KR20220082199A - 전동 배식카, 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

전동 배식카, 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR20220082199A
KR20220082199A KR1020200171842A KR20200171842A KR20220082199A KR 20220082199 A KR20220082199 A KR 20220082199A KR 1020200171842 A KR1020200171842 A KR 1020200171842A KR 20200171842 A KR20200171842 A KR 20200171842A KR 20220082199 A KR20220082199 A KR 20220082199A
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조태원
이고균
이애진
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(주)다성테크
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Abstract

본 발명은 전동 배식카, 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카는 RF 신호를 송신하는 RF 송신기, 무선 전력 신호를 전송하는 무선 전력 송신기 및 측벽에 마련된 마커를 각각 포함한 충전 스테이션으로 본체가 접근하여 상기 본체 내의 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카로서, 영상을 촬영하는 광학용 카메라; 상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신기; 상기 배터리의 충전을 위해, 상기 무선 전력 신호를 수신하여 유도 전압을 생성하는 무선 전력 수신기; 상기 배터리의 전력을 이용한 전동 방식으로 상기 본체의 이동을 구동하는 이동부; 및 상기 촬영된 영상, 상기 수신된 RF 신호 및 상기 생성된 유도 전압을 이용하여, 상기 충전 스테이션으로의 접근을 위한 상기 이동부의 동작과, 상기 무선 충전의 동작을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

전동 배식카, 시스템 및 그 제어 방법{ELECTRIC FOOD SERVICE CART, SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 전동 배식카, 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충전 스테이션으로 자동 이동하여 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카, 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
배식카는 음식물을 담은 트레이를 다수 층으로 적층하여 운반하는 장치이다. 즉, 배식카는 이동이 가능하고 다수의 트레이를 거치할 수 있어, 병원, 요양원, 호텔, 학교 등의 다양한 장소에서 활용된다. 이러한 배식카는 배터리 탑재 여부에 따라, 탑재 모델과 미탑재 모델로 나뉘는데, 최근 들어 탑재 모델의 선호가 높아지는 추세에 있다. 이러한 탑재 모델은 배터리의 전력을 이용하여 운행이 가능하므로, “전동 배식카”라고 지칭한다.
한편, 종래의 전동 배식카(이하, “종래 기술”이라 지칭함)의 경우, 사용자가 직접 유선 형태의 플러그를 이용하여 그 배터리를 충전해야 한다. 이에 따라, 종래 기술은 배터리 충전을 위한 관리가 어렵고 불편한 문제점이 있다.
KR 10-1352531 B
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 충전 스테이션으로 자동 이동하여 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카, 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카는 RF 신호를 송신하는 RF 송신기, 무선 전력 신호를 전송하는 무선 전력 송신기 및 측벽에 마련된 마커를 각각 포함한 충전 스테이션으로 본체가 접근하여 상기 본체 내의 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카로서, 영상을 촬영하는 광학용 카메라; 상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신기; 상기 배터리의 충전을 위해, 상기 무선 전력 신호를 수신하여 유도 전압을 생성하는 무선 전력 수신기; 상기 배터리의 전력을 이용한 전동 방식으로 상기 본체의 이동을 구동하는 이동부; 및 상기 촬영된 영상, 상기 수신된 RF 신호 및 상기 생성된 유도 전압을 이용하여, 상기 충전 스테이션으로의 접근을 위한 상기 이동부의 동작과, 상기 무선 충전의 동작을 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는 상기 영상을 상측 영역, 중앙 영역 및 하측 영역으로 나눌 수 있으며, 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 중앙 영역에 위치할 때까지 상기 본체의 회전 이동을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 영상 내에 출현할 때까지 상기 본체가 보다 빠른 속도로 회전 이동하도록 제어할 수 있고, 상기 마커가 상기 중앙 영역에 출현한 후에는 상기 마커가 상기 중앙 영역의 중심부에 위치할 때까지 상기 본체가 보다 느린 속도로 회전 이동하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 중심부에 위치하면 상기 마커에 대한 접근을 위해 상기 본체의 직선 이동을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 수신된 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달할 때까지 상기 직선 이동을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 수신된 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달하면서 상기 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달하는 경우, 상기 직선 이동을 정지시키고 상기 무선 충전의 시작을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 이동부의 동작 제어 시, 상기 수신된 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달할 때까지 상기 본체가 보다 빠른 속도로 직선 이동하도록 제어할 수 있고, 상기 제1 임계 값의 도달 후에는 상기 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달할 때까지 상기 본체가 보다 느린 속도로 직선 이동하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 상측 영역 또는 상기 하측 영역에 위치하면 보정이 필요 상황인 것으로 판단하여 이에 대한 알림 메시지가 디스플레이에 출력되도록 제어할 수 있다.
