KR102000487B1 - 물고기로봇과 디스플레이를 이용한 전시용 수족관 - Google Patents

물고기로봇과 디스플레이를 이용한 전시용 수족관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물고기로봇과 디스플레이를 이용한 전시용 수족관에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 수조의 후면에 디스플레이를 설치하고, 수조에 담긴 물에 물고기로봇을 넣어준 후, 디스플레이에 출력되는 영상과 물고기로봇이 서로 연동되어 영상 출력되거나 움직임 제어가 될 수 있도록 함으로써, 화려한 시각적 연출이 가능하여 관람객의 호기심을 증대시킬 수 있다.

Description

물고기로봇과 디스플레이를 이용한 전시용 수족관{Aquarium with fish robot and display}
본 발명은 전시용 수족관에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수조의 후면에 디스플레이를 설치하고, 수조에 담긴 물에 물고기로봇을 넣어준 후, 디스플레이에 출력되는 영상과 물고기로봇이 서로 연동되어 영상 출력되거나 움직임 제어가 될 수 있도록 함으로써, 화려한 시각적 연출이 가능토록 하는 기술에 대한 것이다.
고급 음식점, 백화점, 공항 등 사람들이 많이 모이는 곳에는 인테리어 목적으로 대형 어항, 즉 수족관을 설치하곤 한다. 전통적인 방식의 수족관은 수조에 금붕어나 열대어 등의 살아 있는 물고기를 넣어 주는 것인데, 이처럼 살아 있는 물고기로 인하여 먹이도 주기적으로 주어야하고, 물고기의 생활 터전인 수족관도 자주 청소해 주어야 하는 번거로움이 있다.
이를 위해 대한민국 등록실용신안 제20-0429803호(2006.10.23. '관상용 로봇 물고기', 이하 '종래기술'이라고 함)와 같이 살아 있는 물고기를 대체하여 로봇 물고기를 적용한 기술이 개발되기도 하였다. 즉 부력을 조절하여 물에 뜰 수 있도록 하고, 모터를 제어하여 헤엄치는 방향을 조절할 수 있도록 함으로써, 수족관 내의 로봇 물고기가 실제 물고기와 같은 움직임을 가질 수 있도록 하는 것이다.
하지만, 종래의 로봇 물고기는 처음 본 관람자에게 호기심을 유발할 수는 있지만, 단순히 물속에서 헤엄치는 동작에만 머물고 있어서, 시간이 흐르면 다시 지루함을 느끼게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수조의 후면에 디스플레이를 설치하고, 수조에 담긴 물에 물고기로봇을 넣어준 후, 디스플레이에 출력되는 영상과 물고기로봇이 서로 연동되어 영상 출력되거나 움직임 제어가 될 수 있도록 함으로써, 화려한 시각적 연출이 가능하여 관람객의 호기심을 증대시킬 수 있도록 하는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전시용 수족관은, 물이 채워지는 수조; 상기 수조의 후면에 설치되는 디스플레이; 상기 수조에 채워진 물 속에서 유영하는 물고기로봇; 및 상기 디스플레이에서 출력되는 영상 및 상기 물고기로봇의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함한다.
여기서, 상기 컨트롤러는 상기 디스플레이에서 출력되는 영상에 동기화하여 상기 물고기로봇의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 물고기로봇은, 상기 물고기로봇의 움직임 상태를 감지하는 센서부;를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 디스플레이를 통해 출력되는 영상의 객체별 움직임을 분석하는 영상분석부; 상기 물고기로봇의 센서부에서 감지한 정보를 통해 상기 물고기로봇의 움직임을 분석하는 로봇움직임분석부; 상기 영상분석부 및 상기 로봇움직임분석부를 통해 분석된 결과에 따라 상기 디스플레이를 통해 출력되는 영상 출력을 제어하는 영상컨트롤러; 및 상기 영상분석부 및 상기 로봇움직임분석부를 통해 분석된 결과에 따라 상기 물고기로봇의 동작을 제어하는 로봇컨트롤러;를 포함할 수 있다.
또, 상기 수조의 전면에 설치되어 상기 물고기로봇과 상기 디스플레이를 촬영하는 촬영부;를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 촬영부에서 촬영된 상기 물고기로봇과 상기 디스플레이에서 출력되는 영상을 분석하는 영상분석부; 상기 영상분석부의 분석 결과에 따라 상기 디스플레이를 통해 출력되는 영상 출력을 제어하는 영상컨트롤러; 및 상기 영상분석부의 분석 결과에 따라 상기 물고기로봇의 동작을 제어하는 로봇컨트롤러;를 포함할 수 있다.
