KR20220082452A - 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법 - Google Patents

펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법 Download PDF

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김태규
윤진욱
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하지훈
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Abstract

개시된 펫 케어 시스템은, 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하는 제1 통신 모듈 및 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 전송하는 제2 통신 모듈을 포함하는 이동 로봇; 상기 탐색 신호에 응답하여 상기 제1 통신 방식으로 반응 신호를 송출하는 센서 모듈을 포함하는 웨어러블 기기; 및 상기 이벤트 발생 정보의 수신에 기초하여 미리 정해진 동작을 수행하는 작동 모듈을 포함하는 스테이션;을 포함하고, 상기 이동 로봇은, 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 상기 반응 신호에 기초하여 상기 이동 로봇의 이동 방향을 결정하는 프로세서;를 더 포함할 수 있다.

Description

펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법{PET CARE SYSTEM, PET CARE ROBOT AND METOHD FOR CONTROLLING PET CARE ROBOT}
개시된 발명은 주인이 부재 중인 경우에도 애완 동물의 케어가 가능한 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.
최근 집에서 애완 동물을 키우는 가구가 증가하고 있다. 그런데 애완 동물을 돌보는 주인이 외출을 하는 경우, 집에 홀로 남겨진 애완 동물은 불안을 느끼거나 무기력한 상태가 되어 움직이지 않는 상황이 발생할 수 있다. 애완 동물이 심리적으로 불안정한 상태가 되거나 신체적 활동량이 감소할 경우 애완 동물의 건강에 문제가 생길 수 있다. 또한, 애완 동물을 홀려 남겨두고 외출하는 주인의 마음도 불편할 수 있다. 따라서 주인이 부재 중인 경우에도 애완 동물의 심리적 안정과 신체적 활동을 확보할 수 있는 기술이 필요하다.
개시된 발명은, 주인이 부재 중인 경우에도 애완 동물의 움직임을 유도하고 애완 동물에게 보상을 제공함으로써 애완 동물의 건강을 유지할 수 있는 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법을 제공한다.
또한, 개시된 발명은, 애완 동물이 착용하는 웨어러블 기기와 애완 동물을 추종 가능한 펫 케어 로봇 간 거리에 따라 펫 케어 로봇의 동작을 변경할 수 있는 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 펫 케어 시스템은, 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하는 제1 통신 모듈 및 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 전송하는 제2 통신 모듈을 포함하는 이동 로봇; 상기 탐색 신호에 응답하여 상기 제1 통신 방식으로 반응 신호를 송출하는 센서 모듈을 포함하는 웨어러블 기기; 및 상기 이벤트 발생 정보의 수신에 기초하여 미리 정해진 동작을 수행하는 작동 모듈을 포함하는 스테이션;을 포함하고, 상기 이동 로봇은, 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 상기 반응 신호에 기초하여 상기 이동 로봇의 이동 방향을 결정하는 프로세서;를 더 포함 할 수 있다.
상기 이동 로봇의 프로세서는, 상기 이동 로봇이 상기 웨어러블 기기와 가까워지는 방향으로 상기 이동 방향을 결정 할 수 있다.
상기 이동 로봇은, 소리를 출력하는 스피커 모듈;을 더 포함하고, 상기 이동 로봇의 프로세서는, 상기 반응 신호에 기초하여 상기 소리가 출력되도록 상기 스피커 모듈을 제어 할 수 있다.
상기 제1 통신 모듈은, 복수의 안테나를 포함하고, 상기 제1 통신 방식은 UWB(Ultra-wideband) 통신 규약을 따를 수 있다.
상기 이동 로봇은, 배터리를 포함하는 전원 모듈;을 더 포함하고, 상기 스테이션은, 상기 이동 로봇의 상기 배터리를 충전하는 충전 모듈;을 더 포함하며, 상기 이동 로봇의 프로세서는, 상기 이동 로봇의 상기 배터리의 충전량에 기초하여 상기 이동 방향을 결정할 수 있다.
상기 이동 로봇의 프로세서는, 상기 반응 신호에 기초하여 상기 이동 로봇과 상기 웨어러블 기기 간 이격 거리를 판단하고, 상기 이격 거리에 기초하여 상기 이동 방향을 결정할 수 있다.
상기 스테이션의 작동 모듈은, 내용물을 저장하고 상기 내용물을 배출하는 디스펜서 모듈;을 포함하고, 상기 미리 정해진 동작은 상기 디스펜서 모듈에 의한 상기 내용물을 배출 동작을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 펫 케어 로봇은, 메인 바디; 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하고, 제1 외부기기로부터 상기 탐색 신호에 대응하는 반응 신호를 수신하는 제1 통신 모듈; 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 전송하는 제2 통신 모듈; 상기 메인 바디의 위치를 이동시키도록 구성되는 모빌리티 모듈; 및 상기 모빌리티 모듈의 작동을 제어하는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 반응 신호에 기초하여 결정되는 이동 방향을 따라 상기 메인 바디가 이동하도록 상기 모빌리티 모듈을 제어하고, 상기 이벤트 발생 정보를 제2 외부기기로 전송하도록 상기 제2 통신 모듈을 제어할 수 있다.
상기 제1 통신 모듈은, 복수의 안테나를 포함하고, 상기 제1 통신 방식은 UWB(Ultra-wideband) 통신 규약을 따를 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 반응 신호에 기초하여 상기 펫 케어 로봇과 상기 제1 외부기기 간 이격 거리를 판단하고, 상기 이격 거리에 기초하여 상기 이동 방향을 결정할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 이격 거리가 감소하도록 상기 이동 방향을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 펫 케어 로봇은, 소리를 출력하는 스피커 모듈;을 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 반응 신호에 기초하여 상기 소리가 출력되도록 상기 스피커 모듈을 제어할 수 있다.
자율 주행 가능한 펫 케어 로봇의 제어 방법에 있어서, 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 제어 방법은, 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하고; 제1 외부기기로부터 상기 탐색 신호에 대응하는 반응 신호를 수신하고; 이벤트 발생을 검출하고; 상기 이벤트 발생의 검출에 기초하여 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식으로 제2 외부기기로 이벤트 발생 정보를 전송하고; 상기 반응 신호에 기초하여 상기 펫 케어 로봇과 상기 제1 외부기기 간 이격 거리를 판단하고; 및 상기 이격 거리에 기초하여 이동 방향을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 이동 방향을 결정하는 것은, 상기 이격 거리가 감소하도록 상기 이동 방향을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 제어 방법은, 상기 펫 케어 로봇의 배터리의 충전량을 검출하는 것;을 더 포함하고, 상기 이동 방향을 결정하는 것은, 상기 배터리의 충전량에 기초하여 상기 이동 방향을 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제1 통신 방식은, UWB(Ultra-wideband) 통신 규약을 따를 수 있다.
