KR20230140966A - 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템 - Google Patents

Abstract

도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템이 개시된다. 도어 개방 인지 시스템은 도어 개방 감지 장치와 로봇을 포함한다. 도어 개방 감지 장치는 도어의 안쪽의 핸들에 거치되며, 로봇은 통신모듈을 포함하고 도어가 닫힌 상태에서 상기 도어의 안쪽에 위치한 내부 공간에서 정해진 작업을 수행한다. 도어 개방 감지 장치는, 도어의 닫힘시 스트링의 일단에 연결된 도어센싱부가 도어의 안쪽에 위치하고 스트링의 타단에 연결되어 상기 도어센싱부와 서로 연결된 태그가 도어의 바깥쪽에 위치하도록 고정된 상태에서 동작한다. 도어 개방 장치는, 도어가 열리면 틈 사이로 스트링의 타단과 태그가 중력반대방향으로 당겨지면서 도어센싱부가 중력방향으로 움직인 것을 감지하고, 이에 대응되는 감지 신호를 생성한다. 그러면, 로봇은, 통신모듈을 통해 도어 개방 감지 장치로부터 상기 감지 신호를 수신하고, 수신된 감지 신호에 기초하여 도어의 열림을 인지하고 작업을 중단한다.

Description

도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템{A DOOR OPEN DETECTION DEVICE AND A DOOR OPEN RECOGNITION SYSTEM}

본 발명은 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 도어의 핸들에 거치가능하도록 이루어진 도어 개방 감지 장치 및 이를 이용하여 작업중인 로봇에 도어의 개방을 알려줄 수 있는 도어 개방 인지 시스템에 관한 것이다.

안전상 또는 출입제한의 목적으로 문(door)의 열림을 감지해야하는 경우가 있다. 이에, 도어에 별도의 센서를 부착하거나 도어락 등을 설치하여, 도어의 개폐를 감시할 수 있다.

일반적으로, 도어의 개폐를 감시하기 위한 센서로 가속도 센서나 자이로 센서가 사용된다. 문이 열리거나 닫히는 과정에서 가속도의 변화가 발생한다. 가속도 센서나 자이로 센서는, 도어의 개폐시 발생하는 가속도나 자이로 값의 변화를 측정하여 도어의 개폐를 인지한다.

도어의 개폐시 발생하는 가속도나 자이로 값은 도어의 형태, 종류, 개폐 방식에 따라 차이가 있을 수 있다. 구체적으로, 가속도나 자이로 값은, 수동 문의 경우 문의 크기나 문을 여는 사람의 힘의 크기, 문을 여는 방식에 따라 달라진다. 또한, 자동 문의 경우 구동 모터, 기어, 축 등의 형태나 종류에 따라 얼마든지 가속도나 자이로 값이 달라진다. 어느 경우에도, 문이 등속운동으로 열리는 동안(구간)에서는 가속도나 자이로 값이 0이 되는데, 이러한 경우 문이 열리는 동작을 신속하고 정확히 추정하기 어렵다.

또한, 도어를 여는 방식은 매우 다양할 수 있다. 따라서, 도어가 열리는 동작에만 의존하여 가속도나 자이로 값을 센싱함으로써 도어 개방을 추정하는 것은 적용의 확장성을 제한하는 문제가 있다.

나아가, 도어의 개폐를 감시하기 위한 센서를 도어에 부착하거나 도어락 등에 설치하는 방식은, 센서나 장치를 도어 단위 또는 소정범위의 영역 단위로 구비해야하므로 설치의 불편과 사용 유연성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 도어의 종류나 개폐방식에 관계없이 거치가능한 핸들만 있다면 도어의 열린 상태를 신속하게 정확히 감지할 수 있는 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 도어가 열리는 속도와 관계 없이 도어가 열린 상태 자체를 감지함으로써, 도어를 여는 주체의 특성에 기인하지 않고 센싱 실패율을 최소화할 수 있는 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 별도의 설치나 장착 없이 작업이 이루어지는 장소의 변경에 맞도록 이동 및 거치가 가능한 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 출입제한목적을 외부에 알릴 수 있고 외부인의 임의 제거는 어려운 반면, 도어의 열림시 내부의 작업자('로봇' 등)에게 바로 알림해줄 수 있는 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 도어 개방 감지 장치는, 도어의 바깥쪽에 태그를 노출시켜 현재 내부공간에서 작업중임을 외부에 알리고, 도어가 열리면 노출된 태그의 이동과 반대방향으로 낙하하는 도어센서의 움직임을 센싱하여 도어 열림을 즉시 감지한다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 도어 개방 감지 장치는, 도어의 핸들에 거치되고 도어의 닫힘시 도어의 안쪽에는 도어센싱부가 도어의 바깥쪽에는 태그가 고정된 상태에서 동작한다. 이 상태에서 도어가 열리면 도어의 틈이 발생하여 고정된 태그가 이동하고, 태그와 연결된 도어센싱부가 중력방향으로 움직이게 되어 움직임을 감지한다. 도어센싱부는 이러한 움직임을 감지함으로써 도어의 열림을 인지하고 그에 대응되는 신호를 방출하게 된다. 그에 따라 도어가 열리는 속도나 개방 정도와 관계없이, 도어가 열리기만 하면 즉시 도어의 개방을 정확히 감지할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 도어 개방 감지 장치는, 도어의 핸들에 거치가능하도록 형성된 제1부분 및 상기 제1부분으로부터 연장된 제2부분을 포함하며, 상기 제2부분에는 적어도 하나의 홀을 구비한 표지부; 스트링 형상으로 이루어지며, 상기 표지부의 홀을 통과하여 스트링의 양끝이 중력방향을 향하도록 이루어진 연결부; 상기 연결부의 일단에 연결되고, 도어 열림시 중력방향으로의 움직임의 값을 센싱하는 도어센싱부; 및 상기 연결부의 타단에 연결되어 상기 연결부를 통해 상기 도어센싱부와 서로 연결되는 태그를 포함한다. 이때, 상기 도어센싱부는, 도어의 닫힘시 상기 표지부와 함께 상기 도어의 안쪽에 정렬되고 상기 태그가 상기 도어의 바깥쪽에 위치하도록 고정된 상태에서, 상기 도어의 열림시 상기 태그의 위치 이동에 따라 중력방향으로의 움직임을 감지하여 상기 도어의 열림을 감지하는 신호를 출력할 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 태그는,상기 도어가 닫힌 동안 상기 도어의 바깥쪽에 표시 노출되고 상기 도어의 열림시 틈의 발생에 따라 위치 이동이 가능하도록 얇고 긴 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 연결부의 일단에 연결된 상기 도어센싱부는, 상기 도어의 열림시, 상기 틈을 따라 상기 연결부의 타단에 연결된 태그가 중력반대방향으로 위치 이동하는 만큼 중력방향으로 낙차한 움직임 값을 감지할 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 표지부의 제2부분에는 적어도 복수의 홀이 상하방향으로 소정의 이격간격을 두고 나란히 배치될 수 있다. 이러한 경우, 연결부의 일단은 상기 복수의 홀을 위에서 아래로 순서대로 통과한 상태에서 상기 도어센싱부에 연결되며, 연결부의 타단은 상기 복수의 홀 중 하나만 통과한 상태에서 상기 태그에 연결되는 구조일 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 연결부의 스트링은 적어도 두줄 구조로 이루어지며, 상기 스트링의 두께는 상기 홀의 반지름보다 더 작은 값일 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 연결부의 타단에 연결된 상기 태그가 중력방향으로 당겨지는만큼 상기 연결부의 일단에 연결된 상기 도어센싱부가 중력반대방향으로 당겨지며, 상기 도어의 닫힘에 의해 상기 태그 및 상기 도어센싱부의 위치가 고정되며,상기 도어센싱부의 고정 위치는 중력방향으로의 움직임을 감지하기 위한 기준위치로 설정될 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 도어센싱부의 움직임은 상기 연결부를 통해 연결된 태그의 움직임에 기초하며, 상기 도어센싱부는, 상기 도어 열림시, 상기 태그의 고정 해제에 따른 움직임에 기초하여 상기 설정된 기준위치로부터 중력방향으로 낙차한 움직임의 값을 감지하고, 감지된 움직임에 대응되는 신호를 생성할 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 생성된 신호는 근거리 통신범위 내의 외부 디바이스로 전송될 수 있다.

