alternatives, 41)을 제안한다.

이 후, 상기 제안된 후보군들(41) 중에서, 상기 목적지(40)까지의 최적 위치를 선정하고, 상기 최적 위치로 선정된 후보군과 상기 목적지(40)까지의 최적 경로를 수정 경로(72)로 생성한다.

그리하여, 상기 자동 방역 장치(10)는 상기 수정 경로(72)를 통해 목적지(40), 즉, 제1 위치 또는 제2 위치까지 자율 주행하여 이동하게 된다.

한편, 이와 같이 수정 경로(72)로 경로를 수정하는 것은, 주행 경로(71) 생성시 고려되지 않은 장애물이 발생할 때마다 수행되며, 이를 통해 본 실시예에서의 자동 방역 장치(10)는 상기 방역 공간(15) 내에서 자율 주행을 통해 특정 위치로 이동한 후 방역을 수행하게 되므로, 오염 공간에 사람이 진입하는 위험을 원천적으로 배제할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 특정 영역에 대한 오염도 센싱 결과를 바탕으로 특정 영역에 대한 살균을 수행하므로, 상대적으로 오염이 심한 구역을 대상으로 한 집중적인 살균이 가능하며, 고출력 자외선으로 국부적인 구역에 대한 살균을 수행할 수 있어, 특히 환자 밀집도가 높은 병실이나 병원에서 효과적인 국부 살균이 가능하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 자동 방역 장치 및 이를 이용한 자동 방역 방법은 병실 등의 공간이나 실내의 오염된 환경에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

10 : 자동 방역 장치 20 : 벽면
30 : 살균 영역 60 : 장애물
100 : 몸체부 200 : 헤드부
300 : 헤드 구동부 400 : 구동부
500 : 살균 유닛 600 : 센싱 유닛
700 : 제어부

Claims

방역 공간에서, 자외선을 조사하여 오염물질을 살균하는 살균 유닛;
반사광의 스펙트럼을 바탕으로 특정 영역의 오염도를 센싱하는 센싱 유닛;
상기 살균 유닛 및 상기 센싱 유닛이 장착되는 헤드 프레임을 포함하여, 상하좌우 회전 가능한 헤드부;
구동부에 의해 구동되며, 상기 헤드부가 고정되는 몸체부; 및
상기 방역 공간에서 상기 몸체부가 장애물을 회피하며 자율 주행하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 자동 방역 장치.
제1항에 있어서,
상기 살균 유닛은 자외선을 조사하며 상기 헤드 프레임에 실장되는 복수의 발광 다이오드(LED)들을 포함하고,
상기 헤드 프레임은 파라볼릭(parabolic) 안테나 헤드 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 자동 방역 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱 유닛은 상기 특정 영역의 특정 지점으로 광을 조사하는 발광부, 및 상기 특정 지점으로부터 반사되는 반사광을 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 방역 장치.
제3항에 있어서,
상기 발광부는 IR(infrared) 레이저 또는 레이저를 조사하고,
상기 수신부는 IR 감지기(detector) 또는 Raman 감지기인 것을 특징으로 하는 자동 방역 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 센싱 유닛에서 센싱된 상기 특정 영역의 오염도를 바탕으로, 상기 살균 유닛의 상기 특정 영역으로의 자외선 조사를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 방역 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 방역 공간의 지도(map) 정보로부터 상기 몸체부의 주행 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 방역 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 몸체부의 주행 경로 상에 장애물이 위치하는 경우, AHP(Analytic Hierarchy Process)를 적용하여 상기 장애물을 회피하는 수정 경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동 방역 장치.
방역 공간의 제1 위치로 이동하는 단계;
상기 제1 위치에서 특정 지점으로 조사된 광에 대한 반사광의 제1 스펙트럼을 획득하는 단계;
상기 특정 지점으로 자외선을 조사하여 오염물질을 살균하는 단계;
상기 특정 지점으로 조사된 광에 대한 반사광의 제2 스펙트럼을 획득하는 단계;
상기 제1 스펙트럼과 상기 제2 스펙트럼을 비교하여 제거된 물질의 정보를 획득하는 단계;
상기 물질 정보를 바탕으로 상기 방역 공간에 대한 추가 살균 여부를 판단하는 단계를 포함하는 자동 방역 방법.
제8항에 있어서,
상기 추가 살균이 필요없다고 판단되는 경우, 상기 방역 공간의 제2 위치로 이동하는 단계를 더 포함하는 자동 방역 방법.
제8항에 있어서,
상기 특정 지점은 상기 방역 공간의 벽면 또는 상기 방역 공간 내에 위치한 구조물의 표면인 것을 특징으로 하는 자동 방역 방법.
제10항에 있어서, 상기 오염물질을 살균하는 단계에서,
상기 특정 지점으로 자외선을 조사함에 따라, 살균유닛과 상기 특정 지점 사이의 오염물질이 살균되는 것을 특징으로 하는 자동 방역 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동하는 단계에서,
상기 방역 공간의 지도(map) 정보를 바탕으로 주행 경로를 생성하는 단계;
상기 주행 경로 상에 장애물이 위치하는 경우, 상기 장애물을 회피하는 수정 경로를 생성하는 단계; 및
상기 주행 경로 및 수정 경로를 통해 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 방역 방법.
제12항에 있어서, 상기 수정 경로를 생성하는 단계에서,
사용자의 취향을 적용한 중요도를 기반으로 상기 장애물 회피가 가능한 후보군을 제안하는 단계; 및
상기 후보군들 중 최적 위치를 선정하는 단계; 및
상기 최적 위치로부터 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치까지의 최적 경로를 수정 경로로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 방역 방법.