KR20070061213A - 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세히는, 건물 등에 설치된 열, 연기, 가스 누출, 침입자 감지 센서 등이 감지하는 비상 상황에 관한 신호를 센스 네트워크를 통해 사용자에 의해 원격조정이 가능한 로봇이 수신하고, 로봇은 카메라를 이용해 비상 상황과 관련한 영상을 평상시보다 낮은 압축률로 촬영함으로써 열화에 의한 영상의 소실을 최소화하며, 이렇게 취득한 영상 및 비상상황의 종류를 인터넷을 통해 접속한 사용자에게 전송함과 동시에 위험을 알리는 단문 메시지(SMS)를 이동 통신망을 통해 사용자의 휴대 단말기로 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

지그비(Zigbee), MPEG-4, H.263, 센서 네트워크, 원격 제어

Description

원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및 방법{A SYSTEM AND METHOD FOR SECURITY WITH REMOTE CONTROLLERABLE ROBOT}

도 1은 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템의 내부 구성을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템의 사용 상태를 나타내는 상태도,

도 4는 본 발명에 의한 로봇을 원격조정하기 위한 사용자 인터페이스를 나타내는 상태도.

도 5는 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 실내 보안을 감시하는 로봇과 이를 이용한 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내에 비상 상황이 발생하는 경우에 단문 메시지(SMS)를 이용해 사용자에게 신속하게 알리고, 사용자는 인터넷을 통해 비상 상황의 종류와 영상을 파악한 후에 로봇을 원격으로 적절하게 제어하여 비상 상황에 대처할 수 있도록 각종 센서 감지 장치 및 Zigbee, 보안 환경 모니터링을 위한 영상 압축 스트리밍 기술, 휴대 단말기와의 연동 기술, 로봇과 클라이언트 서버와의 네트워킹 기술을 이용한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및 방법에 관한 것이다.

종래의 보안 감시 기술은 고정된 CCTV나 카메라의 팬틸트 기능에 의존하여 특정 위치의 일정한 범위를 모니터링하는 것에 불과하여 가정이나 회사와 같이 구조가 복잡하고, 카메라의 가시범위를 제한하는 장애물이 있는 경우에는 보안 감시의 기능을 적절하게 수행하지 못했다.

또한 비상상황이 발생한 경우에 외출을 한 상태에서 비상상황을 알 수 있는 방법이 없을 뿐만 아니라 실내의 상황에 대한 정확한 정보를 파악할 수 있는 방법이 없었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 원격조절이 가능한 로봇이 센서 네트워크를 이용하여 위험 상황을 감지하면 사용자에게 단문 메시지(SMS)를 전송하여 위험을 알리고, 또한 위험의 종류와 관련 영상을 클라이언트 서버로 전송하여 사용자가 인터넷을 이용해 확인함과 아울러 로봇을 원격으로 조정하여 위험 상황을 신속하게 파악하고 적절하게 대처할 수 있는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

한편, 본 발명의 다른 목적은 원격으로 로봇의 바퀴와 카메라를 조절하여 장애물에 의해 가시범위가 제한되는 경우에도 필요한 영상을 촬영할 수 있고, 또한 촬영한 영상을 유무선 네트워크를 통해 전송함에 있어서 압축률을 비상상황에 따라 조정하여 필요한 네트워크의 전송 능력만을 사용하고도, 비상상황에서 선명한 화질의 영상을 사용자에게 제공할 수 있는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및 방법을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 원격조정이 가능한 로봇은 센서 네트워크와 연동하여 위험 신호를 수신하는 센서통신용 수신모듈과 상기 위험 신호가 수신되면, 카메라를 통해 영상을 촬영하고, 상기 수신된 위험 신호에 의해 파악되는 이벤트의 종류와 상기 촬영된 영상을 유무선네트워크를 통해 송신하고, 상기 송신된 신호와 영상에 대한 응답으로 상기 유무선네트워크를 통해 수신된 제어명령에 따라 상기 카메라와 이동을 위한 바퀴부를 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 센서 네트워크는 지그비(Zigbee)통신에 의해 이루어지고, 촬영된 영상은 자동으로 MPEG-4 및 H.263의 양자화 값과 전송 프레임수를 변화시켜 압축률을 낮추어 송신되는 것을 특징으로 한다.