본 발멸의 실시 예에 따른 도어 개방 인지 시스템은 도어의 안쪽의 핸들에 거치되는 도어 개방 감지 장치 및 통신모듈을 포함하고, 상기 도어가 닫힌 상태에서 상기 도어의 안쪽에 위치한 내부 공간에서 정해진 작업을 수행하는 로봇을 포함할 수 있다. 이때, 상기 도어 개방 감지 장치는, 도어의 닫힘시 스트링의 일단에 연결된 도어센싱부가 상기 도어의 안쪽에 위치하고 상기 스트링의 타단에 연결되어 상기 도어센싱부와 서로 연결된 태그가 상기 도어의 바깥쪽에 위치하도록 고정된 상태에서, 상기 도어의 열림시 상기 태그의 위치 이동에 따라 상기 도어센싱부가 중력방향으로의 움직임을 감지하여, 대응되는 감지 신호를 생성할 수 있다. 또한, 상기 로봇은, 통신모듈을 통해 상기 도어 개방 감지 장치로부터 상기 감지 신호를 수신하고, 상기 수신된 감지 신호에 기초하여 상기 도어의 열림을 인지하고 상기 정해진 작업을 중단할 수 있다.

또한, 실시 예에서, 로봇의 통신모듈은 근거리 무선통신 방식으로 상기 감지 신호를 수신할 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 로봇은, 상기 도어 개방 감지 장치로부터 상기 감지 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 통신모듈을 통해 미리설정된 단말로 도어 개방 알림 이벤트를 전송할 수 있다.

또한, 실시 예에서, 상기 로봇은, 상기 통신모듈을 통해, 상기 도어 개방 알림 이벤트에 대응되는 동작 명령을 상기 단말로부터 수신하고, 상기 수신된 동작 명령에 따른 대응 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템에 의하면, 도어의 다양한 형상 및 개폐 방식에 적용가능하며, 도어를 여는 속도와 관계없이, 도어의 열린 상태를 빠르고 정확하게 감지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템에 의하면, 별도의 설치가 필요없고 작업이 이루어지는 장소의 변경에 맞추어 쉽게 이동거치가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템에 의하면, 다양한 출입제한목적을 외부에 표시할 수 있고 침입자의 임의 제거로 인한 센싱의 어려움이 해소된다.

또한, 본 발명에 따른 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템에 의하면, 도어가 열림과 동시에 센싱하여 내부의 작업중인 로봇 등에 도어 개방을 신호로 바로 알려줄 수 있다. 그에 따라, 작업중인 로봇 등에서 신속한 대응이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치 및 이와 통신하는 로봇의 각 세부구성을 설명하기 위한 예시적 블록도이다.
도 3은 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치의 동작 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치가 도어의 닫힘과 열림시 작동 과정을 구체적으로 설명하기 위한 개념도들이다.
도 5는 본 개시에 따른 도어 개방 인지 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5와 관련된 동작 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

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

한편, 본 명세서에 개시된 "도어 개방 감지 장치"는 도어의 핸들에 거치가능한 형태로 구현되어, 도어가 닫힌 상태에서 작동되어 도어의 열림을 감지하도록 이루어진 디바이스 또는 장치를 의미한다. 상기 '도어'의 종류, 특성, 개폐방식에는 아무런 제한이 없다. 상기 '핸들'은 상기 디바이스 또는 장치를 목걸이 형태로 걸거나 거치할 수 있는 모든 타입의 문고리, 핸들(handle)을 포함할 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 "도어 개방 인지 시스템"은 소정의 공간 내에서 정해진 작업을 수행하도록 설정된 로봇 등이 상기 도어 개방 감지 장치와 인터랙션하거나 또는 상기 도어 개방 감지 장치로부터 수신된 신호에 기초하여 반응 동작을 수행하는 시스템, 동작방법, 프로그램을 지칭하는 것으로 사용될 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 "로봇" 또는 "로봇 등"은 콘도, 호텔 등의 숙박시설, 미술관, 도서관 등의 문화 공간 등의 다양한 공간내에서 정해진 작업(예, 청소, 살균 등)을 수행하고 스스로 자율주행을 수행할 수 있는 다양한 형태의 로봇(AI 장치를 포함함)을 모두 포함할 수 있다.

이하, 본 개시에서는 도어의 종류나 개폐방식에 관계없이, 그리고 도어를 여는 주체의 특성에 기인하지 않고 도어의 열린 상태를 신속하게 정확히 감지할 수 있는 도어 개방 감지 장치를 기술한다.

도 1은 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치(100)를 나타내는 도면이다.

도 1에서, 도어 개방 감지 장치(100)는 표지부(110), 도어센싱부(140), 태그(150), 이들을 연결하는 연결부(120)를 포함하여 이루어진다.

표지부(110)는 상측에 위치하여 도어의 핸들에 거치가능하도록 형성된 제1부분(110a)과 하측에 위치하여 제1부분(110a)으로부터 연장되는 제2부분(110b)이 일체로 형성된다. 표지부(110)는 PVC, 세라믹, 아크릴 재질 중 하나일 수 있다.

제1부분(110a)은 도어의 핸들에 거치식으로 걸수 있는 부분에 해당한다. 표지부(110)의 제1부분(110a)은 어떠한 형태의 도어의 핸들에도 거치될 수 있도록, 옷걸이의 걸이부재와 동일 또는 유사한 형상일 수 있다. 그에 따라, 도어의 개폐를 위해 핸들이 회전하거나 도어가 움직이는 경우에도, 도어 개방 감지 장치(100)의 표지부(110)가 미끄러지지 않는다.

제1부분(110a)은 도어의 핸들 또는 문고리에 끼움형태로 삽입할 수 있도록 프레임의 내측이 개구형태로 이루어진다. 제1부분(110a)은 'o' 자 형태의 비개방 (또는, 폐루프) 구조를 취할 수 있다. 또는, 선택적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 제1부분(110a)의 일측은 'c'자 형태의 개방된 구조를 취할 수 있다. 그에 따라, 도어의 핸들 또는 문고리에의 거치 또는 탈착이 걸림없이 이루어질 수 있다.

제2부분(110b)은 제1부분(110a)으로부터 세로길이방향으로 연결되며, 지지 기능과 팻말 기능을 수행할 수 있다. 제2부분(110b)은 연결부(120)의 스트링이 통과하도록 타공된 적어도 하나의 홀(hole)(115)을 포함할 수 있다.

