KR20180024600A - 로봇 청소기 및 로봇 청소기를 포함하는 시스템 - Google Patents

로봇 청소기 및 로봇 청소기를 포함하는 시스템 Download PDF

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KR20180024600A
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 의한 로봇 청소기에 따르면, 카메라; 와 상기 카메라에 의해 비춰지는 청소 영역에 대한 영상을 표시하는 디스플레이부; 및 상기 로봇 청소기의 청소 결과를 감지하고, 상기 청소 결과에 기초하여 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하여 상기 청소 영역에 대한 영상 위에 겹쳐서 표시하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

로봇 청소기 및 로봇 청소기를 포함하는 시스템{ROBOT CLEANER AND A SYSTEM INLDUING THE SAME}
본 발명은 로봇 청소기 및 로봇 청소기를 포함하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 로봇 청소기의 청소 수행 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 로봇 청소기 및 로봇 청소기를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
이동 단말기의 기능은 점점 다양해지고 있다. 이러한 추세에 따라, 근래 이동 단말기는 증강 현실을 적용하여 영상을 디스플레이 할 수 있게 되었다. 증강 현실(Augmented Reality: AR)이란 현실의 이미지나 배경에 가상의 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 기술이다.
이동 단말기는 장착된 카메라에 의해 비춰지는 실제 영상에, 실제 영상과 관련되는 가상의 영상을 겹쳐서 표시할 수 있다. 이에 의해, 이동 단말기는 새롭고 흥미로운 사용자 경험(User Experience: UX)을 사용자에게 제공하고, 사용자는 실제 영상과 관련된 정보를 용이하게 획득할 수 있다.
한편, 사용자가 생활하는 공간에는 사용자의 편의를 증대시키는 다양한 종류의 전자 기기가 존재한다. 이러한 가전기기 중 하나인 로봇 청소기는, 실내 공간을 스스로 주행하면서 청소를 수행한다.
일반적으로 로봇 청소기는 청소 주행 경로에 따라 청소 수행을 완료한 경우, 청소 완료 영역과 청소 미완료 영역을 사용자에게 알려준다. 그러나, 현재 로봇 청소기는 청소 완료 영역에 대해서, 청소 수행 전 해당 영역이 어떤 상태인지 알려주지는 않는다. 이에 의해, 사용자는 청소 완료 영역이 청소 수행 전 어느 정도로 오염되어 있었는지 여부를 알 수 없다. 나아가, 사용자는 로봇 청소기에 의해 어느 정도로 청소가 수행되었는지 정확하게 알 수 없다는 문제점이 존재한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 로봇 청소기가 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 표시함으로써, 사용자가 청소 완료 영역이 청소 수행 전 어느 정도로 오염되어 있었는지 여부를 쉽게 알 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자가 로봇 청소기에 의해 어느 정도로 청소가 수행되었는지 여부를 정확하게 파악할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자가 청소 영역 별로 해당 영역의 오염 정도와 청소 결과를 직관적으로 확인할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 로봇 청소기는, 카메라에 의해 비춰지는 청소 영역에 대한 영상을 표시하는 디스플레이부; 와 로봇 청소기의 청소 결과를 감지하고, 상기 청소 결과에 기초하여 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하여 상기 청소 영역에 대한 영상 위에 겹쳐서 표시하는 제어 유닛을 포함한다. 이에 의하면, 사용자는 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지에 기초하여 로봇 청소기가 수행한 청소 결과를 쉽게 확인 가능하다.
여기서, 상기 제어 유닛은, 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량에 대응하여 상기 가상 먼지의 크기 및 색상 중 적어도 하나를 변경하여 표시할 수 있다. 이에 의하면, 사용자는 가상 먼지의 크기 및 색상에 기초하여 청소 영역의 오염 정도를 직관적으로 파악할 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따른 증강 현실 시스템은, 카메라에 의해 비춰지는 청소 영역에 대한 영상을 표시하는 디스플레이부와, 로봇 청소기의 청소 결과를 감지하고, 상기 청소 결과에 기초하여 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하여 상기 청소 영역에 대한 영상 위에 겹쳐서 표시하는 제어 유닛을 포함하는 로봇 청소기; 및 상기 로봇 청소기로부터, 상기 로봇 청소기가 작성하는 청소 맵과, 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 수신하는 경우, 이를 화면에 겹쳐서 표시하는 이동 단말기를 포함한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 측면에 따른 로봇 청소기의 동작 방법을 수행하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서, 상기 로봇 청소기의 동작 방법은, 내장된 카메라에 의해 비춰지는 청소 영역에 대한 영상을 표시하는 단계; 와 상기 로봇 청소기의 청소 결과를 감지하는 단계; 와 상기 청소 결과에 기초하여 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 상기 청소 영역에 대한 영상 위에 겹쳐서 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자는 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지에 기초하여, 청소 완료 영역이 청소 수행 전 어느 정도로 오염되어 있었는지 여부를 쉽게 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자는 로봇 청소기에 의해 어느 정도로 청소가 수행되었는지 여부를 정확하게 파악할 수 있다.