상기 보정은 상기 측벽에서의 상기 마커에 대한 높낮이 위치 변경을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시스템은, RF 신호를 송신하는 RF 송신기, 무선 전력 신호를 전송하는 무선 전력 송신기 및 측벽에 마련된 마커를 각각 구비한 충전 스테이션; 및 상기 충전 스테이션으로 본체가 접근하여 상기 본체 내의 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카;를 포함한다.
상기 전동 배식카는, 영상을 촬영하는 광학용 카메라; 상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신기; 상기 배터리의 충전을 위해, 상기 무선 전력 신호를 수신하여 유도 전압을 생성하는 무선 전력 수신기; 상기 배터리의 전력을 이용한 전동 방식으로 상기 본체의 이동을 구동하는 이동부; 및 상기 촬영된 영상, 상기 수신된 RF 신호 및 상기 생성된 유도 전압을 이용하여, 상기 충전 스테이션으로의 접근을 위한 상기 이동부의 동작과, 상기 무선 충전의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법은 RF 신호를 송신하는 RF 송신기, 무선 전력 신호를 전송하는 무선 전력 송신기 및 측벽에 마련된 마커를 각각 구비한 충전 스테이션으로 본체가 접근하여 상기 본체 내의 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카에서 수행되는 제어 방법으로서, 광학용 카메라에서 촬영된 영상을 상측 영역, 중앙 영역 및 하측 영역으로 나누며, 상기 마커가 상기 중앙 영역의 중심부에 위치할 때까지 상기 본체를 회전 이동시키는 단계; 상기 마커가 상기 중앙 영역의 중심부에 위치하면, 상기 마커에 대한 접근을 위해 상기 본체를 직선 이동시키는 단계; 및 수신된 상기 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달하면서, 상기 무선 전력 신호의 수신에 따라 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달하면, 상기 직선 이동을 정지시키고 상기 무선 충전을 시작하는 단계;를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 전동 배식카가 충전 스테이션으로 자동 이동하여 그 배터리를 무선 충전할 수 있어, 충전 관리가 간편한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 자기 유도 방식 등과 같이 무선 전력 신호의 송수신을 위한 제1 및 제2 무선 충전 패드를 일정 이하로(예를 들어, cm 단위로) 보다 정밀하게 근접시켜야 하는 경우, 카메라의 영상 외에 RF 신호 및 유도 전압을 이용함으로써 그 근접 접근의 제어가 가능한 이점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카(100)의 사시도에 대한 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카(100)에서 제어부(190)를 중심으로 각종 신호 전달을 위한 블록 구성도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카(100) 및 충전 스테이션(200)을 포함한 시스템의 동작 개념도를 나타낸다.
도 4는 카메라(130)에서 촬영되는 영상을 다수의 영역으로 구분한 일 예를 나타낸다.
도 5는 카메라(130)에서 촬영되는 영상 내 중심 영역(B)에 출현한 마커(230')에 대한 일 예를 나타낸다.
도 6은 카메라(130)에서 촬영되는 영상 내 중심 영역(B) 외 영역(이하, “기타 영역”이라 지칭함(A, B)에 출현한 마커(230')에 대한 다양한 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법의 순서도의 일 예를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, “예를 들어” 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어’ 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카(100)의 사시도에 대한 일 예를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카(100)에서 제어부(190)를 중심으로 각종 신호 전달을 위한 블록 구성도를 나타낸다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 배식카(100) 및 충전 스테이션(200)을 포함한 시스템의 동작 개념도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시스템은 전동 배식카(100)가 충전 스테이션(200)으로 접근하여 그 배터리(170)를 무선 충전하는 시스템이다.
충전 스테이션(200)은 전동 배식카(100)의 배터리(170)를 충전하기 위한 장치로서, 도 3에 도시된 바와 같이, RF 송신기(210), 무선 전력 송신기(220) 및 마커(230)를 포함하며, 이들 측벽(240)에 각각 설치될 수 있다. 특히, RF 송신기(210) 및 무선 전력 송신기(220)의 경우, RF 안테나 및 제1 무선 충전 패드가 측벽(240)에 설치되되 측벽에서 노출되도록 설치되는 것이 바람직할 수 있다.
