WO2024005228A1 - Tof 센서 기반 ai 워크스테이션 - Google Patents

Tof 센서 기반 ai 워크스테이션 Download PDF

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WO2024005228A1
WO2024005228A1 PCT/KR2022/009385 KR2022009385W WO2024005228A1 WO 2024005228 A1 WO2024005228 A1 WO 2024005228A1 KR 2022009385 W KR2022009385 W KR 2022009385W WO 2024005228 A1 WO2024005228 A1 WO 2024005228A1
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vertical plate
height
connection module
length
Prior art date
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PCT/KR2022/009385
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Inventor
김총재
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아이퍼텍코리아 주식회사
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47B21/00—Tables or desks for office equipment, e.g. typewriters, keyboards
    • A47B21/02—Tables or desks for office equipment, e.g. typewriters, keyboards with vertical adjustable parts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47B21/03—Tables or desks for office equipment, e.g. typewriters, keyboards with substantially horizontally extensible or adjustable parts other than drawers, e.g. leaves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47B—TABLES; DESKS; OFFICE FURNITURE; CABINETS; DRAWERS; GENERAL DETAILS OF FURNITURE
    • A47B97/00—Furniture or accessories for furniture, not provided for in other groups of this subclass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer

Definitions

  • the present invention relates to an AI workstation based on a ToF sensor. More specifically, it is based on body recognition and face recognition using information from the ToF sensor, and tracks the eye position in real time according to the user's personal conditions to provide a workstation to the workstation. This is about a ToF sensor-based AI workstation that automatically adjusts the distance and height of the installed monitor.
  • a workstation In general, a workstation is in a sitting state, with a horizontal plate corresponding to the height of the user's arm, a prop erected oppositely on the horizontal surface, an inclined plate with an adjustable angle between the props on the horizontal plate, and a state seated on the inclined plate. It consists of a vertical plate whose height is manually adjusted according to the inclination of the inclined plate, and a plurality of connecting bars connecting the vertical plate and the support.
  • the height of the vertical plate varies depending on the length of the connecting rod.
  • a workstation composed of a connection bar of a certain length is only suitable for users whose body size is optimized for a workstation of that size, and if the body size is different, the eye level of the user looking at the monitor installed on the vertical plate is different, causing inconvenience.
  • the eye height also changes, which causes the user the inconvenience of having to manually adjust the height of the vertical plate of the workstation where the monitor is installed.
  • the present invention was developed to solve the above-mentioned problems. Based on body recognition and face recognition using information from the ToF sensor, the distance of the monitor installed on the workstation is determined by tracking the eye position in real time according to the user's personal conditions. We aim to provide a ToF sensor-based AI workstation that can automatically adjust height.
  • the ToF sensor-based AI workstation includes a horizontal plate 110, an inclined plate 120 provided on an upper side of the horizontal plate 110, and an inclined plate 120 provided to enable angle adjustment, A vertical plate 130 provided to enable position movement along the inclined surface of the inclined plate 120, and a pair of supports 140 provided on the horizontal plate 110 while facing each other with the vertical plate in between.
  • one end is rotatably connected to the support 140, the other end is rotatably connected to the vertical plate 110, and a stretchable connection module 150 whose length is adjustable, the user based on the user's motion
  • the length of the telescopic connection module 150 is adjusted so that the vertical height of the vertical plate 130 is adjusted. It may include a control unit 170 that does.
  • the flexible connection module 150 includes a housing 151, a pull-out bar 152 that can be pulled out or retracted from the inside of the housing 151 to the outside, and a state provided inside the housing 151. It is connected to an external power source and may include a motor 153 that provides power to enable the withdrawal or retraction operation of the withdrawal bar 152 through power while connected to one side of the withdrawal bar 152. .
  • the location sensor 160 may correspond to a time of flight (ToF) sensor.
  • ToF time of flight
  • the control unit 170 registers the user's face information recognized through the location sensor 160, sets a user recognition range through the location sensor 160, and allows the user to use the vertical plate.
  • a setting unit 171 that stores the initial eye height value of gazing at 130 and determines whether the user is gazing at the vertical plate 130 through the positioning sensor 160, and the positioning sensor 160 ) to recognize whether the user is located in front of the vertical plate 130, to track the eye position after recognizing the user's face, and to determine whether the user's gaze direction is facing the front.
  • the sensing unit 172 and the user's motion change the height difference between the changed eye height value compared to the user's initial eye height value is calculated through the positioning sensor 160, and the elastic connection is connected to correspond to the calculated height difference.
  • It may include a driving unit 173 that automatically adjusts the length of the module 150.
  • the driving unit 173 stores the calculated height difference with the user's face information and automatically adjusts the length of the flexible connection module 150 based on the height difference at a preset time. You can.
  • the driving unit 173 returns the vertical plate 130 to its original position by adjusting the length of the telescopic connection module 150 to correspond to the user's pre-stored initial eye height value when a preset time has elapsed. It can be done as much as possible.
  • the present invention is connected to a user terminal, receives an adjustment value for adjusting the length of the flexible connection module 150 from the user terminal, and provides the input adjustment value to the control unit 170. It may further include a communication unit 180.
  • the height adjustment method using a ToF sensor-based AI workstation corresponds to a horizontal plate, an inclined plate, a vertical plate, a pair of supports, a telescopic connection module, and a Time of Flight (ToF) sensor.