또, 상기 수조의 전면에 설치되어 관람객의 움직임을 감지하는 관람객동작인식부;를 더 포함하고, 상기 물고기로봇은, 상기 물고기로봇의 움직임 상태를 감지하는 센서부;를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 관람객동작인식부에서 감지한 관람객의 움직임을 분석하는 관람객동작분석부; 상기 물고기로봇의 센서부에서 감지한 정보를 통해 상기 물고기로봇의 움직임을 분석하는 로봇움직임분석부; 및 상기 관람객동작분석부 및 상기 로봇움직임분석부를 통해 분석된 결과에 따라 상기 물고기로봇의 동작을 제어하는 로봇컨트롤러;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전시용 수족관에서는 수조 내에 물고기로봇이 헤엄치고, 수조 후면에서는 디스플레이를 통해 영상이 출력되어 다양한 움직임 연출이 가능하고, 이에 따라 사람들의 시선을 끌 수 있다.
즉, 수조를 미리 촬영한 영상을 디스플레이를 통해 출력할 경우, 실제 수조 공간과 디스플레이에 출력되는 수조 공간이 더해져서 수조가 넓어 보이는 효과를 줄 수 있으며, 미리 촬영한 여러마리의 물고기로봇을 화면에 출력시키면, 고가의 물고기로봇을 여러마리 배치하지 않더라도 많은 물고기로봇이 수조에 담겨 진 것 같은 효과가 있다.
또한 디스플레이에서 출력되는 영상은 수조에 담긴 물에서 굴절되어 보이기 때문에, 굴곡진 화면에 의해 입체감을 부여할 수 있다.
또, 물고기 시점에서 촬영한 영상을 디스플레이에 출력해 준다면, 관람객이 직접 물 속을 헤엄치면서 주변을 둘러보는 것과 같은 체험 효과가 있다.
또, 물고기로봇의 움직임을 실시간으로 분석하고, 디스플레이에서 출력되는 영상도 실시간으로 분석하여, 실제 물고기로봇과 화면 속 물고기나 장애물이 서로 연동하여 작동할 수 있도록 함으로써 화려한 시각적 효과를 연출할 수 있다.
더불어, 관람객의 동작에 기반하여 물고기로봇의 움직임을 제어하거나 디스플레이에서 출력되는 영상 출력을 제어함으로써, 수족관을 단순한 인테리어 용도로만 활용하는 것이 아닌 관람객 참여형 전시물로 활용할 수가 있다.
또한, 디스플레이나 물고기로봇 측면에서 광고 영상이 출력되도록 하여 홍보용으로 수족관을 이용할 수도 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 전시용 수족관을 설명하기 위한 사시도.
도2는 도1에 도시된 전시용 수족관의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도.
도3은 도1에 도시된 전시용 수족관에서 수조를 정면 위에서 바라본 도면.
도4는 도1에 도시된 전시용 수족관에서 물고기로봇과 영상 컨텐츠의 연동 제어 방식을 설명하기 위한 도면.
도5는 도1에 도시된 전시용 수족관에서 관람객 움직임에 물고기로봇이 반응하는 방식을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 전시용 수족관을 설명하기 위한 사시도이고, 도2는 도1에 도시된 전시용 수족관의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도1 내지 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전시용 수족관은 크게 수조(10), 디스플레이(11), 물고기로봇(20) 및 컨트롤러(30)를 포함한다.
수조(10)는 물을 보관하기 위한 것으로, 관람을 위해 전면과 측면은 투명한 재질로 제작된다. 본 실시예에서는 직육면체 형태의 수조(10)를 도시하였으나, 본 발명은 수조(10)의 형태에 제약되지 않는다.
또한 수조(10)에는 다양한 색상의 광을 조사하는 조명부(12)가 설치될 수 있고, 전면에는 관람객의 움직임을 감지하는 관람객동작인식부(13)와, 수조(10) 내부의 물고기로봇(20)과 디스플레이(11)를 촬영하는 촬영부(14)가 설치될 수 있다. 이에 대한 설명은 이하에서 다시 하도록 한다.
디스플레이(11)는 수조(10)의 후면에 설치됨으로써, 수조(10) 전면에서 바라보면 수조(10)에 채워진 물을 통해 디스플레이(11)에서 출력되는 화면을 감상할 수 있다.
앞서 수조(10)의 전면과 측면이 투명한 재질로 제작된다고 설명하였으며, 디스플레이(11)가 설치되는 후면 역시 투명한 재질로 제작될 수는 있다. 하지만 전용으로 제작되는 디스플레이(11)가 아닌 이상 투명한 수조(10) 후면에 밀착하여 디스플레이(11)를 설치할 경우, 디스플레이(11) 둘레의 베젤이 함께 노출되어 미관을 해칠 수 있다.
이를 위해 수조(10) 후면의 양 옆은 빛을 반사시키는 거울로 제작하되, 디스플레이(11)의 출력 화면이 노출되는 부분만 투명 재질로 제작함으로써, 거울에 의해 디스플레이(11)의 베젤이 가려지도록 하고, 디스플레이(11)에서 출력되는 영상은 투명한 부분을 통해 수조(10) 전면으로 노출되도록 할 수 있다.
