KR20060076943A - Fire extinguish apparatus and method in using robot cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 관한 것으로, 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사함으로써, 화재 발생 초기에 신속히 화재를 진화할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 외부 환경의 온도를 감지하는 열감지수단과; 영상을 촬영하는 촬영수단과; 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단과; 상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고, 상기 촬영수단에서 입력되는 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재진화를 제어하기 위한 화재 진화 제어신호를 출력하는 제어수단과; 상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 좌우휠을 구동시켜 소정의 위치로 이동시키는 구동수단과; 상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 소정량의 소방액을 화재원에 분사하는 분사수단을 포함하여 구성한다.The present invention relates to a fire extinguishing device and method using a robot cleaner, and detects a fire using a heat sensor, and if a fire is detected, extracts a shape and color pattern of a heat source using a camera, and then extracts the pattern. The fire is extinguished early in the fire by comparing with the preset fire pattern and automatically judging the fire according to the comparison result and spraying the fire solution to the fire source. To this end, the present invention and the heat sensing means for sensing the temperature of the external environment; Photographing means for photographing an image; Storage means for pre-storing the shape pattern of the heat source representing the reference temperature and the fire and the color of the heat source color representing the fire; The temperature detected by the heat detection means is compared with a reference temperature to recognize whether a fire has occurred, and when it is recognized as a fire, it is switched to the fire extinguishing mode, and the location of the fire source is determined by the image input from the photographing means to extinguish the fire. Control means for outputting a fire extinguishing control signal for controlling the; Drive means for driving the left and right wheels to a predetermined position by the fire extinguishing control signal of the control means; And a spraying means for injecting a predetermined amount of fire fighting liquid into the fire source by the fire extinguishing control signal of the control means.
Description
도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for a traveling device of a conventional robot cleaner.
도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도.2 is a flow chart illustrating a driving method of a conventional robot cleaner.
도3은 본 발명 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치에 대한 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration for a fire extinguishing device using the robot cleaner of the present invention.
도4는 본 발명 로봇 청소기를 이용한 화재 진화방법에 대한 동작흐름도.Figure 4 is an operation flow diagram for a fire extinguishing method using the robot cleaner of the present invention.
***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ********** Explanation of symbols for main parts of drawing *****
100:열감지수단 200:촬영수단100: heat detection means 200: recording means
300:저장수단 400:제어수단300: storage means 400: control means
500:분사수단 600:구동수단500: injection means 600: drive means
본 발명은 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴 과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사하도록 한 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fire extinguishing device and method using a robot cleaner, and in particular, to detect a fire using a heat sensor, and if a fire is detected by extracting the shape and color pattern of the heat source using a camera, the extracted The present invention relates to a fire extinguishing device and method using a robot cleaner which compares a pattern with a preset fire pattern and automatically determines a fire according to the comparison result to inject a fire solution into the fire source.
통상적으로, 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기를 말한다.In general, the robot cleaner refers to a device that automatically cleans an area to be cleaned by suctioning foreign substances such as dust from the floor while driving itself in the area to be cleaned without a user's operation.
이러한 로봇청소기는 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 청소경로를 주행하면서 청소동작을 수행하도록 되어 있는데, 이와 같이 기설정된 청소 경로를 자동적으로 주행하면서 청소동작을 수행하기 위해서는 로봇청소기의 위치와 주행거리 및 장애물등을 감지하기 위해 많은 수의 센서들이 사용된다.The robot cleaner is configured to perform a cleaning operation while driving a predetermined cleaning path according to a built-in program. In order to perform the cleaning operation while automatically driving the preset cleaning path, the position, the driving distance, and the obstacle of the robot cleaner are A large number of sensors are used to detect the back.
도1은 일반적인 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a traveling device of a general robot cleaner.
도1에 도시된 바와같이, 로봇 청소기가 일정 영역을 직진하다가, 충돌이 발생하면 그 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(1)와; 상기 장애물 감지부(1)에서 출력되는 신호에 의해, 로봇 청소기의 주행을 정지시킨 다음, 랜덤 방식으로 랜덤 각도를 생성하고, 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 로봇 청소기를 회전시키는 제어부(2)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(5)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(3)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 우륜 모터(6)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(4)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 1, the robot cleaner moves straight through a certain area, and when an collision occurs, an
도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도이다.2 is a flow chart illustrating a driving method of a conventional robot cleaner.