실시 예에서, 제2부분(110b)은 타공된 복수개의 홀(115a, 115b)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 복수개의 홀(115a, 115b)의 상하방향으로 소정의 이격간격을 두고 나란히 배치되고, 연결부(120)의 스트링이 복수개의 홀(115a, 115b)을 위에서 아래방향으로(또는, 아래에서 위방향으로) 순차적으로 통과하도록 구현됨으로써, 표지부(110)의 자세를 중력방향으로 정렬시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 구조를 취함으로서, 도어의 움직임에도 표지부(110)와 도어센싱부(140)가 제자리 회전하지 않고 정렬 상태를 유지할 수 있다.

제2부분(110b)에는 텍스트 또는 이미지 형태의 특정 정보, 예를 들어 도어 개방 감지 장치(100)의 작동 방법에 관한 정보가 포함될 수 있다. 이러한 경우, 특정 정보의 표시를 보호하기 위한 필름부(미도시)가 덮일 수 있고, 필름부 위에 펜을 이용하여 추가 정보를 더 표시할 수 있다.

연결부(120)는 길게 이어진 스트링 형상으로 이루어진다. 연결부(120)는 홀(115)을 통과하고 당김에 의한 이동에 무리없는 모든 타입의 스트링, 예를 들어 끈, 와이어, 줄 등으로 이루어질 수 있다.

연결부(120)는 표지부(110)에 구비된 홀(115)을 통과한 스트링의 양끝이 중력방향을 향하도록 구현된다. 이러한 구현에 의해, 홀(115)을 통과한 스트링의 한쪽 끝이 중력방향으로 또는 홀(115)에서 멀어지는 방향으로 당겨지면 다른 끝은 중력반대방향으로 홀(115)을 향해 끌어올려진다.

연결부(120)의 양끝(120a, 120b)은 도시된 바와 같이, 각각 도어센싱부(140)와 태그(150)에 연결된다. 예를 들어, 연결부(120)의 일단(120a)은 도어센싱부(140)에 연결되고, 연결부(120)의 타단(120b)은 태그(150)에 연결될 수 있다.

실시 예에서, 연결부(120)의 일단(120a)은 표지부(110)의 제1홀(115a) 및 제2홀(115b)을 순차적으로 통과하여 도어센싱부(140)와 결합될 수 있다.

이때, 연결부(120)의 일단(120a)은 표지부(110)의 후면(R)에서 전면(F)쪽 방향으로 제1홀(115a)을 통과한 다음, 제2부분(110b)의 전면(F)을 지나서 후면(R)쪽 방향으로 제2홀(115b)을 통과하는 방식으로 결합될 수 있다(도 1). 또는, 이와 반대로 연결부(120)의 일단(120a)이 표지부(110)의 전면(F)에서 후면(R)쪽 방향으로 제1홀(115a)을 통과한 후, 제2부분(110b)의 후면(R)을 지나서 제2홀(115b)을 관통하는 방식으로 연결될 수도 있다.

실시 예에서, 연결부(120)의 타단(120b)은 표지부(110)의 제1홀(115a)만 통과하여 태그(150)와 결합될 수 있다.

실시 예에 따라, 연결부(120)의 일단(120a) 및 타단(120b)은 각각 도어센싱부(140)와 태그(150)로부터 스트링의 양끝이 빠지지 않도록 소정 형상(예, 빠짐 방지턱 형상)으로 형성되거나, 소정의 결합수단을 통해 연결되거나, 또는 도어센싱부(140)와 태그(150) 각각에 구비된 타공부(또는, 홀(hole))를 통과한 후 묶이는 형태로 결합될 수 있다.

도어센싱부(140)는 연결부(120)의 일단(120a)에 결합되며, 동작시, 중력방향으로 움직임의 값을 센싱하여 도어 열림을 감지한다. 도어센싱부(140)는 도어 열림의 감지시 대응되는 신호를 외부로 송출한다.

태그(150)는 연결부(120)의 타단(120b)에 결합되어, 연결부(120)를 통해 도어센싱부(140)와 연결된다.

태그(150)는 무게를 최소화하고 시인성이 좋도록 얇고 긴 형상(예, 직사각형 형상)으로 구현될 수 있다. 이러한 경우, 태그(150)의 적어도 일면(또는 양면)에는 표지부(110)가 거치된 쪽에서 수행되는 작업 또는 상태를 알려주는 정보(예, 텍스트, 이미지, 심볼 등)가 표시될 수 있다.

도어가 닫힌 동안, 태그(150)는 도어의 바깥쪽(즉, 표지부(110)가 거치된 쪽의 반대방향)에 표시가 노출된 상태로 위치 고정된다. 구체적으로, 태그(150)가 도어의 바깥쪽을 향해 노출된 상태에서 도어가 닫히게 되면, 연결부(120)는 도어의 틈 사이에 끼여서 고정된다. 이때, 태그(150)가 고정되는 위치는 도어 닫힘시 위치 또는 이후 태그(150)가 추가적으로 당겨진 위치가 된다. 이때, 태그(150)가 당겨진거리만큼 중력반대방향으로 당겨진 도어센싱부(140)의 위치가 초기위치가 된다.

도어가 열리면, 태그(150)는 틈의 발생에 의하여 위치 이동하게 된다. 다시 말해, 태그(150)는 도어 열림시, 위치 고정이 해제되면서 도어의 틈을 따라 중력반대방향으로 또는 표지부(110)의 홀(115)을 향해 끌어당겨진다. 이는, 연결부(120)의 일단(120a)에 연결된 도어센싱부(140)가 태그(150) 보다 훨씬 무겁기 때문에, 중력의 법칙에 따라 틈이 발생하기만 하면 태그(150)가 이동하게 되는 것이다.

도어 열림시, 태그(150)는 최대범위로 표지부(110)의 홀(115a)까지 끌어당겨질 수 있다. 연결부(120)의 일단(120a)에 연결된 도어센싱부(140)의 무게가 훨씬 무겁기 때문에, 태그(150)가 고정 해제 되면 도어센싱부(140)가 중력방향으로 낙하하게 된다. 그러나, 태그(150)의 너비가 홀(115a)의 직경보다 더 크기 때문에, 태그(150)는 적어도 홀(115a)에서는 이동을 멈춘다.

실시 예에서, 연결부(120)의 스트링은 적어도 두줄 구조로 이루어질 수 있다. 이에, 동작중에 두줄 중 어느 하나가 끊어지더라도 정상 동작이 가능하다. 또한, 움직임이 용이하도록, 연결부(120)의 스트링의 두께는 도어를 닫는데 무리 없는 정도이면서 홀(115)의 반지름보다 더 작은 값으로 구현된다.

연결부(120)의 스트링이 너무 짧으면 태그(150) 및 도어센싱부(140)의 이동거리가 짧아져서 센싱 오류가 발생할 수 있다. 반면, 연결부(120)의 스트링이 너무 길면, 태그(150) 및 도어센싱부(140)의 이동범위와 이동시간이 증가하고, 스트링의 꼬임이 발생할 수 있다. 이에, 연결부(120)의 스트링은 꼬임 방지, 적정범위의 위치 이동, 여유있는 당김을 모두 고려한 적정 길이(예, 45cm)로 제작될 수 있다. 선택적으로, 연결부(120)의 스트링은 필요에 따라 길이가 가변될 수 있는 구조로 구현될 수 있다.