또한 본 실시예에서는 수조(10) 후면의 중앙 일 부분에만 디스플레이(11)의 출력 화면이 노출되는 형태를 도시하였지만, 디스플레이(11)의 출력 화면이 수조(10) 후면을 꽉 채우도록 설계 변경할 수도 있다.
더불어 물이 채워지는 수조(10) 내부에는 다른 수족관과 마찬가지로 실물 장식물이 더 채워질 수도 있다. 예컨대 인공 수초나 버블 발생기 등이 추가로 설치될 수 있는 것이다.
물고기로봇(20)은 살아있는 물고기를 대체하여 수조(10)에 채워진 물에서 유영하는 인공 물고기이다. 이러한 물고기로봇(20)은 부력조절수단(미도시), 구동모터(미도시) 등을 포함하며, 미리 프로그래밍 된 바에 따라 또는 원격에서 보내어 오는 컨트롤 신호에 따라 지느러미나 눈동자를 움직이며 헤엄칠 수 있다. 물고기로봇(20)이 물 속에서 헤엄치는 방식은 기 공지된 다양한 방식을 적용할 수 있으므로, 자세한 설명은 생략토록 한다.
다만, 본 발명에서 적용되는 물고기로봇(20)은 디스플레이(11)에서 출력되는 영상과 연동되어 움직임이 제어될 수 있기 때문에, 이에 필요한 구성들만 설명토록 한다. 물고기로봇(20)은 카메라(21), 센서부(22), 제어부(26) 및 통신처리부(27)를 포함한다.
카메라(21)는 물고기로봇(20)의 본체 전면에 설치되어 물고기로봇(20)의 전방을 촬영한다. 즉 카메라(21)는 물고기로봇(20)의 시야에 들어오는 장면을 촬영하기 위해 마련된다.
센서부(22)는 물고기로봇(20)의 움직임 상태를 감지하기 위해 마련된다. 즉 센서부(22)는 물고기로봇(20)이 현재 수족관 내에서 어느 위치에 있는지, 어느 방향을 향해 어떻게 기울어진 상태인지 파악하기 위해 마련된다. 이러한 센서부(22)는 물고기로봇(20)의 기울어진 상태를 감지하는 자이로센서(23)와, 물고기로봇(20)의 전방이 향하고 있는 방향을 감지하는 방위각센서(24)와, 물고기로봇(20)의 위치를 확인하는 위치센서(25)를 포함할 수 있다.
이 중 위치센서(25)를 이용한 위치 탐지 방식은 다양할 수 있다. 예컨대 수족관 내의 가로, 세로, 높이에 따라 복수의 인식기(미도시)를 설치하고, 인식기에서 물고기로봇(20)의 위치센서(25)를 인식함으로써 수조(10) 내의 3차원 공간에서 물고기로봇(20)의 절대 위치를 측정하는 방식이 있을 수 있다.
다른 방식으로는 물고기로봇(20)에는 별도 위치센서(25)가 탑재되지 아니하고, 수족관 내의 3개 지점에 초음파센서(미도시)를 부착하고 삼각 측량법으로 물고기로봇(20)의 위치를 파악할 수도 있다. 또는 수조(10)의 전방과 측면에 위치감시용 카메라를 설치하고, 복수 위치감시용 카메라에서 촬영된 영상을 컨트롤러(30)에서 분석함으로써 물고기로봇(20)의 3차원 위치를 파악할 수도 있다.
즉 설명의 편의를 위해 물고기로봇(20)이 위치센서(25)를 갖는 것으로 도시하였지만, 물고기로봇(20) 외부의 다른 기기를 이용하여 위치를 파악하는 것도 충분히 가능하다는 점을 강조하는 바이다.
제어부(26)는 물고기로봇(20)의 움직임을 제어하기 위해 마련된다. 제어부(26)는 미리 탑재된 프로그램에 따라 물고기로봇(20)의 움직임을 제어할 수도 있고, 원격에서 전송해 오는 컨트롤 신호에 따라 움직임을 제어할 수도 있다.
통신처리부(27)는 물고기로봇(20)과 컨트롤러(30) 간의 데이터 송수신을 처리하기 위해 마련된다. 예컨대 통신처리부(27)는 센서부(22)에서 감지한 신호들을 컨트롤러(30) 측으로 전송하거나, 컨트롤러(30)에서 발신한 제어 신호를 수신하여 제어부(26)로 전송할 수 있다.
한편 물고기로봇(20)의 측면에는 별도의 출력부(미도시)가 탑재되어 제어부(26)의 제어에 따라 특정 광고 영상 등을 화면 출력할 수도 있다. 더불어 물고기로봇(20)에는 다양한 색상의 빛을 발광하는 LED램프(미도시)가 탑재되어 제어부(26)의 제어 신호에 따라 화려한 색상의 빛을 방출할 수도 있다.