RF 송신기(210)는 무선전파신호인 RF(Radio-Frequency) 신호를 일정 세기로 송신하는 장치이다. 이때, 전송된 RF 신호는 전동 배식카(100)에서 수신하여 마커(230)와 직선 거리의 이격 정도를 예측하는데 사용된다. 가령, RF 송신기(210)는 신호 변환부와, 신호 변환부에서 변환된 신호를 RF 신호로 전송하는 RF 안테나 등을 각각 포함할 수 있다.
무선 전력 송신기(220)는 무선 충전을 위한 무선 전력 신호를 일정 세기로 전송하는 장치이다. 가령, 무선 전력 송신기(220)는 전력 변환부와, 전력 변환부에서 변환된 전력을 무선 전력 신호로 전송하는 제1 무선 충전 패드 등을 각각 포함할 수 있다. 이때, 제1 무선 충전 패드는 1차 코일 또는 1차 안테나 등을 통해 해당 무선 전력 신호를 전송하며, 측벽(240)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 충전 패드는 자기 유도 방식, 자기 공명 방식, 전자기파 방식 등을 위한 구성을 포함하여, 해당 무선 충전 방식에 따른 무선 전력 신호를 송수할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마커(230)는 측벽(240)에 부착 또는 표시되는 것으로서, 광학용 카메라에서 촬영 가능한 다양한 무늬, 숫자, 문자, 기호 등을 포함할 수 있다. 또한, 마커(230)에는 충전 스테이션(200)의 식별 부호(ID)를 나타내는 무늬, 숫자, 문자, 기호 등을 포함할 수도 있다.
전동 배식카(100)는 음식물을 담은 트레이를 다수 층으로 적층하여 전동 방식으로 운반하는 장치로서, 충전 스테이션(200)으로 접근하여 그 배터리(170)를 무선 충전한다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 전동 배식카(100)는 본체(110), 이동부(120), 카메라(130), RF 수신기(140), 무선 전력 수신기(150), 충전부(160), 배터리(170) 및 디스플레이(180)를 포함할 수 있다.
본체(110)는 전동 배식카(100)의 각 구성을 하우징(housing)하는 구성으로서, 트레이를 다수 층으로 적층 가능한 내부 공간을 포함한다. 예를 들어, 본체(110)는 상술한 구성 외에도, 내부 공간을 개방하기 위한 도어와, 사용자가 각종 제어를 위한 입력 명령을 입력하기 위한 제어 패널과, 내부에 수납된 트레이를 고정하는 고정 수단 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이동부(120)는 본체(110)를 이동시키는 수단이다. 즉, 이동부(120) 배터리(170)에 충전된 전력을 기반으로 전기에너지를 운동에너지로 변환함으로써 본체(110)를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 이동부(120)는 배터리(170)의 전력을 이용해 회전력을 발생시키는 모터와, 모터에 연결되어 모터의 회전력에 따라 지면 상에서 회전 운동하는 바퀴 등을 포함할 수 있으며, 본체(110)를 회전 운동시키거나 직선 운동시킬 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 카메라(130)에서 촬영되는 영상을 다수의 영역으로 구분한 일 예를 나타내며, 도 5는 카메라(130)에서 촬영되는 영상 내 중심 영역(B)에 출현한 마커(230')에 대한 일 예를 나타낸다.
카메라(130)는 본체(110)의 주변을 촬영하는 광학용 카메라로서, 충전 스테이션(200)의 마커(230)를 촬영할 수 있다. 특히, 카메라(130)는 마커(230)의 위치에 대응하는 높이에서 수평 방향을 촬영하도록 설치(이하, “수평 설치”라 지칭함)될 수 있다. 마커(230)는 카메라(130)에 의해 촬영되어 출현될 수 있으며, 그 영상 내에 출현한 경우 “마커(230')”라 지칭한다. 즉, 수평 설치 시, 본체(110)가 이동부(120)에 의해 회전 운동하면, 어느 시점에서 마커(230')가 영상 내 출현할 수 있다. 또한, 마커(230')가 출현한 후, 본체(110)의 회전 운전이 계속되는 경우, 마커(230')가 그 영상 내에서 좌우로 이동할 수 있다.