도어센싱부(140)는 연결부(120)의 일단(120a)에 연결되며, 도어의 닫힘시 표지부(110)와 함께 도어의 안쪽(또는, 표지부(110)가 거치된 도어쪽)에 정렬된다.

도어가 닫힌 동안 연결부(120)를 통해 연결된 태그(150)가 도어의 바깥쪽(또는, 표지부(110)가 거치된 도어의 바깥쪽)에 위치하도록 고정된 상태에서, 도어가 열리면, 태그(150)가 위치 이동하면서 이와 동시에 도어센싱부(140)가 중력방향으로 움직인다. 도어센싱부(140)는 이와 같은 중력방향으로의 움직임을 감지하여, 도어의 열림을 감지하는 신호를 출력한다.

이때, 상기 신호는, 이하에 상세히 기술되는 바와 같이 근거리 무선신호, 예를 들어 블루투스 신호일 수 있다. 선택적으로, 상기 신호는, 소리 등의 청각적 신호, LED 등의 시각적 신호를 더 포함할 수 있다.

또한, 비록 도시되지는 않았지만, 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치(100)는 상기 신호를 수신한 외부 디바이스로부터 응답신호를 수신할 수 있는 통신모듈을 추가로 구비할 수 있다. 이러한 경우, 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치(100)는 외부 디바이스로부터 수신된 응답신호에 대응되는 동작, 예를 들어 출력부(예, 스피커)의 작동을 수행할 수 있을 것이다.

이하에 개시된 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

도 2는 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치(100) 및 이와 통신하는 로봇(200)의 각 세부구성을 설명하기 위한 예시적 블록도이다.

도어 개방 감지 장치(100)는 표지부(110), 연결부(120), 도어센싱부(140), 및 태그(150)를 포함하여 구현될 수 있다, 이들은, 도 1에서 설명한 구조, 기능 및 동작을 포함한다.

도어 개방 감지 장치(100)의 도어센싱부(140)는, 가속도센서(141) 및 통신모듈(142)을 포함할 수 있다.

가속도센서(141)는 중력방향으로의 움직임 값을 센싱하여 도어의 열림을 감지한다. 가속도센서(141)는 일반적으로 3축(x, y, z) 방향의 가속도 변화를 감지할 수 있다. 본 개시에서는 도어의 움직임, 즉 도어의 개방을 정확히 감지할 수 있도록 가속도센서(141)를 포함한 도어센싱부(140)가 중력방향으로 움직이도록 구현함으로써, 중력방향으로의 낙하하는 움직임 값을 센싱한다. 따라서, 도어가 열리는 속도나 도어가 열리는 방식과 관계없이, 가속도센서(141)를 통해 중력방향으로의 가속도 변화를 정확히 센싱할 수 있다.

통신모듈(142)은 가속도센서(141)에 의해 감지된 값에 대응되는 신호를 외부로 송출한다. 통신모듈(142)은 가속도센서(141)에 의해 감지된 움직임 값이 전기적 신호로 변환된 것을 외부로 방출한다(emit). 실시 예에 따라, 가속도센서(141)와 통신모듈(142)은 일체로 구현될 수 있다.

도어센싱부(140)는, 연결부(120)의 일단에 연결되며, 도어의 열림시 발생한 틈을 따라 연결부(120)의 타단에 연결된 태그(150)가 표지부(110)의 홀을 향해 위치 이동하는 만큼 중력방향으로 낙차한 움직임 값을 센싱한다.

이를 위해, 도어 개방 감지 장치(100)는, 초기에, 표지부(110)가 도어가 개방되는 쪽의 반대쪽의 문고리(즉, 도어의 핸들)에 거치되어 도어센싱부(140)와 함께 정렬되고, 태그(150)는 도어가 개방되는 쪽에 위치 고정된 상태를 유지한다.

도어센싱부(140)의 움직임은 연결부(120)를 통해 연결된 태그(150)의 움직임에 기초하여 결정된다.

도어 닫힘시(또는, 도어 닫힘 후 일정시간내), 도어센싱부(140)는 태그(150)가 잡아당겨진만큼 중력반대방향(즉, 위로) 당겨지고, 태그(150)의 위치 고정에 따른 위치를 움직임 센싱을 위한 초기값으로 기억한다. 즉, 도어 닫힘 후 도어센싱부(140)의 고정 위치는 중력방향으로의 움직임을 감지하기 위한 기준위치로 설정된다.

도어 열림시, 도어센싱부(140)는 태그(150)의 고정 해제에 따른 움직임에 기초하여, 상기 설정된 기준위치로부터 중력방향으로 낙차한 움직임의 값을 센싱하고, 센싱된 움직임에 대응되는 BT 신호를 생성한다.

구체적으로, 도어가 열리는 움직임을 감지하는 것이 아니라, 도어 열림 자체에 의해 발생하는 틈 사이로 고정된 연결부(120)의 타단 및 태그(150)가 빨려들어가면서, 그러한 위치 이동만큼 도어센싱부(140)가 즉시 중력방향으로 낙하하며 발생하는 움직임이 감지된다. 그에 따라, 도어의 열림과 동시에 센싱이 가능하며, 이러한 센싱에 대응되는 BT 신호를 생성하여, 로봇(200)의 통신부(210)로 전달된다.

로봇(200)은 도어센싱부(140)와 함께 정렬된 표지부(110)가 거치된 도어 쪽의 소정 공간에서 정해진 작업, 예를 들어, 청소, 살균 등을 수행하도록 프로그램될 수 있다.

로봇(200)은 통신부(210), 입력부(220), 주행부(230), 센싱부(240), 출력부(250), 메모리(270), 제어부(280) 및 전원부(290) 등을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성요소들은 로봇을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 로봇은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

통신부(210)는, 로봇(200)과 외부서버, 예를 들어 인공 지능 서버, 또는 외부단말 사이의 무선 통신을 가능하게하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또, 상기 통신부(210)는, 로봇(200)을 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

상기 통신부(210)는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등의 무선 인터넷 통신 기술을 사용하여 인공지능 서버 등과 통신을 수행할 수 있다. 또, 상기 통신부(210)는 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 통신 기술을 사용하여 외부 단말 등과 통신을 수행할 수 있다.

입력부(220)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(221) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 음향 수신부(222), 예를 들어 마이크로폰(microphone), 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(미도시, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(220)에서 수집한 신호데이터, 음성 데이터, 이미지 데이터는 분석되어 제어명령으로 처리될 수 있다.

주행부(230)는 로봇(200) 본체의 이동, 회전을 수행한다. 이를 위해, 주행부(230)는 복수의 휠 및 구동 모터를 포함하여 이루어질 수 있다. 주행부(230)의 구동은 제어부(280)에 의해 수신된 제어명령에 따라 제어되며, 구동 전 후 LED 등의 광 출력부(253)를 통한 알림이 제공될 수 있다.

센싱부(240)는 로봇 내 정보, 로봇을 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(240)는 근접센서(241, proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 로봇은, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다. 또한, 상기 센싱부(240)는 장애물, 바닥 상태 등을 감지하는 주행 관련 센서(242)를 포함할 수 있다.