컨트롤러(30)는 물고기로봇(20)의 동작 및 디스플레이(11)에서 출력되는 영상을 제어하기 위해 마련된다. 컨트롤러(30)는 디스플레이(11)나 물고기로봇(20)에 일체로 탑재되어 있을 수도 있고, 수조(10) 외부에 별도로 마련되어 있을 수도 있다. 이러한 컨트롤러(30)는 영상분석부(33), 로봇움직임분석부(34), 관람객동작분석부(35), 영상컨트롤러(31), 로봇컨트롤러(32) 및 데이터베이스(36)를 포함한다.
영상분석부(33)는 디스플레이(11)를 통해 출력되는 영상을 분석하기 위해 마련된다. 예컨대 영상분석부(33)는 디스플레이(11)에서 현재 출력되고 있는 영상에서 각각의 객체를 분리하고, 각 객체별 움직임을 분석할 수 있다. 또한 영상분석부(33)는 촬영부(14)에서 물고기로봇(20)과 디스플레이(11)를 동시에 촬영하여 전송해 오면, 동시에 촬영된 영상에서 물고기로봇(20)과 현재 출력되고 있는 영상의 각 객체를 분리하여 종합적인 움직임을 분석할 수 있다.
로봇움직임분석부(34)는 물고기로봇(20)의 센서부(22)에서 감지한 정보를 수신하여 물고기로봇(20)의 움직임을 분석하기 위해 마련된다. 즉 로봇움직임분석부(34)는 자이로센서(23)에서 감지한 정보, 방위각센서(24)에서 감지한 정보, 위치센서(25)에서 감지한 정보를 종합적으로 연산하여, 물고기로봇(20)이 현재 수조(10) 내에서 어느 위치에 있고, 본체가 어느 방향을 향해 있으며, 어떠한 기울기로 기울어져 있는지 실시간으로 판단하게 된다.
관람객동작분석부(35)는 관람객동작인식부(13)에서 감지한 움직임 정보를 수신하여 관람객의 움직임을 분석하기 위해 마련된다. 여기서 수조(10)에 설치된 관람객동작인식부(13)의 동작 인식 방식과, 그에 따른 관람객동작분석부(35)의 분석 방식은 다양할 수 있다.
예컨대 관람객동작인식부(13)는 수조(10) 전면의 전체에 걸쳐 설치된 투명 터치 패널 일 수 있다. 즉, 관람객이 수조(10) 전면의 특정 위치를 터치하면, 투명 터치 패널에서 터치된 정보를 컨트롤러(30)로 전송하고, 컨트롤러(30)의 관람객동작분석부(35)에서 터치 정보를 분석하여 관람객의 동작을 분석한 후 로봇컨트롤러(32)가 물고기로봇(20) 측으로 특정 컨트롤 신호를 발신할 수 있다.
이 외에도 관람객동작인식부(13)는 관람객의 제스처를 인식하는 키넥트 센서이거나 립모션 센서일 수도 있으며, 이러한 관람객동작인식부(13)에서 관람객의 제스처를 인식한 정보를 컨트롤러(30)로 전송하면, 관람객동작분석부(35)에서 관람객의 움직임을 분석한 후 영상컨트롤러(31)에서 디스플레이(11)를 통해 출력되는 영상의 출력을 제어하거나, 로봇컨트롤러(32)에서 물고기로봇(20) 측으로 특정 컨트롤 신호를 발신할 수 있다.
데이터베이스(36)는 디스플레이(11)를 통해 출력할 영상 정보, 즉 다양한 컨텐츠를 저장하거나 물고기로봇(20)이나 조명부(12)를 제어하기 위한 특정 형태의 컨트롤 신호들을 저장하기 위해 마련된다.
이하에서는 도3 내지 도5를 참조하여 도1 내지 도2에 도시된 전시용 수족관의 작동 과정에 대하여 설명토록 한다.
도3은 도1에 도시된 전시용 수족관에서 수조(10)를 정면 위에서 바라본 도면이다. 도3에 도시된 전시용 수족관을 살펴보면, 한 마리의 물고기로봇(20)이 수조(10) 내에서 유영하고 있고, 수조(10) 후면의 디스플레이(11)에서는 네 마리의 물고기로봇(41)이 헤엄치고 있는 모습을 볼 수 있다. 즉 디스플레이(11)에서 출력되고 있는 영상은 네 마리의 물고기로봇(41)이 물레방아 등의 장애물(42)이 있는 수조(10)에서 노니고 있는 모습을 미리 촬영한 영상이며, 이렇게 미리 촬영되어 데이터베이스(36)에 저장되어 있던 영상을 영상컨트롤러(31)가 출력하여 디스플레이(11)에 출력되도록 하고 있는 것이다.