또한 프로세서는 위험 신호가 수신되면 비상상황을 알려주는 단문 메시지(SMS)를 이동통신망을 통해 전송하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안감시 시스템은 비상 상황에 관한 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호를 센서 네트워크를 통해 전송하는 센서부와 상기 비상 상황에 관한 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 의해 파악되는 비상 상황에 관한 이벤트의 종류와 카메라에 의해 촬영된 영상을 유무선 네트워크를 통해 송신하고, 상기 송신에 대한 응답으로 바퀴와 상기 카메라를 제어하는 명령을 수신하여 상기 바퀴와 카메라를 제어하는 로봇, 그리고 상기 로봇에 의해 송신된 이벤트 종류와 영상을 수신하고, 상기 로봇의 카메라와 바퀴의 제어명령을 생성하여 상기 로봇에 송신하는 클라이언트 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 센서 네트워크는 지그비(Zigbee) 통신에 의해 이루어지고, 상기 촬영된 영상은 자동으로 MPEG-4 및 H.263의 양자화 값과 전송 프레임수를 변화시켜 압축률을 낮추어 송신되고, 상기 센서부는 열 감지 센서, 연기 감지 센서, 가스 감지 센서, 침입자 감지 센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 클라이언트 서버는 사용자가 인터넷을 통해 접속하여 상기 수신된 영상과 이벤트 종류를 확인하고, 상기 로봇의 바퀴와 카메라를 제어하는 명령을 생성하는 것을 특징으로 하고, 상기 로봇은 비상 상황에 관한 신호가 수신되면 이동통신망을 통해 비상 상황에 관한 단문메시지(SMS)를 사용자의 휴대 단말기로 전송하 는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 방법은 비상 상황에 관한 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호를 센서 네트워크를 통해 원격 조정이 가능한 로봇에 전송하는 1 단계, 상기 로봇이 비상 상황에 관한 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 의해 파악되는 비상 상황에 관한 이벤트의 종류와 상기 로봇에 장착된 카메라에 의해 촬영된 영상을 유무선 네트워크를 통해 송신하는 2 단계, 상기 송신된 이벤트 종류와 영상을 수신하고, 상기 카메라와 상기 로봇에 구비된 바퀴를 제어하는 명령을 생성하여, 상기 로봇에 제어명령을 송신하는 3 단계, 상기 제어명령을 수신하여 상기 카메라와 상기 바퀴를 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템의 구성은 센서부(100), 로봇(200), 클라이언트 서버(300), 휴대 단말기(400)를 포함하여 이루어진다.

센서부(200)는 가정이나 회사와 같은 실내 공간의 위험을 감지하여 감지 신 호를 센서 네트워크 통신망(10)을 통해 로봇(200)에 전달한다.

로봇(200)은 센서부(100)에 의해 전달된 감지 신호를 수신하고, 이동 통신망(30)을 통해 휴대 단말기(400)로 위험 상황에 대한 단문 메시지(SMS)를 전송하고, 장착된 카메라(240)를 이용하여 영상을 촬영하여, 촬영된 영상과 수신한 신호에 의한 위험 상황의 이벤트 종류를 네트워크 통신망(20)을 통해 클라이언트 서버(300)에 전송한다.

사용자는 인터넷을 통해 클라이언트 서버(300)에 접속하여 네트워크 통신망(20)을 통해 로봇(200)으로부터 전송된 촬영된 영상과 위험 상황의 이벤트 종류를 확인하고, 원격으로 로봇(200)의 카메라(240)와 바퀴(260)를 제어한다.

도 2는 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템의 내부 구성을 나타내는 도면이다.