가령, 카메라(130)에서 촬영되는 영상은, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 수직 방향을 따라 3가지 영역, 즉 상측 영역(A), 중앙 영역(B) 및 하측 영역(C)으로 각각 구분될 수 있다. 특히, 수평 설치된 카메라(130)는 마커(230) 촬영 시 영상 내에 출현하는 마커(230')가 그 영상의 중앙 영역(B)에 위치할 수 있도록 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우, 본체(110)가 이동부(120)에 의해 회전 운동하면, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 그 영상 내의 중앙 영역(B)에 출현한 마커(230)는 중앙 영역(B) 내에서 좌우로 이동할 수 있으며, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 그 중심부로 이동할 수도 있다.
RF 수신기(140)는 마커(230)와 직선 거리의 이격 정도를 예측하는데 필요한 RF 신호를 수신하는 장치이다. 즉, RF 수신기(140)는 충전 스테이션(200)의 RF 송신기(210)에서 송신한 RF 신호를 수신할 수 있다. 가령, RF 수신기(140)는 RF 신호로 전송하는 RF 안테나와, RF 안테나에서 수신한 RF 신호를 변환하는 신호 변환부 등을 포함할 수 있다. 이때, RF 수신기(140)의 RF 안테나는 RF 송신기(210)의 RF 안테나의 높이에 대응하는 위치에 설치될 수 있다.
무선 전력 수신기(150)는 배터리(170)의 무선 충전을 위한 무선 전력 신호를 수신하는 장치이다. 즉, 무선 전력 수신기(150)는 충전 스테이션(200)의 무선 전력 송신기(220)의 1차 코일 또는 1차 안테나 등에서 송신한 무선 전력 신호를 수신할 수 있다. 이때, 무선 전력 신호는 자기장, 전기장, 전자기파 등일 수 있다.
가령, 무선 전력 수신기(150)는 무선 전력 신호를 수신하는 제2 무선 충전 패드 등을 포함할 수 있다. 즉, 제2 무선 충전 패드는 자체 구비한 2차 코일 또는 2차 안테나 등을 통해 무선 전력 신호를 수신하여 그에 대응하는 전기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 무선 충전 패드는 자기 유도 방식, 자기 공명 방식, 전자기파 방식 등을 위한 구성을 포함하여, 해당 무선 충전 방식에 따른 무선 전력 신호를 수신할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 무선 전력 수신기(150)의 제2 무선 충전 패드는 무선 전력 송신기(220)의 제1 무선 충전 패드의 높이에 대응하는 위치에 설치될 수 있다.
충전부(160)는 배터리(170)을 충전하기 위한 회로로서, 무선 전력 수신기(150)에서 수신되어 유도된 전압(이하, “유도 전압”이라 지칭함)을 배터리(170)의 충전에 적합한 크기의 전압(이하, “가공 전압”이라 지칭함)으로 가공한다. 가령, 충전부(160)는 무선 전력 수신기(150)에 수신되어 유도된 교류 전원을 적정 크기의 직류 전원으로 변환할 수 있다. 즉, 충전부(160)는 무선 전력 수신기(150)에서 유도되어 출력되는 2차 전류를 제공받아 원하는 크기의 직류 전류로 변환하여 배터리(170)에 제공할 수 있다.
배터리(170)는 본체(110)의 동작을 위해 필요한 전력을 저장하며, 충전이 가능한 2차 전지로 이루어질 수 있다 예를 들어, 배터리(170)는 리튬-폴리머 배터리, 니켈-카드늄 배터리, 니켈-수소 배터리, 또는 리튬이온 배터리 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
디스플레이(180) 전동 배식카(100)의 다양한 동작에 따른 다양한 영상 데이터를 화면으로 표시하는 장치으로서, 비발광형 패널이나 발광형 패널로 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(180)는 액정 디스플레이(LCD; liquid crystal display), 발광 다이오드(LED; light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED; organic LED) 디스플레이, 마이크로 전자기계 시스템(MEMS; micro electro mechanical systems) 디스플레이, 또는 전자 종이(electronic paper) 디스플레이 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 디스플레이(180)는 입력부와 결합되어 터치 스크린(touch screen) 등으로 구현될 수 있다. 가령, 디스플레이(180)는 배터리(170)의 잔여 용량, 각종 알람 메시지 등을 화면으로 표시할 수 있다.
또한, 도면에 도시되지 않았지만, 전동 배식카(100)는 입력부, 통신부, 메모리 등을 더 포함할 수도 있다.