나아가, 본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자는 청소 영역 별로 해당 영역의 오염 정도와 청소 결과를 직관적으로 확인할 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예와 관련된 글래스 타입의 이동 단말기의 일 예를 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증강 현실 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기에 포함되는 먼지 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동 단말기가 증강 현실 모드를 실행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기가 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 구성요소들은 이동 단말기를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동 단말기는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동 단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 이동 단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동 단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동 단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동 단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동 단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동 단말기의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용프로그램의 구동을 위하여, 이동 단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동 단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 이동 단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1를 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.
상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
상기 방송 신호는 디지털 방송 신호의 송수신을 위한 기술표준들(또는방송방식, 예를들어, ISO, IEC, DVB, ATSC 등) 중 적어도 하나에 따라 부호화될 수 있으며, 방송 수신 모듈(111)은 상기 기술 표준들에서 정한 기술규격에 적합한 방식을 이용하여 상기 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.
상기 방송 관련 정보는 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100) 사이, 또는 이동 단말기(100)와 다른 이동 단말기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 이동 단말기(100)는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동 단말기(100) 주변에, 상기 이동 단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동 단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동 단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동 단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동 단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동 단말기는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다.
다른 예로서, 이동 단말기는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동 단말기의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 이동 단말기의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동 단말기의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동 단말기(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동 단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동 단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동 단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동 단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동 단말기(100)의 전?후?? 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 이동 단말기 내 정보, 이동 단말기를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동 단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동 단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다.
한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동 단말기(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다. 상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
일반적으로 3차원 입체 영상은 좌 영상(좌안용 영상)과 우 영상(우안용 영상)으로 구성된다. 좌 영상과 우 영상이 3차원 입체 영상으로 합쳐지는 방식에 따라, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 상하로 배치하는 탑-다운(top-down) 방식, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 좌우로 배치하는 L-to-R(left-to-right, side by side) 방식, 좌 영상과 우 영상의 조각들을 타일 형태로 배치하는 체커 보드(checker board) 방식, 좌 영상과 우 영상을 열 단위 또는 행 단위로 번갈아 배치하는 인터레이스드(interlaced) 방식, 그리고 좌 영상과 우 영상을 시간 별로 번갈아 표시하는 시분할(time sequential, frame by frame) 방식 등으로 나뉜다.
또한, 3차원 썸네일 영상은 원본 영상 프레임의 좌 영상 및 우 영상으로부터 각각 좌 영상 썸네일 및 우 영상 썸네일을 생성하고, 이들이 합쳐짐에 따라 하나의 영상으로 생성될 수 있다. 일반적으로 썸네일(thumbnail)은 축소된 화상 또는 축소된 정지영상을 의미한다. 이렇게 생성된 좌 영상 썸네일과 우 영상 썸네일은 좌 영상과 우 영상의 시차에 대응하는 깊이감(depth)만큼 화면 상에서 좌우 거리차를 두고 표시됨으로써 입체적인 공간감을 나타낼 수 있다.
3차원 입체영상의 구현에 필요한 좌 영상과 우 영상은 입체 처리부에 의하여 입체 디스플레이부에 표시될 수 있다. 입체 처리부는 3D 영상(기준시점의 영상과 확장시점의 영상)을 입력 받아 이로부터 좌 영상과 우 영상을 설정하거나, 2D 영상을 입력 받아 이를 좌 영상과 우 영상으로 전환하도록 이루어진다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향출력부(152)는 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광 출력부(154)는 이동 단말기(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광 출력부(154)가 출력하는 신호는 이동 단말기가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 이동 단말기가 사용자의 이벤트확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송 받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 이동 단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 이동 단말기(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원 공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원 공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.
한편, 이하에서 설명하는 다양한 실시 예들은, 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예와 관련된 글래스 타입의 이동 단말기(400)의 일 예를 보인 사시도이다.