개시된 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법은, 주인이 부재 중인 경우에도 애완 동물의 움직임을 유도하고 애완 동물에게 보상을 제공할 수 있다. 따라서 애완 동물의 신체적 건강 및 정신적 건강이 증진될 수 있다.
또한, 개시된 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 방법은, 애완 동물이 착용하는 웨어러블 기기와 애완 동물을 추종 가능한 펫 케어 로봇 간 거리에 따라 펫 케어 로봇의 동작을 변경할 수 있다. 따라서 펫 케어 로봇에 대한 애완 동물의 관심이 유지될 수 있고, 애완 동물의 케어가 보다 효과적으로 수행될 수 있다.
또한, 개시된 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법에 의하면, 사용자의 조작이 없더라도 애완 동물의 케어가 가능하고, 펫 케어 로봇에 대한 애완 동물의 직접적인 터치가 가능하므로 놀이에 대한 애완 동물의 만족도가 향상될 수 있다.
또한, 개시된 펫 케어 시스템, 펫 케어 로봇 및 펫 케어 로봇의 제어 방법에 의하면, 펫 케어 로봇을 보관하고 충전할 수 있는 스테이션이 구비되므로, 펫 케어 로봇의 관리가 용이하다.
도 1은 일 실시예에 따른 펫 케어 시스템을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 외관을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 내부를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 제어 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 스테이션을 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 스테이션의 제어 블록도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 펫 케어 시스템의 동작을 설명하는 순서도이다.
도 9는 웨어러블 기기와 펫 케어 로봇 간 거리에 따른 펫 케어 로봇의 동작을 설명한다.
도 10은 일 실시예에 따른 스테이션의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 펫 케어 시스템의 동작을 더 상세히 설명한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성요소를 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것 또는 전기 배선을 통해 전기적으로 연결되는 것을 포함한다.
또한, 명세서에서 사용되는 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 개시된 발명을 제한하거나 한정하기 위해 사용되지 않는다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하기 위해 사용되는 것이므로, 다른 특징들이나 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 배제하지 않는다.
또한, 명세서에서 "제1", "제2" 등과 같은 서수를 포함하는 용어는 복수의 구성요소들을 구분하기 위해 사용되는 것으로서, 사용된 서수가 구성요소들 간의 배치 순서, 제조 순서나 중요도 등을 나타내는 것은 아니다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 이하에서는 개시된 발명의 실시예가 상세히 설명된다.
도 1은 일 실시예에 따른 펫 케어 시스템을 도시한다.
도 1을 참조하면, 펫 케어 시스템(1)은 웨어러블 기기(10), 이동 로봇(20) 및 스테이션(30)을 포함할 수 있다. 이동 로봇(20)은 펫 케어 로봇으로 지칭될 수 있다. 웨어러블 기기(10), 이동 로봇(20) 및 스테이션(30)은 상호 간 통신이 가능하다. 구체적으로, 웨어러블 기기(10)와 이동 로봇(20)의 통신이 가능하고, 웨어러블 기기(10)와 스테이션(30)의 통신이 가능하며, 이동 로봇(20)과 스테이션(30)의 통신도 가능하다. 예를 들면, 웨어러블 기기(10), 이동 로봇(20) 및 스테이션(30) 각각은 UWB(Ultra-wideband) 통신 방식을 이용하여 상호 통신할 수 있다. 이동 로봇(20) 또는 스테이션(30) 중 적어도 하나는 웨어러블 기기(10)로부터 수신되는 통신 신호에 기초하여 웨어러블 기기(10)의 위치를 판단할 수 있다.
웨어러블 기기(10)는 애완 동물에 착용될 수 있고, 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예를 들면, 웨어러블 기기(10)는 목걸이, 옷, 신발 또는 액세서리 형태로 마련될 수 있다. 도 1에서는 웨어러블 기기(10)의 애완 동물의 목에 착용되는 목걸이 형태로 예시되어 있다. 도 2에서 웨어러블 기기(10)의 구성이 더 상세히 설명된다.
이동 로봇(20)은 애완 동물과 상호 작용하여 애완 동물과의 놀이를 수행할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(20)은 애완 동물의 터치를 감지할 수 있고, 애완 동물의 터치에 응답하여 애완 동물의 관심을 유발하는 소리를 출력할 수 있다. 또한, 이동 로봇(20)은 독립적으로 이동 가능하고, 애완 동물에 착용된 웨어러블 기기(10)로부터 발신되는 통신 신호에 기초하여 애완 동물을 추종할 수 있다. 이동 로봇(20)은 애완 동물에 착용된 웨어러블 기기(10)와의 거리에 따라 다른 동작을 수행함으로써 애완 동물과의 놀이를 효과적으로 수행할 수 있다. 게다가, 이동 로봇(20)은 애완 동물을 촬영하여 사용자 단말기(미도시)로 전송할 수도 있다. 도 3, 도 4 및 도 5에서 이동 로봇(20)의 구성이 더 상세히 설명된다.
스테이션(30)은 이동 로봇(20)을 수용 및 보관할 수 있고, 이동 로봇(20)의 충전을 수행할 수 있으며, 애완 동물에게 간식을 제공할 수 있다. 스테이션(30)의 하단 정면에는 이동 로봇(20)의 수용 공간을 개방하거나 폐쇄하는 도어(311)가 마련될 수 있다. 또한, 스테이션(30)의 상부 면에는 간식이 토출되는 토출구(321)가 마련될 수 있다. 도 6 및 도 7에서 스테이션(30)의 구성이 더 상세히 설명된다.
도 2는 일 실시예에 따른 웨어러블 기기를 도시한다.
도 2를 참조하면, 웨어러블 기기(10)는 메인 바디(110)와 착용부(120)를 포함할 수 있다. 착용부(120)는 메인 바디(110)의 양단에 연결될 수 있고, 밴드 또는 줄로 마련될 수 있다. 착용부(120)는 메인 바디(110)를 애완 동물의 몸에 고정시키는 역할을 한다. 착용부(120)는 다양한 소재로 마련될 수 있다.
메인 바디(110)는 센서 모듈(111) 및 배터리(112)를 포함할 수 있다. 메인 바디(110) 내부에는 센서 모듈(111) 및 배터리(112)가 실장된 회로 기판이 마련될 수 있다.