근접 센서(241)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 또, 근접 센서(241)는 네비 카메라, 초음파 센서, 라이다(lidar), ToF 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이를 통해 감지대상(예, 사용자)의 접근 및 위치를 인식할 수 있다.

출력부(250)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 터치스크린(251), 음향출력부(252), 광 출력부(253) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 터치스크린(251)은 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 로봇(200)과 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로써 기능함과 동시에, 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

광 출력부(253)는 광원의 빛을 이용하여 로봇(200)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 예를 들어, 로봇(200)의 주행부(230)에 이동명령이 전달된 경우, 이동을 알리기 위한 신호가 광 출력부(253)를 통해 출력된다.

제어부(280)는 로봇의 인공 지능 기술와 관련된 동작을 수행하기 위하여 러닝데이터부(미도시)를 포함할 수 있다. 러닝데이터부는 데이터 마이닝(data mining), 데이터 분석, 지능형 의사결정 및 머신 러닝 알고리즘 및 기술을 위해 이용될 정보를 수신, 분류, 저장 및 출력하도록 구성될 수 있다. 러닝데이터부는 로봇을 통해 수신, 검출, 감지, 생성, 사전 정의된 정보 또는 상기 로봇을 통해 다른 방식으로 출력된 정보를 저장하거나, 다른 구성, 장치 및 단말기에 의하여 수신, 검출, 감지, 생성, 사전 정의 또는 출력된 데이터를 저장하도록 구성된 하나 이상의 메모리 유닛을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 러닝데이터부는 로봇에 통합되거나, 메모리를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 러닝데이터부는 메모리(270)를 통해 구현될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 러닝데이터부는 로봇(200)과 관련된 외부 메모리에 구현되거나, 로봇(200)과 통신 가능한 서버에 포함된 메모리를 통해 구현될 수 있다. 다른 일 실시 예에서, 러닝데이터부는 클라우드 컴퓨팅 환경에서 유지되는 메모리, 또는 네트워크와 같은 통신 방식을 통해 로봇에 의해 액세스 가능한 다른 원격 메모리를 통해 구현될 수 있다.

러닝데이터부는 일반적으로 감독 또는 감독되지 않은 학습, 데이터 마이닝, 예측 분석 또는 다른 머신 러닝 기술에서 사용하기 위한 데이터를 식별, 색인화, 분류, 조작, 저장, 검색 및 출력하기 위해, 상기 데이터를 하나 이상의 데이터베이스에 저장하도록 이루어진다. 러닝데이터부에 저장된 정보는 서로 다른 유형의 데이터 분석, 기계 학습 알고리즘 및 기계 학습 기술 중 적어도 하나를 사용하는 제어부(280) 또는 로봇에 포함된 복수의 제어부들(프로세서들)에 의하여 이용될 수 있다. 이러한 알고리즘 및 기법의 예로는 K 최근접 이웃 시스템(k-Nearest neighbor system), 퍼지 논리(fuzzy logic)(예를 들어, 가능성 이론(possibility theory)), 신경 회로망(neural networks), 볼츠만 머신(Boltzmann machines), 벡터 양자화, 펄스 신경망(pulsed neural nets), 서포트 벡터 머신(support vector machines), 최대-마진 분류기(maximum margin classifiers), 힐 클라이밍(hill-climbing), 유도 논리 시스템(inductive logic systems), 베이지안 네트워크(baysian networks), 페트리 네트(petri nets) (예를 들어, 유한 상태 기계(finite state machines), 밀리 머신(mealy machines), 무어 유한 상태 머신(moore finite state machines)), 분류 트리(classifier trees)(예를 들어, 퍼셉트론 트리(perceptron trees), 서포트 벡터 트리(support vector trees), 마코브 트리(markov trees), 트리-숲 결정(decision tree forests), 랜덤 숲(random forests)), 목마전 모형 및 시스템(pandemonium models and systems), 클러스터링(clustering), 인공 지능 플래닝(artificially intelligent planning), 인공 지능 예측(artificially intelligent forecasting), 데이터 퓨전(data fusion), 센서 퓨전(sensor fusion), 이미지 퓨전(image fusion), 강화 학습(reinforcement learning), 증강 현실(augmented reality), 패턴 인식(pattern recognition), 자동 플래닝(automated planning) 등이 있다.

제어부(280)는 데이터 분석, 머신 러닝 알고리즘 및 머신 러닝 기술을 사용하여 결정 또는 생성된 정보에 기초하여, 로봇의 실행 가능한 동작을 결정 또는 예측할 수 있다. 이를 위하여, 제어부(280)는 러닝데이터부의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있다. 제어부(280)는 지식 기반 시스템, 추론 시스템 및 지식 획득 시스템 등을 구현하는 다양한 기능을 수행할 수 있으며, 불확실한 추론을 위한 시스템(예를 들어, 퍼지 논리 시스템), 적응 시스템, 기계 학습 시스템, 인공 신경망 등을 포함하는 다양한 기능을 수행할 수 있다.

또한, 제어부(280)는 I/O 처리 모듈, 환경 조건 모듈, 음성-텍스트(STT) 처리 모듈, 자연 언어 처리 모듈, 작업 흐름 처리 모듈 및 서비스 처리 모듈 등과 같은 음성 및 자연 언어 처리를 가능하게 하는 서브 모듈들을 포함할 수 있다. 서브 모듈들 각각은 로봇에서 하나 이상의 시스템 또는 데이터 및 모델, 또는 이들의 서브셋 또는 수퍼셋에 대한 접근권한을 가질 수 있다. 여기서, 서브 모듈들 각각이 접근권한을 가지는 대상은 스케줄링, 어휘 인덱스, 사용자 데이터, 태스크 플로우 모델, 서비스 모델 및 자동 음성 인식(ASR) 시스템을 포함할 수 있다.

일부 실시 예에서, 제어부(280)는 러닝데이터부에서의 데이터에 기초하여 사용자 입력 또는 자연 언어 입력으로 표현된 문맥 조건 또는 사용자의 의도에 기초하여 사용자가 요구하는 것을 검출하고 감지하도록 구성될 수도 있다. 러닝데이터부에 의해 수행된 데이터 분석, 머신 러닝 알고리즘 및 머신 러닝기술을 바탕으로, 로봇의 동작이 결정되면, 제어부(280)는 이러한 결정된 동작을 실행하기 위하여, 로봇의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 제어부(280)는 제어 명령에 근거하여, 로봇을 제어함으로써, 결정된 동작을 실행할 수 있다.

메모리(270)는 로봇(200)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(270)는 로봇(200)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application))과, 로봇(200)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(270)는 사용자와 음성 대화 기능을 수행하기 위한 가변가능한 호출어를 저장할 수 있다.

메모리(270)는, 예를 들어 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

제어부(280)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에, 통상적으로 로봇(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(280)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(270)에 저장된 응용 프로그램을 구동하거나, 주행부(230)를 제어함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

전원부(290)는 제어부(280)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 로봇(200)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원부(290)는 배터리를 포함할 수 있고, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 로봇의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 로봇의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(270)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 로봇상에서 구현될 수 있다.

도어가 닫히고, 도어 개방 감지 장치(100)가 정렬되면, 로봇(200)은 정해진 작업을 개시한다. 여기서, 도어 개방 감지 장치(100)의 정렬은 도어 닫힘에 따라 또는 그 후 소정시간내에 태그(150)가 도어의 바깥에서 위치 고정되고 그에 따라 도어센싱부(140)가 위로 당겨져서 위치 고정된 것을 의미한다.

