KR20190117055A - 인체감지 기반의 음성제어 시스템 - Google Patents

인체감지 기반의 음성제어 시스템 Download PDF

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KR20190117055A
KR20190117055A KR1020180040092A KR20180040092A KR20190117055A KR 20190117055 A KR20190117055 A KR 20190117055A KR 1020180040092 A KR1020180040092 A KR 1020180040092A KR 20180040092 A KR20180040092 A KR 20180040092A KR 20190117055 A KR20190117055 A KR 20190117055A
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윤국현
김종원
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내셔널라이팅(주)
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Abstract

본 발명은, 실내의 천장에 배치되어 기 설정된 감지영역 내의 인체를 감지하는 감지부, 음성명령어를 포함하는 음성신호를 수집하는 음성입력부를 포함하며, 고유한 식별정보를 가지는 복수의 센싱유닛; 상기 센싱유닛과 통신하고, 상기 센싱유닛의 인체 감지결과 및 수집된 음성신호를 수신하여, 감지결과 또는 음성신호에 따라 상기 센싱유닛을 제어하는 마이컴; 및 상기 마이컴과 연동되는 어플리케이션이 설치되고, 상기 제어대상에 따른 대상정보 및 사용자의 성별을 포함하는 사용자정보를 입력받아 상기 마이컴에 제공하는 사용자단말;을 포함하며, 사용자의 감지위치로부터 입력된 사용자의 음성명령에 대해 제어대상의 제어를 실시하는 인체감지 기반의 음성제어 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인체감지 기반의 음성제어 시스템에서 복수의 센싱유닛을 통해 사용자의 위치를 감지하고, 사용자의 위치를 감지한 영역에서 인식된 소리 및 사용자의 위치에 인접한 또 다른 영역에서 인식된 소리로부터 사용자의 음성을 추출함으로써, 비교적 선명한 소리를 획득할 수 있어, 획득한 소리로부터 정확도 높은 음성명령 인식이 가능하고, 종래의 적외선 센싱 기반의 인체감지 기술의 한계인 움직임을 발생시키지 않은 사용자에 대해서 열이미지 내의 열원 검출 방식으로 사용자의 감지영역 내 위치여부 또한 확인할 수 있어, 비교적 적은 움직임을 발생시키는 사용자의 활동 중에도 해당 영역에서 사용자의 음성명령을 대기할 수 있음으로써, 사용자에 인접한 위치에서 음성명령을 정확하게 인식할 수 있으며, 복수의 센싱유닛이 각 단위구역마다 배치되고, 음성명령의 대상이 되는 제어대상에 대응되는 센싱유닛의 배치위치 정보가 저장되어 대상에 제어신호를 송신할 수 있도록 마련됨에 따라, 사용자가 음성명령을 수행하기 위한 위치에 구애받지 않고, 제어대상의 제어가 가능하여, 음성명령을 통한 제어에 있어 사용자에게 편의를 제공하는 효과가 있다.

Description

인체감지 기반의 음성제어 시스템{VOICE CONTROL SYSTEM BASED ON BODY SENSING}
본 발명은 인체감지 기반의 음성제어 시스템에 관한 것이다.
전자제품에는 각자의 구동방식에 따라 서로 다른 제어신호를 입력하는 버튼, 제어패널 등의 제어수단이 포함되어 있다.
이 중, 가장 일반적인 제어수단으로는 제어하기 위한 전제제품에 가까이 다가가지 않고도, 원격으로 적외선신호를 송출하는 적외선(IR : infrared or infrared radiation) 리모트 컨트롤러(이하, ‘리모컨’이라 함.)가 있다.
하지만, 원격에서 사용할 수 있는 이점을 가짐에도, 전자제품의 수에 따라 리모컨의 수가 증가하고, 조작방법을 별도로 숙지해야하여 하며, 원격이라 하더라도 적외선 신호를 수신할 수 있도록, 전자제품과 리모컨 사이에 적외선 신호의 전달을 방해하는 장애물이 존재하지 않아야하기 때문에 전자제품을 제어할 수 있는 위치 또한 한정되는 문제점이 있다.
이와 관련된 종래기술에는, 상술한 기존의 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 메인유닛을 통해 입력된 사용자의 음성명령에 따라, 음성명령으로부터 확인된 가전제품에 제어신호를 송출하는 기술이 개시된바 있다.