센서 모듈(111)은 이동 로봇(20) 또는 스테이션(30)으로부터 수신되는 탐색 신호에 응답하여 반응 신호를 송출할 수 있다. 센서 모듈(111)은 UWB(Ultra-wideband) 모듈을 포함할 수 있다. UWB는 500MHz 이상의 광대역 주파수와 2나노초 길이의 펄스를 이용하는 통신 기술로서, 넓은 주파수 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 신호를 송수신할 수 있다. UWB 통신을 이용하면 이론적으로 mm 단위의 정확도로 거리를 측정할 수 있기 때문에 고정밀 위치 측정이 가능하다. 이외에도 센서 모듈(111)은 다양한 무선 통신 기술로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(111)에는 RF(Radio Frequency) 통신, 적외선 통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 또는 지그비(Zigbee) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
또한, 센서 모듈(111)은 애완 동물의 움직임을 감지할 수 있고, 움직임 신호를 발신할 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(111)은 가속도 센서, 자기 센서, 중력 센서 또는 자이로스코프 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 센서 모듈(111)은 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 포함할 수 있다. 관성 측정 장치(IMU)는 가속도 센서, 자기 센서 및 자이로스코프로 구성될 수 있다. 센서 모듈(111)은 애완 동물의 움직임에 의해 발생하는 힘, 가속도 및 각속도를 측정할 수 있고, 애완 동물을 둘러싼 자기장을 측정할 수 있다.
배터리(112)는 센서 모듈(111)에 전력을 공급할 수 있다. 배터리(112)는 메인 바디(110) 내부에 마련될 수 있고, 센서 모듈(111)과 일체형으로 마련되거나 분리형으로 마련될 수 있다. 배터리(112)는 유선 또는 무선으로 충전될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 외관을 도시한다. 도 4는 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 내부를 도시한다. 도 5는 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 펫 케어 로봇(20)은 메인 바디(200)와 휠(202202)을 포함할 수 있다. 휠(202)은 메인 바디(200)의 좌우 양쪽에 마련될 수 있다. 휠(202)의 회전에 의해 펫 케어 로봇(20)이 이동할 수 있다. 메인 바디(200)는 하우징(201)을 포함하고, 하우징(201) 내부에 펫 케어 로봇(20)의 구성요소들이 마련될 수 있다. 이동 로봇(20)은 전체적으로 구형(spherical shape)을 갖도록 마련될 수 있다. 휠(202)은 하우징(201) 내부에 수용될 수 있다. 구형의 펫 케어 로봇(20)은 예시에 불과하고, 펫 케어 로봇(20)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 펫 케어 로봇(20)은 모빌리티 모듈(310), 제1 통신 모듈(220), 제2 통신 모듈(230), 스피커 모듈(240), 카메라(250), IR센서(260), 전원 모듈(270) 및 제어부(280280)를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 펫 케어 로봇(20)은 주변의 장애물을 감지하는 장애물 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 장애물을 회피하여 주행할 수 있다. 제어부(280)는 펫 케어 로봇(20)의 구성요소들과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들의 동작을 제어할 수 있다.
도 4와 도 5에서 설명되는 구성들 중 적어도 하나는 펫 케어 로봇(20)에서 생략될 수 있다. 또한, 펫 케어 로봇(20)에는 도 4와 도 5에서 설명되는 구성들 이외의 다른 구성이 포함될 수도 있다. 예를 들면, 펫 케어 로봇(20)은 시각적 정보를 출력하는 디스플레이(미도시)를 더 포함할 수 있다.
모빌리티 모듈(230)은 휠(202)을 회전시킬 수 있다. 휠(202)의 회전에 따라 메인 바디(200)의 위치가 이동될 수 있다. 모빌리티 모듈(230)은 모터를 포함할 수 있다. 모빌리티 모듈(230)은 메인 바디(200) 내부에 마련될 수 있고, 휠(202)의 위치에 대응하는 메인 바디(200)의 양측에 마련될 수 있다. 모빌리티 모듈(230)은 제어부(280)의 제어 하에 전원 모듈(270)로부터 전력을 제공받아 구동할 수 있다.
제1 통신 모듈(220)은 다양한 무선 통신 기술로 구현될 수 있다. 예를 들면, 제1 통신 모듈(220)은 UWB(Ultra-wideband) 통신, RF(Radio Frequency) 통신, 적외선 통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 및/또는 지그비(Zigbee) 중 적어도 하나를 이용하여 웨어러블 기기(10) 및 스테이션(30)과 통신을 수행할 수 있다. 제1 통신 모듈(220)은 바람직하게는 UWB(Ultra-wideband) 모듈일 수 있다. 즉, 펫 케어 로봇(20)의 제1 통신 모듈(220)은 초광대역 통신 방식을 이용하여 신호를 송신하고 수신할 수 있다.
제1 통신 모듈(220)은 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출할 수 있다. 또한, 제1 통신 모듈(220)은 제1 통신 방식으로 탐색 신호에 응답하는 웨어러블 기기(10)로부터 반응 신호를 수신할 수 있다. 제1 통신 방식은 UWB 통신 방식일 수 있다. UWB 통신에 의해, 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 펫 케어 로봇(20)으로부터 웨어러블 기기(10) 또는 스테이션(30)까지의 거리를 용이하고 정확하게 산출할 수 있다. 또한, 제어부(280)는 제1 통신 모듈(220)에 의해 수신되는 신호에 기초하여 웨어러블 기기(10)의 상대 위치와 스테이션(30)의 상대 위치를 판단할 수 있다.
제1 통신 모듈(220)은 복수의 안테나(221)를 포함할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 복수의 안테나(221)를 통해 수신되는 반응 신호에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다. 도 4에서 안테나(221)는 2개로 예시된다. 복수의 안테나(221)는 제1 통신 모듈(220)의 회로 기판에 수평으로 실장될 수 있다. 구체적으로, 복수의 안테나(220)는 펫 케어 로봇(20)의 전방에 수직한 방향으로 지면에 수평이 되도록 설치될 수 있다. 복수의 안테나(221)를 포함하는 제1 통신 모듈(220)의 회로 기판은 지면에 수직한 방향으로 설치될 수 있다. 복수의 안테나(221)는 펫 케어 로봇(20)의 중심을 지나고 전방과 후방을 잇는 직선을 기준으로 대칭이 되도록 배열될 수 있다. 또한, 펫 케어 로봇(20)은 복수의 안테나(221) 주변(안테나(221)의 전방, 후방 및 측방)에 전파의 진행을 방해하는 금속 부품이 존재하지 않는 구조를 가질 수 있다.
제2 통신 모듈(230)은 이벤트 발생을 검출할 수 있고, 이벤트 발생 정보를 전송할 수 있다. 이벤트 발생은 외력에 의한 펫 케어 로봇(20)의 움직임을 포함할 수 있다. 예를 들면, 애완 동물이 발 또는 입으로 펫 케어 로봇(20)을 건드리면 펫 케어 로봇(20)에는 힘이 가해지므로, 펫 케어 로봇(20)의 움직임이라는 이벤트가 발생할 수 있다. 제2 통신 모듈(230)은 이벤트 발생 신호를 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)로 전달할 수 있고, 제어부(280)는 이벤트 발생 신호를 분석하여 외력에 의한 이벤트의 발생을 판단할 수 있다.
또한, 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 스테이션(30)에 전송하도록 제2 통신 모듈(230)을 제어할 수 있다. 제2 통신 방식은 제1 통신 모듈(220)에서 사용되는 제1 통신 방식과 다를 수 있다. 예를 들면, 제2 통신 방식은 RF(Radio Frequency) 통신, 적외선 통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 및/또는 지그비(Zigbee)를 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이, 제1 통신 방식은 UWB(Ultra-wideband) 통신 규약을 따를 수 있다.