  • a height adjustment method using a ToF sensor-based AI workstation including a positioning sensor and a control unit, the user's eye position is determined based on the user's motion through the positioning sensor, and the determined eye position is determined to change.
  • the control unit adjusts the length of the telescopic connection module 150 so that the vertical plate is moved in an upright state along the inclined surface of the inclined plate, thereby adjusting the height in the vertical direction.
  • the step of adjusting the height in the vertical direction includes registering user face information recognized through the location sensor in a setting unit, setting a user recognition range through the location sensor, and setting the user's recognition range through the location sensor. Storing the initial eye level value of gazing at the plate and determining whether the user is gazing at the vertical plate through the positioning sensor; In the sensing unit, determining whether the user is located in front of the vertical plate through the positioning sensor detecting whether the user's face is recognized, eye position is tracked, determining whether the user's gaze is facing forward, and if the user's motion changes, the driver determines the location. It may include calculating a height difference between the user's initial eye height value and the changed eye height value through a sensor, and automatically adjusting the length of the stretchable connection module to correspond to the calculated height difference.
  • the step of automatically adjusting the length of the telescopic connection module includes storing the calculated height difference with the user's face information in the driving unit, and storing the elastic connection module based on the height difference at a preset time.
  • the height of the monitor installed on the workstation can be set to match the height of the user's eyeballs, it has the advantage of being able to implement an optimal workstation regardless of the various body sizes of each user.
  • it has the advantage of realizing an optimal workstation by tracking the user's eye position that changes during use in real time and automatically adjusting the height of the monitor to match the height of the user's eyeballs.
  • Figure 1 is a diagram showing the overall configuration of a ToF sensor-based AI workstation 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing the configuration of the flexible connection module 150 in more detail.
  • Figure 3 is a diagram showing a state in which the height of the vertical plate 130 is adjusted through the stretching operation of the stretching connection module 150.
  • Figure 4 is a flow chart showing the process of automatically adjusting the height of the monitor installed on the vertical plate 130 through the ToF sensor-based AI workstation 100.
  • Figure 1 is a diagram showing the overall configuration of a ToF sensor-based AI workstation 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the ToF sensor-based AI workstation 100 largely includes a horizontal plate 110, an inclined plate 120, a vertical plate 130, a support 140, and a flexible connection module. It may be configured to include (150), a location sensor 160, and a control unit 170.
  • the horizontal plate 110 is positioned to correspond to the height of the arm when the user is seated in front, and can provide space for a pair of supports 140, which will be described later, and an inclined plate 120, which will be described later, to be seated. there is.
  • the horizontal plate 110 itself may be provided with a hydraulic cylinder device (not shown) or a pneumatic cylinder device (not shown) to automatically adjust the height in the vertical direction.
  • an automatic height adjustment device based on a rack and pinion gear may be provided on the horizontal plate 110 itself. Therefore, in this case, the height of the horizontal plate 110 can be freely adjusted in the vertical direction through manipulation of a user operation button (switch) (not shown) provided on one side of the horizontal plate 110.
  • the area of the horizontal plate 110 and the area of the support are not limited.
  • the pair of supports 140 are spaced apart from each other with their lower ends stably seated on the horizontal plate 110.
  • the inclined plate 120 is provided between a pair of struts 140 on the upper side of the horizontal plate 110, and while the lower end is in contact with the horizontal plate 110, the other end moves up and down between the pair of struts 140.
  • the angle of the inclined surface of the inclined plate 120 may be adjusted by moving the position in the direction.
  • the vertical plate 130 is erected and moved along the inclined plane.
  • the inclined plate 120 and the vertical plate 130 are provided between a pair of supports 140 facing each other, and the vertical plates 130 are at least two or more preferably four or more flexible. It is rotatably connected to a pair of struts 140 with a connection module 150. At this time, depending on the length of the telescopic connection module 150, the vertical plate 130 in an upright state is positioned in the front-back direction along the inclined plane. It moves.
  • the vertical plate 130 lowers in height as it moves toward the front of the inclined plate 120, and conversely, when the length of the telescopic connection module 150 becomes shorter. , the vertical plate 130 increases in height as it rises toward the rear of the inclined plate 120.
  • the height change due to the positional movement of the vertical plate 130 directly means the height change of the monitor.
  • the vertical plate 130 in the case of the vertical plate 130, it may be maintained in an upright state according to the change in the length of the plurality of elastic connection modules 150, which will be described later, and in some cases, the length of each elastic connection module 150 may vary differently. In this case, the erection angle of the vertical plate 130 may also be changed.
  • One end of the telescopic connection module 150 is rotatably connected to the support 140, and the other end is rotatably connected to the vertical plate 110.
  • the length of the telescopic connection module 150 itself is adjustable, the height and distance in the vertical direction of the vertical plate 130 can be changed by simply adjusting the length while the inclined surface of the inclined plate 120 is fixed. You can. Let's look at this in more detail through FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the telescopic connection module 150 in more detail
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the height of the vertical plate 130 is adjusted through the stretching operation of the telescopic connection module 150.
  • the flexible connection module 150 is provided in the housing 151, a pull-out bar 152 that is provided inside the housing 151 and can be pulled out or retracted, and a pull-out bar 152 that can be pulled out or pulled in. It is configured to include a motor 153 that provides power for the retraction operation.