센서부(100)는 화재 발생 여부, 가스 누출 여부, 침입자 발생 여부 등의 비상 상황을 열 감지 센서(110), 연기 감지 센서(120), 가스 감지 센서(130), 침입자 감지 센서(140), 비상벨(150) 등을 통해 감지한다. 침입자 감지 센서(140)는 문이나 창문의 개폐 여부를 감지하는 등의 방법으로 침입자를 감지한다.

센서부(100)는 감지된 신호를 센서 네트워크(10)를 통해 로봇에 전달하기 위해 송수신 모듈(160)을 구비한다. 송수신 모듈(160)은 열 감지 센서(110), 연기 감지 센서(120), 가스 감지 센서(130), 침입자 감지 센서(140), 비상벨(150) 등에 의해 위험 상황 발생 신호가 감지되면 송수신 모듈(160)은 지그비(Zigbee) 통신을 통 하여 로봇으로 이 상황을 전달한다.

로봇(200)은 송수신 모듈(210)을 통해 비상 상황을 수신하면 이동 통신망(30)을 통해 단문 메시지(SMS) 전송 서비스를 제공하는 회사의 서비스를 거쳐 사용자의 휴대 단말기(400)로 위험 상황에 대한 단문 메시지(SMS)를 알려준다.

로봇(200)의 프로세서(220)는 위험 상황에 대한 신호를 센서부(100)로부터 수신하면, 카메라 제어부(230)를 이용해 카메라 장치(240)로 영상을 촬영한다. 촬영된 영상은 송수신부(270)를 통해 클라이언트 서버(300)로 전송한다. 비상 상황에 대한 영상의 전송은 송수신부(270)의 MPEG-4,H.263 Codec에 의해 MPEG-4 혹은 H.263의 양자화 값(Qunatization level)과 전송 프레임 수(Frame rate)를 변화시켜 압축률을 낮추어 네트워크 통신망을 통해 클라이언트 서버(300)로 전송된다. 이렇게 압축된 영상에 의해 사용자는 고화질의 영상으로 모니터링을 할 수 있다. 양자화 값과 프레임 수는 사용자가 설정할 수 있으며 평상시에는 사용자가 원하는 기본 값으로 셋팅을 할 수 있다. 영상 압축의 비율은 보안 로봇을 이용하여 사용자 인식이나 얼굴인식, 표정인식 등의 고차원적 기능을 수행하고 싶을 때 조정이 가능하다. 특히, 침입자가 감지되었을 경우에 압축률을 변화시켜 고화질의 영상을 받게 되면 침입자를 쫓아 가도록 하는 등의 응용이 가능해 진다.

사용자는 휴대 단말기(400)를 통해 위험 상황에 대한 단문 메시지(SMS)를 수신하면 인터넷을 통해 클라이언트 서버(300)에 접속한다. 사용자는 디스플레이부(330)를 통해 로봇(200)에 의해 전달된 영상을 영상 표시 장치(331)에 의해 확인하고, 또한 센서부(100)에 의한 위험 상황에 대한 이벤트 종류를 센서 정보 표시장 치(332)를 통해 확인할 수 있다.

또한 사용자는 바퀴.카메라 조절부(320)를 조정하여 로봇(200)을 원격으로 조정한다. 사용자가 바퀴.카메라 조절부(320)를 작동하면 제어부(340)는 제어 신호를 네트워크 통신망(20)을 통해 로봇(200)에 전달하고, 로봇(200)의 프로세서(220)는 제어신호에 따라 카메라 제어부(230)와 바퀴 구동부(250)를 컨트롤하여 사용자가 필요로 하는 장소로 이동하여 필요한 영상을 촬영한다.

도 3은 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템의 사용 상태를 나타내는 상태도이다. 도 3은 문, 창문, 냉장고, 가스 레인지 등을 예로 들어 센서 장치를 이용하여 홈 네트워크로 연결된 로봇에 신호를 전달하고 로봇과 인터넷으로 연결된 PC, MOBILE Phone, PDA 등의 사용자 인터페이스를 이용하여 원격조정이 가능한 로봇을 이용해 보안 감시를 하는 시스템의 상태를 나타낸다.