제2 통신 모듈(230)은 움직임 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 통신 모듈(230)은 가속도 센서, 자기 센서, 중력 센서 및/또는 자이로스코프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 통신 모듈(230)은 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)를 포함할 수 있다. 제2 통신 모듈(230)은 하우징(201) 내부에 마련될 수 있고, 별도의 회로 기판을 포함할 수 있다. 도 4에서 제2 통신 모듈(230)은 하우징(201) 내부의 상단에 위치하는 것으로 예시되어 있다.
스피커(240)는 다양한 소리를 출력할 수 있다. 예를 들면, 스피커(240)는 애완 동물의 관심을 유발하는 소리를 출력할 수 있다. 스피커(240)는 하우징(201) 내부의 하단에 마련되는 것으로 예시되었으나, 다양한 위치에 마련될 수 있다. 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 웨어러블 기기(10)로부터 수신되는 반응 신호에 기초하여 소리를 출력하도록 스피커(280)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(280)는 이벤트 발생 정보에 기초하여 소리를 출력하도록 스피커(280)를 제어할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 애완 동물이 이동 로봇(20)을 입 또는 발로 건드리는 것에 응답하여 소리를 출력할 수 있다.
카메라(250)는 하우징(201) 내부의 전방에 마련될 수 있다. 카메라(250)가 마련되는 위치는 예시에 불과하므로, 카메라(250)는 다양한 위치에 마련될 수 있다. 카메라(250)는 영상을 촬영하고 영상 데이터를 제어부(280)에 전달할 수 있다. 제어부(280)는 영상 데이터를 사용자의 모바일 장치(미도시)로 전송하도록 통신 모듈(220, 230)을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(280)는 영상 데이터에서 애완 동물을 식별하고 애완 동물의 움직임을 판단할 수 있다. 제어부(280)는 영상 데이터를 이용하여 애완 동물을 추종하도록 모빌리티 모듈(210)를 제어할 수 있다.
IR(Infrared Ray) 센서(260)는 적외선 신호를 송신 및 수신할 수 있고, 하우징(201) 내부의 전방에 마련될 수 있다. IR 센서(260)는 스테이션(30)으로 펫 케어 로봇(20)의 복귀를 위해 사용될 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 미리 정해진 플레이 시간이 경과하는 경우 또는 전원 모듈(270)의 배터리(271)의 충전이 요구되는 경우, 스테이션(30)으로 복귀할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 배터리(271)의 충전량에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다. 예를 들면, 배터리(271)의 충전량이 감소하여 미리 정해진 최소 임계값에 도달하는 경우, 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 스테이션(30) 방향으로 이동 방향을 결정할 수 있다.
펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 송수신되는 적외선 신호에 기초하여 이동 로봇(20)의 충전 단자와 충전 모듈(310)의 충전 단자를 정렬시키고 도킹을 수행할 수 있다. 또는, 스테이션(30)의 충전 모듈(310)이 무선 충전 패드를 포함하는 경우, 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 적외선 신호에 기초하여 펫 케어 로봇(20)의 배터리(271)와 무선 충전 패드를 정렬시키고, 펫 케어 로봇(20)이 무선 충전 패드로 이동하도록 모빌리티 모듈(210)을 제어할 수 있다.
이러한 펫 케어 로봇(20)의 복귀는 UWB 통신에 의해서도 수행될 수 있다. 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 스테이션(30)과 UWB 통신을 통해 충전 모듈(310) 내 충전 단자 또는 무선 충전 패드까지의 거리 및 각도를 산출할 수 있고, 충전 모듈(310) 내 충전 단자의 위치 또는 무선 충전 패드의 위치를 판단할 수 있다. 한편, 펫 케어 로봇(20)의 복귀는 UWB 통신만으로도 수행될 수 있으므로, IR 센서(260)는 생략될 수도 있다.
또한, 일 실시예로서, 펫 케어 로봇(20)이 스테이션(30)의 근처(예: 2m 이내)에 위치하는 경우, 펫 케어 로봇(20)은 스테이션(30)과 적외선 통신하여 스테이션(30)의 충전 모듈(310) 내부로 이동할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)이 스테이션(30)으로부터 원거리(예: 2m 초과)에 위치하는 경우, 펫 케어 로봇(20)은 스테이션(30)과 UWB 통신하여 충전 모듈(310) 내부로 이동할 수 있다. 전원 모듈(270)은 펫 케어 로봇(20)의 구성요소들에 전력을 공급할 수 있다. 전원 모듈(270)은 전원 회로로 구현될 수 있고, 배터리(271)를 포함할 수 있다. 전원 회로와 배터리(271)는 일체형으로 마련되거나 분리형으로 마련될 수 있다. 전원 모듈(270)은 메인 바디(200) 내부에 마련될 수 있다. 배터리(271)는 유선 또는 무선으로 충전될 수 있다.
제어부(280)는 하우징(201) 내부에 마련될 수 있고, 펫 케어 로봇(20)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(280)는 프로세서(281)와 메모리(282)를 포함할 수 있다. 메모리(282)는 펫 케어 로봇(20)의 동작을 제어하기 위한 프로그램, 인스트럭션 및 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(281)는 메모리(282)에 기억 및/또는 저장된 프로그램, 인스트럭션 및 데이터에 기초하여 펫 케어 로봇(20)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부(280)는 프로세서(281)와 메모리(282)가 실장된 제어 회로로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(280)는 복수의 프로세서와 복수의 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(281)는 하드웨어로서, 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(281)는 메모리(282)로부터 제공된 프로그램 및/또는 인스트럭션에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다. 메모리(282)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S램(Static Random Access Memory, SRAM) 또는 D램(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리와, 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 또는 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 스테이션을 도시한다. 도 7은 일 실시예에 따른 스테이션의 제어 블록도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 스테이션(30)은 충전 모듈(310), 작동 모듈(320), 통신 모듈(330), 스피커(340) 및 제어부(350)를 포함할 수 있다. 제어부(350)는 스테이션(30)의 구성요소들과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성들의 동작을 제어할 수 있다.
스테이션(30)에는 도 6과 도 7에서 설명되는 구성들 이외의 다른 구성이 포함될 수도 있다. 예를 들면, 시각적 정보를 출력하는 디스플레이(미도시)를 더 포함할 수 있다.
충전 모듈(310)은 스테이션(30)의 하부에 마련될 수 있다. 충전 모듈(310)은 펫 케어 로봇(20)이 출입하는 수용 공간을 포함할 수 있고, 수용 공간을 개방하거나 폐쇄하는 도어(311)를 포함할 수 있다. 도어(311)는 펫 케어 로봇(20)이 스테이션(30)의 내부에서 외부로 이동하는 경우 또는 펫 케어 로봇(20)이 외부로부터 스테이션(30) 내부로 복귀하는 경우 개방될 수 있다. 펫 케어 로봇(20)이 스테이션(30)의 외부에서 동작 중인 경우 또는 펫 케어 로봇(20)이 스테이션(30)의 내부에서 대기 중인 경우에는 도어(311)가 폐쇄될 수 있다.