하지만, 종래기술에서는 사용자의 음성명령을 인식하는 수단과 사용자의 음성명령으로부터 인식된 제어대상에 신호를 송출하는 구성이 단일의 구성으로 마련되고, 상술한 내용으로 구현되기 위해서는 각 전자제품과 메인유닛이 사이에 장애물이 존재하지 않는 직선상에 배치되어야 하며, 다양한 배치 구조를 가지는 환경에 적용되기 어렵고, 사용자의 음성명령 또한 지정된 장소나 별도의 디바이스를 통해 이루어져야하기 때문에, 제어방식이 리모컨에서 음성명령으로 변경되었을 뿐, 기존의 리모컨 제어와 마찬가지로 음성명령을 입력하는 위치 또는 영역이 한정될 수밖에 없기 때문에, 전자제품의 제어를 위한 사용자의 사용 편의성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 주위 소리가 시끄러운 환경에서 사용자의 음성만을 추출하는 방법 또한 제시하지 못하여, 전자제품 소음이 발생하는 환경에서 요청한 음성명령에 대한 적합한 제어가 이루어질 것으로 기대되기 어려운 문제점 또한 존재한다.
한국공개특허 10-2015-0094918 (공개일 2017. 01. 11) 한국공개특허 10-2011-0137870 (공개일 2011. 12. 26)
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은 사용자의 위치와 상관없이 정확한 음성명령을 인식하는 음성제어 기술을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 제어대상과 사용자가 서로 다른 곳에 위치한다 하더라도, 사용자의 음성명령에 따라 제어대상의 제어가 가능한 음성제어 기술을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은, 실내의 천장에 배치되어 기 설정된 감지영역 내의 인체를 감지하는 감지부, 음성명령어를 포함하는 음성신호를 수집하는 음성입력부를 포함하며, 고유한 식별정보를 가지는 복수의 센싱유닛; 상기 센싱유닛과 통신하고, 상기 센싱유닛의 인체 감지결과 및 수집된 음성신호를 수신하여, 감지결과 또는 음성신호에 따라 상기 센싱유닛을 제어하는 마이컴; 및 상기 마이컴과 연동되는 어플리케이션이 설치되고, 상기 제어대상에 따른 대상정보 및 사용자의 성별을 포함하는 사용자정보를 입력받아 상기 마이컴에 제공하는 사용자단말;을 포함하며, 상기 마이컴은 특정 센싱유닛으로부터 인체를 감지한 경우, 인체를 감지한 센싱유닛(이하, ‘제1 센싱유닛’이라 함.)을 음성신호 입력가능 상태로 전환하고, 입력된 음성신호를 통해 음성명령어를 추출하며, 추출된 음성명령에 대응되는 제어신호를 생성하여 해당 센싱유닛에 제어대상을 제어하는 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 마이컴은 복수의 센싱유닛으로부터 수신한 감지결과가 저장되며, 저장된 감지결과의 수신순서를 시계열적으로 확인하여, 각 센싱유닛의 인접배치 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이컴은 제1 센싱유닛과 인접 배치된 타 센싱유닛(이하, ‘제2 센싱유닛’이라 함.)을 음성신호 입력가능 상태로 전환하고, 상기 제1 센싱유닛으로부터 입력된 음성신호(이하, ‘제1 음성신호’라 함.)와 상기 제2 센싱유닛으로부터 입력된 음성신호(이하, ‘제2 음성신호’라 함) 각각에 상기 사용자정보의 성별에 따른 육성 주파수대역에 해당하는 주파수대역을 분리하며, 제1 및 제2 음성신호의 분리된 주파수대역별 입력레벨의 차이를 확인하여, 음성명령어에 해당하는 주파수대역의 신호를 선택적으로 추출한 제3 음성신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 센싱유닛은 적외선신호를 송신하는 적외선송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 대상정보는 제어대상, 각 제어대상에 인접 배치된 센싱유닛의 식별정보, 각 제어대상의 제어신호 수신수단 및 제어항목을 포함하고, 상기 마이컴은 상기 제3 음성신호로부터 대상정보로부터 대응되는 제어대상을 확인하며, 확인된 제어대상의 수신수단이 적외선수신인 경우에 한하여, 제3 음성신호로부터 확인된 제어대상 및 제어항목에 대응되는 적외선신호 송신에 따른 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 대상정보로부터 확인된 해당 제어대상에 인접 배치된 센싱유닛에 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면,