도 4는 본 발명에 의한 로봇을 원격조정하기 위한 사용자 인터페이스를 나타내는 상태도이다.

사용자 인터페이스를 나타내는 것으로 사용자가 인터넷을 통해 클라이언트 서버에 접속하면 사용자는 도 4와 같은 사용자 인터페이스에 의해 현재 로봇의 카메라에 의해 촬영된 영상을 볼 수 있고, 또한 센서부에 의해 위험 상황에 대한 이벤드 종류를 알 수 있다. 도 4는 집에 화재 발생에 대한 위험 상황과 침입자의 존재에 대한 위험 상황의 이벤트를 나타내고 있다.

또한 사용자는 바퀴와 카메라를 제어하는 모듈을 제어하여 로봇을 조절할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.

로봇이 부팅되면 지그비(Zigbee)를 통해 센서로부터 비상 상황이 발생했는지를 확인한다.(S100)

비상 상황이 발생하면 비상 상항(Event)에 대한 단문 메시지(SMS)를 휴대 단말기로 전송한다.(S200) 또한 필요한 영상을 촬영한다.(S300) 영상이 촬영되면 영상의 압축률을 조정한다.(S310) 압축된 영상은 네트워크를 통해 Local 저장하고 특정 서버로 전송한다.(S320)

사용자가 네트워크를 통해 서버에 접속되어 있는지를 확인한다.(S210)

사용자가 접속되면 사용자 프로그램 접속IP로 영상과 센서 정보를 전송한다. 그리고 사용자 프로그램에서 영상 정보를 저장한다.(S220)

사용자에 의해 로봇의 카메라와 바퀴의 제어 명령이 있는지를 확인하고(S230) 제어 명령이 있으면 로봇을 제어한다.(S240) 만일 제어 명령이 없으면 사용자의 비상 종료 여부를 확인하여(S250) 비상 종료가 되면 처음 상태로 돌아가고, 비상 종료가 없으면 영상과 센서 정보의 전송을 계속하는 단계(S220)를 진행한다.

비상 상황이 발생하지 않았지만 사용자의 접속이 있는 경우에는 계속하여 비상 상황의 발생 여부를 확인한다.(S120) 비상 상황이 발생하면 비상 상황 SMS 전송(S200)과 영상 촬영(S300) 단계를 거쳐 이후의 과정을 계속 진행한다.

비상 상황이 발생하지 않은 경우에도 사용자가 접속한 경우에는 촬영된 영상을 기본 압축률로 영상을 압축하여 사용자 프로그램 접속IP로 영상 정보와 센서 정보를 전송한다.(S130)

사용자 접속이 종료하면 비상 상황 확인 여부를 판단을 진행한다.(S100)

사용자 접속이 종료하지 않으면 비상 상황 발생 여부를 확인(S120)하고 그 이후의 과정이 진행된다.

이상에서 몇 가지 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템 및 방법은 센서 네트워크에 의해 수신된 비상 상황에 대한 정보를 단문 메시지를 이용하여 사용자에게 신속하게 전송하기 때문에 사용자는 비상시에 인터넷에 접속하여 원격지의 비상 상황을 쉽게 파악할 수 있고, 또한 영상을 전송하는 과정에서 압축기술을 이용하여 고화질의 영상을 사용자에게 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한 원격지에서 로봇을 조정할 수 있기 때문에 실내의 복잡한 구조에서 필요한 영상을 촬영하여 원거리의 사용자에게 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (16)

1. 센서 네트워크와 연동하여 위험 신호를 수신하는 센서통신용 수신모듈;