따라서 도3에 도시된 바와 같이 수조(10) 속에 한 마리의 물고기로봇(20)이 유영하고 있고, 디스플레이(11)에서 네 마리의 물고기로봇(41)이 헤엄치고 있는 영상이 출력되고 있다면, 총 다섯 마리의 물고기로봇(20,41)이 수조(10)에서 헤엄치고 있는 것 같이 보인다.
물고기로봇(20)은 종류에 따라 다르지만 한 마리 당 가격이 수백만원에서 수천만원에 이르는 고가이다. 따라서 수조(10)에 많은 물고기로봇(20)을 배치하는 것은 비용 부담이 따를 수 밖에 없는데, 실제 물고기로봇(20)은 한 마리만 수조(10)에 배치하고, 도3에서와 같이 미리 촬영된 여러 마리의 물고기로봇(41)이 디스플레이(11)에서 출력된다면, 운영 비용을 낮추면서도 여러 마리의 물고기로봇(20)이 헤엄치는 것과 같은 전시 효과를 얻을 수 있다.
또한 수조(10) 후면에 배치된 디스플레이(11)를 수조(10) 전면에서 바라볼 경우, 수조(10)에 담긴 물에 의해 빛이 굴절되어, 디스플레이(11)가 굴곡진 모습으로 보이게 된다. 즉 평평한 수조(10)에 입체감을 부여할 수 있는 것이다.
또한, 수조(10)를 미리 촬영한 영상을 디스플레이(11)를 통해 출력하면, 실제 수조(10)의 공간과 디스플레이(11)에서 출력되는 수조(10)의 공간이 더해져, 수조(10)가 커 보이게 된다. 따라서 협소한 장소에서도 넓은 수족관을 운영하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 발명에서는 디스플레이(11)에서 출력되는 영상과 수조(10) 내에서 유영하는 물고기로봇(20)이 동기화 하여 서로 연동 제어될 수 있도록 하고 있다. 즉 영상컨트롤러(31)는 데이터베이스(36)에 저장된 영상 정보를 디스플레이(11)에서 출력되도록 처리하되, 데이터베이스(36)에 저장된 영상 정보에는 이에 대응하는 물고기로봇(20) 컨트롤 신호가 매칭 저장되어 있다. 따라서 영상컨트롤러(31)가 영상을 재생시킬 때 로봇컨트롤러(32)는 해당 영상 정보에 매칭 저장되어 있는 컨트롤 신호를 실시간으로 물고기로봇(20)에 전송하며, 물고기로봇(20)의 제어부(26)가 통신처리부(27)를 통해 수신한 컨트롤 신호를 이용하여 물고기로봇(20)의 움직임을 제어함으로써, 영상과 물고기로봇(20)의 동기 제어가 가능하다.
영상과 물고기로봇(20)이 동기화 하여 연동 제어되는 방식의 예로는 충돌 방지 움직임이 될 수 있다. 즉 수조(10) 속의 물고기로봇(20)이 헤엄칠 때 동선 상에 화면 속 물고기로봇(41)이나 화면 속 장애물(42)이 겹칠 수 있는데, 이 경우 실제 물고기로봇(20)이 화면 속 물고기로봇(41)이나 장애물(42)을 피해가도록 컨트롤 신호가 미리 저장되어 있는 것이다.
다른 예시로는 화면 속 물고기로봇(41)과 실제 물고기로봇(20)이 V자로 편대를 형성하여 무리지어 가는 모습을 연출할 수도 있다. 즉 화면 속 네 마리의 물고기로봇(41)이 V 편대의 변을 이룬 상태로 전진하는 상황은 미리 촬영된 영상이고, 이 영상이 재생될 때 실제 물고기로봇(20)은 V 편대의 꼭지점 위치에서 다른 무리를 리드하면서 전진할 수 있도록 로봇컨트롤러(32)가 컨트롤 신호를 출력하는 것이다.
이처럼 디스플레이(11)에서 출력되는 영상과 실제 물고기로봇(20)이 동기화 시켜 연동 제어하면, 신기한 움직임을 연출하여 관람객의 호기심을 유발할 수 있다. 더불어 영상컨트롤러(31)는 디스플레이(11)에서 출력되는 영상과 더불어 조명부(12)도 함께 제어하여 수조(10) 내에 화려한 조명을 비출 수도 있다.
한편 영상컨트롤러(31)는 도3에 도시된 바와 같이 미리 촬영된 물고기로봇(41)의 영상 외에도, 해당 수족관이 설치된 곳과 관련된 광고 영상을 출력할 수도 있다. 이러한 광고 영상은 데이터베이스(36)에 미리 저장된다.
도4는 도1에 도시된 전시용 수족관에서 물고기로봇(20)과 영상 컨텐츠의 연동 제어 방식을 설명하기 위한 도면이다. 앞서 도3을 통해 설명한 바 있지만, 디스플레이(11)에서 출력되는 영상에 맞추어 물고기로봇(20)을 제어하는 컨트롤 신호가 미리 구축되어 데이터베이스(36)에 저장된 후, 영상 재생에 맞추어 컨트롤 신호가 실시간으로 물고기로봇(20)에 전달됨으로써 장애물(42)을 피해가는 등의 동작 제어가 가능하다. 하지만 미리 저장된 컨트롤 신호를 이용하지 아니하고, 영상과 물고기로봇(20)의 움직임을 실시간으로 분석하여 연동 제어할 수도 있다.