본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은, 복수의 센싱유닛을 통해 사용자의 위치를 감지하고, 사용자의 위치를 감지한 영역에서 인식된 소리 및 사용자의 위치에 인접한 또 다른 영역에서 인식된 소리로부터 사용자의 음성을 추출함으로써, 비교적 선명한 소리를 획득할 수 있어, 획득한 소리로부터 정확도 높은 음성명령 인식이 가능한 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은 복수의 센싱유닛이 각 단위구역마다 배치되고, 음성명령의 대상이 되는 제어대상에 대응되는 센싱유닛의 배치위치 정보가 저장되어 대상에 제어신호를 송신할 수 있도록 마련됨에 따라, 사용자가 음성명령을 수행하기 위한 위치에 구애받지 않고 제어대상의 제어가 가능하여, 음성명령을 통한 제어에 있어 사용자에게 편의를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은, 종래의 적외선 센싱 기반의 인체감지 기술의 한계인 움직임을 발생시키지 않은 사용자에 대해서 열이미지 내의 열원 검출 방식으로 사용자의 감지영역 내 위치여부 또한 확인할 수 있어, 비교적 적은 움직임을 발생시키는 사용자의 활동 중에도 해당 영역에서 사용자의 음성명령을 대기할 수 있음으로써, 사용자에 인접한 위치에서 음성명령을 정확하게 인식할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템에서의 센싱유닛은 배치 위치에 따른 이점을 통해 조명과 접목되어 사용이 가능하고, 동적 또는 정적 인체를 감지하여 그에 적합한 광을 제공할 수 있음에 따라, 사용자의 직접적인 제어가 불필요하여 사용자의 조명 제어의 편의를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 조명제어 시스템을 통한 사용자의 음성명령 감지 및 제어대상 제어의 일예를 단계별로 도시한 것이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은, 복수의 센싱유닛(100), 마이컴(200) 및 사용자단말을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 인체 감지 기반의 음성제어 시스템의 각 구성 설명에 앞서 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템의 각 구성 설명에 앞서, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은 사용자의 실내 활동이 수행되는 주거환경에 적용됨이 적합하며, 이하의 실시예에서는 주거환경 내에서 사용자의 무지향(舞指向)적 음성명령을 인식하고 그에 대응되는 제어동작을 수행하는 것으로 해석되어져야할 것이다.
센싱유닛(100)은 미리 구획된 실내 단위구역의 천장에 배치되어 단위구역에 광을 제공하고, 미리 설정된 감지영역 내의 인체 감지 및 감지영역에 대한 열이미지를 획득할 수 있다.
센싱유닛(100)은 실내의 천장에 배치되어 기 설정된 감지영역 내의 인체를 감지하고, 음성명령어를 포함하는 음성신호를 수집하며, 고유한 식별정보를 가질 수 있고, 통신부(110), 감지부(120), 음성입력부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
센싱유닛(100)의 각 세부구성의 설명에 앞서 센싱유닛(100)은 일반적인 조명이 설치되는 실내 천장에 설치되어, 조명에 전력을 공급하는 전력망을 통해 전력를 공급받고 각종 센서, 통신모듈 및 제어모듈이 포함된 임베디드 시스템 형태로 마련될 수 있다.
통신부(110)는 무선통신방식으로 통신하며, 후술할 마이컴(200)과 통신할 수 있다.
감지부(120)는 감지영역 내의 인체를 감지할 수 있다.
여기서, 감지부(120)는 적외선센서와 인체, 즉, 인체로부터 방출되는 적외선 주파수 대역의 적외선만을 선택으로 통과시키는 편광필터, 감지영역을 설정하는 프레넬렌즈(Fresnel Lens)가 결합된 인체감지(PIR)형 센서로 마련될 수 있다.
이때, 감지부(120)는 감지영역 내에서 특정 대역의 주파수를 방출하는 인체의 움직임이 발생한 경우, 이러한 움직임을 감지하는 방식으로 작동되어진다.
또한, 감지부(120)의 감지결과는 후술될 제어부(140)에 저장된 고유 식별정보와 함께 통신부(110)를 통해 마이컴(200)에 제공될 수 있다.
음성입력부(130)는 사용자의 음성명령어를 포함하는 음성신호를 입력받을 수 있다.
여기서, 음성입력부(130)는 마이크로폰(Microphone)와 증폭회로를 포함한 형태로 마련될 수 있다.