  • the housing 151 has a certain length, and one end of the housing 151 is rotatably connected to the support 140 discussed above.
  • the pull-out bar 152 can be pulled out from the housing 151 or pulled in, allowing the length of the flexible connection module 150 to be adjusted. At this time, one end of the pull-out bar 152 is rotatably connected to the side portion of the vertical plate 130.
  • the pull-out bar 152 when the pull-out bar 152 is pulled outward, the length of the telescopic connection module 150 itself becomes longer, and the vertical plate 130 comes down along the inclined surface of the inclined plate 120, and the pull-out bar 152 When is introduced in the inward direction, the length of the telescopic connection module 150 itself becomes shorter and the vertical plate 130 rises along the inclined surface of the inclined plate 120.
  • the withdrawal bar 152 is connected to a motor 153 that provides power to enable such withdrawal or retraction operations, and the motor 153 is again connected to an external power source to receive power.
  • the pull-out bar 152 can be pulled out from the housing 151 by rotating the motor 153 in the forward direction, and the pull-out bar 152 can be drawn into the housing 151 by rotating the motor 153 in the reverse direction. .
  • the vertical plate 130 can remain upright, but in one embodiment, the vertical plate 130 is provided on the lower side.
  • the two flexible connection modules 150 are extended longer than the length of the two flexible connection modules 150 provided on the upper side, an angle may be formed so that the vertical plate 130 faces upward.
  • the two flexible connection modules 150 provided on the upper side are drawn out longer than the length of the two new connection modules 150 provided on the lower side, the vertical plate 130 may be tilted to face downward. there is.
  • the flexible connection module 150 may be provided including a hydraulic cylinder device (not shown) or a pneumatic cylinder device (not shown). Additionally, an automatic length adjustment device based on rack and pinion gears may be provided. Therefore, in this case, the length of the stretchable connection module 150 may be freely adjusted in the front-back direction through manipulation of a user operation button (switch) (not shown) provided on one side of the horizontal plate 110.
  • a user operation button switch
  • the positioning sensor 160 may serve to determine the position of the user's eyeballs as well as the gaze point at which the user's eyeballs are gazing based on the user's motion.
  • This positioning sensor 160 may be a time of flight (ToF) sensor, and the installation location and number of the positioning sensors 160 are not limited.
  • ToF time of flight
  • control unit 170 automatically adjusts the length of the expandable connection module 150 based on this to adjust the upper and lower sides of the vertical plate 130. "*Make sure the height, distance and angle are adjusted.
  • the control unit 170 automatically adjusts the length of the flexible connection module 150 based on the user's eye position and gaze point sensed through the positioning sensor 160.
  • control unit 170 includes a setting unit 171, a sensing unit 172, and a driving unit 173.
  • the setting unit 171 registers the user's face information recognized through the location sensor 160 and stores the initial eye height value for each user. Additionally, the setting unit 171 may set the initial eye height value based on the user's gaze point based on the user's eye position recognized through the positioning sensor 160.
  • the sensing unit 172 recognizes whether the user is located in front of the vertical plate 130 or is away through the location sensor 160, and also recognizes the user's face through recognition of the user's face through the location sensor 160. It enables tracking of eye position or gaze point, and also determines whether the user's gaze direction is facing forward or away. In addition, the sensing unit 172 can determine whether the user is currently looking at the vertical plate 130 through the positioning sensor 160.
  • the driving unit 173 first adjusts the length of the telescopic connection module 150 based on the initial eye height value so that the vertical plate 130 (preferably a monitor installed on the vertical plate 130) is optimized for the user's gaze height. Next, when the user's motion or posture changes and the user's gaze height changes compared to the initial eye height, the driving unit 173 calculates the height difference for the changed eye height value compared to the initial eye height value, and expands and contracts according to the calculated height difference. The length of the module 150 is adjusted again.
  • the driving unit 173 induces the extension of the length of the telescopic connection module 150 (withdrawal of the draw-out bar 152), thereby lowering the height of the monitor.
  • the driving unit 173 induces a reduction in the length of the telescopic connection module 150 (pulling in of the draw-out bar 152) to increase the height of the monitor. .
  • the driving unit 173 may store the previously calculated height difference together with the user's face information, and automatically adjusts the length of the flexible connection module 150 to match the stored height difference at a specific time set by the user. By changing it, the height of the vertical plate 130 can be adjusted automatically.
  • the driving unit 173 adjusts the length of the telescopic connection module 150 to correspond to the initially stored initial eye height value when a regularly set work time, such as the end of work, has elapsed so that the vertical plate 130 is in the original state. You can also have it return to its original position.
  • the ToF sensor-based AI workstation 100 may further include a communication unit 180.
  • the communication unit 180 may be connected to a user terminal (eg, a smartphone, etc.) and may receive an adjustment value for adjusting the length of the flexible connection module 150 from the user terminal.
  • the adjustment value input in this way is provided to the control unit 170, and the control unit 170 can automatically adjust the length of the flexible connection module 150 based on this.
  • information about the current setting height of the vertical plate 130 based on the control of the control unit 170 can be fed back to the user terminal in real time through the communication unit 180, and the user can receive this information through his or her user terminal. You can check and understand in real time.