즉 물고기로봇(20)의 센서부(22)에서는 실시간으로 물고기로봇(20)의 움직임 상태 정보를 측정하고, 측정된 정보를 통신처리부(27)를 통해 컨트롤러(30)로 전송한다. 컨트롤러(30)의 로봇움직임분석부(34)는 물고기로봇(20)으로부터 수신한 움직임 상태 정보를 분석하여 물고기로봇(20)의 실시간 위치, 방향 등을 파악한다.
동시에 컨트롤러(30)의 영상분석부(33)는 디스플레이(11)를 통해 현재 출력되고 있는 영상에서 각각의 객체를 분리하여 위치 정보 등을 분석한다. 예컨대 영상분석부(33)는 화면 속 물레방아 등의 장애물(42)과 각각의 물고기로봇(41)들을 객체 분리한 후 디스플레이(11) 상에서의 위치를 실시간 추적하는 것이다. 물론 장애물(42)의 경우 위치 움직임이 없기 때문에 고정된 값을 가질 수 있다.
만약 영상분석부(33)와 로봇움직임분석부(34)에서 분석한 결과 도4의 (a)에서와 같이 물고기로봇(20)의 진로 상에 물레방아 등의 장애물(42)이 겹칠 것이라고 분석된다면, 컨트롤러(30)의 로봇컨트롤러(32)는 도4의 (b)에서와 같이 물고기로봇(20)이 장애물(42)을 회피하여 헤엄칠 수 있도록 컨트롤 신호를 물고기로봇(20) 측으로 송신한다.
또한 영상분석부(33)에서 화면 속 물고기로봇(41)의 각각의 움직임을 분석하고, 로봇움직임분석부(34)에서 수조(10) 속 물고기로봇(20)의 움직임을 분석한 결과, 화면 속 물고기로봇(41) 중 특정 물고기와 실물 물고기로봇(20)의 충돌이 예측된다면, 로봇컨트롤러(32)는 실물 물고기로봇(20) 측으로 회피 컨트롤 신호를 출력하고, 영상컨트롤러(31)는 화면 속 물고기로봇(41)의 움직임을 제어함으로써 실물 물고기로봇(20)과 화면 속 물고기로봇(41)이 서로 회피하여 움직일 수 있도록 한다.
이 경우 디스플레이(11)에서 출력되는 영상은 미리 촬영되어 단순하게 재생되는 형태의 영상이 아니고, 각각의 객체를 영상컨트롤러(31)가 개별적으로 움직임 제어할 수 있는 형태의 영상이어야 한다. 즉 영상컨트롤러(31)는 여러 개체의 움직임을 각각 컨트롤하고 하나의 배경 화면에 함께 합성하여 출력되도록 처리하는 그래픽 처리 기능을 탑재하고 있다.
한편, 물고기로봇(20)의 움직임과 디스플레이(11)에서 출력되는 영상을 관람자 시각에서 촬영하여 분석한 후 영상 및 물고기로봇(20)의 연동 제어가 이루어질 수도 있다. 즉 수조(10)의 전면에 설치된 촬영부(14)는 수조(10)에 물에서 유영하는 물고기로봇(20)과 디스플레이(11)에서 출력되는 화면을 동시에 촬영하고 있다. 즉 촬영부(14)는 관람자의 시각에서 물고기로봇(20)과 디스플레이(11)를 촬영하는 것이며, 이렇게 촬영된 영상 정보는 컨트롤러(30)로 실시간 전송된다.
컨트롤러(30)의 영상분석부(33)는 촬영부(14)에서 촬영된 영상에서 물고기로봇(20), 그리고 디스플레이(11)에서 출력되는 화면 속 물고기로봇(41)이나 장애물(42) 들을 객체별로 분리하여 위치 분석을 실시한다. 영상분석부(33)의 분석 결과에 따라 영상컨트롤러(31)는 디스플레이(11)에서 출력되는 영상을 제어하고, 로봇컨트롤러(32)는 물고기로봇(20)의 움직임을 제어한다. 예컨대 영상분석부(33)의 분석 결과 도4의 (a)에서와 같이 물고기로봇(20)의 전방에 장애물(42)이 있는 것이 확인되면, 로봇컨트롤러(32)가 물고기로봇(20) 측으로 컨트롤 신호를 발신하여 도4의 (b)와 같이 물고기로봇(20)이 장애물(42)을 회피하여 헤엄치도록 할 수 있다. 또는 영상분석부(33)의 분석 결과 실제 물고기로봇(20)과 화면 속 물고기로봇(41)의 충돌 위험이 분석된다면, 영상컨트롤러(31)는 화면 속 물고기로봇(41)의 움직임을 제어하고, 로봇컨트롤러(32)는 실제 물고기로봇(20)의 움직임을 제어하여 두 물고기로봇(20,41)이 서로 피해서 헤엄칠 수 있도록 할 수 있다.