실시하기에 따라, 음성입력부(130)는 특정 방향에서 발생한 소리만을 입력받는 복수의 빔 포밍(Beam forming) 마이크가 빔 포밍 마이크의 입력영역이 외측을 향하도록 소정의 각도 단위로 배치되어 증폭회로가 결합된 형태로 마련될 수도 있다.
제어부(140)는 상술한 통신부(110), 감지부(120) 및 음성입력부(130)를 제어할 수 있다.
여기서, 제어부(140)는 마이컴(200)으로부터 수신된 제어신호에 따라, 상술한 상술한 통신부(110), 감지부(120), 음성입력부(130) 이외에도, 후술될 적외선송신부(150)를 제어할 수도 있다.
또한, 제어부(140)는 고유한 식별정보가 저장되어있으며, 후술될 마이컴(200)과의 통신 시에, 식별정보를 포함시켜 전송할 수 있어, 마이컴(200)은 포함된 식별정보를 통해, 복수의 센싱유닛(100)과의 통신 시에도 수신된 정보의 출처를 명확하게 식별할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 센싱유닛(100)은 적외선신호로 제어되는 제어대상(T)에 적외선신호를 송신하는 적외선송신부(150)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 적외선송신부(150)는 적외선신호를 수신하는 제어대상(T)을 향하여, 적외선(IR)신호를 송신하는 리모컨 등과 같이 적외선신호를 송신하여 제어대상(T)을 제어할 수 있게 된다.
이때. 적외선송신부(150)는 센싱유닛(100)의 외측 둘레 또는 외측 하방영역에 배치될 수 있다.
경우에 따라서는, 복수의 적외선송신기가 외측 둘레를 따라서 소정 간격 이격 배치된 형태로 마련될 수도 있어, 통신부(110)를 통해 마이컴(200)으로부터 제어신호를 수신한 제어부(140)의 제어에 의해 적외선신호를 송신할 경우, 적외선송신부(150)는 센싱유닛(110)가 배치된 단위구역의 전 방향에 적외선신호를 송출할 수도 있다.
마이컴(200)은 센싱유닛(100)과 통신하고, 센싱유닛(100)의 인체 감지결과 및 수집된 음성신호를 수신하여, 감지결과 또는 음성신호에 따라 센싱유닛(100) 또는 제어대상(T)을 제어할 수 있다.
여기서, 마이컴(200)은 특정 센싱유닛(100)으로부터 인체를 감지한 경우, 인체를 감지한 센싱유닛(이하, ‘제1 센싱유닛’이라 함.)을 음성신호 입력가능 상태로 전환하고, 입력된 음성신호를 통해 음성명령어를 추출하여 제어신호를 생성하여 센싱유닛(100) 또는 제어대상(T)을 제어할 수 있다.
이때, 마이컴(200)은 복수의 센싱유닛(100)으로부터 수신한 감지결과와 음성신호에 대해서 수신시간을 시간별로 분류하여 저장할 수 있으며, 저장된 감지결과의 수신순서를 시계열적으로 확인하여, 각 센싱유닛의 인접배치 여부를 판단할 수 있게 된다.
그리고, 마이컴은 제1 센싱유닛과 인접 배치된 타 센싱유닛(이하, ‘제2 센싱유닛’이라 함.)을 음성신호 입력가능 상태로 전환하고, 제1 센싱유닛으로부터 입력된 음성신호(이하, ‘제1 음성신호’라 함.)와 제2 센싱유닛으로부터 입력된 음성신호(이하, ‘제2 음성신호’라 함) 각각에 상기 사용자정보의 성별에 따른 육성 주파수대역에 해당하는 주파수대역을 분리하며, 제1 및 제2 음성신호의 분리된 주파수대역별 입력레벨의 차이를 확인하여, 음성명령어에 해당하는 주파수대역의 신호를 선택적으로 추출한 제3 음성신호를 생성할 수 있으며, 이하에서 도면을 참조하여 설명될 예시 부분에서 좀 더 구체적으로 설명하도록 한다.
이때, 제2 센싱유닛의 경우, 제1 센싱유닛에 인접하게 위치하는 센싱유닛(100)을 의미하는 것으로 단일의 센싱유닛(100)뿐만 아니라, 복수의 센싱유닛(100) 또한 의미하는 것으로 해석되어져야 할 것이다.
또한, 마이컴(200)은 외부 네트워크에 연결되어, 네이버, 구글, 야후 등과 같은 정보제공서버(미도시) 등에 정보를 요청하고, 요청한 정보를 수신할 수도 있다.