도2에 도시된 바와같이, 사용자에 의해, 청소명령이 발생하면 로봇 청소기를 직진시키면서, 장애물이 감지되는지를 판단하는 과정(SP1~SP3)과; 상기 판단결과, 장애물이 감지되면 로봇 청소기를 정지시킨후, 랜덤 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하는 과정(SP4)과; 상기 단계에서 생성된 랜덤각도를 회전각도로 하여, 로봇 청소기를 회전시키는 과정(SP5)과; 상기 회전된 로봇 청소기를 직진시키면서, 청소 완료를 판단하여, 청소완료이면 주행을 정지하는 과정(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 종래 기술을 설명한다.As shown in FIG. 2, when the cleaning command is generated by the user, the process of determining whether an obstacle is detected while driving the robot cleaner straight (SP1 to SP3); Stopping the robot cleaner when an obstacle is detected as a result of the determination, and generating a random random angle by a random method (SP4); Rotating the robot cleaner (SP5) using the random angle generated in the step as the rotation angle; While the rotating robot cleaner is straight, it is determined that the cleaning is completed, the process is made to stop the running (SP7) when the cleaning is completed, such a prior art will be described.
먼저, 사용자에 의해 청소 명령이 발생하면(SP1), 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키기 위하여, 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 구동속도를 일치시키기 위한 제어신호를 출력한다.First, when a cleaning command is generated by the user (SP1), the
이에 따라, 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시킨다.Accordingly, the left
이에 따라, 로봇 청소기는 직진한다(SP2).Accordingly, the robot cleaner moves straight (SP2).
이때, 장애물 감지부(1)는, 로봇 청소기가 임의의 장애물에 충돌하는 경우에 발생하는 충격량으로 장애물을 감지하여 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부 (2)에 인가한다.At this time, the
이에 따라, 상기 제어부(2)는, 상기 장애물 감지신호에 의해 주행을 정지시킨 다음, 랜던 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하고(SP4), 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 하기 위한 제어신호를 출력하는데, 이때 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 회전 방향에 따라 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 속도를 달리하도록 하 는 제어신호를 좌륜모터 구동부(3) 및 우륜 모터 구동부(4)에 출력한다.Accordingly, the
이에 따라, 상기 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시켜, 로봇 청소기를 임의의 랜덤 각도로 회전시킨다 (SP5).Accordingly, the left
그 다음, 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키면서(SP6), 청소 완료로 판단되면 청소를 종료하고(SP7), 청소 완료가 되지 않았으면 상기 동작을 반복 수행한다.Then, the
상술한 바와같이 로봇 청소기는, 주로 가정에서 실내의 먼지나 이물질을 제거하는 청소를 실행하지만, 실내에서 발생하는 화재에 대한 대처는 전무한 상황이다.As described above, the robot cleaner mainly carries out cleaning to remove dust and foreign matter from inside the home, but there is no response to fire occurring indoors.
더욱이, 최근 주택의 실내는 주방이 실내 응접실과 연결된 구조로서, 그 주방에 설치된 가스 노출로 인한 화재가 빈번히 발생하고 있는 실정이고, 특히 거주자가 없는 상태에서 발생하는 화재 상황에 대하여 적절히 대처할 수 있는 방법이 없다. Moreover, the interior of a house is a structure in which a kitchen is connected to an indoor reception room, and fires are frequently generated due to the gas exposure installed in the kitchen. In particular, a method of coping with a fire situation occurring in the absence of a resident is particularly appropriate. There is no
따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사함으로써, 화재 발생 초기에 신속히 화재를 진화할 수 있도록 한 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention devised in view of the above problems, the fire is detected using a heat sensor, and if a fire is detected by using a camera to extract the pattern of the shape and color of the heat source, and then extract the extracted pattern A fire extinguishing device and method using a robot cleaner that can extinguish a fire at an early stage of fire by comparing it with a preset fire pattern and automatically judging a fire and spraying a fire solution to the fire source according to the comparison result. The purpose is to provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,
외부 환경의 온도를 감지하는 열감지수단과;Heat sensing means for sensing a temperature of an external environment;
영상을 촬영하는 촬영수단과;Photographing means for photographing an image;
화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단과; Storage means for pre-storing the shape pattern of the heat source representing the reference temperature and the fire and the color of the heat source color representing the fire;
상기 열감지수단에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고,Recognizing whether a fire occurs by comparing the temperature detected by the heat detection means with a reference temperature, and if it is recognized as a fire to switch to the fire extinguishing mode,
상기 촬영수단에서 입력되는 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재진화를 제어하기 위한 화재 진화 제어신호를 출력하는 제어수단과;Control means for detecting the position of the fire source by the image inputted from the photographing means and outputting a fire extinguishing control signal for controlling fire extinguishing;