충전 모듈(310)의 수용 공간 내에는 펫 케어 로봇(20)의 배터리(271)를 충전하는 충전 단자 및/또는 충전 패드가 마련될 수 있다. 예를 들면, 충전 모듈(310)은 유선 충전 단자 및/또는 무선 충전 패드를 포함할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 미리 정해진 플레이 시간이 경과하는 경우 또는 배터리(271)의 충전이 요구되는 경우, 충전 모듈(310) 내부로 복귀할 수 있다.
작동 모듈(320)은 스테이션(30)의 상부에 마련될 수 있다. 작동 모듈(320)은 내용물을 저장하고 내용물을 배출하는 디스펜서를 포함할 수 있다. 내용물은 애완 동물용 간식일 수 있다. 작동 모듈(320)은 간식이 토출되는 토출구(321)를 포함할 수 있다. 토출구(321)는 스테이션(30)의 상부 면에 마련될 수 있다. 토출구(321)의 위치는 예시에 불과하므로, 토출구(321)는 스테이션(30)의 다양한 위치에 마련될 수 있다.
작동 모듈(320)은 보관통과 발사대를 포함할 수 있다. 내용물의 토출이 요구되는 경우, 작동 모듈(320)은 보관통 내의 간식을 발사대로 이동시키고, 간식이 토출구(321)를 통해 발사되도록 발사대를 구동시킬 수 있다. 발사대는 스프링의 탄성에 의해 간식을 발사하는 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 발사대는 투석기 형태로 마련될 수 있다.
한편, 펫 케어 로봇(20)이 충전 모듈(310) 내에 위치하는 경우, 스테이션(30)의 제어부(350)는 웨어러블 기기(10)로부터 수신되는 통신 신호에 기초하여 웨어러블 기기(10)의 위치를 판단하고, 웨어러블 기기(10)의 위치에 기초하여 펫 케어 로봇(20)의 작동 개시 여부를 결정할 수 있다. 스테이션(30)은 웨어러블 기기(10)가 미리 정해진 간식 토출 범위 내에 위치하는 경우, 펫 케어 로봇(20)에 작동 개시 신호를 전송하고, 도어(311)를 개방할 수 있다.
통신 모듈(330)은 다양한 무선 통신 기술로 구현될 수 있다. 예를 들면, 통신 모듈(330)은 UWB(Ultra-wideband) 통신, RF(Radio Frequency) 통신, 적외선 통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 또는 지그비(Zigbee) 중 적어도 하나를 이용하여 웨어러블 기기(10) 및 펫 케어 로봇(20)과 통신을 수행할 수 있다. 통신 모듈(330)은 바람직하게는 UWB(Ultra-wideband) 모듈일 수 있다. 즉, 스테이션(30)의 통신 모듈(330)은 초광대역 통신 신호를 송신하고 수신할 수 있다. 예를 들면, 스테이션(30)의 통신 모듈(330)은 웨어러블 기기(10)의 센서 모듈(111) 또는 펫 케어 로봇(20)의 제1 통신 모듈(220)로부터 발신되는 UWB 신호를 수신하는 'UWB 앵커(anchor)'로 동작할 수 있다. 또한, 스테이션(30)의 통신 모듈(330)은 펫 케어 로봇(20)으로 UWB 신호를 발신하는 'UWB 태그(tag)'로 동작할 수도 있다. 스피커(340)는 다양한 소리를 출력할 수 있다. 스피커(340)는 스테이션(30)의 다양한 위치에 마련될 수 있다. 스테이션(30)의 제어부(350)는 소리를 출력하도록 스피커(340)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 스테이션(30)의 제어부(350)는, 미리 정해진 시간 동안 웨어러블 기기(10)로부터 수신되는 움직임 신호의 변화가 없는 경우, 애완 동물의 관심을 유발하는 소리를 출력하도록 스피커(340)를 제어할 수 있다. 다시 말해, 애완 동물이 일정 시간 동안 움직이지 않는 경우, 스테이션(30)은 소리를 출력하여 애완 동물의 관심을 유발할 수 있고, 애완 동물이 스테이션(30) 근처로 이동하도록 유도할 수 있다.
제어부(350)는 스테이션(30)의 내부에 마련될 수 있고, 스테이션(30)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(350)는 프로세서(351)와 메모리(352)를 포함할 수 있다. 메모리(352)는 스테이션(30)의 동작을 제어하기 위한 프로그램, 인스트럭션 및 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서(351)는 메모리(352)에 기억 및/또는 저장된 프로그램, 인스트럭션 및 데이터에 기초하여 스테이션(30)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부(350)는 프로세서(351)와 메모리(352)가 실장된 제어 회로로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(350)는 복수의 프로세서와 복수의 메모리를 포함할 수 있다.
한편, 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 '제1 제어부'로 지칭될 수 있고, 스테이션(30)의 제어부(350)는 '제2 제어부'로 지칭될 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 펫 케어 시스템의 동작이 상세히 설명된다.
도 8은 일 실시예에 따른 펫 케어 시스템의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 펫 케어 로봇(20)은 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출할 수 있다(401). 제1 통신 방식은 UWB 통신 방식일 수 있고, 탐색 신호는 UWB 통신 규약에 따른 UWB 신호일 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 제1 통신 방식으로 탐색 신호에 응답하는 반응 신호를 송출할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)로부터 반응 신호를 수신할 수 있다(402).
펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)로부터 수신된 반응 신호에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다(403). 펫 케어 로봇(20)의 프로세서(281)는 이동 방향을 따라 메인 바디가 이동하도록 모빌리티 모듈(210)을 제어할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)와 가까워지는 방향으로 이동 방향을 결정할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)로부터 수신된 반응 신호에 기초하여 펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10) 간 이격 거리를 판단할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)의 위치로 이동할 수 있다. 웨어러블 기기(10)를 착용한 애완 동물이 움직일 경우, 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)를 추종하면서 주행할 수 있다. 웨어러블 기기(10), 펫 케어 로봇(20) 및 스테이션(30)이 UWB 통신을 통해 상호 통신하는 경우, 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)와 스테이션(30)의 위치를 높은 정확도로 판단할 수 있고, 스테이션(30)도 웨어러블 기기(10)와 펫 케어 로봇(20)의 위치를 높은 정확도로 판단할 수 있다.