입력부는 다양한 사용자의 입력에 대응하여, 입력데이터를 발생시키며, 다양한 입력수단을 포함할 수 있으며, 제어 패널에 구비될 수 있다. 예를 들어, 입력부는 키보드(key board), 키패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패널(touch panel), 터치 키(touch key), 터치 패드(touch pad), 마우스(mouse), 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 입력부는 각종 설정 및 제어를 위한 입력 명령을 입력 받을 수 있다. 또한, 입력부는 입력부와 디스플레이(180)와 결합되어 터치 스크린(touch screen) 등으로 구현될 수도 있다.
통신부는 다른 장치와의 통신을 수행하는 구성이다. 예를 들어, 통신부는 5G(5th generation communication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), 블루투스, BLE(bluetooth low energe), NFC(near field communication), 와이파이(WiFi) 통신 등의 무선 통신을 수행하거나, 케이블 통신 등의 유선 통신을 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가령, 통신부는 타 장치(사용자 단말 등)로부터 각종 설정 및 제어를 위한 입력 명령을 수신할 수 있으며, 해당 입력 명령에 따른 결과, 배터리(170)의 잔존 용량 등을 타 장치로 송신할 수 있다.
메모리는 본체(100)의 각종 동작에 필요한 각종 정보를 저장한다. 저장 정보로는 CCTV 카메라(110, 120)에서 촬영된 영상 정보, 설정된 연동 정보, 연동 제어 수행 결과, 후술할 다중 CCTV 카메라 제어 방법에 관련된 프로그램 정보 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 메모리는 그 유형에 따라 하드디스크 타입(hard disk type), 마그네틱 매체 타입(Sagnetic media type), CD-ROM(compact disc read only memory), 광기록 매체 타입(Optical Media type), 자기-광 매체 타입(Sagneto-optical media type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Sultimedia card micro type), 플래시 저장부 타입(flash memory type), 롬 타입(read only memory type), 또는 램 타입(random access memory type) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 메모리는 그 용도/위치에 따라 캐시(cache), 버퍼, 주기억장치, 또는 보조기억장치이거나 별도로 마련된 저장 시스템일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(190)는 전동 배식카(100)의 다양한 제어 동작을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(190)는 후술할 제어 방법의 수행을 제어할 수 있으며, 전동 배식카(100) 나머지 구성, 즉 이동부(120), 카메라(130), RF 수신기(140), 무선 전력 수신기(150), 충전부(160), 디스플레이(180), 입력부, 통신부, 메모리 등의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(190)는 하드웨어인 프로세서(processor) 또는 해당 프로세서에서 수행되는 소프트웨어인 프로세스(process) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 제어부(190)는 카메라(130)에서 촬영된 영상, RF 수신기(140)에 수신된 RF 신호, 무선 전력 수신기(150)에서 생성된 유도 전압을 이용하여, 충전 스테이션(200)으로의 접근을 위한 이동부(120)의 동작과, 무선 충전을 위한 충전부(160)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(190)는 다음과 같이 이동부(120)의 동작을 제어할 수 있다.
즉, 제어부(190)는 카메라(130)에서 촬영된 영상을 상측 영역(A), 중앙 영역(B) 및 하측 영역(C)으로 나눌 수 있다. 이때, 제어부(190)는, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 마커(230')가 영상 내 중앙 영역(B)에 위치할 때까지 본체(110)가 회전 이동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다. 특히, 제어부(190)는 마커(230')가 영상 내에 출현할 때까지 본체(110)가 보다 빠른 속도로 회전 이동하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 마커(230')가 영상 내 중앙 영역(B)에 출현한 후에는 마커(230')가 영상 내 중앙 영역(B)의 중심부에 위치할 때까지 본체(110)가 보다 느린 속도로 회전 이동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 보다 정밀하게 마커(230')를 중앙 영역(B)의 중심부에 위치시킬 수 있다.
도 6은 카메라(130)에서 촬영되는 영상 내 중심 영역(B) 외 영역(이하, “기타 영역”이라 지칭함(A, B)에 출현한 마커(230')에 대한 다양한 예를 나타낸다.
다만, 본체(110)의 회전 운동 중에 영상 내 마커(230')가 기타 영역, 즉 상측 영역(A) 또는 하측 영역(B)에 출현하는 경우, 제어부(190)는 보정이 필요한 상황인 것으로 판단하여, 이에 대한 알림 메시지가 디스플레이(180)에 출력되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 통신부를 통해 타 단말로 해당 알림 메시지 정보를 전송할 수도 있다.