로봇(200)은 도어가 닫힌 상태에서 내부공간을 이동하면서 정해진 작업을 수행할 수 있다. 상기 정해진 작업은, 외부인출입제한이 필요한 작업, 예를 들어 청소, 살균 등의 작업일 수 있다.

도어의 열림시, 도어 개방 감지 장치(100)가 중력방향으로의 움직임을 즉시 센싱함으로써, 도어 개방을 알리는 BT 신호(센싱에 대응되는 전기적 신호)가 생성된다.

로봇(200)은 도어 개방 감지 장치(100)로부터 즉시 BT 신호를 수신하여, 도어 개방을 인지한다. 로봇(200)은 도어 개방 인지에 대응되는 동작, 예를 들어 정해진 작업의 중단, 기설정된 단말로의 알림 신호 전송, 주변 상황의 탐색을 수행할 수 있다.

종래에는, 가속도센서를 이용하여 도어가 열리는 동작에 따른 도어의 3축(x, y, z) 방향의 가속도 변화를 감지함으로써, 도어 개방을 감지하였다. 그에 따라, 도어의 특성(예, 문의 크기), 개폐 방식 및 개폐 속도, 도어를 여는 사용자의 특성에 따라 센싱 오류가 발생하였다.

예를 들어, 무겁고 큰 문은, 문을 여는 속도가 느려서 가속도 변화의 검출이 어렵다. 또, 예를 들어 사람의 특성에 따라 문을 천천히 여는 경우, 가속도 값이 0이 될 수 있는데, 이러한 경우에도 가속도 변화의 검출이 어려워진다.

그러나, 본 개시에서는 문이 조금이라도 개방되어 틈이 발생하기만 하면, 고정된 태그가 해제되면서 가속도센서가 소정거리 자유낙하하는 중력방향으로의 움직임 값을 센싱함으로써, 센싱 오류 없는 정확한 도어 개방 감지가 가능하다.

도 3은 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치의 동작(300)을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3에 도시된 동작(300)은 도어 개방 감지 장치(100, 도 1) 또는 가속도센서를 포함하는 도어센싱부(140)에 의해 수행된다.

도 3을 참조하면, 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치(100, 도 1)의 동작(300)은 도어의 닫힘에 의해 도어의 안쪽에는 도어센싱부가 정렬되고 도어의 바깥쪽에는 도어센싱부와 연결된 태그의 위치가 고정된 상태에서 동작 개시된다(310).

여기서, 도어의 안쪽은 도어의 닫힘에 의해 출입이 제한되며, 작업을 수행할 수 있는 공간을 포함한다. 도어의 바깥쪽은 태그를 통해 출입이 제한되는 목적(예, 내부 청소중, 살균중, 방해금지 등)이 표시된다.

도어의 안쪽에 표지부가 거치된 상태에서 도어센싱부가 정렬되고, 도어의 바깥쪽을 향해 태그가 당겨진 상태에서 도어가 닫힌다. 이때, 도어의 닫힘에 의해 도어의 틈이 차단되면서, 태그와 태그에 연결된 스트링이 단단히 위치 고정된다. 그에 따라, 도어 안쪽에 정렬된 도어센싱부도 위치가 고정된다.

필요에 따라, 도어가 닫힌 후에도 태그를 도어의 깥쪽을 향해 더욱 잡아당길 수 있다. 이러한 경우, 태그가 잡아당겨진 거리만큼 도어 안쪽에 위치 고정된 도어센싱부도 중력반대방향(즉, 위) 또는 태그가 당겨진방향으로 당겨져서 고정된다.

실시 예에서는, 문의 특성에 따라 도어가 닫힌 경우에도 틈이 차단되지 않는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 태그를 도어의 바깥쪽에 태그가 쉽게 붙고 떨어지는 결합수단(예, 벨크로테이프 등)을 포함하도록 도어 개방 감지 장치를 변형할 수 있을 것이다.

도어 열림시, 도어의 바깥쪽에 고정된 태그가 이동함에 따라, 도어 개방 감지 장치는 도어의 안쪽에 정렬된 도어센싱부의 중력방향으로의 움직임을 감지한다(320).

태그의 이동은 도어의 개방으로 인해 틈의 발생에 의해 트리거된다. 틈이 발생하면, 가속도센서를 포함하는 도어센싱부와 태그의 무게 차이로 인해 태그와 태그에 연결된 스크링이 문의 안쪽으로 잡아당겨지고, 도어센싱부는 표지부에서 중력방향으로 낙하하게 된다. 이러한 움직임은 항상 z 방향의 가속도 변화로 센싱되므로, 문의 특성이나 개폐 방식, 문이 열리는 속도와 관계없이 정확하게 도어의 개방을 감지하게 된다.

다음, 도어센싱부의 중력방향으로의 움직임의 감지에 따른 도어 열림 신호가 외부로 송신된다(330). 이는, 도어센싱부가 중력방향으로의 움직임을 센싱하여 전기적 신호로 변환한 것을 주변에 방출하는 것을 의미한다.

본 개시에서는 도어의 안쪽 공간에서 작업중인 로봇 등이 도어 열림 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 로봇 등은 도어 열림 신호가 수신된 것에 응답하여 대응 동작(예, 작업의 중단, 외부 단말에 알림)을 수행할 수 있다.

이하, 도 4a 내지 도 4f를 참조하여, 도어 개방 감지 장치의 설치, 도어의 닫힘과 열림시 작동 과정을 구체적으로 설명하겠다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 출입을 제한하려는 공간의 도어의 안쪽의 핸들(50)에 도어 개방 감지 장치(100)가 거치될 수 있다.

이때, 도어 개방 감지 장치(100)의 태그(150, 도 1)는 도 1과 달리, 표지부(110, 도 1)의 전면에 오버랩되어 정렬되도록 연결부(120)의 타단과 연결될 수 있다. 즉, 초기 정렬시, 태그(150)는 연결부(120)가 홀(H)을 통과한 방향에 따라 표지부(110)의 전면에 배치될 수 있고(도 4a) 후면에 배치될 수도 있다(도 1).

도어 개방 감지 장치(100)의 도어센싱부(140)는, 연결부(120, 도 1)를 통해 태그(150)와 연결된다. 도어센싱부(140)는 연결부(120)가 표지부(110)의 전면에 상하방향으로 타공된 복수의 홀(H)을 순차적으로 통과한 상태에서 하측방향 결합된다. 이러한 구조에 의해, 도어센싱부(140)가 위로 당겨지거나 또는 아래로 낙하하는 경우에도 표지부(110)는 뒤틀림없이 정렬된 자세를 유지하며 연결부(120)의 스트링도 꼬임이 발생하지 않게 된다.

연결부(120)는 도어센싱부(140)의 움직임을 연결하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 연결부(120)의 일단은 도어센싱부(140)에 그리고 타단은 태그(150)에 연결됨에 따라, 도어센싱부(140) 및 태그(150) 중 어느 하나가 당겨지는 방향을 따라 나머지가 움직이도록, 움직임을 연결한다. 이를 위해, 연결부(120)는 움직임을 연결하기에 적당한 줄, 와이어, 끈 등의 스트링으로 이루어진다.