구체적으로, 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)로 탐색 신호(UWB 신호)를 송신하고, 웨어러블 기기(10)로부터 반응 신호(UWB 응답 신호)를 수신할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 웨어러블 기기(10)로부터 반응 신호를 수신한 시각과 탐색 신호를 송신한 시각에 기초하여 지연 시간 정보를 획득할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 ToF(Time of Flight) 기술을 이용하여 웨어러블 기기(10)까지의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 Two-Way Ranging 을 이용하여 웨어러블 기기(10)까지의 거리를 산출할 수 있다. Two-Way Ranging 은 송신기와 수신기가 여러 번 신호를 주고받으면서 자체적으로 갖고 있는 시간 정보를 공유하여 시간 오차를 제거함으로써, 거리를 측정하는 방식이다.
펫 케어 로봇(20)의 제1 통신 모듈(220)은 복수의 안테나(221)를 포함하고, 제어부(280)는 복수의 안테나(221)로 수신되는 신호들의 시간차를 이용하여 웨어러블 기기(10)의 상대 위치를 판단할 수 있다. 즉, 펫 케어 로봇(20)의 제어부(280)는 AoA(Angle of Arrival) 측위 기술을 이용하여 웨어러블 기기(10)와 펫 케어 로봇(20)의 상대 위치를 판단할 수 있다. TDoA(Time Delay on Arrival) 또는 PDoA(Phase Delay on Arrival) 측위 기술이 이용될 수 있다. 제어부(280)는 안테나(221) 각각에 수신되는 신호들의 시간차를 이용하여 웨어러블 기기(10)와 안테나(221)의 각도를 산출할 수 있다(TDoA 방법). 제어부(280)는 안테나(221) 각각에 수신되는 신호들의 펄스 주기를 검출하고, 펄스 주기의 위상 차를 이용하여 웨어러블 기기(10)와 안테나(221)의 각도를 산출할 수 있다(PDoA 방법). UWB 통신을 이용한 측위 기술은 이미 공지된 기술이므로, 자세한 설명은 생략된다.
마찬가지 방법으로, 펫 케어 로봇(20)은 스테이션(30)까지의 거리와 각도를 산출하고, 스테이션(30)까지의 주행 경로를 결정할 수 있다.
펫 케어 로봇(20)은 이벤트 발생을 검출할 수 있고, 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 스테이션(30)에 전송할 수 있다(404). 이벤트 발생은 외력에 의한 펫 케어 로봇(20)의 움직임을 포함할 수 있다. 다시 말해, 펫 케어 로봇(20)은 외력에 의한 움직임이 검출되면, 이벤트 발생 정보를 스테이션(30)으로 전송할 수 있다. 또한, 펫 케어 로봇(20)은 외력에 의한 이벤트 발생에 응답하여 소리를 출력할 수 있다.
스테이션(30)은 이벤트 발생 정보의 수신에 기초하여 미리 정해진 동작을 수행하도록 작동 모듈(320)을 제어할 수 있다(405). 작동 모듈(320)은 내용물을 배출하는 디스펜서를 포함할 수 있고, 미리 정해진 동작은 디스펜서에 의한 내용물의 배출 동작을 포함할 수 있다. 또한, 미리 정해진 동작은 스피커(340)에 의한 소리 출력을 포함할 수 있다. 스테이션(30)은 이벤트 발생 정보의 수신에 응답하여 펫 케어 로봇(20)의 위치로 간식을 발사할 수 있다.
도 9는 웨어러블 기기와 펫 케어 로봇 간 거리에 따른 펫 케어 로봇의 동작을 설명한다.
도 9를 참조하면, 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)와의 거리에 따라 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들면, 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)와의 거리가 제1 거리 이내인 경우 정지하고, 웨어러블 기기(10)와의 거리가 제1 거리 보다 큰 제2 거리 이내인 경우 웨어러블 기기(10)의 위치에 기초하여 방향을 전환하고, 웨어러블 기기(10)와의 거리가 제2 거리보다 큰 경우 웨어러블 기기(10)를 추종하면서 이동할 수 있다.
펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10) 사이의 거리가 제1 거리 이내인 영역은 제1 영역(510)으로 정의될 수 있다. 제1 거리는, 예를 들면, 50cm일 수 있다. 펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10) 사이의 거리가 제1 거리 이내인 경우, 펫 케어 로봇(20)이 애완 동물과 근접한 것으로 볼 수 있다. 이 경우 애완 동물이 펫 케어 로봇(20)을 입 또는 발로 건드릴 수 있으므로, 펫 케어 로봇(20)은 정지 동작을 취할 수 있다.
펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)와의 거리에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10) 사이의 거리가 제1 거리 보다 크고 제2 거리 이내인 영역은 제2 영역(520)으로 정의될 수 있다. 제2 거리는, 예를 들면, 100cm일 수 있다. 펫 케어 로봇(20)과 애완 동물이 제2 영역(520)에 위치하는 경우, 펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10)는 다소 떨어져 있으나, 애완 동물이 다시 빠르게 펫 케어 로봇(20)에 접근할 수 있다. 따라서 펫 케어 로봇(20)은 애완 동물이 위치하는 쪽으로 방향을 전환하는 동작을 취함으로써, 애완 동물의 관심을 계속 유발할 수 있다.
펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10) 사이의 거리가 제2 거리 보다 큰 영역은 제3 영역(530)으로 정의될 수 있다. 또한, 제3 영역(530)은 스테이션(30)의 간식 토출 범위로 정의될 수도 있다. 즉, 스테이션(30)으로부터 가장 멀리 떨어진 제3 영역(530)의 지점까지의 거리는 스테이션(30)이 간식을 발사할 수 있는 최대 거리일 수 있다. 스테이션(30)의 간식 토출 범위는 설계에 따라 달라질 수 있다. 펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10) 사이의 거리가 제2 거리보다 멀어질 경우에는 애완 동물이 펫 케어 로봇(20)에 대한 흥미를 잠시 잃고 펫 케어 로봇(20)을 떠나는 것으로 볼 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 애완 동물을 추종하는 주행을 함으로써 애완 동물의 관심을 다시 유발할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 스테이션의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10에서 펫 케어 로봇(20)은 스테이션(30)의 충전 모듈(310) 내부에 위치하는 것으로 전제된다. 스테이션(30)의 통신 모듈(330)은 애완 동물에 착용된 웨어러블 기기(10)로부터 움직임 신호를 수신할 수 있다(601).
스테이션(30)의 제어부(350)는 웨어러블 기기(10)의 움직임 신호에 변화가 있는지 판단할 수 있다(602). 스테이션(30)의 제어부(350)는 미리 정해진 시간 동안 웨어러블 기기(10)로부터 수신되는 움직임 신호의 변화가 없는 경우, 애완 동물의 관심을 유발하는 소리를 출력하도록 스피커(340)를 제어할 수 있다(603).
또한, 스테이션(30)의 제어부(350)는 웨어러블 기기(10)로부터 수신되는 반응 신호에 기초하여 웨어러블 기기(10)의 위치를 판단할 수 있다(604). 전술된 바와 같이, 웨어러블 기기(10)와 스테이션(30)은 UWB 통신이 가능하고, 스테이션(30)의 제어부(350)는 UWB 통신에 의한 위치 측정 방법을 이용하여 웨어러블 기기(10)의 위치를 판단할 수 있다.