  • Figure 4 is a flow chart showing the process of automatically adjusting the height of the monitor installed on the vertical plate 130 through the ToF sensor-based AI workstation 100.
  • the location sensor 160 determines the user's eye position and gaze position (S401), and the control unit 170 determines the identified initial eye height. Based on the value, the length of the flexible connection module 150 is automatically adjusted to adjust the height of the vertical plate 130 (including the monitor installed there) (S402).
  • control unit 170 calculates the height difference of the changed eye height value based on the changed user's gaze height (S403), and adds the calculated height difference to the user's gaze height.
  • the height of the vertical plate 130 is readjusted by automatically adjusting the length of the flexible connection module 150 to correspond (S404).

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Abstract

본 발명은 ToF 센서의 정보에 의한 신체인식과 얼굴인식을 기반으로 하여, 워크스테이션에 설치된 모니터 높낮이를 신체크기에 따른 적합한 위치로 자동으로 세팅할 수 있으며, 워크스테이션을 사용 중 자세변화에 따른 안구 위치를 실시간으로 추적함으로써 워크스테이션에 설치된 모니터 높낮이를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션에 대한 것이다.

Description

TOF 센서 기반 AI 워크스테이션
본 출원은 2022년 06월 28일자 한국 특허 출원 제10-2022-0079106호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, ToF 센서의 정보에 의한 신체인식과 얼굴인식을 기반으로 하여, 사용자의 개인 조건에 따른 안구 위치를 실시간으로 추적함으로써 워크스테이션에 설치된 모니터의 거리와 높이를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션에 관한 것이다.
일반적으로, 워크스테이션은 착좌 상태에 있어서, 사용자의 팔높이에 해당하는 수평 플레이트, 수평면 위에 대향으로 수설되는 지주, 수평 플레이트 위에서 지주 사이에 구성되며 각도 조절이 가능한 경사 플레이트, 경사 플레이트 위에 안착된 상태에서 경사 플레이트의 기울기에 따라 높낮이가 수동 조절되는 수직 플레이트, 수직 플레이트와 지주를 연결하는 다수 개의 연결대를 포함하여 구성된다.
이때, 경사 플레이트의 경사각이 최적의 경사각을 형성하고 있을 때, 수직 플레이트의 높낮이는 연결대의 길이에 따라 달라지게 된다.
따라서, 일정한 길이의 연결대로 구성된 워크스테이션은 해당 사이즈의 워크스테이션에 최적화 된 신체크기의 사용자에게만 적합하게 되며, 신체크기가 다를 경우 수직 플레이트에 설치된 모니터를 응시하는 사용자의 눈높이가 달라지기 때문에 불편함을 초래하게 된다.
또한, 사용자의 업무 자세가 변경됨에 따라 눈높이 또한 달라지게 되는데, 이 경우 사용자는 모니터가 설치된 워크스테이션의 수직 플레이트의 높이를 다시 수동으로 맞추어 주어야 하는 불편함이 발생하고 있었다.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, ToF 센서의 정보에 의한 신체인식과 얼굴인식을 기반으로 하여, 사용자의 개인 조건에 따른 안구 위치를 실시간으로 추적함으로써 워크스테이션에 설치된 모니터의 거리와 높이를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션은 수평 플레이트(110), 상기 수평 플레이트(110) 상측에 마련되며, 각도 조절이 가능하도록 마련되는 경사 플레이트(120), 직립된 상태에서 상기 경사 플레이트(120)의 경사면을 따라 위치 이동이 가능하도록 마련되는 수직 플레이트(130), 상기 수직 플레이트를 사이에 두고 서로 대면된 상태에서 상기 수평 플레이트(110) 상에 마련되는 한 쌍의 지주(140), 일단이 상기 지주(140)에 회동 가능하도록 연결되고, 타단이 상기 수직 플레이트(110)에 회동 가능하도록 연결되며, 길이 조절이 가능하도록 마련되는 신축 연결 모듈(150), 사용자 모션을 토대로 사용자의 안구 위치를 파악하는 위치 파악 센서(160) 및 상기 위치 파악 센서(160)의 센싱 결과를 토대로 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이를 조절하여 상기 수직 플레이트(130)의 상하방향 높이가 조절되도록 하는 제어부(170)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 신축 연결 모듈(150)은 하우징(151), 상기 하우징(151) 내측에서 외측 방향으로 인출 또는 인입 가능하도록 마련되는 인출 바(152) 및 상기 하우징(151) 내측에 마련된 상태에서 외부 전원과 연결되며, 상기 인출 바(152)의 일측과 연결된 상태에서 동력을 통해 상기 인출 바(152)의 인출 동작 또는 인입 동작이 가능하도록 동력을 제공하는 모터(153)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치 파악 센서(160)는 비행 시간(Time of Flight, ToF) 센서에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부(170)는 상기 위치 파악 센서(160)를 통해 인식되는 사용자 얼굴 정보를 등록하고, 상기 위치 파악 센서(160)를 통한 사용자 인식 범위를 설정하며, 사용자가 상기 수직 플레이트(130)를 응시하는 초기 눈높이값을 저장하고, 상기 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자가 상기 수직 플레이트(130)를 응시하는지 여부가 파악되도록 하는 설정부(171), 상기 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자가 