사용자단말(300)은 마이컴(200)과 연동되는 어플리케이션이 설치되고, 사용자로부터 제어대상에 따른 대상정보 및 사용자의 성별을 포함하는 사용자정보를 입력받아 마이컴(200)에 제공할 수 있다.
여기서, 사용자단말(300)로부터 입력된 대상정보는 제어대상(T), 각 제어대상(T)에 인접 배치된 센싱유닛(100)의 식별정보, 각 제어대상(T)의 제어신호 수신수단 및 제어항목을 포함할 수 있으며, 제어대상(T)의 제어신호 수신수단이 적외선신호일 경우에 한하여, 적외선신호의 정보 또한 추가적으로 포함될 수 있다.
그리고, 사용자단말(300)을 통해 마이컴(200)에 제공한다 함은, 최초의 시스템 구축 시에, 시스템 관리자에 의해 각 제어대상(T)과 센싱유닛(100)의 배치를 통해 직접 입력될 수 있다.
이하에서는, 주거환경 상에 미리 구축된 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템을 통한 음성명령 감지 및 제어대상 제어의 일예를 설명하도록 하며, 도 2 내지 도 4를 참조하도록 한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 조명제어 시스템을 통한 사용자의 음성명령 감지 및 제어대상 제어의 일예를 단계별로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 사용자(U)가 부엌으로부터 이동하여 거실의 소파에 앉게 되면, 각각 그 동선과 인접 배치된 제3 센싱유닛(100c), 제2 센싱유닛(100b) 그리고 제1 센싱유닛(100a)이 순차적으로 사용자(U)의 움직임을 감지하게 된다.
이때, 마이컴(200)은 사용자의 움직임을 감지한 시점에서 적어도 제3 센싱유닛(100c)이 제2 센싱유닛(100b)에 인접하게 위치하고, 제2 센싱유닛(100b)이 제1 센싱유닛(100a)에 인접 배치된 것을 확인할 수 있게 된다.
즉, 사용자(U)의 움직임이 감지된 이후의 센싱유닛(100)을 이전의 센싱유닛(100)과 인접하게 배치된 것으로 확인한다는 의미이며, 현재의 동선에 의해 감지된 결과 뿐만 아니라, 이전의 감지결과를 통해 각 센싱유닛(100) 별로 인접한 센싱유닛(100)을 확인할 수 있게 된다.
상기의 예를 이어서 설명하자면, 마이컴(200)은 제2 센싱유닛(100b)이 제1 센싱유닛(100a)에 인접한 것으로 확인하며, 제1 센싱유닛(100a)으로부터 해당 감지영역에 사용자(U)가 위치한 것으로 확인된 경우, 마이컴(200)은 제1 센싱유닛(100a) 및 제2 센싱유닛(100b)에 음성명령 입력을 활성화시키기 위한 제어신호를 송신할 수 있다.
이때, 음성명령 입력을 활성화시킨다 함은, 마이컴(200)이 센싱유닛(100)의 제어부(140)를 통한 음성입력부(130)의 구동에 따른 제어신호를 통신부(110)로 송신하는 것을 의미한다.
이후, 도 3에서와 같이, TV의 소리가 출력 중인 상태에서 사용자(U)가 ‘TV, 채널 10번으로 변경해줘’라는 말하면, 음성입력이 활성화된 제1 센싱유닛(100a)과 제2 센싱유닛(100b)은, 각 단위구역에서 TV 출력음과 사용자의 육성을 함께 입력받게 된다.
여기서, 마이컴(200)은 직접적인 음성명령 이전에, 제1 센싱유닛(100a) 또는 제2 센싱유닛(100b)을 통해 미리 설정된 음성입력을 요청하는 음성입력 명령어가 입력된 경우에 한하여 이후에 입력된 소리를 음성명령으로 인식할 수 있으며, Android기반의 스마트폰에서의 ‘Ok, Google’과 IOS기반의 스마트폰에서의 ‘시리야’ 등과 같이 비교적 검출이 용이한 음성입력 명령어가 감지된 이후의 소리에서 음성명령을 인식할 수도 있다.