상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 좌우휠을 구동시켜 소정의 위치로 이동시키는 구동수단과;Drive means for driving the left and right wheels to a predetermined position by the fire extinguishing control signal of the control means;
상기 제어수단의 화재 진화 제어신호에 의해, 소정량의 소방액을 화재원에 분사하는 분사수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The fire extinguishing control signal of the said control means is characterized by including the injection means for injecting a predetermined amount of fire-fighting liquid to the fire source.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
열감지수단을 이용하여 온도를 감지하는 과정과;Sensing the temperature using the heat sensing means;
상기 감지온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 화재발생을 인식하는 과정과;Comparing the detected temperature with a reference temperature and recognizing a fire occurrence based on the comparison result;
화재발생이 인식되면 촬영수단을 이용하여 영상을 촬영하는 과정과;Photographing an image using a photographing means when a fire occurs;
상기 촬영된 영상에서, 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을 추출하여, 그 추출된 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을, 기준 형상패턴 및 색깔패턴과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 화재를 진화하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.A process of extracting a shape pattern and a color pattern of a heat source from the photographed image, comparing the extracted shape pattern and color pattern with a reference shape pattern and a color pattern, and extinguishing a fire based on the comparison result. It is characterized by performing as.
이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, operations and effects of the fire extinguishing device and method using the robot cleaner according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도3은 본 발명 로봇 청소기를 이용한 화재 진화장치에 대한 구성을 보인 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a fire extinguishing device using the robot cleaner of the present invention.
도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 외부 환경의 온도를 감지하는 열감지수단(100)과; 영상을 촬영하는 촬영수단(200)과; 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 기저장하는 저장수단(300)과; 상기 열감지수단(100)에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하여 화재 발생여부를 인식하고, 화재로 인식되면 화재 진화모드로 전환하고, 상기 촬영수단(200)에서 입력되는 영상에 의해 화재원의 위치를 파악하여 화재 진화를 제어하기 위한 화재 진화 제어신호를 출력하는 제어수단(400)과; 상기 제어수단(400)의 화재 진화 제어신호에 의해, 좌/우휠(700)(800)을 구동시켜 소정의 위치로 이동시키는 구동수단(600)과; 상기 제어수단(400)의 화재 진화 제어신호에 의해, 소정량의 소방액을 화재원에 분사하는 분사수단(500)을 구비한다.As shown in Fig. 3, the present invention includes a heat sensing means 100 for sensing a temperature of an external environment; Photographing means (200) for photographing an image; Storage means (300) which pre-stores a shape pattern of a heat source representing a reference temperature and a fire as a reference for fire discrimination and a pattern of a heat source color; The temperature detected by the
상기 분사수단(500)은 소방액을 저장하는 소방액탱크(501)와; 화재 진화 제어신호에 의해, 상기 소방액 탱크(501)로부터 소정의 소방액을 소방노즐(503)을 통 해 분사하는 펌프(502)로 이루어진다.The spraying means 500 includes a
상기 소방노즐(503)은, 상기 제어수단(400)의 제어에 의해, 상하 회전이 가능한 구조로 이루어진다.The
상기 제어수단(400)은, 상기 열감지수단(100)에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과, 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환한다.The control means 400 compares the temperature sensed by the heat sensing means 100 with a reference temperature, and as a result of the comparison, if the detected temperature is greater than the reference temperature, the control means 400 recognizes a fire situation and switches to the fire extinguishing mode.
상기 제어수단(400)은, 상기 촬영수단(200)에서 입력되는 영상에서,열원의 형상패턴과 열원의 색깔패턴을 추출하고, 그 추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하여 소정 오차 범위내에서 일치하면 화재원의 위치로 인식한다.The control means 400, in the image input from the photographing means 200, extracts the shape pattern of the heat source and the color pattern of the heat source, the reference shape pattern and the pre-stored shape pattern and color pattern of the extracted heat source and It is recognized as the location of the fire source if it is compared with the reference color pattern within a predetermined error range.
상기 촬영수단(200)은 열원의 온도분포를 감지하는 적외선 카메라로 이루어진다.The photographing means 200 is composed of an infrared camera for detecting the temperature distribution of the heat source.
이렇게 구성한 본 발명의 동작을, 첨부한 도4를 참조하여 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.
