KR20230155065A - Pet care system and operating method thereof - Google Patents

Pet care system and operating method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20230155065A
KR20230155065A KR1020220054443A KR20220054443A KR20230155065A KR 20230155065 A KR20230155065 A KR 20230155065A KR 1020220054443 A KR1020220054443 A KR 1020220054443A KR 20220054443 A KR20220054443 A KR 20220054443A KR 20230155065 A KR20230155065 A KR 20230155065A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
uwb
anchor
robot
tag
session
Prior art date
Application number
KR1020220054443A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이세호
Original Assignee
주식회사 아모센스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아모센스 filed Critical 주식회사 아모센스
Priority to KR1020220054443A priority Critical patent/KR20230155065A/en
Publication of KR20230155065A publication Critical patent/KR20230155065A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0003Home robots, i.e. small robots for domestic use
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/008Manipulators for service tasks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/006Controls for manipulators by means of a wireless system for controlling one or several manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/088Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
    • B25J13/089Determining the position of the robot with reference to its environment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/005Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators using batteries, e.g. as a back-up power source
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205Details
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10Services
    • G06Q50/22Social work or social welfare, e.g. community support activities or counselling services
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S2205/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S2205/01Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications
    • G01S2205/09Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications for tracking people

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

UWB 기술을 이용하여 애완동물에 대한 정밀한 위치 측정을 행하고, 애완동물의 케어를 위해 케어 로봇의 이동 및 스마트홈내의 다수의 가전기기의 제어가 가능하도록 하는 애완동물 케어 시스템 및 이의 작동 방법을 제시한다. 제시된 애완동물 케어 시스템은 애완동물에 착용되는 UWB 태그, 이동가능한 케어 로봇에 설치되는 제 1 UWB 앵커, 로봇 충전기에 설치되는 제 2 UWB 앵커, 및 제 1 및 제 2 UWB 앵커와는 별개의 위치에 고정설치되는 제 3 UWB 앵커를 포함하고, 제 1 내지 제 3 UWB 앵커는 UWB 태그와의 UWB 통신이 가능하고, UWB 태그와 제 1 UWB 앵커 사이의 제 1 세션, 제 1 UWB 앵커와 제 2 UWB 앵커 사이의 제 2 세션, UWB 태그와 제 2 UWB 앵커 사이의 제 3 세션, 및 제 1 UWB 앵커와 제 3 UWB 앵커 사이의 제 4 세션으로 구분되어 동작한다.We present a pet care system and its operation method that uses UWB technology to precisely measure the location of a pet, and enables movement of a care robot and control of multiple home appliances in a smart home for pet care. . The presented pet care system includes a UWB tag worn on a pet, a first UWB anchor installed on a movable care robot, a second UWB anchor installed on a robot charger, and a location separate from the first and second UWB anchors. It includes a third UWB anchor that is fixedly installed, and the first to third UWB anchors are capable of UWB communication with a UWB tag, a first session between the UWB tag and the first UWB anchor, and a first UWB anchor and a second UWB. It operates by dividing into a second session between anchors, a third session between a UWB tag and a second UWB anchor, and a fourth session between the first UWB anchor and the third UWB anchor.

Description

애완동물 케어 시스템 및 이의 작동 방법{Pet care system and operating method thereof}Pet care system and operating method thereof}

본 발명은 애완동물 케어 시스템 및 이의 작동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 애완동물을 살피고 가전기기를 원격제어할 수 있는 애완동물 케어 시스템 및 이의 작동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pet care system and a method of operating the same, and more specifically, to a pet care system and a method of operating the same that can monitor pets and remotely control home appliances.

산업이 고도로 발달하고 생활이 윤택해지면서 가정에서 개나 고양이와 같은 애완동물을 키우는 사람들이 많아지고 있다. 이와 함께, 최근 1인 가구나 맞벌이 가정이 급증하면서 일과시간 동안 혼자 남겨지는 애완동물의 숫자도 늘어나고 있다. 이로 인해, 애완동물을 원격지에서 케어(care)할 수 있는 장치를 필요로 하고 있는 실정이다.As industry becomes highly developed and life becomes more prosperous, the number of people raising pets such as dogs and cats at home is increasing. At the same time, as the number of single-person or dual-income households has increased rapidly, the number of pets left alone during work hours is also increasing. Because of this, there is a need for devices that can care for pets from a remote location.

그에 따라, 다양한 형태의 펫 케어 로봇이 등장하고 있는데, 현재의 펫 케어 로봇은 애완동물의 몸체에 착용된 측위 장치와 통신을 수행함으로써 애완동물의 위치를 결정할 수 있다. 이에 따라, 애완동물을 추적하고 카메라를 통하여 애완동물의 상태를 감시할 수 있다. Accordingly, various types of pet care robots are emerging. Current pet care robots can determine the pet's location by communicating with a positioning device worn on the pet's body. Accordingly, it is possible to track the pet and monitor its condition through a camera.

그런데, 기존에는 카메라, 라이다(LiDAR) 등이 주변 물체에 의해 시야 확보를 할 수 없을 경우에는 환경의 영향으로 애완동물에 대한 정밀 위치 측위를 할 수 없다. 이로 인해, 부정확한 위치측정이 되고, 이에 따라 스마트폰 등을 이용한 원격 제어에 오류가 발생할 수 있다.However, in the past, when cameras, LiDAR, etc. cannot secure visibility due to surrounding objects, precise location determination of pets cannot be performed due to the influence of the environment. This results in inaccurate location measurement, which may cause errors in remote control using smartphones, etc.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 공개된 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the above background technology are intended to aid understanding of the background of the invention and may include matters that are not disclosed prior art.

선행기술 1 : 대한민국 공개특허 제10-2021-0099468호(펫 태그를 포함하는 홈 어플라이언스 네트워크 시스템 및 그 동작 방법)Prior Art 1: Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0099468 (Home appliance network system including pet tag and method of operation thereof) 선행기술 2 : 대한민국 등록특허 제10-2381906호(센서 기반 반려동물 관리용 펫링 및 이를 이용한 반려동물 토탈케어 시스템)Prior art 2: Republic of Korea Patent No. 10-2381906 (Sensor-based pet ring for pet care and pet total care system using the same)

본 발명은 상기한 종래의 사정을 감안하여 제안된 것으로, UWB 기술을 이용하여 애완동물에 대한 정밀한 위치 측정을 행하고, 애완동물의 케어를 위해 케어 로봇의 이동 및 스마트홈내의 다수의 가전기기의 제어가 가능하도록 하는 애완동물 케어 시스템 및 이의 작동 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was proposed in consideration of the above-described conventional circumstances, and uses UWB technology to precisely measure the position of a pet, move a care robot for pet care, and control a number of home appliances in a smart home. The purpose is to provide a pet care system and a method of operating it that makes it possible.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 애완동물 케어 시스템은, 애완동물에 착용되는 UWB 태그; 이동가능한 케어 로봇에 설치되는 제 1 UWB 앵커; 로봇 충전기에 설치되는 제 2 UWB 앵커; 및 상기 제 1 및 제 2 UWB 앵커와는 별개의 위치에 고정설치되는 제 3 UWB 앵커;를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 UWB 앵커는 상기 UWB 태그와의 UWB 통신이 가능하고, 상기 UWB 태그와 상기 제 1 UWB 앵커 사이의 제 1 세션, 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 2 UWB 앵커 사이의 제 2 세션, 상기 UWB 태그와 상기 제 2 UWB 앵커 사이의 제 3 세션, 및 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 3 UWB 앵커 사이의 제 4 세션으로 구분되어 동작한다.In order to achieve the above object, a pet care system according to a preferred embodiment of the present invention includes a UWB tag worn on a pet; A first UWB anchor installed on the movable care robot; A second UWB anchor installed on the robot charger; and a third UWB anchor fixedly installed in a location separate from the first and second UWB anchors, wherein the first to third UWB anchors are capable of UWB communication with the UWB tag, and the UWB tag a first session between the first UWB anchor and the first UWB anchor, a second session between the first UWB anchor and the second UWB anchor, a third session between the UWB tag and the second UWB anchor, and the first UWB anchor. It operates divided into a fourth session between the UWB anchor and the third UWB anchor.

상기 제 1 세션은, 상기 케어 로봇이 상기 애완동물을 따라 다닐 수 있도록 하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 1 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션일 수 있다.The first session may be a UWB communication session established between the UWB tag and the first UWB anchor to allow the care robot to follow the pet.

상기 제 1 세션에서는 상기 UWB 태그가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 UWB 태그의 위치를 측정하고, 상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 UWB 태그의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 애완동물을 추종할 수 있다.In the first session, the UWB tag becomes an initiator, the first UWB anchor becomes a responder, and the first UWB anchor responds to the UWB signal from the UWB tag and the UWB signal. The position of the UWB tag is measured based on the sent response signal, and the care robot can follow the pet based on the result of measuring the position of the UWB tag at the first UWB anchor.

상기 제 2 세션은, 상기 케어 로봇을 상기 로봇 충전기에게로 이동시켜 충전시키기 위해 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션일 수 있다.The second session may be a UWB communication session established between the first UWB anchor and the second UWB anchor to move the care robot to the robot charger and charge it.

상기 제 2 세션에서는 상기 제 2 UWB 앵커가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 상기 제 2 UWB 앵커로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 제 2 UWB 앵커의 위치를 측정하고, 상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 제 2 UWB 앵커의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 로봇 충전기에게로 이동할 수 있다.In the second session, the second UWB anchor becomes an initiator, the first UWB anchor becomes a responder, and the first UWB anchor receives the UWB signal from the second UWB anchor and the UWB The position of the second UWB anchor is measured based on a response signal sent in response to the signal, and the care robot can move to the robot charger based on the position measurement result of the second UWB anchor in the first UWB anchor. there is.

상기 제 3 세션은, 상기 케어 로봇이 상기 로봇 충전기에서 충전되고 있는 동안에 상기 제 2 UWB 앵커가 상기 UWB 태그의 위치를 계속적으로 파악하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션일 수 있다.The third session is UWB communication established between the UWB tag and the second UWB anchor so that the second UWB anchor continuously determines the location of the UWB tag while the care robot is being charged in the robot charger. It could be a session.

상기 제 3 세션에서는 상기 UWB 태그가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 2 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고, 상기 제 2 UWB 앵커는 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 UWB 태그의 위치를 측정할 수 있다.In the third session, the UWB tag becomes an initiator, the second UWB anchor becomes a responder, and the second UWB anchor responds to the UWB signal from the UWB tag and the UWB signal. The location of the UWB tag can be measured based on the sent response signal.

상기 제 2 UWB 앵커는, 상기 케어 로봇에 대한 충전이 완료됨에 따라 상기 UWB 태그의 위치를 상기 제 1 UWB 앵커에게 전달할 수 있다.The second UWB anchor may transmit the location of the UWB tag to the first UWB anchor as charging of the care robot is completed.

상기 제 4 세션은, 상기 로봇 충전기가 NLOS(non-line-of-sight) 상태이어서 상기 제 1 UWB 앵커가 상기 제 2 UWB 앵커의 UWB 신호를 수신할 수 없을 때 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 3 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션일 수 있다.The fourth session is performed when the first UWB anchor cannot receive the UWB signal of the second UWB anchor because the robot charger is in a non-line-of-sight (NLOS) state. It may be a UWB communication session established between 3 UWB anchors.

상기 제 4 세션에서는 상기 제 3 UWB 앵커는 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 상기 제 3 UWB 앵커로부터의 상기 로봇 충전기의 위치 정보를 포함하는 UWB 신호를 근거로 상기 로봇 충전기의 위치를 측정하고, 상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 로봇 충전기의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 로봇 충전기에게로 이동할 수 있다.In the fourth session, the third UWB anchor becomes an initiator, the first UWB anchor becomes a responder, and the first UWB anchor determines the location of the robot charger from the third UWB anchor. The position of the robot charger is measured based on a UWB signal containing information, and the care robot can move to the robot charger based on a result of measuring the position of the robot charger at the first UWB anchor.

상기 애완동물 케어 시스템은 UWB TDoA Uplink 시스템에 적용되고, 상기 제 3 UWB 앵커는 다수개이고, 상기 다수개의 제 3 UWB 앵커중에서 하나는 앵커 설치 수량 최소화를 위해 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 할 수 있다.The pet care system is applied to the UWB TDoA Uplink system, and there are multiple third UWB anchors, and one of the multiple third UWB anchors can play a master role and a slave role to minimize the number of anchor installations.