이때, 마이컴(200)은 제1 센싱유닛(100a)으로 입력된 제1 음성신호와 제2 센싱유닛(100b)으로부터 입력된 제2 음성신호를 수신하며, 사용자단말(300)로부터 입력 저장된 사용자정보의 사용자(U) 성별로부터 미리 설정된 성별 발성 주파수대역 정보를 통해 사용자(U)의 육성으로 인식될 주파수대역을 확인하게 된다.
그리고, 마이컴은(200)은 제1 음성신호와 제2 음성신호에서 확인된 발성 주파수대역에 해당하는 주파수대역만을 분리하게 된다.
그리고, 제1 센싱유닛(100a)이 제2 센싱유닛(100b)에 비해 좀 더 나중에 사용자(U)를 감지함에 따라, 사용자(U)가 제1 센싱유닛(100a)에 가깝게 위치하는 것이 되므로, 분리된 제1 음성신호 주파수대역별 입력레벨(dB)을 기준으로, 분리된 제2 음성신호의 주파수대역별 입력레벨(dB)의 차이가 기 설정된 기준범위를 벗어나는지를 확인하고, 기준범위를 벗어나지 않은 주파수대역의 신호만을 선택적으로 추출하여 제3 음성신호를 생성하게 된다.
이후, 마이컴(200)은 사용자단말(300)로부터 제공 저장된 대상정보에서 제3 음성신호로 확인된 제어대상(T)과 제어항목, 그리고, 제어항목에 대응되는 적외선신호에 대한 제어신호를 생성하게 되며, 대상정보로부터 확인된 해당 제어대상(T)에 인접 위치하는 제1 센싱유닛(100a)에 송신하게 된다.
이후, 도 4와 같이, 마이컴(200)으로부터 제어신호를 수신한 제1 센싱유닛(100a)은 제어신호에 따라 제어대상(T)인 TV에 채널을 10번으로 변경시키는 적외선신호를 제1 센싱유닛(100a)이 설치된 단위구역에 송출하게 되며, 제어대상(T)인 TV는 해당 신호를 통해 채널을 10번으로 변경함으로써 음성제어는 종료되어 진다.
만약, 장애물 등에 의해 제1 센싱유닛(100a)으로부터 송출된 적외선신호가 전달되지 않는 등의 문제로 제어대상(T)이 해당 동작을 수행하지 못하여, 이후에 사용자(U)로부터 동일한 음성명령이 입력될 경우, 마이컴(200)은 제1 센싱유닛(100a) 뿐만 아니라, 제2 센싱유닛(100b)을 통해서도 동시에 적외선 신호를 송신할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 센싱유닛(100)은 음성을 출력하는 음성출력부(160)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 음성출력부(160)는 사용자(U)의 음성명령으로 확인된 제어대상(T)과 제어항목에 대해 사용자(U)에게 재차 확인하는 안내멘트를 출력시킬 수 있으며, 이때, 마이컴(200)은 제어대상(T)의 제어항목에 대응되는 적외선신호에 따른 제어신호의 송신 이전에, 사용자가 최종적으로 감지된 센싱유닛(100)에 사용자(U)의 음성으로부터 확인된 제어동작 결과를 안내하는 안내멘트를 출력시키기 위한 제어신호를 송신할 수 있다.
뿐만 아니라, 사용자(U)로부터 입력된 음성명령이 특정 제어대상(T)이 아닌, 일기예보, 미세먼지 정보 등과 같은 경우, 정보제공서버(미도시)로부터 요청한 정보를 직접 음성데이터로 변환하여 해당 센싱유닛(100)에 출력시킬 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 센싱유닛(100)은 감지부(120)의 감지영역에 따른 열이미지를 생성할 수 있는 열이미지생성부(170), 단위구역에 광을 제공하는 조명부(180) 및 단위 구역의 조도를 측정하는 조도측정부(190)를 더 포함할 수 있다.
열이미지생성부(170)는 감지부(120)의 감지영역에 따른 열이미지를 생성할 수 있으며, 사용자의 움직임이 일시적이거나 움직임을 발생시키고 있지 않을 경우에는 감지영역 내에 사용자가 위치하고 있다하더라도 현재 노약자가 위치한 것인지 명확하게 감지할 수 있는 감지부(120)의 단점을 보완하기 위해 센싱유닛(100)에 포함된 구성으로, 감지부(120)의 감지영역에 대응되는 영역의 열이미지를 생성할 수 있다.