상기 수직 플레이트(130) 전면에 위치하고 있는지 여부가 인식되도록 하고, 해당 사용자의 안면을 인식한 후 안구 위치가 추적되도록 하며, 해당 사용자의 응시 방향이 정면을 향하고 있는지 여부가 파악되도록 하는 센싱부(172) 및 사용자의 동작이 변경되는 경우, 상기 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자의 초기 눈높이값 대비 변경된 눈높이값의 높이차를 산출하고, 산출된 높이차에 상응하도록 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이가 자동으로 조절되도록 하는 구동부(173)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동부(173)는 상기 산출된 높이차를 상기 사용자 얼굴 정보에 함께 저장하고, 기 설정된 시간에 상기 높이차를 토대로 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이가 자동으로 조절되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동부(173)는 기 설정된 시간 경과 시, 기 저장된 사용자의 초기 눈높이값에 상응하도록 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이를 조절함으로써 상기 수직 플레이트(130)가 본래 위치로 복귀되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 사용자 단말과 연결되며, 상기 사용자 단말로부터 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이 조절을 위한 조절값을 입력받으며, 입력된 상기 조절값을 상기 제어부(170)로 제공하는 통신부(180)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션을 이용한 높이 조절 방법은 수평 플레이트, 경사 플레이트, 수직 플레이트, 한 쌍의 지주, 신축 연결 모듈, 비행 시간(Time of Flight, ToF) 센서에 해당하는 위치 파악 센서 및 제어부를 포함하는 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션을 이용한 높이 조절 방법에 있어서 상기 위치 파악 센서를 통해, 사용자 모션을 토대로 사용자의 안구 위치를 파악하고, 파악된 안구 위치가 변경되는 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부에서 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이를 조절하여 상기 수직 플레이트가 상기 경사 플레이트의 경사면을 따라 직립된 상태에서 위치 이동되도록 하여 상하방향 높이가 조절되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상하방향 높이가 조절되도록 하는 단계는 설정부에서, 상기 위치 파악 센서를 통해 인식되는 사용자 얼굴 정보를 등록하고 상기 위치 파악 센서를 통한 사용자 인식 범위를 설정하며, 사용자가 상기 수직 플레이트를 응시하는 초기 눈높이값을 저장하고, 상기 위치 파악 센서를 통해 사용자가 상기 수직 플레이트를 응시하는지 여부를 파악하는 단계, 센싱부에서, 상기 위치 파악 센서를 통해 사용자가 상기 수직 플레이트 전면에 위치하고 있는지 여부가 인식되도록 하고, 해당 사용자의 안면을 인식한 후 안구 위치가 추적되도록 하며, 해당 사용자의 응시 방향이 정면을 향하고 있는지 여부를 파악하는 단계 및 사용자의 동작이 변경되는 경우, 구동부에서 상기 위치 파악 센서를 통해 사용자의 초기 눈높이값 대비 변경된 눈높이값의 높이차를 산출하고, 산출된 높이차에 상응하도록 상기 신축 연결 모듈의 길이가 자동으로 조절되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 신축 연결 모듈의 길이가 자동으로 조절되도록 하는 단계는 구동부에서, 상기 산출된 높이차를 상기 사용자 얼굴 정보에 함께 저장하고, 기 설정된 시간에 상기 높이차를 토대로 상기 신축 연결 모듈의 길이가 자동으로 조절되도록 하는 단계 및 기 설정된 시간 경과 시, 구동부에서 기 저장된 사용자의 초기 눈높이값에 상응하도록 상기 신축 연결 모듈의 길이를 조절함으로써 상기 수직 플레이트가 본래 위치로 복귀되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 워크스테이션에 설치된 모니터 높이를 사용자의 안구의 높이에 일치하도록 세팅할 수 있기 때문에, 사용자 별 다양한 신체크기에 관계없이 최적의 워크스테이션을 구현할 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 사용 중 변동된 사용자의 안구위치를 실시간으로 추적하여, 모니터 높이를 사용자의 안구의 높이에 일치하도록 자동으로 조절함으로써 최적의 워크스테이션을 구현할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 신축 연결 모듈(150)의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 신축 연결 모듈(150)의 신축 동작을 통해 수직 플레이트(130)의 높이가 조절되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100)을 통해 수직 플레이트(130)에 설치된 모니터의 높이가 자동으로 조절되는 과정을 일련의 순서대로 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100)의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100)은 크게 수평 플레이트(110), 경사 플레이트(120), 수직 플레이트(130), 지주(140), 신축 연결 모듈(150), 위치 파악 센서(160) 및 제어부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 수평 플레이트(110)는 사용자가 전면에 착좌한 상태에서 팔높이에 상응하도록 위치되며, 후술되는 한 쌍의 지주(140)와 후술되는 경사 플레이트(120)가 안착되기 위한 공간을 제공할 수 있다. 이때, 일 실시예에서 수평 플레이트(110) 자체에도 상하 방향으로 자동으로 높이 조절이 가능하도록 유압 실린더 장치(미도시) 혹은 공압 실린더 장치(미도시)가 마련될 수 있다. 또한 다른 실시예에서는 수평 플레이트(110) 자체에 랙앤피니언 기어를 바탕으로 한 자동 높이 조절 장치가 마련될 수 있다. 따라서, 이 경우 수평 플레이트(110) 일측에 마련되는 사용자 조작 버튼(스위치)(미도시)의 조작을 통해 수평 플레이트(110)가 상하 방향으로 자유롭게 높이가 조절될 수 있다. 한편, 수평 플레이트(110)의 면적과 지주의 면적은 제한되지 않는다.