상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 제 3 UWB 앵커는 별도의 UWB 데이터 통신 세션을 통해 출입문 및 가전기기 중에서 하나 이상에 대하여 제어를 행할 수 있다.The third UWB anchor, which acts as the master and slave, can control one or more of the doors and home appliances through a separate UWB data communication session.

상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 제 3 UWB 앵커는 통신영역별로 하나씩 설치되고, 상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 제 3 UWB 앵커는 각각의 통신영역에서 발생되는 신호 및 데이터를 게이트웨이를 통해 서버에게로 전송할 수 있다.The third UWB anchor, which plays the role of the master and the slave, is installed one by one for each communication area, and the third UWB anchor, which acts as the master and the slave, transmits signals and data generated in each communication area to the server through the gateway. Can be transmitted.

상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 3 UWB 앵커는 상기 UWB 태그 및 상기 제 1 UWB 앵커의 이동성 보장을 위한 핸드오버를 담당할 수 있다.The 3 UWB anchors playing the master role and the slave role may be responsible for handover to ensure the mobility of the UWB tag and the first UWB anchor.

상기 애완동물 케어 시스템은 UWB TDoA Downlink 시스템에 적용되고, 상기 제 3 UWB 앵커는 다수개이고, 상기 다수개의 제 3 UWB 앵커중에서 하나는 하나의 통신영역에서만 이니시에이터(initiator) 역할을 하고 다른 통신영역에 참여하는 경우에는 리스판더(Responder) 역할을 할 수 있다.The pet care system is applied to the UWB TDoA Downlink system, and there are multiple third UWB anchors, and one of the multiple third UWB anchors acts as an initiator only in one communication area and participates in other communication areas. In this case, it can act as a responder.

한편, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 애완동물 케어 시스템의 작동 방법은, 애완동물에 착용되는 UWB 태그, 이동가능한 케어 로봇에 설치되는 제 1 UWB 앵커, 로봇 충전기에 설치되는 제 2 UWB 앵커, 및 상기 제 1 및 제 2 UWB 앵커와는 별개의 위치에 고정설치되는 제 3 UWB 앵커를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 UWB 앵커는 상기 UWB 태그와의 UWB 통신이 가능한 애완동물 케어 시스템의 작동 방법에 있어서, 상기 케어 로봇이 상기 애완동물을 따라 다닐 수 있도록 하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 1 UWB 앵커 사이에 제 1 세션을 설정하는 단계; 상기 케어 로봇을 상기 로봇 충전기에게로 이동시켜 충전시키기 위해 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 제 2 세션을 설정하는 단계; 상기 케어 로봇이 상기 로봇 충전기에서 충전되고 있는 동안에 상기 제 2 UWB 앵커가 상기 UWB 태그의 위치를 계속적으로 파악하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 제 3 세션을 설정하는 단계; 및 상기 로봇 충전기가 NLOS(non-line-of-sight) 상태이어서 상기 제 1 UWB 앵커가 상기 제 2 UWB 앵커의 UWB 신호를 수신할 수 없을 때 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 3 UWB 앵커 사이에 제 4 세션을 설정하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, a method of operating a pet care system according to a preferred embodiment of the present invention includes a UWB tag worn on a pet, a first UWB anchor installed on a movable care robot, a second UWB anchor installed on a robot charger, and A method of operating a pet care system comprising a third UWB anchor fixedly installed in a location separate from the first and second UWB anchors, wherein the first to third UWB anchors are capable of UWB communication with the UWB tag. Establishing a first session between the UWB tag and the first UWB anchor to allow the care robot to follow the pet; Establishing a second session between the first UWB anchor and the second UWB anchor to move the care robot to the robot charger and charge it; Establishing a third session between the UWB tag and the second UWB anchor so that the second UWB anchor continuously determines the location of the UWB tag while the care robot is being charged in the robot charger; And between the first UWB anchor and the third UWB anchor when the robot charger is in a non-line-of-sight (NLOS) state and the first UWB anchor cannot receive the UWB signal of the second UWB anchor. It includes; setting up a fourth session.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 스마트홈의 다수 디바이스를 원격제어할 수 있을 뿐만 아니라 정밀한 위치 측정을 통한 정밀 제어가 가능하다. 즉, UWB 기술을 통해 넓은 공간에서 다수 디바이스와 연동하여 정밀 위치 측위가 가능하다.According to the present invention with this configuration, not only can multiple devices in a smart home be remotely controlled, but also precise control is possible through precise location measurement. In other words, UWB technology allows precise positioning by linking with multiple devices in a wide space.

온디바이스대화 인식, UWB 위치 인식, IoT 가전 제어가 가능할 수 있다.On-device conversation recognition, UWB location recognition, and IoT home appliance control may be possible.

가장 가까이에 있는 스마트 기기를 통해 사용자와 상호 연결되도록 할 수 있다.It can be interconnected with the user through the nearest smart device.

모든 스마트 기기를 모니터링하고 부품을 교체해야 할 때를 알릴 수 있다.It can monitor all your smart devices and notify you when parts need to be replaced.

사용 패턴을 분석하여 인공지능 절전 모드를 지원함으로써, 에너지 비용을 절감할 수 있다.Energy costs can be reduced by analyzing usage patterns and supporting artificial intelligence power saving modes.

상담사 연결, 출장 예약까지 한번에 할 수 있는 더 편리해진 원스탑 서비스를 제공할 수 있다.We can provide a more convenient one-stop service that allows you to connect with a counselor and make a business trip reservation all at once.

도 1은 본 발명의 애완동물 케어 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 1 세션을 표현한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 2 세션을 표현한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 3 세션을 표현한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 4 세션을 표현한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템이 적용된 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템이 적용된 다른 예를 나타낸 도면이다.
1 is a diagram to explain the concept of the pet care system of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the configuration of a pet care system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram representing the first session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram representing the second session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram representing the third session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram representing the fourth session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing an example of application of the pet care system according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a diagram showing another example in which the pet care system according to an embodiment of the present invention is applied.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "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.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. In order to facilitate overall understanding when describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 애완동물 케어 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram to explain the concept of the pet care system of the present invention.

본 발명의 애완동물 케어 시스템은 기본적으로 케어 로봇(20)이 애완동물(1)을 따라 이동할 수 있다. 그래서, 케어 로봇(20)이 애완동물(1)과 놀아줄 수 있다. 즉, 케어 로봇(20)이 애완동물(1)의 근처로 이동함에 따라 애완동물(1)의 관심을 끌어서 애완동물(1)을 움직이게 할 수 있다. Basically, the pet care system of the present invention allows the care robot 20 to move along the pet 1. So, the care robot 20 can play with the pet 1. That is, as the care robot 20 moves near the pet 1, it can attract the attention of the pet 1 and cause the pet 1 to move.

물론, 필요에 따라 케어 로봇(20) 대신에 로봇 청소기를 이용할 수도 있다.Of course, if necessary, a robot vacuum cleaner may be used instead of the care robot 20.

애완동물(1)에는 UWB 태그(Ultra-Wideband Tag)(10)가 장착되어 있고, 케어 로봇(20)에는 UWB 앵커(Ultra-Wideband anchor)가 설치되어 있다.The pet 1 is equipped with a UWB tag (Ultra-Wideband Tag) 10, and the care robot 20 is equipped with a UWB anchor (Ultra-Wideband anchor).

본 발명의 애완동물 케어 시스템은 UWB(Ultra-Wideband) 측위 기술을 이용한다.The pet care system of the present invention uses UWB (Ultra-Wideband) positioning technology.

UWB(Ultra-Wideband)는 정밀 측위가 가능하고, 통신 신뢰도가 우수하고, 실시간 측위가 가능하며, 보안성이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다. 이러한 UWB는 스마트카(smart car), 스마트홈(smart home), 스마트 팩토리(smart factory), 스마트시티(smart city) 등에 적용가능하다.UWB (Ultra-Wideband) has the advantages of enabling precise positioning, excellent communication reliability, real-time positioning, and excellent security. This UWB can be applied to smart cars, smart homes, smart factories, smart cities, etc.

UWB(Ultra-Wideband) 측위 기술로는 신호의 도달시간(ToA; Time of Arrival), 신호의 도달 시간차(TDoA; Time Difference of Arrival), 및 신호의 도착각도(AoA; Angle of Arrival) 등이 있을 수 있다. 여기서, ToA는 노드간 거리를 측정(계산)할 수 있고, AoA는 신호의 방향을 측정(계산)할 수 있다. TDoA는 신호의 방향 및 거리를 측정(계산)할 수 있으므로 신호발생의 위치를 추정할 수 있다.UWB (Ultra-Wideband) positioning technology includes signal time of arrival (ToA; Time of Arrival), signal time difference of arrival (TDoA; Time Difference of Arrival), and signal angle of arrival (AoA; Angle of Arrival). You can. Here, ToA can measure (calculate) the distance between nodes, and AoA can measure (calculate) the direction of the signal. TDoA can measure (calculate) the direction and distance of a signal, so it can estimate the location of signal occurrence.

본 발명은 신호의 도달시간(ToA; Time of Arrival), 신호의 도달 시간차(TDoA; Time Difference of Arrival), 및 신호의 도착각도(AoA; Angle of Arrival)를 명령어를 통하여 선택적으로 운영할 수 있다. 이때, TDoA 방식을 선택하여 운영하는 중에 주변환경으로 인해 측위가 제대로 되지 않을 경우에는 AoA 또는 ToA 레인징(Ranging)을 적용할 수 있다.In the present invention, the time of arrival of the signal (ToA; Time of Arrival), the time difference of arrival of the signal (TDoA; Time Difference of Arrival), and the angle of arrival of the signal (AoA; Angle of Arrival) can be selectively operated through commands. . At this time, if positioning does not work properly due to the surrounding environment while selecting and operating the TDoA method, AoA or ToA ranging can be applied.

결국, 본 발명은 위치 정확도 향상 및 비용 축소를 위해, 주변 환경에 따라 최적의 UWB 측위 방식을 적용할 수 있다.Ultimately, the present invention can apply the optimal UWB positioning method according to the surrounding environment to improve location accuracy and reduce costs.

상술한 UWB 태그(10)는 UWB 신호를 송신하는 안테나(도시 생략), UWB신호를 생성하여 안테나로 전달하는 UWB IC(도시 생략), 및 UWB 신호의 송신을 명령하는 MCU 모듈(Micro Controller Unit module)(도시 생략)을 포함할 수 있다. 상기에서, 안테나와 UWB IC 및 MCU 모듈을 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 동종업계에 종사하는 자라면 상술한 설명으로부터 UWB 태그(10)의 구성을 충분히 이해할 수 있으리라 본다. The above-described UWB tag 10 includes an antenna (not shown) that transmits a UWB signal, a UWB IC (not shown) that generates a UWB signal and transmits it to the antenna, and an MCU module (Micro Controller Unit module) that commands the transmission of the UWB signal. ) (not shown) may be included. In the above, the antenna, UWB IC, and MCU module are not shown in separate drawings, but it is believed that anyone working in the same industry will be able to fully understand the configuration of the UWB tag 10 from the above description.

케어 로봇(20)의 UWB 앵커는 UWB 신호를 UWB 태그(10)와 송신하여 UWB 태그(10)의 위치를 측정할 수 있다.The UWB anchor of the care robot 20 can measure the location of the UWB tag 10 by transmitting a UWB signal to the UWB tag 10.

케어 로봇(20)의 UWB 앵커는 안테나(도시 생략), UWB IC(도시 생략), 및 MCU 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 안테나는 UWB 신호를 송신 및 수신할 수 있다. UWB IC는 UWB신호를 생성하여 안테나로 전달하고, 안테나가 수신한 UWB신호를 분석하여 MCU 모듈로 전달할 수 있다. MCU 모듈은 UWB 신호의 송신을 명령하고, 수신한 데이터를 처리하고, 측위 및 데이터 통신을 제어할 수 있다. The UWB anchor of the care robot 20 may include an antenna (not shown), a UWB IC (not shown), and an MCU module. Here, the antenna can transmit and receive UWB signals. The UWB IC can generate UWB signals and transmit them to the antenna, analyze the UWB signals received by the antenna, and transmit them to the MCU module. The MCU module can command the transmission of UWB signals, process received data, and control positioning and data communication.