여기서, 열이미지는 감지영역 내의 사물, 노약자 등에서 발생하는 열을 온도단위에 따라 서로 다른 명도 또는 색상으로 표현한 써모그램(Thermogram)형태의 데이터를 의미하며, 마이컴(200)에서 열이미지생성부(170)로부터 생성된 감지영역의 열이미지를 통해 사용자가 감지영역 내에 머무르고 있는지를 명확하게 확인할 수 있게 된다.
한편, 마이컴(200)은 이러한 센싱유닛(100)의 감지부(120) 및 열이미지생성부(170)의 구성을 통해 실내 사용자의 단위시간별 동선을 확인할 수 있게 된다.
이때, 열이미지 내의 사용자로부터 방출되는 열원 검출 여부를 통해 감지부(120) 만으로는 판단하기 어려웠던, 특정 단위구역 내에서의 움직임을 거의 발생시키지 않는 사용자가 해당 단위구역에 머무르는 시간 등을 확인할 수 있게 되어, 실내 사용자의 단위시간별 동선에 따른 동선정보를 생성하고, 생성된 동선정보를 통해 사용자의 생활패턴을 확인할 수도 있게 된다.
이를 통해, 마이컴(200)은 명확하게 전달되지 않은 사용자의 음성명령에서도 유사 또는 동 시간대의 동선정보를 통해 해당 단위구역에서 사용자가 이전에 요청한 음성명령을 확인함으로써, 해당 음성명령과의 유사여부 또한 판단함으로써 사용자의 음성명령에 따른 인식 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.
조명부(180)는 단위구역에 광을 제공할 수 있다.
이때, 조명부는(180) 제공된 전기신호에 따라 조도 및 색온도 조정이 가능한 형태로 마련되며, 각각 조도제어가 가능하면서 서로 다른 색온도를 가지는 복수의 LED나 LED모듈이 동일 면적상에 교차 분포된 형태로 마련됨이 바람직하다.
이러한, 조명부(180)의 구성은, 실내의 천장에 배치되는 센싱유닛(100)의 위치적 이점과 인체를 감지하는 감지부(120)와의 연동을 통해 단위구역에 광을 제공하기 위한 구성으로, 감지부(120)에 의해 단위구역 내의 인체(사용자)의 움직임이 감지되면, 제어부(140)가 조명부(180)를 제어하여 해당 단위구역의 천장에서 하방으로 광을 제공함으로써, 사용자의 실내 활동 중에 별도의 제어 없이도 광을 제공받을 수 있도록 하기 위함이다.
조도측정부(190)는 단위구역의 조도를 측정할 수 있다.
여기서, 마이컴(200)은 미리 설정된 주기 단위로 복수의 센셍유닛(100)에 조도 측정을 요청하고, 복수의 센싱유닛(100)으로부터 각 센싱유닛(100)이 배치된 단위구역별 조도 값을 수신할 수 있다.
여기서, 마이컴(200)은 정보제공서버(미도시)로부터 확인한 현재의 시간정보와 수신된 조도 값을 기반으로, 해당 단위구역에 제공되어야할 적합한 광 세기 및 색 온도를 산출할 수 있으며, 광 세기 및 색 온도를 반영한 제어신호를 생성하여, 이후에 각 센싱유닛(100)에 제공하게 됨으로써, 신체가 건강한 인원에 비해 상대적으로 광에 민감한 노약자 등과 같은 사용자에게 필요 이상의 광이 제공되어 어지러움 또는 눈의 피로 유발을 최소화할 수 있으며, 시간대별로 색 온도를 달리하여 광을 제공함에 따라 사용자의 신체리듬 조절을 도울 수도 있게 된다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은, 복수의 센싱유닛을 통해 사용자의 위치를 감지하고, 사용자의 위치를 감지한 영역에서 인식된 소리 및 사용자의 위치에 인접한 또 다른 영역에서 인식된 소리로부터 사용자의 음성을 추출함으로써, 비교적 선명한 소리를 획득할 수 있어, 획득한 소리로부터 정확도 높은 음성명령 인식이 가능한 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은 복수의 센싱유닛이 각 단위구역마다 배치되고, 음성명령의 대상이 되는 제어대상에 대응되는 센싱유닛의 배치위치 정보가 저장되어 대상에 제어신호를 송신할 수 있도록 마련됨에 따라, 사용자가 음성명령을 수행하기 위한 위치에 구애받지 않고 제어대상의 제어가 가능하여, 음성명령을 통한 제어에 있어 사용자에게 편의를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템은, 종래의 적외선 센싱 기반의 인체감지 기술의 한계인 움직임을 발생시키지 않은 사용자에 대해서 열이미지 내의 열원 검출 방식으로 사용자의 감지영역 내 위치여부 또한 확인할 수 있어, 비교적 적은 움직임을 발생시키는 사용자의 활동 중에도 해당 영역에서 사용자의 음성명령을 대기할 수 있음으로써, 사용자에 인접한 위치에서 음성명령을 정확하게 인식할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명의 일실시예에 따른 인체감지 기반의 음성제어 시스템에서의 센싱유닛은 배치 위치에 따른 이점을 통해 조명과 접목되어 사용이 가능하고, 동적 또는 정적 인체를 감지하여 그에 적합한 광을 제공할 수 있음에 따라, 사용자의 직접적인 제어가 불필요하여 사용자의 조명 제어의 편의를 제공하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