한편, 도어측면(55)은 도어의 안쪽과 바깥쪽 사이에는 위치한다. 도어의 열림시, 도어측면(55)의 적어도 일부가 노출되면서 틈이 발생한다. 그리고, 도어의 닫힘시, 도어측면(55)이 가져지면서 틈이 차단된다.

이와 같이 도어의 안쪽(DI) 핸들(50)에 도어 개방 감지 장치(100)가 거치된 상태에서, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 태그(150)를 그립(grip)하여 도어의 바깥쪽을 향해 당기면, 당기는 힘이 연결부(120)를 통해 그대로 도어센싱부(140)에 연결되고, 도어센싱부(140)가 중력반대방향(즉, 위)으로 당겨 올라온다. 이때, 도어의 출입을 차단하려는 사용자는 태그와 함께 도어의 안쪽(DI)에서 바깥쪽(DO)으로 이동하여 또는 바깥쪽(DO)에 나온 후 태그를 당기게 된다.

태그(150)를 계속 그립한 상태를 유지하면서, 도 4d에 도시된 바와 같이 도어의 바깥쪽(DO)에 태그(150)가 노출되도록 더욱 당긴다. 노출된 태그(150)에는 출입을 제한하는 목적(예, 청소중, 살균중, 작업중, 방해금지, 등)을 알리는 표시가 포함될 수 있다.

도어가 완전히 닫히면, 도 4e에 도시된 바와 같이 도어의 틈이 가려지고, 틈에 끼워진 연결부가 고정되면서, 연결부의 타단에 결합된 태그(150)가 도어의 바깥쪽(DO)에 위치 고정된다. 이러한 상태가 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치(100)의 초기 장착이 완료된다.

이에 의해, 도어의 바깥쪽에서는 도어 안으로의 출입제한목적이 표시되며, 도어의 안쪽에서는 도어 열림을 즉시 센싱할 수 있는 상태가 된다.

초기 장착 완료 후, 도어가 열리면, 도 4f에 도시된 바와 같이 틈이 발생하면서 틈에 끼워진 연결부의 고정이 해제된다. 그에 따라 태그(150)가 연결부를 따라 위치 이동하게 된다. 태그(150)의 이동거리는 연결부가 틈을 따라 딸려들어간이동거리에 대응된다.

연결부(120)에 일단에 결합된 도어센싱부(140)와 태그(150)의 무게 차이로 인해, 태그(150)는 도어의 안쪽, 보다 구체적으로는 도어의 안쪽에 거치된 표지부(110)의 홀을 향해 빨려들어가듯 잡아당겨지고, 이와 동시에 도어센싱부(140)는 중력방향으로 낙하하게 된다. 이러한 움직임은 항상 z축으로의 가속도 변화값으로 센싱되기 때문에, 도어센싱부(140)는 도어의 열림 즉시 중력방향으로의 움직임을 센싱할 수 있고, 이를 전기적신호로 전환시킬 수 있다.

한편, 위에서는 설명의 편의를 위해 싱글도어가 여닫이 방식으로 개폐되는 도어를 예시로 하여 설명하였으며, 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치는 어떤 형태의 도어 및 개폐방식에 대해서도 적용될 수 있다. 예를 들어, 양문 도어의 경우 태그가 양문 사이의 틈을 통과하여 위치 고정되는 형태로 초기 장착될 수 있다.

도 5는 본 개시에 따른 도어 개방 인지 시스템의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이 본 개시에 따른 도어 개방 감지 장치(100)의 초기 장착이 완료된 상태에서 도어의 내부공간에서는 로봇(200)에 의해 정해진 작업이 수행될 수 있다.

이를 위해, 초기 장착 전에 상기 로봇(200)에 정해진 작업의 개시명령이 입력되면, 도 4a 내지 도 4e에서 설명한 초기 장착를 수행하기 위한 준비 시간(예, 30초 이내)을 카운팅한 후에 작업을 개시하도록 프로그램될 수 있다.

로봇(200)이 내부공간에서 작업을 수행하는 동안, 도어 열림 발생시 핸들에 거치된 도어 개방 감지 장치(100)가 중력방향으로의 움직임을 즉시 감지하여 전기적신호를 송출한다. 전기적신호는 전술한 바와 같이 BT 신호 형태일 수 있다.

로봇(200)은 도어 개방 감지 장치(100)로부터 BT 신호 형태의 도어 개방 감지 신호가 수신된 것에 응답하여, 작업을 중단할 수 있다. 이 후, 로봇(200)은 정해진 사용자 단말의 제어 애플리케이션을 통해 도어 개방 알림 이벤트를 전송하고, 이후 사용자명령을 수신하기 위한 대기 상태를 유지할 수 있다.

도 6은 도 5와 관련된 동작 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 도어 개방 감지 장치(100)는 표지부와 도어센싱부가 도어의 안쪽에 거치식으로 정렬되고, 태그가 도어의 바깥쪽에 노출되어 위치 고정된 상태에서 센싱 동작을 수행한다. 도어 열림이 발생하면, 도어 개방 감지 장치(100)는태그가 도어의 틈 사이로 위치 이동하면서 도어센싱부가 중력방향으로 낙하하는 움직임을 센싱하여서, 도어 열림을 감지한다(601).

도어 개방 감지 장치(100)는 도어 열림 감지에 대응되는 신호를 도어의 내부공간에서 작업중인 로봇(200)에게로 전송한다(602).

보다 구체적으로, 도어 개방 감지 장치(100)가 중력방향으로의 움직임 값을 센싱에 대응되는 도어 열림 감지 신호를 생성하여 BT 통신 방식으로 외부에 송출하면, 로봇(200)이 통신모듈을 통해 해당 BT 신호를 수신한다. BT 통신 방식으로 전송되는 감지 신호를 수신하기 위해, 로봇(200)은 BT 통신모듈을 포함할 수 있다. 이와 같이 BT 통신 방식을 통해 감지 신호를 다이렉트로 전달함으로써, 이하에 자세히 기술되는 바와 같이 즉각 대응이 가능하며, 통신 불가 지역에 대한 우려가 없다.

실시 예에 따라, 도어 개방 감지 장치(100)와 로봇(200)은, RFID, ZigBee, UWB, 적외선 통신 등의 다른 근거리 통신 기술을 사용하거나, 또는 필요에 따라 WLAN, Wi-Fi, Li-Fri, Direct, DLNA, WiBro, LTE, LTE-A 등의 무선 인터넷 통신 기술을 사용하여 감지 신호를 전달하고 수신할 수 있다.

로봇(200)은 수신된 BT 신호에 응답하여 수행중인 작업을 중단한다(603). 예를 들어, 도어의 내부공간에서 청소 작업 또는 살균 작업을 수행하던 로봇(200)은, BT 신호가 수신되면, 바로 주행을 멈추고 정해진 청소, 살균 작업 등의 동작을 중단할 수 있다.

이와 동시에 또는 소정시간 내에, 로봇(200)은 도어의 개방을 알리는 알림 이벤트를 미리정해진 사용자 단말(500)에 전송할 수 있다(604). 이를 위해, 사용자 단말(500)은, 로봇(200)이 작업을 수행하는 동안, 기설정된 애플리케이션을 통해 상황 이벤트를 제공받을 수 있도록, 로봇(200)과 연결된다.