한 쌍의 지주(140)는 하단이 수평 플레이트(110)에 안정적으로 안착된 상태에서 서로 이격된 상태를 가진다. 경사 플레이트(120)는 수평 플레이트(110) 상측에서 한 쌍의 지주(140) 사이에 마련되며, 하측 단부가 수평 플레이트(110)에 접한 상태에서 타측 단부는 한 쌍의 지주(140) 사이에서 상하방향으로 위치 이동을 통해 경사 플레이트(120)의 경사면의 각도가 조절될 수 있다.
경사 플레이트(120)의 후측 상단에는 수직 플레이트(130)가 직립된 상태로 경사면을 따라 위치 이동하게 된다.
보다 구체적으로, 경사 플레이트(120)와 수직 플레이트(130)는 서로 대면된 상태의 한 쌍의 지주(140) 사이에 마련되며, 수직 플레이트(130)는 적어도 2개 이상 바람직하게는 4개 이상의 신축 연결 모듈(150)로 한 쌍의 지주(140)에 회동 가능하도록 연결되는데, 이때 신축 연결 모듈(150)의 길이 가변에 따라, 직립된 상태의 수직 플레이트(130)가 경사면을 따라 전후 방향으로 위치 이동하게 된다.
즉, 신축 연결 모듈(150)의 길이가 길어지는 경우, 수직 플레이트(130)는 경사 플레이트(120)의 전면 방향으로 내려오면서 높이가 하강되고, 반대로 신축 연결 모듈(150)의 길이가 짧아지는 경우, 수직 플레이트(130)는 경사 플레이트(120)의 후면 방향으로 올라가면서 높이가 상승하게 되는 것이다.
이때, 수직 플레이트(130) 상에는 사용자가 시인 가능한 모니터가 설치되기 때문에, 수직 플레이트(130)의 이러한 위치 이동에 따른 높이 변화는 곧 모니터의 높이 변화를 의미하게 된다.
한편, 수직 플레이트(130)의 경우 후술되는 다수 개의 신축 연결 모듈(150)의 길이 변화에 따라 직립된 상태를 유지할 수도 있고, 경우에 따라서는 각 신축 연결 모듈(150)의 길이가 서로 다르게 가변되는 경우 수직 플레이트(130)의 직립 각도 또한 변경될 수 있다.
신축 연결 모듈(150)은 일단이 지주(140)에 회동 가능하도록 연결되고, 타단이 수직 플레이트(110)에 회동 가능하도록 연결된다. 특히 신축 연결 모듈(150)은 그 자체로 길이 조절이 가능하기 때문에, 경사 플레이트(120)의 경사면이 고정된 상태에서 길이 조절만으로 수직 플레이트(130)의 상하 방향의 높이와 거리의 변경을 유도할 수 있다. 이에 대해서는 도 2 및 도 3을 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 2는 신축 연결 모듈(150)의 구성을 보다 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 신축 연결 모듈(150)의 신축 동작을 통해 수직 플레이트(130)의 높이가 조절되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 살펴보면, 신축 연결 모듈(150)은 하우징(151), 하우징(151) 내측에 마련되며 인출 또는 인입이 가능하도록 마련되는 인출 바(152) 및 인출 바(152)의 인출 혹은 인입 동작을 위한 동력을 제공하는 모터(153)를 포함하여 구성된다.
하우징(151)의 경우 일정한 길이를 가지며, 하우징(151)의 일단이 앞서 살펴본 지주(140)와 회동 가능하도록 연결된다.
인출 바(152)는 하우징(151)으로부터 외부로 인출되거나 혹은 내부로 인입됨으로써 신축 연결 모듈(150)의 길이 조절이 가능하게 된다. 이때 인출 바(152)의 일단이 수직 플레이트(130)의 측면부와 회동 가능하도록 연결된다.
따라서, 인출 바(152)가 외측 방향으로 인출되는 경우, 신축 연결 모듈(150) 자체 길이가 길어지면서 수직 플레이트(130)가 경사 플레이트(120)의 경사면을 따라 내려오게 되고, 인출 바(152)가 내측 방향으로 인입되는 경우, 신축 연결 모듈(150) 자체 길이가 짧아지면서 수직 플레이트(130)가 경사 플레이트(120)의 경사면을 따라 올라가게 되는 것이다.
한편, 인출 바(152)는 이러한 인출 혹은 인입 동작을 가능하게 하는 동력을 제공하는 모터(153)와 연결되며, 모터(153)는 다시 외부 전원과 연결되어 전력을 공급받게 된다.
모터(153)의 정방향 회전에 의해 인출 바(152)는 하우징(151)으로부터 인출될 수 있고, 모터(153)의 역방향 회전에 의해 인출 바(152)는 하우징(151)으로 인입될 수 있는 것이다.