예를 들어, 보정이 필요한 상황은 측벽(240)에서의 마커(230)에 대한 높낮이 위치 변경이 필요한 상황(이하, “제1 상황”이라 지칭함)이거나, 지면이 평평하지 않고 기울어진 상황(이하, “제2 상황”이라 지칭함) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 상황의 경우, 디스플레이(180)를 통해 해당 상황을 확인한 사용자 등이 측벽(240에 구비된 마커(230)의 높낮이를 변경할 수 있다. 또한, 제2 상황의 경우, 디스플레이(180)를 통해 해당 상황을 확인한 사용자 등이 입력부를 통해 '동작 계속'의 입력 명령을 입력하면, 제어부(190)는 본체(110)가 현재 위치(즉, 지면이 기울어진 위치)에서 다른 위치(즉, 지면이 평평한 위치)로 이동한 후 다시 회전 운동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다.
한편, 영상 내의 마커(230')가 중심 영역(B)의 중심부에 위치하면, 제어부(190)는 마커(230)에 대한 접근을 위해 본체(110)가 직선 이동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(190)는 영상 내의 마커(230')가 계속 중심 영역(B)의 중심부를 유지하면서 그 마커(230')가 점점 커지는 방향으로 본체(110)가 직선 운동하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 본체(110)는 마커(230)에 점차적으로 가까워질 수 있다.
이후, 제어부(190)는 RF 수신기(140)에서 수신된 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달할 때까지 본체(110)의 직선 이동을 계속 제어할 수 있다. 즉, 충전 스테이션(200)의 RF 송신기(210)에서 일정 세기로 송신된 RF 신호는 전동 배식카(100)의 RF 수신기(140)에 수신된다. 이때, 해당 수신 RF 신호는 본체(110)가 마커(230)에 가까워지면서 점차 커지게 되며, 본체(110)가 마커(230)에 일정 거리 이하로 가까워질 경우, 제1 임계 값에 도달할 수 있다.
한편, 본체(110)가 마커(230)에 일정 거리 이하로 가까워질 경우, 충전 스테이션(200)의 무선 전력 송신기(220)에서 송신한 무선 전력 신호는 전동 배식카(100)의 무선 전력 수신기(150)에 수신되며, 무선 전력 수신기(150)에서는 무선 전력 신호에 따른 유도 전압이 생성될 수 있다. 다만, 제1 및 제2 무선 충전 패드가 충분히 가까워질 때까지, 해당 유도 전압은 배터리(170)를 충전하기에 여전히 작을 수 있다.
이에 따라, 수신 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달한 후, 전동 배식카(100)와 충전 스테이션(200), 또는 본체(110)와 측벽(240), 또는 제1 무선 충전 패드와 제2 무선 충전 패드가 서로 보다 정밀한 범위 내로 가까워질 수 있도록, 제어부(190)는 이동부(120)를 제어할 수 있다. 즉, 수신 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달하면서, 생성 유도 전압이 제2 임계 값에 도달할 때까지, 제어부(190)는 본체(110)의 직선 이동을 계속 제어한다.
특히, 제어부(190)는 수신 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달할 때까지 본체(110)가 보다 빠른 속도로 직선 이동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 제1 임계 값의 도달 후에는 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달할 때까지 본체(110)가 보다 느린 속도로 직선 이동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 충분한 유도 전압이 생성될 때까지, 제1 무선 충전 패드를 제2 무선 충전 패드에 보다 정밀하게 근접시킬 수 있다.
수신 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달하면서, 생성 유도 전압이 제2 임계 값에 도달하는 경우, 제어부(190)는 본체(110)의 직선 이동을 정지시키도록 이동부(120)를 제어하며, 이후 무선 충전이 시작되도록 충전부(160)를 제어할 수 있다. 이러한 충전부(160)의 동작에 따라, 배터리(170)는 전력을 충전할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법의 순서도의 일 예를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법은 전동 배식카(100)에 대한 제어를 위해 제어부(190)에서 수행되는 방법으로서, 도 7에 도시된 바와 같이, S201 내지 S209를 포함할 수 있다.
먼저, S201에서, 제어부(190)는 전동 배식카(100)를 구동한다. 즉, 이동부(120)를 제어하여, 전동 배식카(100)의 운행을 제어할 수 있다.