예를 들어, 케어 로봇(20)의 UWB 앵커의 MCU 모듈은 설정 방식에 따라 신호의 도달시간(ToA; Time of Arrival), 신호의 도달 시간차(TDoA; Time Difference of Arrival), 및 신호의 도착각도(AoA; Angle of Arrival) 중 한 가지에 의하여, UWB 태그(10)의 거리 정보 및 방향 정보중에서 하나 이상을 계산할 수 있다. For example, the MCU module of the UWB anchor of the care robot 20 determines the time of arrival (ToA; Time of Arrival) of the signal, the time difference of arrival (TDoA) of the signal, and the angle of arrival of the signal depending on the setting method. One or more of the distance information and direction information of the UWB tag 10 can be calculated according to one of (AoA; Angle of Arrival).

상기에서, 케어 로봇(20)의 UWB 앵커의 안테나와 UWB IC 및 MCU 모듈을 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 동종업계에 종사하는 자라면 상술한 설명으로부터 케어 로봇(20)의 UWB 앵커의 구성을 충분히 이해할 수 있으리라 본다. In the above, the antenna, UWB IC, and MCU module of the UWB anchor of the care robot 20 are not shown in separate drawings, but those working in the same industry can understand the configuration of the UWB anchor of the care robot 20 from the above description. I think you can understand it well.

물론, 케어 로봇(20)은 배터리 모듈(도시 생략), 이동 모듈(도시 생략), 및 구동 제어 모듈(도시 생략)을 더 포함할 수 있다.Of course, the care robot 20 may further include a battery module (not shown), a movement module (not shown), and a driving control module (not shown).

배터리 모듈은 케어 로봇(20)의 구동을 위하여 필요한 구동전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 배터리 모듈은 리튬전지 등과 같은 일차 전지 또는 니켈-카드뮴(NiCd) 전지, 니켈-수소(NiMH) 전지, 리튬 이온 이차전지, 리튬이온폴리머 이차전지와 같은 이차 전지가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The battery module can supply the driving power necessary to drive the care robot 20. For example, the battery module may use a primary battery such as a lithium battery or a secondary battery such as a nickel-cadmium (NiCd) battery, a nickel-hydrogen (NiMH) battery, a lithium ion secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery. It is not limited.

한편, 케어 로봇(20)은 배터리의 잔량을 체크할 수 있는 모듈(도시 생략)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the care robot 20 may further include a module (not shown) that can check the remaining battery capacity.

이동 모듈은 케어 로봇(20)을 이동가능하도록 한다. 예를 들어, 이동 모듈은 케어 로봇(20)의 양측 또는 하단에 마련되어 케어 로봇(20)이 접하는 바닥면과 맞닿아 임의의 방향으로 이동가능한 바퀴 형태로 구현될 수 있다. The movement module allows the care robot 20 to move. For example, the movement module may be implemented in the form of wheels provided on both sides or the bottom of the care robot 20 and capable of moving in any direction in contact with the floor surface that the care robot 20 is in contact with.

구동 제어 모듈은 이동 모듈이 전후좌우 특정 방향으로 이동하거나 특정 방위로 회전할 수 있도록 제어하고 그에 따른 구동 신호, 전원 및/또는 전압을 제공할 수 있다. The drive control module can control the mobile module to move in a specific direction forward, left, right, or rotate in a specific direction and provide a driving signal, power, and/or voltage accordingly.

상술한 케어 로봇(20)에서의 측위 방법의 일 예를 개략적으로 설명하면 하기와 같을 수 있다.An example of the positioning method in the above-described care robot 20 may be briefly described as follows.

먼저, UWB 태그(10)는 케어 로봇(20)에 1차 임펄스 신호를 송신하고, 케어 로봇(20)은 1차 임펄스 신호를 수신한다. 그에 따라, UWB 태그(10)에 대한 케어 로봇(20)의 상대적 위치 측정이 개시된다. 여기서, 1차 임펄스 신호는 미리 스케줄링된 주기(예를 들어, 100 ms, 50 ms 등)마다 송신될 수 있다. 이에 의해 케어 로봇(20)은 UWB 태그(10)가 인접하였음을 또는 검출하였음을 인지하여 위치 측정을 개시하게 된다. 바꾸어 말하면, 1차 임펄스 신호는 측위 개시 신호로 이해될 수 있다.First, the UWB tag 10 transmits a primary impulse signal to the care robot 20, and the care robot 20 receives the primary impulse signal. Accordingly, measurement of the relative position of the care robot 20 with respect to the UWB tag 10 is initiated. Here, the primary impulse signal may be transmitted at pre-scheduled intervals (eg, 100 ms, 50 ms, etc.). As a result, the care robot 20 recognizes that the UWB tag 10 is adjacent or has detected it and starts measuring the position. In other words, the primary impulse signal can be understood as a positioning start signal.

케어 로봇(20)은 1차 임펄스 신호에 대한 응답으로 소정의 응답신호를 UWB 태그(10)에게로 송신하고, UWB 태그(10)는 응답 신호에 대하여 2차 임펄스 신호를 송신한다. The care robot 20 transmits a predetermined response signal to the UWB tag 10 in response to the first impulse signal, and the UWB tag 10 transmits a secondary impulse signal in response to the response signal.

케어 로봇(20)은 응답신호 및 2차 임펄스 신호에 따른 왕복 시간을 계산하여, UWB 태그(10)와 케어 로봇(20) 간의 거리 및 UWB 태그(10)가 존재하는 방향을 측정할 수 있다. 이때, 거리 및 방향을 측정함에 있어서, 신호의 도달시간차(TDoA)를 사용하여 측정할 수 있다.The care robot 20 can measure the distance between the UWB tag 10 and the care robot 20 and the direction in which the UWB tag 10 exists by calculating the round-trip time according to the response signal and the secondary impulse signal. At this time, when measuring distance and direction, the time difference of arrival (TDoA) of the signal can be used to measure it.

이와 같이 케어 로봇(20)은 UWB 태그(10)와의 거리 및 방향을 측정하게 되면 UWB 태그(10)가 장착된 애완동물(1)의 근처로 이동할 수 있다.In this way, when the care robot 20 measures the distance and direction with the UWB tag 10, it can move near the pet 1 equipped with the UWB tag 10.

필요에 따라, UWB 태그(10)는 애완동물(1)의 생체 신호를 감지하여 생체 데이터를 취득할 수 있는 생체신호 측정 센서(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 생체 데이터는 애완동물(1)의 심박수, 호흡수, 산소포화도 등을 포함할 수 있다. 생체신호 측정 센서는 생체 데이터에 기초하여 애완동물(1)의 건강 관련 데이터를 출력할 수 있다. 예컨대, 생체신호 측정 센서는 심박 센서, 산소포화도 센서 등을 포함하여 구성될 수 있다. If necessary, the UWB tag 10 may further include a biosignal measurement sensor (not shown) that can acquire biometric data by detecting biosignals of the pet 1. Here, the biometric data may include the heart rate, respiratory rate, oxygen saturation, etc. of the pet 1. The biosignal measurement sensor can output health-related data of the pet 1 based on biometric data. For example, the biosignal measurement sensor may include a heart rate sensor, an oxygen saturation sensor, etc.

한편, 케어 로봇(20)은 애완동물(1)의 주변 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함할 수 있다. 이는 애완동물(1)의 주변 온도가 높으면 에어컨을 자동으로 작동시키는 등의 적절한 케어(care)를 해 줄 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 필요에 따라서, 온도센서는 UWB 태그(10)에 설치될 수도 있다.Meanwhile, the care robot 20 may further include a temperature sensor that detects the surrounding temperature of the pet 1. This is to provide appropriate care, such as automatically operating the air conditioner when the surrounding temperature of the pet (1) is high. Of course, if necessary, a temperature sensor may be installed in the UWB tag 10.

한편, 케어 로봇(20)은 조도센서(도시 생략) 및 타이머(도시 생략) 등을 더 포함할 수 있다. 조도센서는 주변 환경의 밝기를 측정할 수 있다. 타이머는 시간을 계시할 수 있다. 이는 아침이 되면 닫혀 있는 커튼을 개방하고 TV를 자동으로 켜는 등의 적절한 케어(care)를 해 줄 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 필요에 따라서, 조도센서 및 타이머는 UWB 태그(10)에 설치될 수도 있다.Meanwhile, the care robot 20 may further include an illumination sensor (not shown) and a timer (not shown). The illuminance sensor can measure the brightness of the surrounding environment. A timer can reveal time. This is to provide appropriate care, such as opening closed curtains and automatically turning on the TV in the morning. Of course, if necessary, an illuminance sensor and a timer may be installed in the UWB tag 10.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram for explaining the configuration of a pet care system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템은, 통신영역(100)내에 있는 애완동물(1)에 장착되는 UWB 태그(10; T), 통신영역(100)내에 설치된 다수의 UWB 앵커를 포함할 수 있다.The pet care system according to an embodiment of the present invention may include a UWB tag (10; T) mounted on the pet (1) within the communication area (100) and a plurality of UWB anchors installed within the communication area (100). You can.

여기서, 통신영역(100)은 방, 거실 등이 될 수 있고, 통신영역(100)내에는 다수의 애완동물(1)이 있을 수 있다. 그에 따라, UWB 태그(10; T)도 애완동물(1)별로 있을 수 있다.Here, the communication area 100 may be a room, a living room, etc., and there may be a number of pets 1 within the communication area 100. Accordingly, the UWB tag 10 (T) may also be present for each pet 1.

여기서, 다수의 UWB 앵커는 통신영역(100)내에서 이동되는 케어 로봇(20)에 설치된 UWB 앵커(22), 통신영역(100)내의 로봇 충전기(30)에 설치된 UWB 앵커(32), 및 UWB 앵커(22, 32)와는 별개로 통신영역(100)내의 특정 위치에 고정되게 설치된 UWB 앵커(34, 36, 38)를 포함할 수 있다. Here, the plurality of UWB anchors includes a UWB anchor 22 installed on the care robot 20 moving within the communication area 100, a UWB anchor 32 installed on the robot charger 30 within the communication area 100, and a UWB anchor 22 installed on the care robot 20 moving within the communication area 100. Separately from the anchors 22 and 32, it may include UWB anchors 34, 36, and 38 fixedly installed at a specific location within the communication area 100.

상술한 UWB 앵커(22)는 제 1 UWB 앵커(B)라고 할 수 있고, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 도 1에서 참조부호를 도시하지 않고 설명한 케어 로봇(20)에 설치된 UWB 앵커이다. UWB 앵커(32)는 제 2 UWB 앵커(H)라고 할 수 있고, UWB 앵커(34, 36, 38)는 제 3 UWB 앵커라고 할 수 있다. The above-described UWB anchor 22 can be referred to as the first UWB anchor (B), and the first UWB anchor 22 (B) is a UWB anchor installed in the care robot 20 described without reference numerals in FIG. 1. . The UWB anchor 32 can be referred to as the second UWB anchor (H), and the UWB anchors 34, 36, and 38 can be referred to as the third UWB anchor.

제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)는 각각 서로 이격되게 설치됨이 바람직하다. 예를 들어, 제 3 UWB 앵커(34, 36)는 각각 슬레이브 앵커(slave anchor; SA)로서 작용할 수 있고, 제 3 UWB 앵커(38)는 마스터 앵커(master anchor; MA)로서 작용할 수 있다. 물론, 필요에 따라, 제 3 UWB 앵커(38)는 슬레이브 앵커(slave anchor)로도 작용가능하다. 이와 같이 제 3 UWB 앵커(38)가 마스터 앵커 및 슬레이브 앵커의 역할을 할 수 있으므로, 넓은 장소에서 UWB 앵커 설치 수량을 최소화할 수 있다.It is preferable that the third UWB anchors 34, 36, and 38 are installed spaced apart from each other. For example, the third UWB anchors 34 and 36 may each act as a slave anchor (SA), and the third UWB anchor 38 may act as a master anchor (MA). Of course, if necessary, the third UWB anchor 38 can also function as a slave anchor. In this way, since the third UWB anchor 38 can serve as a master anchor and a slave anchor, the number of UWB anchors installed in a wide area can be minimized.

그리고, 상술한 제 2 UWB 앵커(32; H)는 제 3 UWB 앵커(이 경우, 34, 36)와 마찬가지로 슬레이브 앵커(slave anchor; SA)라고 할 수 있다.In addition, the above-described second UWB anchor 32 (H) can be called a slave anchor (SA) like the third UWB anchor (in this case, 34 and 36).