스테이션(30)의 제어부(350)는 웨어러블 기기(10)가 미리 정해진 간식 토출 범위 내에 위치하는 경우, 펫 케어 로봇(20)에 작동 개시 신호를 전송할 수 있고, 도어(311)를 개방할 수 있다(606). 도어(311)가 개방되면, 펫 케어 로봇(20)은 스테이션(30)으로부터 나와 웨어러블 기기(10)가 위치하는 곳까지 이동할 수 있다.
스테이션(30)은 펫 케어 로봇(20)으로부터 이벤트 발생 정보를 수신할 수 있다(607). 펫 케어 로봇(20)이 외력에 의해 움직이면, 펫 케어 로봇(20)은 이벤트 발생 정보를 스테이션(30)으로 전송할 수 있다. 스테이션(30)의 제어부(350)는 이벤트 발생 정보에 기초하여 미리 정해진 동작을 수행하도록 작동 모듈(320)을 제어할 수 있다(608).
스테이션(30)은 펫 케어 로봇(20)으로부터 복귀 신호를 수신할 수 있다(609). 펫 케어 로봇(20)은 미리 정해진 플레이 시간이 경과하는 경우 또는 배터리(271)의 충전이 요구되는 경우, 스테이션(30)에 복귀 신호를 전송할 수 있다. 스테이션(30)의 제어부(350)는 이동 로봇(20)의 복귀 신호에 응답하여 도어(311)를 개방할 수 있다(610).
도 11은 일 실시예에 따른 펫 케어 로봇의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 11을 참조하면, 펫 케어 로봇(20)의 프로세서(281)는 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하도록 제1 통신 모듈(220)을 제어할 수 있다(701). 제1 통신 방식은 UWB 통신 방식일 수 있고, 탐색 신호는 UWB 통신 규약에 따른 UWB 신호일 수 있다. 펫 케어 로봇(20)의 제1 통신 모듈(220)은 제1 외부 기기로부터 탐색 신호에 응답하는 반응 신호를 수신할 수 있다(702). 또한, 프로세서(281)는 반응 신호에 기초하여 소리가 출력되도록 스피커 모듈(240)을 제어할 수 있다. 제1 외부 기기는 웨어러블 기기(10)일 수 있다.
펫 케어 로봇(20)의 프로세서(281)는 반응 신호에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있고, 이동 방향을 따라 메인 바디가 이동하도록 모빌리티 모듈(210)을 제어할 수 있다. 구체적으로, 펫 케어 로봇(20)의 프로세서(281)는 제1 외부 기기로부터 수신된 반응 신호에 기초하여 펫 케어 로봇(20)과 제1 외부기기 간 이격 거리를 결정할 수 있다(703). 또한, 프로세서(281)는 이격 거리에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다(704). 프로세서(281)는 이격 거리가 감소하도록 이동 방향을 결정할 수 있다.
또한, 펫 케어 로봇(20)의 프로세서(281)는 제1 외부기기와의 거리가 증가하는지 모니터링 할 수 있다. 전술된 바와 같이, 펫 케어 로봇(20)은 제1 외부기기와의 거리에 따라 다른 동작을 수행할 수 있다.
펫 케어 로봇(20)의 제2 통신 모듈(230)은 이벤트 발생을 검출할 수 있다(705). 프로세서(281)는 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 제2 외부기기에 전송하도록 제2 통신 모듈(230)을 제어할 수 있다(706). 제2 통신 방식은 제1 통신 모듈(220)에서 사용되는 제1 통신 방식과 다를 수 있다. 제2 외부기기는 스테이션(30)일 수 있다. 또한, 프로세서(281)는 이벤트 발생의 검출에 응답하여 소리가 출력되도록 스피커 모듈(240)을 제어할 수 있다.
펫 케어 로봇(20)의 프로세서(281)는 배터리(271)의 충전량을 검출할 수 있다(707). 프로세서(281)는 배터리(271)의 충전량에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다(708). 예를 들면, 배터리(271)의 충전량이 감소하여 미리 정해진 최소 임계값에 도달하는 경우, 펫 케어 로봇(20)의 프로세서(281)는 제2 외부기기의 방향으로 이동 방향을 결정할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 펫 케어 시스템의 동작을 더 상세히 설명한다.
주인이 외출하는 경우, 애완 동물은 현관 앞에 가만히 앉아 주인을 기다릴 수 있다. 즉, 애완 동물은 현관 앞에서 일정 시간 동안 움직이지 않을 수 있다. 801 단계에서, 웨어러블 기기(10)를 착용한 애완 동물은 현관 앞에 위치할 수 있고, 펫 케어 로봇(20)을 수용한 스테이션(30)은 거실 구석에 위치할 수 있다. 스테이션(30)은 웨어러블 기기(10)로부터 움직임 신호를 수신할 수 있고, 움직임 신호의 변화를 판단할 수 있다.
802 단계에서, 스테이션(30)은 미리 정해진 시간 동안 웨어러블 기기(10)로부터 수신되는 움직임 신호의 변화가 없는 경우, 애완 동물의 관심을 유발하는 소리를 출력할 수 있다(603). 애완 동물은 소리에 반응하여 스테이션(30) 쪽으로 이동할 수 있다. 803 단계에서, 스테이션(30)은 애완 동물이 간식 토출 범위 내에 위치하는 경우, 펫 케어 로봇(20)에 작동 개시 신호를 전송하고, 도어(311)를 개방할 수 있다(606). 도어(311)가 개방되면, 펫 케어 로봇(20)은 스테이션(30)으로부터 나와 웨어러블 기기(10)가 위치하는 곳까지 이동할 수 있다(704).
804 단계에서, 펫 케어 로봇(20)은 외력에 의한 이벤트 발생에 응답하여 소리를 출력할 수 있다(706). 또한, 펫 케어 로봇(20)은 이벤트 발생 정보를 스테이션(30)으로 전송할 수 있다. 스테이션(30)은 이벤트 발생 정보의 수신에 기초하여 펫 케어 로봇(20)의 위치로 간식을 발사할 수 있다(608).
805 단계에서, 애완 동물이 펫 케어 로봇(20)에 대한 흥미를 잠시 잃고 펫 케어 로봇(20)을 떠날 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 웨어러블 기기(10)와의 거리에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다(704). 예를 들면, 도 9에서 설명된 것과 같이, 펫 케어 로봇(20)과 웨어러블 기기(10) 사이의 거리가 제2 거리보다 멀어질 경우, 펫 케어 로봇(20)은 애완 동물을 추종하는 주행을 할 수 있다. 806 단계에서, 펫 케어 로봇(20)은 미리 정해진 플레이 시간이 경과하는 경우 또는 배터리(271)의 충전이 요구되는 경우, 스테이션(30)으로 복귀할 수 있다. 펫 케어 로봇(20)은 배터리(271)의 충전량에 기초하여 이동 방향을 결정할 수 있다(708).