한편, 수직 플레이트(130)의 양측부에 마련된 4개의 신축 연결 모듈(150)이 모두 동일한 길이로 가변되는 경우에는 수직 플레이트(130)가 직립 상태를 유지할 수 있지만, 일 실시예에서 하측에 마련되는 2개의 신축 연결 모듈(150)이 상측에 마련되는 2개의 신축 연결 모듈(150)의 길이 대비 더욱 길게 인출되는 경우에는, 수직 플레이트(130)가 상측을 향하도록 기울어진 각도가 형성될 수도 있다. 마찬가지로, 상측에 마련되는 2개의 신축 연결 모듈(150)이 하측에 마련되는 2개의 신측 연결 모듈(150)의 길이 대비 더욱 길게 인출되는 경우에는, 수직 플레이트(130)가 하측을 향하도록 기울어질 수도 있다.
한편, 신축 연결 모듈(150)은 유압 실린더 장치(미도시) 혹은 공압 실린더 장치(미도시)를 포함하여 마련될 수 있다. 또한, 랙앤피니언 기어를 바탕으로 한 자동 길이 조절 장치가 마련될 수 있다. 따라서, 이 경우 수평 플레이트(110) 일측에 마련되는 사용자 조작 버튼(스위치)(미도시)의 조작을 통해 신축 연결 모듈(150)이 전후 방향으로 자유롭게 길이가 조절될 수도 있다.
다시 도 1로 돌아와서, 위치 파악 센서(160)는 사용자 모션을 토대로 사용자의 안구 위치는 물론, 사용자의 안구가 응시하고 있는 응시 지점을 파악하는 역할을 할 수 있다.
이러한 위치 파악 센서(160)는 비행 시간(Time of Flight, ToF) 센서가 적용될 수 있으며, 위치 파악 센서(160)의 설치 위치 및 설치 개수는 제한되지 않는다.
위치 파악 센서(160)를 통해 파악 혹은 센싱되는 결과는 제어부(170)로 제공되며, 제어부(170)에서는 이를 바탕으로 신축 연결 모듈(150)의 길이를 자동으로 조절함으로써 수직 플레이트(130)의 상하"눰* 높이, 거리 및 각도가 조절되도록 한다.
제어부(170)는 위치 파악 센서(160)를 통해 센싱되는 사용자의 안구 위치, 응시 지점을 토대로 신축 연결 모듈(150)의 길이를 자동으로 조절하게 된다.
이를 위하여, 제어부(170)는 설정부(171), 센싱부(172) 및 구동부(173)를 포함하여 구성된다.
설정부(171)는 위치 파악 센서(160)를 통해 인식되는 사용자 얼굴 정보를 등록하여 사용자 개개인 별 초기 눈높이값을 저장하게 된다. 또한 설정부(171)는 위치 파악 센서(160)를 통해 인식되는 사용자의 안구 위치를 토대로 사용자가 응시하는 응시 지점을 기준으로 초기 눈높이값을 설정할 수 있다.
센싱부(172)는 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자가 수직 플레이트(130) 전면에 위치하고 있는지 혹은 자리를 비웠는지 여부가 인식되도록 하고, 또한 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자 안면 인식을 통한 안구 위치 혹은 응시 지점 추적이 가능하도록 하며, 사용자의 응시 방향이 정면을 향하고 있는지 혹은 타향을 향하고 있는지 여부도 파악하게 된다. 또한, 센싱부(172)는 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자가 현재 수직 플레이트(130)를 응시하고 있는지 여부도 파악하도록 할 수 있다.
구동부(173)는 초기 눈높이값을 토대로 우선 신축 연결 모듈(150)의 길이를 조정하여 수직 플레이트(130)(바람직하게는 수직 플레이트(130)에 설치된 모니터)가 사용자의 응시 높이에 최적화되도록 한다. 이 다음, 사용자의 동작 혹은 자세가 변하여 초기 눈높이 대비 사용자의 응시 높이가 달라지는 경우, 구동부(173)는 초기 눈높이값 대비 변경된 눈높이값에 대한 높이차를 산출하게 되고, 산출된 높이차에 맞게 신축 연결 모듈(150)의 길이를 다시 조정하게 된다.
즉, 사용자가 몸을 뒤로 젖히거나 등받이에 더욱 기대어 응시 높이가 낮아지는 경우, 구동부(173)는 신축 연결 모듈(150)의 길이 확장(인출 바(152)의 인출)을 유도하여 모니터 높이가 하강하도록 하고, 반대로 사용자가 일어서거나 허리를 세워 응시 높이가 높아지는 경우, 구동부(173)는 신축 연결 모듈(150)의 길이 축소(인출 바(152)의 인입)를 유도하여 모니터 높이가 상승하도록 하는 것이다.
또한, 일 실시예에서 구동부(173)는 앞서 산출된 높이차를 사용자 얼굴 정보와 함께 저장할 수 있으며, 사용자에 의해 설정된 특정 시간에는 해당 저장된 높이차에 맞게 신축 연결 모듈(150)의 길이를 자동으로 변경시킴으로써, 수직 플레이트(130)의 높이가 알아서 조절되도록 할 수도 있다.
또한, 일 실시예에서 구동부(173)는 업무 종료와 같이 일정하게 설정된 업무 시간 경과 시에는, 최초 저장된 초기 눈높이값에 상응하도록 신축 연결 모듈(150)의 길이를 조절하여 수직 플레이트(130)가 본래 위치로 복귀되도록 할 수도 있다.