100 : 센싱유닛
110 : 통신부
120 : 감지부
130 : 음성입력부
140 : 제어부
150 : 적외선송신부
160 : 음성출력부
170 : 열이미지생성부
180 : 조명부
190 : 조도측정부
100a : 제1 센싱유닛
100b : 제2 센싱유닛
100c : 제3 센싱유닛
200 : 마이컴
300 : 사용자단말
T : 제어대상
U : 사용자

Claims (5)

  1. 실내의 천장에 배치되어 기 설정된 감지영역 내의 인체를 감지하는 감지부, 음성명령어를 포함하는 음성신호를 수집하는 음성입력부를 포함하며, 고유한 식별정보를 가지는 복수의 센싱유닛;
    상기 센싱유닛과 통신하고, 상기 센싱유닛의 인체 감지결과 및 수집된 음성신호를 수신하여, 감지결과 또는 음성신호에 따라 상기 센싱유닛을 제어하는 마이컴; 및
    상기 마이컴과 연동되는 어플리케이션이 설치되고, 상기 제어대상에 따른 대상정보 및 사용자의 성별을 포함하는 사용자정보를 입력받아 상기 마이컴에 제공하는 사용자단말;을 포함하며,
    상기 마이컴은 특정 센싱유닛으로부터 인체를 감지한 경우, 인체를 감지한 센싱유닛(이하, ‘제1 센싱유닛’이라 함.)을 음성신호 입력가능 상태로 전환하고, 입력된 음성신호를 통해 음성명령어를 추출하며, 추출된 음성명령에 대응되는 제어신호를 생성하여 해당 센싱유닛에 제어대상을 제어하는 제어신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 인체감지 기반의 음성제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이컴은 복수의 센싱유닛으로부터 수신한 감지결과가 저장되며, 저장된 감지결과의 수신순서를 시계열적으로 확인하여, 각 센싱유닛의 인접배치 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 인체감지 기반의 음성제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마이컴은 제1 센싱유닛과 인접 배치된 타 센싱유닛(이하, ‘제2 센싱유닛’이라 함.)을 음성신호 입력가능 상태로 전환하고, 상기 제1 센싱유닛으로부터 입력된 음성신호(이하, ‘제1 음성신호’라 함.)와 상기 제2 센싱유닛으로부터 입력된 음성신호(이하, ‘제2 음성신호’라 함) 각각에 상기 사용자정보의 성별에 따른 육성 주파수대역에 해당하는 주파수대역을 분리하며, 제1 및 제2 음성신호의 분리된 주파수대역별 입력레벨의 차이를 확인하여, 음성명령어에 해당하는 주파수대역의 신호를 선택적으로 추출한 제3 음성신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 인체감지 기반의 음성제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센싱유닛은 적외선신호를 송신하는 적외선송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체감지 기반의 음성제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 대상정보는 제어대상, 각 제어대상에 인접 배치된 센싱유닛의 식별정보, 각 제어대상의 제어신호 수신수단 및 제어항목을 포함하고, 상기 마이컴은 상기 제3 음성신호로부터 대상정보로부터 대응되는 제어대상을 확인하며, 확인된 제어대상의 수신수단이 적외선수신인 경우에 한하여, 제3 음성신호로부터 확인된 제어대상 및 제어항목에 대응되는 적외선신호 송신에 따른 제어신호를 생성하고, 생성된 제어신호를 상기 대상정보로부터 확인된 해당 제어대상에 인접 배치된 센싱유닛에 송신하는 것을 특징으로 하는 인체감지 기반의 음성제어 시스템.
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