상술된 바와 같이, 개시된 펫 케어 시스템 및 펫 케어 방법은, 주인이 부재 중인 경우에도 애완 동물의 움직임을 유도하고 애완 동물에게 보상을 제공할 수 있다. 따라서 애완 동물의 신체적 건강 및 정신적 건강이 증진될 수 있다.
또한, 개시된 펫 케어 시스템 및 펫 케어 방법은, 애완 동물이 착용하는 웨어러블 기기와 애완 동물을 추종 가능한 이동 로봇 간 거리에 따라 이동 로봇의 동작을 변경할 수 있다. 따라서 이동 로봇에 대한 애완 동물의 관심이 유지될 수 있고, 애완 동물의 케어가 보다 효과적으로 수행될 수 있다.
또한, 개시된 펫 케어 시스템 및 펫 케어 방법에 의하면, 사용자의 조작이 없더라도 애완 동물의 케어가 가능하고, 이동 로봇에 대한 애완 동물의 직접적인 터치가 가능하므로 놀이에 대한 애완 동물의 만족도가 향상될 수 있다.
또한, 개시된 펫 케어 시스템 및 펫 케어 방법에 의하면, 이동 로봇을 보관하고 충전할 수 있는 스테이션이 구비되므로, 이동 로봇의 관리가 용이하다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 펫 케어 시스템
10: 웨어러블 기기
20: 이동 로봇
30: 스테이션

Claims (17)

  1. 제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하는 제1 통신 모듈 및 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 전송하는 제2 통신 모듈을 포함하는 이동 로봇;
    상기 탐색 신호에 응답하여 상기 제1 통신 방식으로 반응 신호를 송출하는 센서 모듈을 포함하는 웨어러블 기기; 및
    상기 이벤트 발생 정보의 수신에 기초하여 미리 정해진 동작을 수행하는 작동 모듈을 포함하는 스테이션;을 포함하고,
    상기 이동 로봇은, 상기 웨어러블 기기로부터 수신된 상기 반응 신호에 기초하여 상기 이동 로봇의 이동 방향을 결정하는 프로세서;를 더 포함하는, 펫 케어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 프로세서는,
    상기 이동 로봇이 상기 웨어러블 기기와 가까워지는 방향으로 상기 이동 방향을 결정하는, 펫 케어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동 로봇은, 소리를 출력하는 스피커 모듈;을 더 포함하고,
    상기 이동 로봇의 프로세서는,
    상기 반응 신호에 기초하여 상기 소리가 출력되도록 상기 스피커 모듈을 제어하는, 펫 케어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 통신 모듈은, 복수의 안테나를 포함하고,
    상기 제1 통신 방식은 UWB(Ultra-wideband) 통신 규약을 따르는, 펫 케어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 로봇은, 배터리를 포함하는 전원 모듈;을 더 포함하고,
    상기 스테이션은, 상기 이동 로봇의 상기 배터리를 충전하는 충전 모듈;을 더 포함하며,
    상기 이동 로봇의 프로세서는,
    상기 이동 로봇의 상기 배터리의 충전량에 기초하여 상기 이동 방향을 결정하는, 펫 케어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동 로봇의 프로세서는,
    상기 반응 신호에 기초하여 상기 이동 로봇과 상기 웨어러블 기기 간 이격 거리를 판단하고, 상기 이격 거리에 기초하여 상기 이동 방향을 결정하는, 펫 케어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스테이션의 작동 모듈은,
    내용물을 저장하고 상기 내용물을 배출하는 디스펜서;를 포함하고,
    상기 미리 정해진 동작은 상기 디스펜서에 의한 상기 내용물의 배출 동작을 포함하는, 펫 케어 시스템.
  8. 메인 바디;
    제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하고, 제1 외부기기로부터 상기 탐색 신호에 대응하는 반응 신호를 수신하는 제1 통신 모듈;
    상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식으로 이벤트 발생 정보를 전송하는 제2 통신 모듈;
    상기 메인 바디의 위치를 이동시키도록 구성되는 모빌리티 모듈; 및
    상기 모빌리티 모듈의 작동을 제어하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 반응 신호에 기초하여 결정되는 이동 방향을 따라 상기 메인 바디가 이동하도록 상기 모빌리티 모듈을 제어하고,
    상기 이벤트 발생 정보를 제2 외부기기로 전송하도록 상기 제2 통신 모듈을 제어하는, 펫 케어 로봇.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 통신 모듈은, 복수의 안테나를 포함하고,
    상기 제1 통신 방식은 UWB(Ultra-wideband) 통신 규약을 따르는, 펫 케어 로봇.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 반응 신호에 기초하여 상기 펫 케어 로봇과 상기 제1 외부기기 간 이격 거리를 판단하고, 상기 이격 거리에 기초하여 상기 이동 방향을 결정하는, 펫 케어 로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 이격 거리가 감소하도록 상기 이동 방향을 결정하는, 펫 케어 로봇.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 모빌리티 모듈에 전원을 공급하는 배터리;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 배터리의 충전량에 기초하여 상기 이동 방향을 결정하는, 펫 케어 로봇.
  13. 제9항에 있어서,
    소리를 출력하는 스피커 모듈;을 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 반응 신호에 기초하여 상기 소리가 출력되도록 상기 스피커 모듈을 제어하는, 펫 케어 로봇.
  14. 자율 주행 가능한 펫 케어 로봇의 제어 방법에 있어서,
    제1 통신 방식으로 탐색 신호를 송출하고;
    제1 외부기기로부터 상기 탐색 신호에 대응하는 반응 신호를 수신하고;
    이벤트 발생을 검출하고;
    상기 이벤트 발생의 검출에 기초하여 상기 제1 통신 방식과 다른 제2 통신 방식으로 제2 외부기기로 이벤트 발생 정보를 전송하고;
    상기 반응 신호에 기초하여 상기 펫 케어 로봇과 상기 제1 외부기기 간 이격 거리를 판단하고; 및
    상기 이격 거리에 기초하여 이동 방향을 결정하는 것;을 포함하는, 펫 케어 로봇의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이동 방향을 결정하는 것은,
    상기 이격 거리가 감소하도록 상기 이동 방향을 결정하는 것;을 포함하는, 펫 케어 로봇의 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 펫 케어 로봇의 배터리의 충전량을 검출하는 것;을 더 포함하고,
    상기 이동 방향을 결정하는 것은,
    상기 배터리의 충전량에 기초하여 상기 이동 방향을 결정하는 것;을 포함하는 펫 케어 로봇의 제어 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 통신 방식은,
    UWB(Ultra-wideband) 통신 규약을 따르는, 펫 케어 로봇의 제어 방법.
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