또한, 일 실시예에서 본 발명에 따른 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100)은 통신부(180)를 더 포함할 수 있다.
통신부(180)는 사용자 단말(예를 들어, 스마트폰 등)과 연결될 수 있으며, 사용자 단말로부터 신축 연결 모듈(150)의 길이 조절을 위한 조절값을 입력받을 수 있다. 이렇게 입력된 조절값은 제어부(170)로 제공되며, 제어부(170)에서는 이를 바탕으로 신축 연결 모듈(150)의 길이가 자동으로 조절되도록 할 수 있다.
특히, 제어부(170)의 제어를 바탕으로 한 수직 플레이트(130)의 현재 설정 높이 등에 대한 정보는 통신부(180)를 통해 실시간으로 사용자 단말에 피드백 될 수 있으며, 사용자는 자신의 사용자 단말을 통해 이를 실시간으로 확인, 파악할 수 있게 된다.
다음으로는, 도 4를 통해 앞서 살펴본 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100)을 통해 수직 플레이트(130)에 설치된 모니터의 높이가 자동으로 조절되는 과정을 순서대로 살펴보기로 한다.
도 4는 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100)을 통해 수직 플레이트(130)에 설치된 모니터의 높이가 자동으로 조절되는 과정을 일련의 순서대로 나타낸 순서도이다.
도 4를 살펴보면, 사용자가 ToF 센서 기반 AI 워크스테이션(100) 앞에 위치하게 되면 위치 파악 센서(160)는 사용자의 안구 위치 및 응시 위치를 파악하고(S401), 제어부(170)는 파악된 초기 눈높이값을 토대로 신축 연결 모듈(150)의 길이를 자동으로 조절하여 수직 플레이트(130)(이에 설치된 모니터 포함)의 높이를 조절하게 된다(S402).
만약 사용자의 업무자세가 변경되어 사용자의 응시 높이가 달라지게 되면, 제어부(170)는 다시 달라진 사용자의 응시 높이를 바탕으로 변경된 눈높이값의 높이차를 산출하게 되고(S403), 산출된 높이차에 상응하도록 신축 연결 모듈(150)의 길이를 자동으로 조절하여 수직 플레이트(130)의 높이를 재조정하게 된다(S404).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 수평 플레이트(110);
    상기 수평 플레이트(110) 상측에 마련되며, 각도 조절이 가능하도록 마련되는 경사 플레이트(120);
    직립된 상태에서 상기 경사 플레이트(120)의 경사면을 따라 위치 이동이 가능하도록 마련되는 수직 플레이트(130);
    상기 수직 플레이트(130)를 사이에 두고 서로 대면된 상태에서 상기 수평 플레이트(110) 상에 마련되는 한 쌍의 지주(140);
    일단이 상기 지주(140)에 회동 가능하도록 연결되고, 타단이 상기 수직 플레이트(110)에 회동 가능하도록 연결되며, 길이 조절이 가능하도록 마련되는 신축 연결 모듈(150);
    사용자 모션을 토대로 사용자의 안구 위치를 파악하는 위치 파악 센서(160); 및
    상기 위치 파악 센서(160)의 센싱 결과를 토대로 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이를 조절하여 상기 수직 플레이트(130)의 상하방향 높이가 조절되도록 하는 제어부(170);를 포함하는 것을 특징으로 하는, ToF 센서 기반 AI 워크스테이션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(170)는,
    상기 위치 파악 센서(160)를 통해 인식되는 사용자 얼굴 정보를 등록하고, 상기 위치 파악 센서(160)를 통한 사용자 인식 범위를 설정하며, 사용자가 상기 수직 플레이트(130)를 응시하는 초기 눈높이값을 저장하는 설정부(171);
    상기 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자가 상기 수직 플레이트(130) 전면에 위치하고 있는지 여부가 인식되도록 하고, 해당 사용자의 안면을 인식한 후 안구 위치가 추적되도록 하며, 해당 사용자의 응시 방향이 정면 혹은 상기 수직 플레이트(130)를 응시하는지 여부가 파악되도록 하는 센싱부(172); 및
    사용자의 동작이 변경되는 경우, 상기 위치 파악 센서(160)를 통해 사용자의 초기 눈높이값 대비 변경된 눈높이값의 높이차를 산출하고, 산출된 높이차에 상응하도록 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이가 자동으로 조절되도록 하는 구동부(173);를 포함하는 것을 특징으로 하는, ToF 센서 기반 AI 워크스테이션.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동부(173)는,
    상기 산출된 높이차를 상기 사용자 얼굴 정보에 함께 저장하고, 기 설정된 시간에 상기 높이차를 토대로 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이가 자동으로 조절되도록 하고, 또한
    기 설정된 시간 경과 시, 기 저장된 사용자의 초기 눈높이값에 상응하도록 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이를 조절함으로써 상기 수직 플레이트(130)가 본래 위치로 복귀되도록 하는 것을 특징으로 하는, ToF 센서 기반 AI 워크스테이션.
  4. 제1항에 있어서,
    사용자 단말과 연결되며, 상기 사용자 단말로부터 상기 신축 연결 모듈(150)의 길이 조절을 위한 조절값을 입력받으며, 입력된 상기 조절값을 상기 제어부(170)로 제공하는 통신부(180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, ToF 센서 기반 AI 워크스테이션.
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