이후, S202에서, 제어부(190)는 입력부, 통신부 또는 자체 판단을 통해 충전 명령이 발생하는지 확인한다. 가령, 배터리(170)의 잔존 용량이 일정 이하로 떨어지는 경우, 사용자는 충전 명령을 입력부 또는 사용자 단말을 통해 입력할 수 있다. 사용자 단말을 통해 입력된 충전 명령은 통신부로 수신될 수 있다. 물론, 제어부(190)는 자체적으로 충전이 필요한 것으로 판단하여, 해당 충전 명령을 발생시킬 수 있다. S202에서, 충전 명령이 발생하면 S203을 수행하며, 충전 명령이 발생하지 않으면 S201로 돌아간다.
이후, S203에서, 제어부(190)는 카메라(130)를 이용하여 마커(230)를 추적한다. 즉, 제어부(190)는 카메라(130)를 활성화하며, 마커(230')가 카메라(130)에서 촬영된 영상 내에 출현할 때까지 본체(110)의 회전 운동을 제어할 수 있다.
이후, S204에서, 제어부(190)는 영상을 중앙 영역(B) 및 기타 영역(즉, 상측 영역(A) 및 하측 영역(C))으로 나누며, 출현한 마커(230')가 영상 내의 중앙 영역(B)에 위치하는지를 확인한다. S204에서, 출현한 마커(230')가 중앙 영역(B)에 위치하면 S205를 수행하며, 출현한 마커(230')가 기타 영역(A, B)에 위치하면 S209를 수행한다.
이후, S205에서, 제어부(190)는 영상 내의 중앙 영역(B)에 출현한 마커(230')가 그 중심부에 위치할 때까지 본체(110)의 회전 운동을 계속 제어할 수 있다. 다만, 제어부(190)는 S203에서보다 본체(110)가 느린 속도로 회전 운동하도록 제어할 수 있다.
이후, S206에서, 제어부(190)는 마커(230)에 대한 접근을 위해, 임계 값의 도달 때까지 본체(110)의 직선 운동을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(190)는 RF 수신기(140)를 활성화하며, 수신된 RF 신호가 제1 임계 값에 도달할 때까지 본체(110)의 직선 운동을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 무선 전력 수신기(150)를 활성화하며, 수신된 무선 전력 신호에 따른 유도 전압이 제2 임계 값에 도달할 때까지 본체(110)의 직선 운동을 제어할 수 있다.
다만, S206에서, 제어부(190)는 수신 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달할 때까지 본체(110)가 보다 빠른 속도로 직선 이동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 제1 임계 값의 도달 후에는 생성 유도 전압이 제2 임계 값에 도달할 때까지 본체(110)가 보다 느린 속도로 직선 이동하도록 이동부(120)를 제어할 수 있다.
이후, S207에서, 제어부(190)는 본체(110)의 직선 이동이 정지하도록 제어한다. 즉, 수신 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달하면서, 수신 무선 전력 신호에 따라 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달함에 따라, 본체(110)를 정지시킨다.
이후, S208에서, 제어부(190)는 무선 충전을 시작하도록 충전부(160)의 동작을 제어한다.
한편, S209에서, 제어부(190)는 마커(230')가 기타 영역(A, B)에 출현함에 따라 보정이 필요한 상황인 것으로 판단하여, 이에 대한 알림 메시지가 디스플레이(180)에 출력되도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 통신부를 통해 타 단말로 해당 알림 메시지 정보를 전송할 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은 전동 배식카가 충전 스테이션으로 자동 이동하여 그 배터리를 무선 충전할 수 있어, 충전 관리가 간편한 이점이 있다. 또한, 본 발명은 자기 유도 방식 등과 같이 무선 전력 신호의 송수신을 위한 제1 및 제2 무선 충전 패드를 일정 이하로(예를 들어, cm 단위로) 보다 정밀하게 근접시켜야 하는 경우, 카메라의 영상 외에 RF 신호 및 유도 전압을 이용함으로써 그 근접 접근의 제어가 가능한 이점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 전동 배식카 110: 본체
120: 이동부 130: 카메라
140: RF 수신기 150: 무선 전력 수신기
160: 충전부 170: 배터리
180: 디스플레이 200: 충전 스테이션
210: RF 송신기 220: 무선 전력 송신기
230: 마커 240: 측벽

Claims (11)

  1. RF 신호를 송신하는 RF 송신기, 무선 전력 신호를 전송하는 무선 전력 송신기 및 측벽에 마련된 마커를 각각 포함한 충전 스테이션으로 본체가 접근하여 상기 본체 내의 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카로서,
    영상을 촬영하는 광학용 카메라;
    상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신기;
    상기 배터리의 충전을 위해, 상기 무선 전력 신호를 수신하여 유도 전압을 생성하는 무선 전력 수신기;
    상기 배터리의 전력을 이용한 전동 방식으로 상기 본체의 이동을 구동하는 이동부; 및