본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템은 다수의 세션(즉, UWB 통신 세션)으로 구분되어 동작할 수 있다. The pet care system according to an embodiment of the present invention can be divided into multiple sessions (i.e., UWB communication sessions) and operate.

여기서, 다수의 세션은 UWB 태그(10; T)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이의 제 1 세션, 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 사이의 제 2 세션, UWB 태그(10; T)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 사이의 제 3 세션, 및 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38) 사이의 제 4 세션으로 구분될 수 있다.Here, the plurality of sessions include a first session between the UWB tag 10 (T) and the first UWB anchor (22; B), and a first session between the first UWB anchor (22; B) and the second UWB anchor (32; H). A second session, between the UWB tag 10 (T) and the second UWB anchor 32 (H), and the third session between the first UWB anchor 22 (B) and the third UWB anchor 34, 36, 38. It can be divided into the fourth session.

로봇 충전기(30)는 케어 로봇(20)의 전원을 충전할 수 있다.The robot charger 30 can charge the power of the care robot 20.

한편, 통신영역(100)내에는 TV(40), 에어컨(42) 등과 같은 가전기기 및 커튼(44) 등이 구비될 수 있다. 그에 따라, 아침이 되었을 경우 커튼(44)이 닫혀 있으면 자동으로 열고, TV(40)를 자동으로 켤 수 있다. 또한, 케어 로봇(20)의 주변의 온도가 높을 경우에는 에어컨(42)을 자동으로 작동시킬 수 있다. 이와 같이 TV(40)와 에어컨(42) 및 커튼(44)의 작동은 마스터 역할을 할 수 있는 제 3 UWB 앵커(38; MA,SA)에서 제어할 수 있다.Meanwhile, home appliances such as a TV 40, an air conditioner 42, and curtains 44 may be provided within the communication area 100. Accordingly, in the morning, if the curtain 44 is closed, it can be automatically opened and the TV 40 can be automatically turned on. Additionally, when the temperature around the care robot 20 is high, the air conditioner 42 can be automatically operated. In this way, the operation of the TV 40, the air conditioner 42, and the curtain 44 can be controlled by the third UWB anchor 38 (MA, SA), which can serve as a master.

UWB 태그(10)는 애완동물(1)의 건강 관련 데이터를 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38 중에서 38; MA,SA)에게로 송신할 수 있다. 물론, 필요에 따라서, UWB 태그(10)는 애완동물(1)의 생체 데이터를 근거로 애완동물(1)이 잠들어 있는지 또는 활동중에 있는지를 판단하여 판단 결과를 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38 중에서 38; MA,SA)에게로 송신할 수 있다. 그에 따라, 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38 중에서 38; MA,SA)는 수신한 건강 관련 데이터 및/또는 활동 여부 정보를 게이트웨이를 통해 외부의 서버에게로 전달할 수 있다. 서버는 수신한 건강 관련 데이터 및/또는 활동 여부 정보를 사용자 단말에게로 보낼 수 있다.The UWB tag 10 can transmit health-related data of the pet 1 to the third UWB anchor (38 among 34, 36, and 38; MA, SA). Of course, if necessary, the UWB tag 10 determines whether the pet 1 is asleep or active based on the biometric data of the pet 1 and sends the judgment result to the third UWB anchor 34, 36. , can be sent to 38 out of 38 (MA, SA). Accordingly, the third UWB anchor (38 among 34, 36, and 38; MA, SA) may transmit the received health-related data and/or activity status information to an external server through the gateway. The server may send the received health-related data and/or activity information to the user terminal.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 1 세션을 표현한 도면이다.Figure 3 is a diagram representing the first session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.

제 1 세션은 UWB 태그(10; T)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 간의 정보 교환을 위해 연결되는 UWB 통신 세션일 수 있다.The first session may be a UWB communication session connected for information exchange between the UWB tag 10 (T) and the first UWB anchor 22 (B).

예를 들어, 제 1 세션은 케어 로봇(20)이 애완동물(1)을 따라 다닐 수 있도록 하기 위해 UWB 태그(10; T)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이에 설정되는 UWB 통신 세션일 수 있다.For example, the first session is a UWB communication session established between the UWB tag (10; T) and the first UWB anchor (22; B) to allow the care robot (20) to follow the pet (1). It can be.

제 1 세션에서의 경우, UWB 태그(10; T)는 이니시에이터(initiator)가 될 수 있고, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 리스판더(responder)가 될 수 있다.In the case of the first session, the UWB tag 10 (T) can be an initiator, and the first UWB anchor 22 (B) can be a responder.

이에 의해, 앞서 도 1에서 설명한 케어 로봇(20)에서의 측위 방법의 일 예에 따라, UWB 태그(10; T)가 제 1 UWB 앵커(22; B)에게로 제 1 UWB 신호(예컨대, 임펄스 신호)를 보낼 수 있다.Accordingly, according to an example of the positioning method in the care robot 20 previously described in FIG. 1, the UWB tag 10 (T) transmits a first UWB signal (e.g., impulse) to the first UWB anchor 22 (B). signal) can be sent.

그에 따라, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 제 1 UWB 신호를 수신함에 따라 그에 응답하여 제 1 응답신호를 UWB 태그(10; T)에게로 보낼 수 있고, UWB 태그(10; T)는 제 1 응답신호를 수신함에 따라 제 2 UWB 신호(예컨대, 임펄스 신호)를 제 1 UWB 앵커(22; B)에게로 보낼 수 있다.Accordingly, the first UWB anchor 22 (B) may send a first response signal to the UWB tag 10 (T) in response to receiving the first UWB signal, and the UWB tag 10 (T) may As the first response signal is received, a second UWB signal (eg, impulse signal) can be transmitted to the first UWB anchor 22 (B).

이와 같이, UWB 태그(10; T)와 제 1 UWB 앵커(22; B)는 UWB 신호와 응답신호를 주기적으로 주고받을 수 있다.In this way, the UWB tag 10 (T) and the first UWB anchor 22 (B) can periodically exchange UWB signals and response signals.

따라서, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 응답신호와 UWB 태그(10; T)로부터의 UWB 신호에 따른 왕복 시간을 주기적으로 계산할 수 있다. Accordingly, the first UWB anchor 22 (B) can periodically calculate the round-trip time according to the response signal and the UWB signal from the UWB tag 10 (T).

제 1 UWB 앵커(22; B)는 계산 결과에 따라 UWB 태그(10; T)와 케어 로봇(20) 간의 거리 및 UWB 태그(10)가 존재하는 방향을 주기적으로 측정할 수 있다. 이때, 위치(거리 및 방향)를 측정함에 있어서, 신호의 도달시간차(TDoA)를 사용하여 측정할 수 있다.The first UWB anchor 22 (B) may periodically measure the distance between the UWB tag 10 (T) and the care robot 20 and the direction in which the UWB tag 10 exists according to the calculation results. At this time, when measuring the position (distance and direction), it can be measured using the time difference of arrival (TDoA) of the signal.

이와 같이, 제 1 UWB 앵커(22; B)가 UWB 태그(10; T)와의 거리 및 방향을 주기적으로 측정함에 따라, 케어 로봇(20)은 UWB 태그(10; T)가 장착된 애완동물(1)의 근처로 쉽게 이동할 수 있다. 이로 인해, 케어 로봇(20)은 애완동물(1)을 추종할 수 있게 된다. In this way, as the first UWB anchor (22; B) periodically measures the distance and direction with the UWB tag (10; T), the care robot 20 detects the pet ( 1) You can easily move nearby. Because of this, the care robot 20 can follow the pet 1.

물론, 필요에 따라서는 제 1 UWB 앵커(22; B)는 응답신호를 보내지 않고 UWB 태그(10; T)로부터의 UWB 신호를 받기만 하는 것으로 할 수도 있다. 이와 같이 하여도 제 1 UWB 앵커(22; B)는 UWB 태그(10; T)의 위치를 측정할 수 있으므로, 케어 로봇(20)은 UWB 태그(10; T)가 장착된 애완동물(1)의 근처로 쉽게 이동할 수 있을 것이다.Of course, if necessary, the first UWB anchor 22 (B) may only receive the UWB signal from the UWB tag 10 (T) without sending a response signal. Even in this way, the first UWB anchor (22; B) can measure the position of the UWB tag (10; T), so the care robot 20 can detect the pet (1) equipped with the UWB tag (10; T). You will be able to easily move nearby.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 2 세션을 표현한 도면이다.Figure 4 is a diagram representing the second session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.

제 2 세션은 케어 로봇(20)을 로봇 충전기(30)에게로 이동시키기 위해, 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 간의 정보 교환을 위한 UWB 통신 세션일 수 있다. The second session may be a UWB communication session for information exchange between the first UWB anchor (22; B) and the second UWB anchor (32; H) in order to move the care robot (20) to the robot charger (30). there is.

예를 들어, 케어 로봇(20)은 애완동물(1)을 따라 다니는 중에 자신의 배터리의 잔량을 체크할 수 있다. 이때, 케어 로봇(20)의 배터리 잔량이 소정의 기준치 이하이면 케어 로봇(20)은 배터리를 충전하기 위해 로봇 충전기(30)에게로 이동해야 하는데, 이와 같은 경우에 제 2 세션이 설정될 수 있다.For example, the care robot 20 can check the remaining battery capacity while following the pet 1. At this time, if the remaining battery capacity of the care robot 20 is below a predetermined standard value, the care robot 20 must move to the robot charger 30 to charge the battery. In this case, a second session can be set. .

제 2 세션에서의 경우, 제 2 UWB 앵커(32; H)는 이니시에이터(initiator)가 될 수 있고, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 리스판더(responder)가 될 수 있다.In the second session, the second UWB anchor 32 (H) can be an initiator, and the first UWB anchor 22 (B) can be a responder.

이에 의해, 제 2 UWB 앵커(32; H)는 소정의 UWB 신호를 제 1 UWB 앵커(22; B)에게로 보낼 수 있다.Accordingly, the second UWB anchor 32 (H) can transmit a predetermined UWB signal to the first UWB anchor 22 (B).

그에 따라, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 제 2 UWB 앵커(32; H)로부터의 제 1 UWB 신호를 수신함에 따라 그에 응답하여 제 1 응답신호를 제 2 UWB 앵커(32; H)에게로 보낼 수 있고, 제 2 UWB 앵커(32; H)는 제 1 응답신호를 수신함에 따라 제 2 UWB 신호(예컨대, 임펄스 신호)를 제 1 UWB 앵커(22; B)에게로 보낼 수 있다.Accordingly, upon receiving the first UWB signal from the second UWB anchor (32; H), the first UWB anchor (22; B) sends a first response signal to the second UWB anchor (32 (H)) in response. , and the second UWB anchor 32 (H) can transmit the second UWB signal (eg, impulse signal) to the first UWB anchor 22 (B) as it receives the first response signal.

이와 같이, 제 2 UWB 앵커(32; H)와 제 1 UWB 앵커(22; B)는 UWB 신호와 응답신호를 주기적으로 주고받을 수 있다.In this way, the second UWB anchor 32 (H) and the first UWB anchor 22 (B) can periodically exchange UWB signals and response signals.

따라서, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 응답신호와 수신되는 UWB 신호를 근거로 제 2 UWB 앵커(32; H)가 설치된 로봇 충전기(30)의 위치를 주기적으로 측정(추정)할 수 있다. 이때, 위치 측정(추정)을 위해, 신호의 도달시간차(TDoA)를 사용하여 측정할 수 있다.Therefore, the first UWB anchor (22; B) can periodically measure (estimate) the position of the robot charger (30) on which the second UWB anchor (32 (H)) is installed based on the response signal and the received UWB signal. . At this time, for position measurement (estimation), the time difference of arrival (TDoA) of the signal can be used to measure.

이와 같이, 제 1 UWB 앵커(22; B)가 로봇 충전기(30)의 위치를 추정하면 제 1 UWB 앵커(22; B)가 설치된 케어 로봇(20)은 로봇 충전기(30)에게로 이동할 수 있다. 이로 인해, 케어 로봇(20)은 로봇 충전기(30)에 도킹하여 충전하게 된다.In this way, when the first UWB anchor (22; B) estimates the location of the robot charger (30), the care robot (20) on which the first UWB anchor (22 (B)) is installed can move to the robot charger (30). . Because of this, the care robot 20 docks with the robot charger 30 and charges.