여기에서, 상기 도어 개방 알림 이벤트는 전술한 BT 통신방식과 다른 통신 방식을 사용하여 전송될 수 있다. 상기 도어 개방 알림 이벤트는, 도어의 열림을 나타내는 신호와 함께, 로봇(200)의 식별정보(예, ID), 위치정보, 및 도어 열림 신호를 수신한 시간과 같은 부가 정보를 추가로 포함할 수 있다.

상기 사용자 단말(500)은 도어 개방 알림 이벤트가 수신된 것에 응답하여, 대응되는 알람을 출력한다. 이때, 사용자 단말(500)에서의 입력에 기초한 제어명령이 생성되면, 사용자 단말(500)은 해당 입력에 대응되는 동작 신호를 로봇(200)에게로 전송한다(605). 그러면, 로봇(200)은 수신된 동작 신호에 대응되는 대응 동작을 수행할 수 있다.

실시 예에서, 상기 대응 동작은, 로봇(200)이 도어 주변을 탐색하여 도어에 인접한 사람을 인식하기 위한 주행 동작 및 촬영 동작을 포함할 수 있다. 또한, 상기 대응 동작은, 탐색된 사람에게 알림 메시지를 출력하는 동작을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 대응 동작은 탐색의 결과를 사용자 단말(500)로 전송하는 동작을 더 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 도어 개방 감지 장치 및 도어 개방 인지 시스템에 의하면, 도어의 다양한 형상 및 개폐 방식에 적용가능하며, 도어를 여는 속도와 관계없이, 도어의 열린 상태를 빠르고 정확하게 감지할 수 있다. 또한, 별도의 설치가 필요없고 작업이 이루어지는 장소의 변경에 맞추어 쉽게 이동거치가 가능하다. 또한, 다양한 출입제한목적을 외부에 표시할 수 있고 침입자의 임의 제거로 인한 센싱의 어려움이 해소된다. 또한, 도어가 열림과 동시에 센싱하여 내부의 작업중인 로봇 등에 도어 개방을 무선 신호로 바로 알려줄 수 있다. 그에 따라, 작업중인 로봇 등에서 신속한 대응이 가능한 효과가 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. 도어의 핸들에 거치가능하도록 형성된 제1부분 및 상기 제1부분으로부터 연장된 제2부분을 포함하며, 상기 제2부분에는 적어도 하나의 홀을 구비한 표지부;
   스트링 형상으로 이루어지며, 상기 표지부의 홀을 통과하여 스트링의 양끝이 중력방향을 향하도록 이루어진 연결부;
   상기 연결부의 일단에 연결되고, 도어 열림시 중력방향으로의 움직임의 값을 센싱하는 도어센싱부; 및
   상기 연결부의 타단에 연결되어 상기 연결부를 통해 상기 도어센싱부와 서로 연결되는 태그를 포함하고,
   상기 도어센싱부는,
   상기 도어의 닫힘시 상기 표지부와 함께 상기 도어의 안쪽에 정렬되고 상기 태그가 상기 도어의 바깥쪽에 위치하도록 고정된 상태에서, 상기 도어의 열림시 상기 태그의 위치 이동에 따라 중력방향으로의 움직임을 감지하여 상기 도어의 열림을 감지하는 신호를 출력하는
   도어 개방 감지 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 태그는,
   상기 도어가 닫힌 동안 상기 도어의 바깥쪽에 표시 노출되고 상기 도어의 열림시 틈의 발생에 따라 위치 이동이 가능하도록 얇고 긴 형상으로 이루어지는
   도어 개방 감지 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결부의 일단에 연결된 상기 도어센싱부는,
   상기 도어의 열림시, 상기 틈을 따라 상기 연결부의 타단에 연결된 태그가 상기 홀을 향해 위치 이동하는 만큼 중력방향으로 낙차한 움직임 값을 감지하는
   도어 개방 감지 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 표지부의 제2부분에는 적어도 복수의 홀이 상하방향으로 소정의 이격간격을 두고 나란히 배치되는
   도어 개방 감지 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 연결부의 일단은 상기 복수의 홀을 위에서 아래로 순서대로 통과한 상태에서 상기 도어센싱부에 연결되며, 상기 연결부의 타단은 상기 복수의 홀 중 하나만 통과한 상태에서 상기 태그에 연결되는,
   도어 개방 감지 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 연결부의 스트링은 적어도 두줄 구조로 이루어지며, 상기 스트링의 두께는 상기 홀의 반지름보다 더 작은 값인
   도어 개방 감지 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 연결부의 타단에 연결된 상기 태그가 당겨지는 길이만큼 상기 연결부의 일단에 연결된 상기 도어센싱부가 중력반대방향으로 당겨지며,
   상기 도어의 닫힘에 의해 상기 태그 및 상기 도어센싱부의 위치가 고정되며,상기 도어센싱부의 고정 위치는 중력방향으로의 움직임을 감지하기 위한 기준위치로 설정되는
   도어 개방 감지 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 도어센싱부의 움직임은 상기 연결부를 통해 연결된 태그의 움직임에 기초하며,
   상기 도어센싱부는,
   상기 도어 열림시, 상기 태그의 고정 해제에 따른 움직임에 기초하여 상기 설정된 기준위치로부터 중력방향으로 낙차한 움직임의 값을 감지하고, 감지된 움직임에 대응되는 신호를 생성하는
   도어 개방 감지 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 생성된 신호는 근거리 통신범위 내의 외부 디바이스로 전송되는
   도어 개방 감지 장치.
10. 도어의 안쪽의 핸들에 거치되는 도어 개방 감지 장치; 및
    통신모듈을 포함하고, 상기 도어가 닫힌 상태에서 상기 도어의 안쪽에 위치한 내부 공간에서 정해진 작업을 수행하는 로봇을 포함하고,
    상기 도어 개방 감지 장치는,
    상기 도어의 닫힘시 스트링의 일단에 연결된 도어센싱부가 상기 도어의 안쪽에 위치하고 상기 스트링의 타단에 연결되어 상기 도어센싱부와 서로 연결된 태그가 상기 도어의 바깥쪽에 위치하도록 고정된 상태에서, 상기 도어의 열림시 상기 태그의 위치 이동에 따라 상기 도어센싱부의 중력방향으로의 움직임을 감지하여, 대응되는 감지 신호를 생성하고,
    상기 로봇은,
    상기 통신모듈을 통해 상기 도어 개방 감지 장치로부터 상기 감지 신호를 수신하고, 상기 수신된 감지 신호에 기초하여 상기 도어의 열림을 인지하고 상기 정해진 작업을 중단하는
    도어 개방 인지 시스템.
11. 제10항에 있어서,
    상기 통신모듈은 근거리 무선통신 방식으로 상기 감지 신호를 수신하는
    도어 개방 인지 시스템.
12. 제10항에 있어서,
    상기 로봇은,
    상기 감지 신호가 수신된 것에 응답하여, 상기 통신모듈을 통해 미리설정된 단말로 도어 개방 알림 이벤트를 전송하는
    도어 개방 인지 시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 로봇은,
    상기 통신모듈을 통해, 상기 도어 개방 알림 이벤트에 대응되는 동작 명령을 상기 단말로부터 수신하고, 상기 수신된 동작 명령에 따른 대응 동작을 수행하는
    도어 개방 인지 시스템.