물론 장애물(42)이나 화면 속 물고기로봇(41)은 디스플레이(11)에서 출력되고 있는 영상의 한 부분에 불과하기 때문에, 수조(10) 내에서 헤엄치는 물고기로봇(20)이 화면속 내용물과 충돌할 위험은 실제로는 없다. 하지만 영상 속 움직임과 실물 물고기로봇(20)의 움직임을 서로 연동시켜 제어하면 신기하고 화려한 동작 연출이 가능하여 관람객의 호기심을 극대화 시킬 수 있다.
도5는 도1에 도시된 전시용 수족관에서 관람객 움직임에 물고기로봇(20)이 반응하는 방식을 설명하기 위한 도면이다. 즉 수조(10) 전면에는 투명 터치패널 형태로 관람객동작인식부(13)가 설치되어 있다. 또한 물고기로봇(20)의 센서부(22)에서는 물고기로봇(20)의 실시간 움직임 정보를 측정하여 컨트롤러(30)로 보냄으로써, 로봇움직임분석부(34)가 물고기로봇(20)의 움직임을 파악하고 있다.
도5의 (a)와 같이 물고기로봇(20)이 수조(10)에 담긴 물 속을 유영하고 있을 때, 도5의 (b)와 같이 관람객이 수조(10) 전면의 특정 위치를 터치한다면, 관람객동작인식부(13)에서 인식한 터치 정보가 컨트롤러(30)에 전송되며, 관람객동작분석부(35)가 터치 정보를 통해 터치 위치를 파악한다. 동시에 로봇움직임분석부(34)는 물고기로봇(20)의 실시간 위치를 파악하고 있는데, 만약 관람객이 터치한 위치가 물고기로봇(20)의 현재 위치이거나 그 인접 위치인 것이 확인되면 로봇컨트롤러(32)는 물고기로봇(20) 측으로 빠르게 도망가도록 작동하는 컨트롤 신호를 송출한다. 즉 관람객의 터치에 반응하여 물고기로봇(20)이 도망치는 모습을 연출함으로써, 실제 수족관의 물고기가 놀라 도망치는 것과 같은 효과를 주는 것이다.
또 다른 방식으로 로봇컨트롤러(32)는 관람객동작분석부(35)의 분석 결과와 로봇움직임분석부(34)의 분석 결과를 통해, 관람객의 터치 위치가 현재 물고기로봇(20)이 위치한 곳과 일정 거리 이상 멀리 떨어져 있는 것이 확인되면, 물고기로봇(20) 측으로 컨트롤 신호를 보내어 물고기로봇(20)이 관람객이 터치한 위치로 헤엄쳐 오도록 할 수 있다.
이처럼 관람객의 행위에 반응하여 물고기로봇(20)이 움직이도록 연출한다면, 실제 물고기가 움직이는 것과 같은 착각을 불러일으켜 관람객의 시선을 주목시킬 수 있다.
한편, 디스플레이(11)에서 출력되는 영상 역시 관람객의 행위에 반응토록 제어할 수 있다. 예컨대, 영상컨트롤러(31)는 관람객동작분석부(35)의 분석 결과에 따라 관람객의 터치가 이루어진 영역에 모여 있던 화면 속 물고기로봇(41) 들이 방사상으로 펼쳐져 도망치도록 제어할 수 있다.
또한 관람객동작인식부(13)는 투명 터치 패널 형태 이외에, 관람객의 제스쳐를 인식하는 키넥트 센서 또는 립모션 센서 등이 적용될 수 있는데, 이러한 관람객동작인식부(13)에서 인식된 정보를 관람객동작분석부(35)가 분석하여 물고기로봇(20) 및 디스플레이(11)의 영상 출력을 제어할 수도 있다. 예컨대 관람객이 수조(10) 앞에서 팔을 왼쪽에서 오른쪽으로 휘젓는 것을 관람객동작분석부(35)가 분석하였다면, 로봇컨트롤러(32)는 물고기로봇(20)이 관람객의 팔 움직임에 맞춰 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 수 있도록 컨트롤 신호를 출력하고, 영상컨트롤러(31)는 디스플레이(11)에서 출력되고 있는 화면에서 좌에서 우로 물결이 치도록 영상 출력을 제어하는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전시용 수족관에서는 수조(10) 내에 물고기로봇(20)이 헤엄치고, 수조(10) 후면에서는 디스플레이(11)를 통해 영상이 출력되어 다양한 움직임 연출이 가능하고, 이에 따라 사람들의 시선을 끌 수 있다.