물론, 필요에 따라서는 제 1 UWB 앵커(22; B)는 응답신호를 보내지 않고 제 2 UWB 앵커(32; H)로부터의 UWB 신호를 받기만 하는 것으로 할 수도 있다. 이와 같이 하여도 제 1 UWB 앵커(22; B)는 제 2 UWB 앵커(32; H)의 위치를 측정할 수 있으므로, 케어 로봇(20)은 제 2 UWB 앵커(32; H)가 장착된 로봇 충전기(30)에게로 이동할 수 있을 것이다. Of course, if necessary, the first UWB anchor 22 (B) may only receive the UWB signal from the second UWB anchor 32 (H) without sending a response signal. Even in this way, the first UWB anchor (22; B) can measure the position of the second UWB anchor (32; H), so the care robot 20 is a robot equipped with the second UWB anchor (32; H). You will be able to move to the charger (30).

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 3 세션을 표현한 도면이다.Figure 5 is a diagram representing the third session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.

제 3 세션은 UWB 태그(10; T)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 간의 정보 교환을 위한 UWB 통신 세션일 수 있다. The third session may be a UWB communication session for information exchange between the UWB tag 10 (T) and the second UWB anchor 32 (H).

예를 들어, 제 3 세션은 케어 로봇(20)이 로봇 충전기(30)에서 충전되고 있는 동안에 로봇 충전기(30)에서 애완동물(1)의 위치를 계속적으로 파악할 수 있도록 하기 위함일 수 있다.For example, the third session may be to enable the robot charger 30 to continuously determine the location of the pet 1 while the care robot 20 is being charged in the robot charger 30 .

제 3 세션의 경우, UWB 태그(10; T)는 이니시에이터(initiator)가 될 수 있고, 제 2 UWB 앵커(32; H)는 리스판더(responder)가 될 수 있다.For the third session, the UWB tag 10 (T) can be an initiator, and the second UWB anchor 32 (H) can be a responder.

이에 의해, 케어 로봇(20)이 로봇 충전기(30)에서 충전되고 있는 동안이라고 가정하였을 경우, 도 5의 UWB 태그(10; T)는 제 1 UWB 신호를 제 2 UWB 앵커(32; H)에게로 보낼 수 있다.Accordingly, assuming that the care robot 20 is being charged in the robot charger 30, the UWB tag 10 (T) of FIG. 5 transmits the first UWB signal to the second UWB anchor 32 (H). You can send it to

그에 따라, 제 2 UWB 앵커(32; H)는 제 1 UWB 신호를 수신함에 따라 그에 응답하여 제 1 응답신호를 UWB 태그(10; T)에게로 보낼 수 있고, UWB 태그(10; T)는 제 1 응답신호를 수신함에 따라 제 2 UWB 신호(예컨대, 임펄스 신호)를 제 2 UWB 앵커(32; H)에게로 보낼 수 있다.Accordingly, the second UWB anchor (32; H) may send a first response signal to the UWB tag (10; T) in response to receiving the first UWB signal, and the UWB tag (10; T) Upon receiving the first response signal, a second UWB signal (eg, impulse signal) can be transmitted to the second UWB anchor 32 (H).

이와 같이, UWB 태그(10; T)와 제 2 UWB 앵커(32; H)는 UWB 신호와 응답신호를 주기적으로 주고받을 수 있다.In this way, the UWB tag 10 (T) and the second UWB anchor 32 (H) can periodically exchange UWB signals and response signals.

따라서, 제 2 UWB 앵커(32; H)는 응답신호와 수신되는 UWB 신호를 근거로 UWB 태그(10; T)가 장착된 애완동물(1)의 위치를 주기적으로 측정(추정)할 수 있다. 이때, 위치 측정(추정)을 위해, 신호의 도달시간차(TDoA)를 사용하여 측정할 수 있다.Accordingly, the second UWB anchor 32 (H) can periodically measure (estimate) the location of the pet 1 equipped with the UWB tag 10 (T) based on the response signal and the received UWB signal. At this time, for position measurement (estimation), the time difference of arrival (TDoA) of the signal can be used to measure.

이와 같이, 케어 로봇(20)이 로봇 충전기(30)에서 충전되고 있는 동안에 제 2 UWB 앵커(32; H)가 UWB 태그(10; T)의 위치를 주기적으로 측정(추정)하면, 충전 완료 이후에 제 2 UWB 앵커(32; H)는 애완동물(1)의 현재 위치(즉, UWB 태그(10; T)의 현재 위치)를 제 1 UWB 앵커(22; B)에게 전달할 수 있다. 그에 따라, 제 1 UWB 앵커(22; B)가 설치된 케어 로봇(20)은 충전이 완료됨에 따라 애완동물(1)의 근처로 이동할 수 있다.In this way, if the second UWB anchor (32; H) periodically measures (estimates) the position of the UWB tag (10; T) while the care robot 20 is being charged in the robot charger 30, after charging is completed The second UWB anchor (32; H) may transmit the current location of the pet (1) (i.e., the current location of the UWB tag (10; T)) to the first UWB anchor (22; B). Accordingly, the care robot 20 on which the first UWB anchor 22 (B) is installed can move near the pet 1 as charging is completed.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 동작 설명중에서 제 4 세션을 표현한 도면이다.Figure 6 is a diagram representing the fourth session in the description of the operation of the pet care system according to an embodiment of the present invention.

제 4 세션은 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38) 간의 정보 교환을 위한 UWB 통신 세션일 수 있다.The fourth session may be a UWB communication session for information exchange between the first UWB anchor 22 (B) and the third UWB anchors 34, 36, and 38.

예를 들어, 제 4 세션은 제 1 UWB 앵커(22; B)와 로봇 충전기(30)의 제 2 UWB 앵커(32; H) 간의 UWB 통신이 제대로 이루어지지 않을 때 적용될 수 있는 UWB 통신 세션일 수 있다. 다시 말해서, 제 4 세션은 케어 로봇(20)이 로봇 충전기(30)에게로 이동해야 하는데 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 간의 UWB 통신이 제대로 이루어지지 않을 때 적용될 수 있다.For example, the fourth session may be a UWB communication session that can be applied when UWB communication between the first UWB anchor (22; B) and the second UWB anchor (32; H) of the robot charger 30 is not properly performed. there is. In other words, in the fourth session, the care robot 20 must move to the robot charger 30, but UWB communication between the first UWB anchor (22; B) and the second UWB anchor (32; H) may not be properly achieved. It can be applied when

이 경우, 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)는 각각 이니시에이터(initiator)가 될 수 있고, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 리스판더(responder)가 될 수 있다. 필요에 따라, 다수의 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)를 모두 이니시에이터로 할 필요없이 마스터 역할을 하는 UWB 앵커(38)만을 이니시에이터(initiator)로 설정하여도 된다.In this case, the third UWB anchors 34, 36, and 38 can each be an initiator, and the first UWB anchor 22 (B) can be a responder. If necessary, it is not necessary to set all of the plurality of third UWB anchors 34, 36, and 38 as initiators, but only the UWB anchor 38, which plays a master role, may be set as the initiator.

이에 의해, 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)는 각자 저마다의 UWB 신호를 제 1 UWB 앵커(22; B)에게로 주기적으로 보낼 수 있다.Accordingly, the third UWB anchors 34, 36, and 38 can each periodically transmit their respective UWB signals to the first UWB anchor 22 (B).

그러면, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)의 UWB 신호(로봇 충전기(30)의 위치 포함) 중에서 적어도 하나 이상의 UWB신호를 수신할 수 있고, 그에 따라 응답신호를 해당하는 제 3 UWB 앵커에게로 보낼 수 있다.Then, the first UWB anchor (22; B) can receive at least one UWB signal among the UWB signals (including the location of the robot charger 30) of the third UWB anchors (34, 36, and 38), and accordingly A response signal can be sent to the corresponding third UWB anchor.

이와 같이 제 1 UWB 앵커(22; B)는 제 3 UWB 앵커와의 응답신호 및 UWB 신호의 송수신을 수행하여 로봇 충전기(30)가 어디쯤에 있을 것이라는 측정(추정)을 할 수 있다. 이때, 위치 측정(추정)을 위해, 신호의 도달시간차(TDoA)를 사용하여 측정할 수 있다.In this way, the first UWB anchor 22 (B) can measure (estimate) where the robot charger 30 will be by transmitting and receiving a response signal and a UWB signal with the third UWB anchor. At this time, for position measurement (estimation), the time difference of arrival (TDoA) of the signal can be used to measure.

이와 같이, 제 1 UWB 앵커(22; B)가 로봇 충전기(30)의 위치를 추정하면 제 1 UWB 앵커(22; B)가 설치된 케어 로봇(20)은 로봇 충전기(30)쪽으로 이동할 수 있다. In this way, when the first UWB anchor 22 (B) estimates the location of the robot charger 30, the care robot 20 on which the first UWB anchor 22 (B) is installed can move toward the robot charger 30.

다시 말해서, 케어 로봇(20)이 로봇 충전기(30)를 찾아갈 때에는 제 2 UWB 앵커(32; H)가 보내는 신호를 받아야 하는데, 로봇 충전기(30)가 NLOS(non-line-of-sight) 상태이어서 제 1 UWB 앵커(22)가 제 2 UWB 앵커(32)의 UWB 신호를 수신할 수 없는 경우라면 제 4 세션이 설정될 수 있다. 그에 따라, 케어 로봇(20)의 제 1 UWB 앵커(22; B)는 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)로부터의 UWB 신호(로봇 충전기(30)의 위치 포함)를 수신할 것이다. 케어 로봇(20)의 제 1 UWB 앵커(22; B)는 수신되는 UWB 신호(로봇 충전기(30)의 위치 포함)를 근거로 로봇 충전기(30)의 위치를 파악할 수 있다. 그러면, 케어 로봇(20)은 로봇 충전기(30)의 위치로 갈 수 있다.In other words, when the care robot 20 visits the robot charger 30, it must receive a signal sent by the second UWB anchor (32; H), and the robot charger 30 uses NLOS (non-line-of-sight) If the first UWB anchor 22 is unable to receive the UWB signal of the second UWB anchor 32, a fourth session may be established. Accordingly, the first UWB anchor 22 (B) of the care robot 20 will receive UWB signals (including the position of the robot charger 30) from the third UWB anchors 34, 36, 38. The first UWB anchor 22 (B) of the care robot 20 can determine the location of the robot charger 30 based on the received UWB signal (including the location of the robot charger 30). Then, the care robot 20 can go to the location of the robot charger 30.

또한, 제 4 세션은 통신영역(100)에 있는 UWB 태그(10) 및/또는 케어 로봇(20)을 인접한 다른 통신영역으로 핸드 오버(Hand Over)시킬 때 사용되는 UWB 통신 세션일 수 있다. 예를 들어, 로봇 충전기(30)가 현재의 통신영역(100)이 아니라 인접한 다른 통신영역에 있다면 통신영역(즉, 셀)간의 핸드오버(Hand Over)를 가능하게 해야 한다. 충전이 필요할 경우에는 케어 로봇(20)이 로봇 충전기(30)가 있는 곳으로 이동해야 하므로 핸드오버가 이루어져야 할 것이다. 그에 따라, 케어 로봇(20)의 제 1 UWB 앵커(22; B)가 다른 통신영역으로 이동하더라도 기존 통신을 계속해 갈 수 있도록 한다. Additionally, the fourth session may be a UWB communication session used when handing over the UWB tag 10 and/or the care robot 20 in the communication area 100 to another adjacent communication area. For example, if the robot charger 30 is not in the current communication area 100 but in another adjacent communication area, handover between communication areas (i.e. cells) must be enabled. When charging is required, the care robot 20 must move to the location where the robot charger 30 is located, so a handover will have to be performed. Accordingly, even if the first UWB anchor 22 (B) of the care robot 20 moves to another communication area, existing communication can be continued.

상술한 제 4 세션에서는 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)는 각각 이니시에이터(initiator)가 될 수 있고, 제 1 UWB 앵커(22; B)는 리스판더(responder)가 될 수 있는 것으로 하였으나, 반대이어도 무방하다. 예를 들어, 제 1 UWB 앵커(22; B)가 이니시에이터(initiator)가 될 수 있고, 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)는 리스판더(responder)가 될 수 있다.In the above-mentioned fourth session, the third UWB anchors 34, 36, and 38 can each be an initiator, and the first UWB anchor 22 (B) can be a responder. It's okay if it's the opposite. For example, the first UWB anchor 22 (B) can be an initiator, and the third UWB anchors 34, 36, and 38 can be responders.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템이 적용된 예를 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram showing an example of application of the pet care system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템은 도 7에서와 같은 UWB TDoA Uplink 시스템에 적용될 수 있다.The pet care system according to an embodiment of the present invention can be applied to the UWB TDoA Uplink system as shown in FIG. 7.