   상기 위험 신호가 수신되면, 카메라를 통해 영상을 촬영하고, 상기 수신된 위험 신호에 의해 파악되는 이벤트의 종류와 상기 촬영된 영상을 유무선네트워크를 통해 송신하고, 상기 송신된 신호와 영상에 대한 응답으로 상기 유무선네트워크를 통해 수신된 제어명령에 따라 상기 카메라와 이동을 위한 바퀴부를 제어하는 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 감시 시스템에 이용되는 원격조정이 가능한 로봇.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센서 네트워크는 지그비(Zigbee)통신에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 보안 감시 시스템에 이용되는 원격조정이 가능한 로봇.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 촬영된 영상은 자동으로 MPEG-4 및 H.263의 양자화 값과 전송 프레임수를 변화시켜 압축률을 낮추어 송신되는 것을 특징으로 하는 보안 감시 시스템에 이용되는 원격조정이 가능한 로봇.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 위험 신호가 수신되면 비상상황을 알려주는 단문 메시지(SMS)를 이동통신망을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 보안 감시 시스템에 이용되는 원격조정이 가능한 로봇.
5. 비상 상황에 관한 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호를 센서 네트워크를 통해 전송하는 센서부;

   상기 비상 상황에 관한 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 의해 파악되는 비상 상황에 관한 이벤트의 종류와 카메라에 의해 촬영된 영상을 유무선 네트워크를 통해 송신하고, 상기 송신에 대한 응답으로 이동을 위해 장착된 바퀴와 상기 카메라를 제어하는 명령을 수신하여 상기 바퀴와 카메라를 제어하는 로봇;

   상기 로봇에 의해 송신된 이벤트 종류와 영상을 수신하고, 상기 로봇의 카메라와 바퀴의 제어명령을 생성하여 상기 로봇에 송신하는 클라이언트 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안감시 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 센서 네트워크는 지그비(Zigbee) 통신에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 촬영된 영상은 자동으로 MPEG-4 및 H.263의 양자화 값과 전송 프레임수 를 변화시켜 압축률을 낮추어 송신되는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 센서부는 열 감지 센서, 연기 감지 센서, 가스 감지 센서, 침입자 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.
9. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 클라이언트 서버는 사용자가 인터넷을 통해 접속하여 상기 수신된 영상과 이벤트 종류를 확인하고, 상기 로봇의 바퀴와 카메라를 제어하는 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 로봇은 비상 상황에 관한 신호가 수신되면 이동통신망을 통해 비상 상황에 관한 단문메시지(SMS)를 사용자의 휴대 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 사용자의 휴대 단말기를 이용해 상기 클라이언트 서버에 접속하는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.
12. 비상 상황에 관한 신호를 감지하고, 상기 감지된 신호를 센서 네트워크를 통해 원격 조정이 가능한 로봇에 전송하는 단계;

    상기 로봇이 비상 상황에 관한 신호를 수신하고, 상기 수신된 신호에 의해 파악되는 비상 상황에 관한 이벤트의 종류와 상기 로봇에 장착된 카메라에 의해 촬영된 영상을 유무선 네트워크를 통해 송신하는 단계;

    상기 송신된 이벤트 종류와 영상을 수신하고, 상기 카메라와 상기 로봇에 구비된 바퀴를 제어하는 명령을 생성하여, 상기 로봇에 제어명령을 송신하는 단계;

    상기 제어명령을 수신하여 상기 카메라와 상기 바퀴를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 로봇의 제어명령은 사용자가 인터넷을 통해 상기 이벤트 종류와 영상을 수신하고, 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 방법.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 센서 네트워크는 지그비(Zigbee) 통신에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 방법.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 촬영된 영상은 자동으로 MPEG-4 및 H.263의 양자화 값과 전송 프레임수를 변화시켜 압축률을 낮추어 송신되는 것을 특징으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.
16. 제 12항 내지 제 15항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 로봇이 비상 상황에 관한 신호를 수신하면, 상기 로봇이 이동 통신망을 통해 비상 상황에 관한 단문 메시지(SMS)를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특지으로 하는 원격조정이 가능한 로봇을 이용한 보안 감시 시스템.

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