즉, 수조(10)를 미리 촬영한 영상을 디스플레이(11)를 통해 출력할 경우, 실제 수조(10) 공간과 디스플레이(11)에 출력되는 수조(10) 공간이 더해져서 수조(10)가 넓어 보이는 효과를 줄 수 있으며, 미리 촬영한 여러마리의 물고기로봇(41)을 화면에 출력시키면, 고가의 물고기로봇(20)을 여러마리 배치하지 않더라도 많은 물고기로봇(20,41)이 수조(10)에 담겨 진 것 같은 효과가 있다.
또한 디스플레이(11)에서 출력되는 영상은 수조(10)에 담긴 물에서 굴절되어 보이기 때문에, 굴곡진 화면에 의해 입체감을 부여할 수 있다.
또, 물고기 시점에서 촬영한 영상을 디스플레이(11)에 출력해 준다면, 관람객이 직접 물 속을 헤엄치면서 주변을 둘러보는 것과 같은 체험 효과가 있다.
또, 물고기로봇(20)의 움직임을 실시간으로 분석하고, 디스플레이(11)에서 출력되는 영상도 실시간으로 분석하여, 실제 물고기로봇(20)과 화면 속 물고기(41)나 장애물(42)이 서로 연동하여 작동할 수 있도록 함으로써 화려한 시각적 효과를 연출할 수 있다.
더불어, 관람객의 동작에 기반하여 물고기로봇(20)의 움직임을 제어하거나 디스플레이(11)에서 출력되는 영상 출력을 제어함으로써, 수족관을 단순한 인테리어 용도로만 활용하는 것이 아닌 관람객 참여형 전시물로 활용할 수가 있다.
또한, 디스플레이(11)나 물고기로봇(20) 측면에서 광고 영상이 출력되도록 하여 홍보용으로 수족관을 이용할 수도 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10 : 수조
11 : 디스플레이
12 : 조명부
13 : 관람객동작인식부
14 : 촬영부
20 : 물고기로봇
21 : 카메라
22 : 센서부
23 : 자이로센서
24 : 방위각센서
25 : 위치센서
26 : 제어부
27 : 통신처리부
30 : 컨트롤러
31 : 영상컨트롤러
32 : 로봇컨트롤러
33 : 영상분석부
34 : 로봇움직임분석부
35 : 관람객동작분석부
36 : 데이터베이스
41 : 화면 속 물고기로봇
42 : 장애물

Claims (5)

  1. 물이 채워지는 수조;
    상기 수조의 후면에 설치되는 디스플레이;
    상기 수조에 채워진 물속에서 유영하는 물고기로봇;
    상기 디스플레이에서 출력되는 영상 및 상기 물고기로봇의 동작을 제어하는 컨트롤러; 및
    상기 수조의 전면에 설치되어 상기 수조의 물에서 유영하는 상기 물고기로봇과 상기 디스플레이에서 출력되는 화면을 동시에 촬영하여 상기 컨트롤러에 실시간으로 전송하는 촬영부;를 포함하며,
    상기 물고기로봇은,
    상기 물고기로봇의 움직임 상태 정보를 실시간으로 감지하는 센서부;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 디스플레이를 통해 현재 출력되고 있는 영상에서 각각의 객체를 분리하여 객체별 움직임을 실시간으로 추적하는 영상분석부;
    상기 물고기로봇의 센서부에서 감지한 상기 물고기로봇의 움직임 상태 정보를 분석하여 상기 물고기로봇의 실시간 움직임을 분석하는 로봇움직임분석부;
    상기 영상분석부 및 상기 로봇움직임분석부를 통해 실시간으로 분석된 결과에 따라 상기 디스플레이를 통해 출력되는 영상의 각각의 객체의 움직임을 개별적으로 제어하는 영상컨트롤러; 및
    상기 영상분석부 및 상기 로봇움직임분석부를 통해 실시간으로 분석된 결과에 따라 상기 물고기로봇의 동작을 제어하는 로봇컨트롤러;를 포함하고,
    상기 영상분석부에서 상기 촬영부에서 촬영된 영상에서 상기 물고기로봇과 상기 디스플레이에서 출력되는 영상을 분석하고, 상기 영상컨트롤러 및 상기 로봇컨트롤러에서 상기 영상분석부의 분석 결과에 따라 상기 디스플레이를 통해 출력되는 영상 출력 및 상기 물고기로봇의 동작을 실시간으로 서로 연동시켜 제어하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전시용 수족관.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수조의 전면에 설치되어 관람객의 움직임을 감지하는 관람객동작인식부;를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 관람객동작인식부에서 감지한 관람객의 움직임을 분석하는 관람객동작분석부;를 더 포함하며,
    상기 로봇컨트롤러에서 상기 관람객동작분석부 및 상기 로봇움직임분석부를 통해 분석된 결과에 따라 상기 물고기로봇의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전시용 수족관.
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