도 7의 경우, 각각의 통신영역(즉, 셀)별로 하나의 마스터 앵커(38) 및 하나 이상의 슬레이브 앵커(32, 34, 36 중에서 하나 이상)가 설치될 수 있다. 그리고, 애완동물(1)에 장착된 UWB 태그(10)는 다른 통신영역으로의 이동이 가능하다.In the case of FIG. 7, one master anchor 38 and one or more slave anchors (one or more of 32, 34, and 36) may be installed for each communication area (i.e., cell). And, the UWB tag 10 mounted on the pet 1 can be moved to another communication area.

도 7에서, UWB 태그(10)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이, 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 사이, 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 3 UWB 앵커(36) 사이, 및 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA) 사이는 UWB TDoA Blink 메시지를 송수신할 수 있다. In FIG. 7, between the UWB tag 10 and the first UWB anchor 22 (B), between the first UWB anchor 22 (B) and the second UWB anchor 32 (H), the first UWB anchor 22 (B) ) and the third UWB anchor 36, and between the first UWB anchor 22 (B) and the third UWB anchor 38 (MA/SA) can transmit and receive a UWB TDoA Blink message.

여기서, 제 3 UWB 앵커(38)는 마스터 앵커 및 슬레이브 앵커의 역할을 할 수 있으므로, 이로 인해 넓은 장소에서 UWB 앵커 설치 수량을 최소화할 수 있다.Here, the third UWB anchor 38 can serve as a master anchor and a slave anchor, thereby minimizing the number of UWB anchors installed in a wide area.

도 7에서, 제 2 UWB 앵커(32; H)와 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA) 사이, 및 제 3 UWB 앵커(36)와 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA) 사이는 동기화를 위해 UWB TDoA Time Sync 신호를 주고 받을 수 있다.In FIG. 7, synchronization is performed between the second UWB anchor 32 (H) and the third UWB anchor 38 (MA/SA), and between the third UWB anchor 36 and the third UWB anchor 38 (MA/SA). For this purpose, UWB TDoA Time Sync signals can be sent and received.

도 7에서, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 TV(40) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 에어컨(42) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 커튼(44) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 출입문 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 UWB 태그(10; T) 사이, 및 UWB 태그(10; T)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이는 별도의 데이터 통신 전용 세션을 통해 UWB Data 통신을 수행할 수 있다. 즉, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 TV(40) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 에어컨(42) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 커튼(44) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 출입문 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)와 UWB 태그(10; T) 사이, 및 UWB 태그(10; T)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이는 레인징(Ranging)용 세션이 아닌 별도의 데이터 통신 전용 세션을 통해 처리할 수 있다. 레인징(Ranging)용 세션은 데이터 전송 가능 용량이 매우 작기 때문에 별도의 데이터 통신 전용 세션을 사용한다. TV(40), 에어컨(42), 커튼(44), 및 출입문은 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)의 데이터에 근거하여 작동될 수 있다. 7, between the third UWB anchor 38 (MA/SA) and the TV 40, between the third UWB anchor 38 (MA/SA) and the air conditioner 42, and between the third UWB anchor 38 (MA/SA) ) and the curtain 44, between the third UWB anchor (38; MA/SA) and the door, between the third UWB anchor (38; MA/SA) and the first UWB anchor (22; B), the third UWB anchor UWB data communication is performed between (38; MA/SA) and the UWB tag (10; T) and between the UWB tag (10; T) and the first UWB anchor (22; B) through a separate data communication dedicated session. can do. That is, between the third UWB anchor (38; MA/SA) and the TV 40, between the third UWB anchor (38; MA/SA) and the air conditioner 42, and between the third UWB anchor (38; MA/SA) Between the curtains 44, between the third UWB anchor (38; MA/SA) and the door, between the third UWB anchor (38; MA/SA) and the first UWB anchor (22; B), the third UWB anchor (38) ; MA/SA) and the UWB tag (10; T), and between the UWB tag (10; T) and the first UWB anchor (22; B) are separate data communication-only sessions, not a ranging session. It can be processed through . Because the data transmission capacity of the ranging session is very small, a separate session dedicated to data communication is used. The TV 40, air conditioner 42, curtain 44, and door may be operated based on data from the third UWB anchor 38 (MA/SA).

도 7의 경우, 밀폐된 셀(Cell; 하나의 통신영역이 됨)은 다른 셀과 무선통신이 불가할 수 있으므로, 마스터 역할을 할 수 있는 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)가 출입문을 제어할 수 있도록 한다. 도면에 도시하지 않았지만, 출입문에는 UWB장치가 설치되어 있어서 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)의 UWB 데이터에 근거하여 해당 출입문을 열고 닫을 수 있는 기구물이 장착되어 있을 수 있다. 마스터 역할을 할 수 있는 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)는 UWB 태그(10) 및/또는 제 1 UWB 앵커(22; B)가 인접한 다른 통신영역(즉, 셀)으로 이동하더라도 원활한 핸드오버가 가능하도록 해 줄 수 있다. 결국, 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)는 UWB 태그(10) 및 제 1 UWB 앵커(22; B)의 이동성 보장을 위한 핸드오버를 담당한다고 볼 수 있다. 그에 따라, 핸드오버시 UWB 태그(10) 및/또는 제 1 UWB 앵커(22; B)에 대한 원활한 위치측정이 가능하게 된다.In the case of Figure 7, since a closed cell (one communication area) may not be able to communicate wirelessly with other cells, the third UWB anchor (38; MA/SA), which can act as a master, opens the door. Make it controllable. Although not shown in the drawing, a UWB device is installed at the door, so a mechanism that can open and close the door may be installed based on UWB data from the third UWB anchor 38 (MA/SA). The third UWB anchor (38; MA/SA), which can act as a master, ensures smooth hand even if the UWB tag (10) and/or the first UWB anchor (22; B) moves to another adjacent communication area (i.e., cell). It can make it possible to overdo it. Ultimately, it can be seen that the third UWB anchor (38; MA/SA) is responsible for handover to ensure the mobility of the UWB tag (10) and the first UWB anchor (22; B). Accordingly, smooth location measurement of the UWB tag 10 and/or the first UWB anchor 22 (B) is possible during handover.

도 7에서, 각각의 통신영역에 하나씩 존재하여 마스터 역할을 할 수 있는 제 3 UWB 앵커(38) 간에는 UWB 시간동기가 불가하다. 마스터 역할을 하는 제 3 UWB 앵커(38)는 유선(이더넷) 또는 무선(와이파이)으로 시간동기화될 수 있다.In FIG. 7, UWB time synchronization is not possible between the third UWB anchors 38, one of which exists in each communication area and can serve as a master. The third UWB anchor 38, which acts as a master, can be time-synchronized by wired (Ethernet) or wirelessly (Wi-Fi).

도 7의 경우, 통신영역별로 해당 통신영역에서 발생되는 각종의 신호 및 데이터 등은 해당하는 제 3 UWB 앵커(38; MA/SA)를 통해 게이트웨이(70)를 거쳐 서버(60)에게로 전송될 수 있다. In the case of FIG. 7, various signals and data generated in each communication area are transmitted to the server 60 through the gateway 70 through the corresponding third UWB anchor (38; MA/SA). You can.

서버(60)는 통신영역별로의 신호 및 데이터들을 누적관리하면서, 사용자 단말(50)로부터의 정보 요청이 있을 경우에는 해당하는 정보를 사용자 단말(50)에게로 송신할 수 있다. 필요에 따라서는, 서버(60)는 정해진 조건이 되면 그에 해당하는 정보를 자동으로 사용자 단말(50)에게로 송신할 수 있다.The server 60 can accumulate and manage signals and data for each communication area and transmit the corresponding information to the user terminal 50 when there is a request for information from the user terminal 50. If necessary, the server 60 can automatically transmit the corresponding information to the user terminal 50 when a predetermined condition is met.

사용자 단말(50)은 연산 처리 기능을 갖는 컴퓨팅 장치로서, 이동형 장치이거나 또는 고정형 장치일 수 있다. 예컨대, 사용자 단말(50)은 컴퓨터, PC(personal computer), 스마트폰, 네비게이션, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 장치 또는 태블릿 등을 의미할 수 있으나, 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.The user terminal 50 is a computing device with an arithmetic processing function and may be a mobile device or a fixed device. For example, the user terminal 50 may mean a computer, personal computer (PC), smartphone, navigation, laptop computer, tablet computer, wearable device, or tablet, but embodiments of the present invention are not limited thereto.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템이 적용된 다른 예를 나타낸 도면이다.Figure 8 is a diagram showing another example in which the pet care system according to an embodiment of the present invention is applied.

본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템은 도 8에서와 같은 UWB TDoA Downlink 시스템에 적용될 수 있다.The pet care system according to an embodiment of the present invention can be applied to the UWB TDoA Downlink system as shown in FIG. 8.

도 8의 경우, 각각의 통신영역(셀)별로 복수의 UWB 앵커(32, 34, 34, 38 중에서 복수개)가 설치될 수 있다. 그리고, 애완동물(1)에 장착된 UWB 태그(10)는 다른 통신영역으로의 이동이 가능하다. In the case of FIG. 8, a plurality of UWB anchors (a plurality of 32, 34, 34, and 38) may be installed for each communication area (cell). And, the UWB tag 10 mounted on the pet 1 can be moved to another communication area.

여기서, UWB 앵커(32)는 제 2 UWB 앵커(H)가 될 수 있고, UWB 앵커(34, 36, 38)는 제 3 UWB 앵커가 될 수 있다.Here, the UWB anchor 32 can be the second UWB anchor (H), and the UWB anchors 34, 36, and 38 can be the third UWB anchor.

도 8은 3개의 셀을 도시하였는데, 하나의 셀에서만 UWB 앵커가 이니시에이터(initiator)가 될 수 있다. 예를 들어, 제일 좌측의 셀의 UWB 앵커(38)를 이니시에이터(initiator)로 설정할 수 있는데, 그 UWB 앵커(38)가 다른 셀(즉, 제일 우측의 셀)에 참여하는 경우에는 리스판더(responder) 역할을 할 수 있다. Figure 8 shows three cells, and a UWB anchor can be an initiator in only one cell. For example, the UWB anchor 38 of the leftmost cell can be set as the initiator, but if the UWB anchor 38 participates in another cell (i.e., the rightmost cell), it can be set as a responder. ) can play a role.

그에 따라, 제일 좌측의 셀에서 UWB 앵커(32)는 로봇 충전이 가능한 제 2 UWB 앵커(H)가 될 수 있고, UWB 앵커(36)은 리스판더 앵커(RA; Responder Anchor)가 될 수 있다. 물론, 제일 좌측의 셀에서 이니시에이터 앵커인 UWB 앵커(38)는 셀의 수 변화 등과 같은 상황변화에 따라 리스판더 앵커(RA; Responder Anchor)가 될 수도 있다.Accordingly, the UWB anchor 32 in the leftmost cell can be a second UWB anchor (H) capable of charging the robot, and the UWB anchor 36 can be a responder anchor (RA). Of course, the UWB anchor 38, which is the initiator anchor in the leftmost cell, may become a responder anchor (RA) depending on situational changes such as a change in the number of cells.

그리고, 케어 로봇(20)의 제 1 UWB 앵커(22; B) 및 애완동물(1)에 장착된 UWB 태그(10)는 통신영역간 핸드 오버가 가능하다.Additionally, the first UWB anchor 22 (B) of the care robot 20 and the UWB tag 10 mounted on the pet 1 are capable of handover between communication areas.

도 8에서, 제 2 UWB 앵커(32; H)는 제 3 UWB 앵커(이 경우, 38; RA/IA)에게로 UWB DL-TDoA 메시지를 전송할 수 있고, 제 3 UWB 앵커(이 경우, 38; RA/IA)는 제 2 UWB 앵커(32; H)에게로 UWB DL-TDoA 응답신호를 전송할 수 있다. In Figure 8, the second UWB anchor 32 (H) may transmit a UWB DL-TDoA message to a third UWB anchor (in this case 38; RA/IA), which in this case 38; RA/IA) can transmit a UWB DL-TDoA response signal to the second UWB anchor (32; H).