    상기 촬영된 영상, 상기 수신된 RF 신호 및 상기 생성된 유도 전압을 이용하여, 상기 충전 스테이션으로의 접근을 위한 상기 이동부의 동작과, 상기 무선 충전의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 전동 배식카.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 영상을 상측 영역, 중앙 영역 및 하측 영역으로 나누며, 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 중앙 영역에 위치할 때까지 상기 본체의 회전 이동을 제어하는 전동 배식카.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 영상 내에 출현할 때까지 상기 본체가 보다 빠른 속도로 회전 이동하도록 제어하고, 상기 마커가 상기 중앙 영역에 출현한 후에는 상기 마커가 상기 중앙 영역의 중심부에 위치할 때까지 상기 본체가 보다 느린 속도로 회전 이동하도록 제어하는 전동 배식카.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 중심부에 위치하면 상기 마커에 대한 접근을 위해 상기 본체의 직선 이동을 제어하는 전동 배식카.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 수신된 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달할 때까지 상기 직선 이동을 제어하는 전동 배식카.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수신된 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달하면서 상기 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달하는 경우, 상기 직선 이동을 정지시키고 상기 무선 충전의 시작을 제어하는 전동 배식카
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 수신된 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달할 때까지 상기 본체가 보다 빠른 속도로 직선 이동하도록 제어하고, 상기 제1 임계 값의 도달 후에는 상기 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달할 때까지 상기 본체가 보다 느린 속도로 직선 이동하도록 제어하는 전동 배식카
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동부의 동작 제어 시, 상기 마커가 상기 상측 영역 또는 상기 하측 영역에 위치하면 보정이 필요 상황인 것으로 판단하여 이에 대한 알림 메시지가 디스플레이에 출력되도록 제어하는 전동 배식카
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보정은 상기 측벽에서의 상기 마커에 대한 높낮이 위치 변경을 포함하는 전동 배식카.
  10. RF 신호를 송신하는 RF 송신기, 무선 전력 신호를 전송하는 무선 전력 송신기 및 측벽에 마련된 마커를 각각 구비한 충전 스테이션; 및
    상기 충전 스테이션으로 본체가 접근하여 상기 본체 내의 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카;를 포함하며,
    상기 전동 배식카는,
    영상을 촬영하는 광학용 카메라;
    상기 RF 신호를 수신하는 RF 수신기;
    상기 배터리의 충전을 위해, 상기 무선 전력 신호를 수신하여 유도 전압을 생성하는 무선 전력 수신기;
    상기 배터리의 전력을 이용한 전동 방식으로 상기 본체의 이동을 구동하는 이동부; 및
    상기 촬영된 영상, 상기 수신된 RF 신호 및 상기 생성된 유도 전압을 이용하여, 상기 충전 스테이션으로의 접근을 위한 상기 이동부의 동작과, 상기 무선 충전의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 시스템.
  11. RF 신호를 송신하는 RF 송신기, 무선 전력 신호를 전송하는 무선 전력 송신기 및 측벽에 마련된 마커를 각각 구비한 충전 스테이션으로 본체가 접근하여 상기 본체 내의 배터리를 무선 충전하는 전동 배식카에서 수행되는 제어 방법으로서,
    광학용 카메라에서 촬영된 영상을 상측 영역, 중앙 영역 및 하측 영역으로 나누며, 상기 마커가 상기 중앙 영역의 중심부에 위치할 때까지 상기 본체를 회전 이동시키는 단계;
    상기 마커가 상기 중앙 영역의 중심부에 위치하면, 상기 마커에 대한 접근을 위해 상기 본체를 직선 이동시키는 단계; 및
    수신된 상기 RF 신호의 세기가 제1 임계 값에 도달하면서, 상기 무선 전력 신호의 수신에 따라 생성된 유도 전압이 제2 임계 값에 도달하면, 상기 직선 이동을 정지시키고 상기 무선 충전을 시작하는 단계;
    를 포함하는 제어 방법.
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KR101352531B1 (ko) 2012-11-02 2014-01-17 명세씨엠케이 주식회사 손잡이 일체형 운행제어 장치를 장착한 냉온 배선카

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