먼저, 로봇 청소기의 열감지수단(100)은 온도를 감지하여 이를 제어수단(400)에 인가하고(SP1), 이에 따라 상기 제어수단(400)은 상기 감지온도를 기준온도와 비교하여(SP2) 그 비교결과에 따라 화재 발생을 인식한다(SP3).First, the heat detection means 100 of the robot cleaner senses a temperature and applies it to the control means 400 (SP1), whereby the control means 400 compares the detected temperature with a reference temperature (SP2). The fire is recognized according to the comparison result (SP3).
즉, 상기 열감지수단(100)에서 감지되는 온도를 기준온도와 비교하고, 그 비교결과 상기 감지온도가 기준온도보다 크면 화재상황으로 인식하여 화재 진화모드로 전환한다.That is, the temperature detected by the heat sensing means 100 is compared with the reference temperature, and when the result of the comparison is greater than the reference temperature, it is recognized as a fire situation and switches to the fire extinguishing mode.
이때, 실험에 의해, 화재 판별의 기준이 되는 기준온도와 화재를 나타내는 열원의 형상 패턴과 열원 색깔의 패턴을 저장수단(300)에 기저장한다.At this time, by the experiment, the reference temperature and the shape pattern of the heat source indicating the fire and the color of the heat source color representing the fire are stored in the storage means 300.
그 다음, 상기 화재발생이 인식되면, 촬영수단을 이용하여 영상을 촬영하는데(SP4), 예를 들어 적외선 카메라를 이용하여 열원의 온도분포를 감지하는 영상을 촬영한다. Then, when the fire occurrence is recognized, to shoot the image using the photographing means (SP4), for example, by using an infrared camera to take an image to detect the temperature distribution of the heat source.
그 다음, 제어수단(400)은, 상기 촬영된 영상에서, 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을 추출하여(SP5), 그 추출된 열원의 형상패턴 및 색깔패턴을, 상기 저장수단(300)에 기저장된 기준 형상패턴 및 색깔패턴과 비교하고(SP6), 그 비교결과에 근거하여 화재를 진화한다(SP7~SP9).Next, the control means 400 extracts the shape pattern and the color pattern of the heat source from the captured image (SP5), and writes the shape pattern and the color pattern of the extracted heat source to the storage means 300. Compare with the stored reference shape pattern and color pattern (SP6), and extinguish the fire based on the comparison result (SP7 ~ SP9).
즉, 상기 로봇 청소기의 제어수단(400)은 영상에서 추출된 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴과 비교하고, 그 비교결과 열원의 형상 패턴 및 색깔 패턴을 기저장된 기준 형상 패턴 및 기준 색깔 패턴이 소정 오차 범위내에서 일치하면 화재원의 위치로 인식한다.That is, the control means 400 of the robot cleaner compares the shape pattern and the color pattern of the heat source extracted from the image with the previously stored reference shape pattern and the reference color pattern, and compares the shape pattern and the color pattern of the heat source. If the reference shape pattern and the reference color pattern coincide within a predetermined error range, the position of the fire source is recognized.
상기 화재원의 위치가 인식되면, 상기 제어수단(400)은 구동수단(600)을 제어하여 로봇 청소기를 그 화재원측으로 이동시킨 다음, 펌프(502)를 이용하여 소화액 탱크(501)로부터 소정량의 소화액을 상하회전하는 소방노즐(503)을 통해 화재원에 분사함으로써, 화재를 초기에 진화한다.When the location of the fire source is recognized, the control means 400 controls the driving means 600 to move the robot cleaner to the fire source side, and then a predetermined amount from the
다시 말해서, 본 발명은 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사하도록 한 것이다.In other words, the present invention detects a fire using a heat sensor, and if a fire is detected, extracts a shape and a color pattern of a heat source using a camera, and then compares the extracted pattern with a preset fire pattern and compares the pattern. According to the result, the fire was automatically judged and the fire solution was sprayed on the fire source.
상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.The specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 열감지센서를 이용하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 카메라를 이용하여 열원의 형상과 색깔의 패턴을 추출한 다음, 그 추출된 패턴을 기설정된 화재 패턴과 비교하고 그 비교결과에 따라 자동으로 화재를 판단하여 그 화재원에 소방액을 분사함으로써, 화재 발생 초기에 신속히 화재를 진화할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention detects a fire using a heat sensor, and when a fire is detected, extracts a shape and a color pattern of a heat source using a camera, and then extracts the extracted pattern into a preset fire pattern. By comparing and automatically determining the fire according to the comparison result and spraying the fire solution to the fire source, there is an effect that can quickly extinguish the fire at the beginning of the fire.
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