도 8에서, 제 3 UWB 앵커(이 경우, 36; RA)는 제 3 UWB 앵커(이 경우, 38; RA/IA)에게로 UWB DL-TDoA 메시지를 전송할 수 있고, 제 3 UWB 앵커(이 경우, 38; RA/IA)는 제 3 UWB 앵커(이 경우, 36; RA)에게로 UWB DL-TDoA 응답신호를 전송할 수 있다.8, the third UWB anchor (in this case, 36; RA) may transmit a UWB DL-TDoA message to the third UWB anchor (in this case, 38; RA/IA), and the third UWB anchor (in this case, 36; RA/IA) may transmit a UWB DL-TDoA message to the third UWB anchor (in this case, , 38; RA/IA) can transmit a UWB DL-TDoA response signal to the third UWB anchor (in this case, 36; RA).

도 8에서, UWB 태그(10)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이, 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 사이, 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 3 UWB 앵커(36; RA) 사이, 및 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 3 UWB 앵커(38; RA/IA) 사이는 UWB TDoA Blink 메시지를 송수신할 수 있다.In FIG. 8, between the UWB tag 10 and the first UWB anchor 22 (B), between the first UWB anchor 22 (B) and the second UWB anchor 32 (H), the first UWB anchor 22 (B) ) and the third UWB anchor 36 (RA), and between the first UWB anchor 22 (B) and the third UWB anchor 38 (RA/IA), a UWB TDoA Blink message can be transmitted and received.

도 8에서, 제일 좌측의 셀을 기반으로 UWB TDoA Downlink 시스템에서의 거리 측정 방식에 대해 설명하면 하기와 같다.In Figure 8, the distance measurement method in the UWB TDoA Downlink system based on the leftmost cell is explained as follows.

먼저, 이니시에이터인 UWB 앵커(38; RA/IA)는 TSP(Time of Sending Poll)라고 할 수 있는 시간에 다른 UWB 앵커들(즉, 리스판더; 32, 36)의 알려진 주소로 브로드캐스트(Broadcast)로 폴(Poll) 메시지를 보낸다.First, the initiator UWB anchor (38; RA/IA) broadcasts to the known addresses of other UWB anchors (i.e., listeners; 32, 36) at a time called TSP (Time of Sending Poll). Send a poll message.

그에 따라, 동일한 셀(통신영역)내의 리스판더인 UWB 앵커(32, 36)는 폴 메시지를 수신하게 되면 그에 응답하여 응답신호를 이니시에이터인 UWB 앵커(38; RA/IA)에게로 보낸다.Accordingly, when the UWB anchors 32 and 36, which are responders within the same cell (communication area), receive a poll message, they send a response signal in response to it to the UWB anchor 38 (RA/IA), which is the initiator.

UWB 태그(10)는 브로드캐스팅된 모든 폴 메시지를 수신하고 위치 계산을 위해 호스트에 필요한 모든 정보를 제공한다.The UWB tag 10 receives all broadcasted poll messages and provides all necessary information to the host for location calculation.

상술한 본 발명은 케어 로봇 또는 로봇 청소기 등을 이용하는 애완동물 케어 시스템으로 설명하였으나, 이외에도 스마트홈에서의 UWB 디바이스 연동을 위한 시스템으로도 적용가능하다. 예를 들어, 본 발명의 실시예의 경우 UWB 센서 기능을 할 수 있는 UWB RADAR 기능도 동시에 구현가능하고, 센서 기능의 주변 물체 및 사람 등 NLOS 상태에서의 정밀 위치 측위도 가능하다. 그에 따라, 기존 기억하였던 위치 장소에서 이동(도난) 또는 신규 디바이스 진입을 감지할 수 있다.The above-described present invention has been described as a pet care system using a care robot or robot vacuum cleaner, but it can also be applied as a system for linking UWB devices in a smart home. For example, in the case of an embodiment of the present invention, the UWB RADAR function that can function as a UWB sensor can be implemented at the same time, and precise positioning of objects and people around the sensor function in NLOS state is also possible. Accordingly, it is possible to detect movement (theft) or entry of a new device from the previously memorized location.

한편으로, 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 작동 방법은, 앞서 설명한 바와 같이 애완동물(1)에 착용되는 UWB 태그(10), 이동가능한 케어 로봇(20)에 설치되는 제 1 UWB 앵커(22; B), 로봇 충전기(30)에 설치되는 제 2 UWB 앵커(32; H), 및 제 1 및 제 2 UWB 앵커와는 별개의 위치에 고정설치되는 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38)를 포함하는 애완동물 케어 시스템에서의 작동 방법일 수 있다. On the other hand, the method of operating the pet care system according to the embodiment of the present invention includes a UWB tag 10 worn on the pet 1 and a first UWB installed on the movable care robot 20, as described above. An anchor (22; B), a second UWB anchor (32; H) installed on the robot charger 30, and a third UWB anchor (34, 36) fixed in a location separate from the first and second UWB anchors. It may be a method of operation in a pet care system including , 38).

여기서, 제 1 내지 제 3 UWB 앵커(22, 32, 34, 36, 38)는 UWB 태그(10)와의 UWB 통신이 가능하다.Here, the first to third UWB anchors 22, 32, 34, 36, and 38 are capable of UWB communication with the UWB tag 10.

본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 작동 방법은, 상황별로 세션이 구분되어 동작하는데 대략 4개의 세션으로 구분될 수 있다.The operating method of the pet care system according to an embodiment of the present invention operates by dividing sessions according to situations, and can be divided into approximately four sessions.

보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 작동 방법은, UWB 태그(10; T)와 제 1 UWB 앵커(22; B) 사이에 제 1 세션을 설정하는 단계, 케어 로봇(20)을 로봇 충전기(30)에게로 이동시켜 충전시키기 위해 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 사이에 제 2 세션을 설정하는 단계, 케어 로봇(20)이 로봇 충전기(30)에서 충전되고 있는 동안에 제 2 UWB 앵커(32; H)가 UWB 태그(10; T)의 위치를 계속적으로 파악하기 위해 UWB 태그(10; T)와 제 2 UWB 앵커(32; H) 사이에 제 3 세션을 설정하는 단계, 및 로봇 충전기(30)가 NLOS(non-line-of-sight) 상태이어서 제 1 UWB 앵커(22; B)가 제 2 UWB 앵커(32; H)의 UWB 신호를 수신할 수 없을 때 제 1 UWB 앵커(22; B)와 제 3 UWB 앵커(34, 36, 38) 사이에 제 4 세션을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.More specifically, a method of operating a pet care system according to an embodiment of the present invention includes setting a first session between a UWB tag (10; T) and a first UWB anchor (22; B), a care robot ( Setting up a second session between the first UWB anchor (22; B) and the second UWB anchor (32; H) in order to move the robot 20) to the robot charger 30 and charge it, the care robot 20 While being charged in the robot charger 30, the second UWB anchor (32; H) connects the UWB tag (10; T) and the second UWB anchor (32) to continuously determine the location of the UWB tag (10; T). H) establishing a third session between, and the robot charger 30 is in a non-line-of-sight (NLOS) state so that the first UWB anchor 22 (B) is connected to the second UWB anchor 32 (H) It may include setting up a fourth session between the first UWB anchor (22; B) and the third UWB anchor (34, 36, 38) when the UWB signal cannot be received.

본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 작동 방법에 대한 플로우차트를 별도로 도시하지 않았지만, 당업자라면 본 발명의 실시예에 따른 애완동물 케어 시스템의 작동 방법은 앞서 설명한 애완동물 케어 시스템의 설명으로 충분히 이해할 수 있으리라 본다.Although a separate flow chart for the operating method of the pet care system according to the embodiment of the present invention is not shown, those skilled in the art can understand the operating method of the pet care system according to the embodiment of the present invention by referring to the description of the pet care system described above. I think you can understand it well.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

10 : UWB 태그 20 : 케어 로봇
22 : 제 1 UWB 앵커 30 : 로봇 충전기
32 : 제 2 UWB 앵커 34, 36, 38 : 제 3 UWB 앵커
40 : TV 42 : 에어컨
44 : 커튼 50 : 사용자 단말
60 : 서버 70 : 게이트웨이
10: UWB tag 20: Care robot
22: 1st UWB anchor 30: robot charger
32: second UWB anchor 34, 36, 38: third UWB anchor
40: TV 42: Air conditioner
44: Curtain 50: User terminal
60: Server 70: Gateway

Claims (20)

애완동물에 착용되는 UWB 태그;
이동가능한 케어 로봇에 설치되는 제 1 UWB 앵커;
로봇 충전기에 설치되는 제 2 UWB 앵커; 및
상기 제 1 및 제 2 UWB 앵커와는 별개의 위치에 고정설치되는 제 3 UWB 앵커;를 포함하고,
상기 제 1 내지 제 3 UWB 앵커는 상기 UWB 태그와의 UWB 통신이 가능하고,
상기 UWB 태그와 상기 제 1 UWB 앵커 사이의 제 1 세션, 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 2 UWB 앵커 사이의 제 2 세션, 상기 UWB 태그와 상기 제 2 UWB 앵커 사이의 제 3 세션, 및 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 3 UWB 앵커 사이의 제 4 세션으로 구분되어 동작하는,
애완동물 케어 시스템.
UWB tags worn on pets;
A first UWB anchor installed on the movable care robot;
A second UWB anchor installed on the robot charger; and
A third UWB anchor is fixedly installed in a separate location from the first and second UWB anchors,
The first to third UWB anchors are capable of UWB communication with the UWB tag,
a first session between the UWB tag and the first UWB anchor, a second session between the first UWB anchor and the second UWB anchor, a third session between the UWB tag and the second UWB anchor, and the first session. Operating separately in a fourth session between 1 UWB anchor and the 3rd UWB anchor,
Pet care system.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 세션은,
상기 케어 로봇이 상기 애완동물을 따라 다닐 수 있도록 하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 1 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션인,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 1,
The first session was,
A UWB communication session established between the UWB tag and the first UWB anchor to allow the care robot to follow the pet,
Pet care system.
제 2항에 있어서,
상기 제 1 세션에서는 상기 UWB 태그가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 1 UWB 앵커는 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 UWB 태그의 위치를 측정하고,
상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 UWB 태그의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 애완동물을 추종하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 2,
In the first session, the UWB tag becomes an initiator, and the first UWB anchor becomes a responder,
The first UWB anchor measures the location of the UWB tag based on a UWB signal from the UWB tag and a response signal sent in response to the UWB signal,
The care robot follows the pet based on the position measurement result of the UWB tag in the first UWB anchor,
Pet care system.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 세션은,
상기 케어 로봇을 상기 로봇 충전기에게로 이동시켜 충전시키기 위해 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션인,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 1,
The second session was,
A UWB communication session established between the first UWB anchor and the second UWB anchor to move the care robot to the robot charger and charge it,
Pet care system.
제 4항에 있어서,
상기 제 2 세션에서는 상기 제 2 UWB 앵커가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 1 UWB 앵커는 상기 제 2 UWB 앵커로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 제 2 UWB 앵커의 위치를 측정하고,
상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 제 2 UWB 앵커의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 로봇 충전기에게로 이동하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 4,
In the second session, the second UWB anchor becomes an initiator, and the first UWB anchor becomes a responder,
The first UWB anchor measures the location of the second UWB anchor based on a UWB signal from the second UWB anchor and a response signal sent in response to the UWB signal,
The care robot moves to the robot charger based on the position measurement result of the second UWB anchor in the first UWB anchor,
Pet care system.
제 1항에 있어서,
상기 제 3 세션은,
상기 케어 로봇이 상기 로봇 충전기에서 충전되고 있는 동안에 상기 제 2 UWB 앵커가 상기 UWB 태그의 위치를 계속적으로 파악하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션인,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 1,
The third session was,
A UWB communication session established between the UWB tag and the second UWB anchor so that the second UWB anchor continuously determines the location of the UWB tag while the care robot is being charged in the robot charger.
Pet care system.
제 6항에 있어서,
상기 제 3 세션에서는 상기 UWB 태그가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 2 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 2 UWB 앵커는 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 UWB 태그의 위치를 측정하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 6,
In the third session, the UWB tag becomes an initiator, and the second UWB anchor becomes a responder,
The second UWB anchor measures the location of the UWB tag based on a UWB signal from the UWB tag and a response signal sent in response to the UWB signal,
Pet care system.
제 7항에 있어서,
상기 제 2 UWB 앵커는,
상기 케어 로봇에 대한 충전이 완료됨에 따라 상기 UWB 태그의 위치를 상기 제 1 UWB 앵커에게 전달하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 7,
The second UWB anchor is,
As charging for the care robot is completed, transmitting the location of the UWB tag to the first UWB anchor,
Pet care system.
제 1항에 있어서,
상기 제 4 세션은,
상기 로봇 충전기가 NLOS(non-line-of-sight) 상태이어서 상기 제 1 UWB 앵커가 상기 제 2 UWB 앵커의 UWB 신호를 수신할 수 없을 때 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 3 UWB 앵커 사이에 설정되는 UWB 통신 세션인,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 1,
The fourth session said,
Set between the first UWB anchor and the third UWB anchor when the robot charger is in a non-line-of-sight (NLOS) state and the first UWB anchor cannot receive the UWB signal of the second UWB anchor. A UWB communication session that is
Pet care system.
제 9항에 있어서,
상기 제 4 세션에서는 상기 제 3 UWB 앵커는 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 1 UWB 앵커는 상기 제 3 UWB 앵커로부터의 상기 로봇 충전기의 위치 정보를 포함하는 UWB 신호를 근거로 상기 로봇 충전기의 위치를 측정하고,
상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 로봇 충전기의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 로봇 충전기에게로 이동하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 9,
In the fourth session, the third UWB anchor becomes an initiator, and the first UWB anchor becomes a responder,
The first UWB anchor measures the location of the robot charger based on a UWB signal including location information of the robot charger from the third UWB anchor,
The care robot moves to the robot charger based on the position measurement result of the robot charger at the first UWB anchor,
Pet care system.
제 1항에 있어서,
상기 애완동물 케어 시스템은 UWB TDoA Uplink 시스템에 적용되고,
상기 제 3 UWB 앵커는 다수개이고,
상기 다수개의 제 3 UWB 앵커중에서 하나는 앵커 설치 수량 최소화를 위해 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 1,
The pet care system is applied to the UWB TDoA Uplink system,
There are multiple third UWB anchors,
Among the plurality of third UWB anchors, one serves as a master and a slave to minimize the number of anchor installations.
Pet care system.
제 11항에 있어서,
상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 제 3 UWB 앵커는 별도의 UWB 데이터 통신 세션을 통해 출입문 및 가전기기 중에서 하나 이상에 대하여 제어를 행하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 11,
The third UWB anchor, which acts as the master and slave, controls one or more of the doors and home appliances through a separate UWB data communication session.
Pet care system.
제 11항에 있어서,
상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 제 3 UWB 앵커는 통신영역별로 하나씩 설치되고,
상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 제 3 UWB 앵커는 각각의 통신영역에서 발생되는 신호 및 데이터를 게이트웨이를 통해 서버에게로 전송하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 11,
The third UWB anchor, which plays the master role and the slave role, is installed one by one for each communication area,
The third UWB anchor, which acts as the master and slave, transmits signals and data generated in each communication area to the server through the gateway.
Pet care system.
제 11항에 있어서,
상기 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 하는 3 UWB 앵커는 상기 UWB 태그 및 상기 제 1 UWB 앵커의 이동성 보장을 위한 핸드오버를 담당하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 11,
The 3 UWB anchors acting as the master and slave are responsible for handover to ensure the mobility of the UWB tag and the first UWB anchor.
Pet care system.
제 1항에 있어서,
상기 애완동물 케어 시스템은 UWB TDoA Downlink 시스템에 적용되고,
상기 제 3 UWB 앵커는 다수개이고,
상기 다수개의 제 3 UWB 앵커중에서 하나는 하나의 통신영역에서만 이니시에이터(initiator) 역할을 하고 다른 통신영역에 참여하는 경우에는 리스판더(Responder) 역할을 하는,
애완동물 케어 시스템.
According to clause 1,
The pet care system is applied to the UWB TDoA Downlink system,
There are multiple third UWB anchors,
Among the plurality of third UWB anchors, one acts as an initiator only in one communication area and acts as a responder when participating in another communication area.
Pet care system.
애완동물에 착용되는 UWB 태그, 이동가능한 케어 로봇에 설치되는 제 1 UWB 앵커, 로봇 충전기에 설치되는 제 2 UWB 앵커, 및 상기 제 1 및 제 2 UWB 앵커와는 별개의 위치에 고정설치되는 제 3 UWB 앵커를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 UWB 앵커는 상기 UWB 태그와의 UWB 통신이 가능한 애완동물 케어 시스템의 작동 방법에 있어서,
상기 케어 로봇이 상기 애완동물을 따라 다닐 수 있도록 하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 1 UWB 앵커 사이에 제 1 세션을 설정하는 단계;
상기 케어 로봇을 상기 로봇 충전기에게로 이동시켜 충전시키기 위해 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 제 2 세션을 설정하는 단계;
상기 케어 로봇이 상기 로봇 충전기에서 충전되고 있는 동안에 상기 제 2 UWB 앵커가 상기 UWB 태그의 위치를 계속적으로 파악하기 위해 상기 UWB 태그와 상기 제 2 UWB 앵커 사이에 제 3 세션을 설정하는 단계; 및
상기 로봇 충전기가 NLOS(non-line-of-sight) 상태이어서 상기 제 1 UWB 앵커가 상기 제 2 UWB 앵커의 UWB 신호를 수신할 수 없을 때 상기 제 1 UWB 앵커와 상기 제 3 UWB 앵커 사이에 제 4 세션을 설정하는 단계;를 포함하는,
애완동물 케어 시스템의 작동 방법.
A UWB tag worn on a pet, a first UWB anchor installed on a movable care robot, a second UWB anchor installed on a robot charger, and a third fixedly installed in a location separate from the first and second UWB anchors. A method of operating a pet care system comprising a UWB anchor, wherein the first to third UWB anchors are capable of UWB communication with the UWB tag,
establishing a first session between the UWB tag and the first UWB anchor to allow the care robot to follow the pet;
Establishing a second session between the first UWB anchor and the second UWB anchor to move the care robot to the robot charger and charge it;
Establishing a third session between the UWB tag and the second UWB anchor so that the second UWB anchor continuously determines the location of the UWB tag while the care robot is being charged in the robot charger; and
When the robot charger is in a non-line-of-sight (NLOS) state and the first UWB anchor cannot receive the UWB signal of the second UWB anchor, a first UWB anchor is installed between the first UWB anchor and the third UWB anchor. 4, including setting up a session;
How the pet care system works.
제 16항에 있어서,
상기 제 1 세션에서는 상기 UWB 태그가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 1 UWB 앵커는 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 UWB 태그의 위치를 측정하고,
상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 UWB 태그의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 애완동물을 추종하는,
애완동물 케어 시스템의 작동 방법.
According to clause 16,
In the first session, the UWB tag becomes an initiator, and the first UWB anchor becomes a responder,
The first UWB anchor measures the location of the UWB tag based on a UWB signal from the UWB tag and a response signal sent in response to the UWB signal,
The care robot follows the pet based on the position measurement result of the UWB tag in the first UWB anchor,
How the pet care system works.
제 16항에 있어서,
상기 제 2 세션에서는 상기 제 2 UWB 앵커가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 1 UWB 앵커는 상기 제 2 UWB 앵커로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 제 2 UWB 앵커의 위치를 측정하고,
상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 제 2 UWB 앵커의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 로봇 충전기에게로 이동하는,
애완동물 케어 시스템의 작동 방법.
According to clause 16,
In the second session, the second UWB anchor becomes an initiator, and the first UWB anchor becomes a responder,
The first UWB anchor measures the location of the second UWB anchor based on a UWB signal from the second UWB anchor and a response signal sent in response to the UWB signal,
The care robot moves to the robot charger based on the position measurement result of the second UWB anchor in the first UWB anchor,
How the pet care system works.
제 16항에 있어서,
상기 제 3 세션에서는 상기 UWB 태그가 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 2 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 2 UWB 앵커는 상기 UWB 태그로부터의 UWB 신호 및 상기 UWB 신호에 응답하여 보낸 응답신호를 근거로 상기 UWB 태그의 위치를 측정하고,
상기 제 2 UWB 앵커는 상기 케어 로봇에 대한 충전이 완료됨에 따라 상기 UWB 태그의 위치를 상기 제 1 UWB 앵커에게 전달하는,
애완동물 케어 시스템의 작동 방법.
According to clause 16,
In the third session, the UWB tag becomes an initiator, and the second UWB anchor becomes a responder,
The second UWB anchor measures the location of the UWB tag based on a UWB signal from the UWB tag and a response signal sent in response to the UWB signal,
The second UWB anchor transmits the location of the UWB tag to the first UWB anchor as charging for the care robot is completed,
How the pet care system works.
제 16항에 있어서,
상기 제 4 세션에서는 상기 제 3 UWB 앵커는 이니시에이터(initiator)가 되고, 상기 제 1 UWB 앵커는 리스판더(responder)가 되고,
상기 제 1 UWB 앵커는 상기 제 3 UWB 앵커로부터의 상기 로봇 충전기의 위치 정보를 포함하는 UWB 신호를 근거로 상기 로봇 충전기의 위치를 측정하고,
상기 케어 로봇은 상기 제 1 UWB 앵커에서의 로봇 충전기의 위치 측정 결과에 근거하여 상기 로봇 충전기에게로 이동하는,
애완동물 케어 시스템의 작동 방법.
According to clause 16,
In the fourth session, the third UWB anchor becomes an initiator, and the first UWB anchor becomes a responder,
The first UWB anchor measures the location of the robot charger based on a UWB signal including location information of the robot charger from the third UWB anchor,
The care robot moves to the robot charger based on the position measurement result of the robot charger at the first UWB anchor,
How the pet care system works.
KR1020220054443A 2022-05-02 2022-05-02 Pet care system and operating method thereof KR20230155065A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220054443A KR20230155065A (en) 2022-05-02 2022-05-02 Pet care system and operating method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220054443A KR20230155065A (en) 2022-05-02 2022-05-02 Pet care system and operating method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230155065A true KR20230155065A (en) 2023-11-10

Family

ID=88742418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220054443A KR20230155065A (en) 2022-05-02 2022-05-02 Pet care system and operating method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230155065A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210099468A (en) 2020-02-04 2021-08-12 엘지전자 주식회사 Home appliance network system including pet tag and method for operating the same
KR102381906B1 (en) 2021-04-26 2022-04-01 위너텍 주식회사 Sensor-based pet ring for companion animal management and companion animal total care system using the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210099468A (en) 2020-02-04 2021-08-12 엘지전자 주식회사 Home appliance network system including pet tag and method for operating the same
KR102381906B1 (en) 2021-04-26 2022-04-01 위너텍 주식회사 Sensor-based pet ring for companion animal management and companion animal total care system using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10514704B2 (en) Systems and methods for using radio frequency signals and sensors to monitor environments
Kianoush et al. Device-free RF human body fall detection and localization in industrial workplaces
US20240171293A1 (en) Systems and methods for using radio frequency signals and sensors to monitor environments
US11924720B2 (en) Autonomous drone with image sensor
US20190149222A1 (en) Information processing device, information processing method, and non-transitory computer readable medium
US20200135028A1 (en) Systems and methods for using radio frequency signals and sensors to monitor environments
US20170156028A1 (en) Apparatus and method for determining user's presence
US11276292B2 (en) Recording activity detection
US11279480B1 (en) Drone wireless communication diagnosis and correction
US20210122495A1 (en) Drone landing ground station
US11259195B1 (en) Security camera drone communication coupling to control and computing station
KR101722768B1 (en) Automatic method for wireless charging using Real Time Location System
US11328614B1 (en) System and method for returning a drone to a dock after flight
JP2007018390A (en) Intruding object detection method, device and program
KR20230155065A (en) Pet care system and operating method thereof
US11619703B2 (en) Method and system to select a process for estimating the location of a radio device
TWI463444B (en) Automatic moving energy management system
US10643450B1 (en) Magnetic sensor batteries
US20210377695A1 (en) Position-locating arrangement
CN111201441A (en) Detecting location in a network
Mogale et al. A portable IR-UWB based WSN for personnel tracking in emergency scenarios
Knauth et al. The iloc ultrasound indoor localization system at the evaal 2011 competition
Jin et al. Zigbee positioning system for smart home application
Nunna et al. Classroom Automation Using RSSI
US11995967B2 (en) Systems and methods for positioning assets over a wireless network