글래스 타입의 이동 단말기(400)는 인체의 두부에 착용 가능하도록 구성되며, 이를 위한 프레임부(케이스, 하우징 등)을 구비할 수 있다. 프레임부는 착용이 용이하도록 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 본 도면에서는, 프레임부가 서로 다른 재질의 제1 프레임(401)과 제2 프레임(402)을 포함하는 것을 예시하고 있다. 일반적으로 이동 단말기(400)는 도 1의 이동 단말기(100)의 특징 또는 그와 유사한 특징을 포함할 수 있다.
프레임부는 두부에 지지되며, 각종 부품들이 장착되는 공간을 마련한다. 도시된 바와 같이, 프레임부에는 제어 모듈(480), 음향 출력 모듈(452) 등과 같은 전자부품이 장착될 수 있다. 또한, 프레임부에는 좌안 및 우안 중 적어도 하나를 덮는 렌즈(403)가 착탈 가능하게 장착될 수 있다.
제어 모듈(480)은 이동 단말기(400)에 구비되는 각종 전자부품을 제어하도록 이루어진다. 제어 모듈(480)은 앞서 설명한 제어부(180)에 대응되는 구성으로 이해될 수 있다. 본 도면에서는, 제어 모듈(480)이 일측 두부 상의 프레임부에 설치된 것을 예시하고 있다. 하지만, 제어 모듈(480)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
디스플레이부(451)는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display, HMD) 형태로 구현될 수 있다. HMD 형태란, 두부에 장착되어, 사용자의 눈앞에 직접 영상을 보여주는 디스플레이 방식을 말한다. 사용자가 글래스 타입의 이동 단말기(400)를 착용하였을 때, 사용자의 눈앞에 직접 영상을 제공할 수 있도록, 디스플레이부(451)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 대응되게 배치될 수 있다. 본 도면에서는, 사용자의 우안을 향하여 영상을 출력할 수 있도록, 디스플레이부(451)가 우안에 대응되는 부분에 위치한 것을 예시하고 있다.
디스플레이부(451)는 프리즘을 이용하여 사용자의 눈으로 이미지를 투사할 수 있다. 또한, 사용자가 투사된 이미지와 전방의 일반 시야(사용자가 눈을 통하여 바라보는 범위)를 함께 볼 수 있도록, 프리즘은 투광성으로 형성될 수 있다.
이처럼, 디스플레이부(451)를 통하여 출력되는 영상은, 일반 시야와 오버랩(overlap)되어 보여질 수 있다. 이동 단말기(400)는 이러한 디스플레이의 특성을 이용하여 현실의 이미지나 배경에 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 증강현실(Augmented Reality, AR)을 제공할 수 있다.
카메라(421)는 좌안 및 우안 중 적어도 하나에 인접하게 배치되어, 전방의 영상을 촬영하도록 형성된다. 카메라(421)가 눈에 인접하여 위치하므로, 카메라(421)는 사용자가 바라보는 장면을 영상으로 획득할 수 있다.
본 도면에서는, 카메라(421)가 제어 모듈(480)에 구비된 것을 예시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 카메라(421)는 상기 프레임부에 설치될 수도 있으며, 복수 개로 구비되어 입체 영상을 획득하도록 이루어질 수도 있다.
글래스 타입의 이동 단말기(400)는 제어명령을 입력 받기 위하여 조작되는 사용자 입력부(423a, 423b)를 구비할 수 있다. 사용자 입력부(423a, 423b)는 터치, 푸시 등 사용자가 촉각적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 본 도면에서는, 프레임부와 제어 모듈(480)에 각각 푸시 및 터치 입력 방식의 사용자 입력부(423a, 423b)가 구비된 것을 예시하고 있다.
또한, 글래스 타입의 이동 단말기(400)에는 사운드를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리하는 마이크로폰(미도시) 및 음향을 출력하는 음향 출력 모듈(452)이 구비될 수 있다. 음향 출력 모듈(452)은 일반적인 음향 출력 방식 또는 골전도 방식으로 음향을 전달하도록 이루어질 수 있다. 음향 출력 모듈(452)이 골전도 방식으로 구현되는 경우, 사용자가 이동 단말기(400)를 착용시, 음향 출력 모듈(452)은 두부에 밀착되며, 두개골을 진동시켜 음향을 전달하게 된다.
다음으로, 본 발명에 따른 이동 단말기(100)를 통해 실시 가능한 통신 시스템에 대하여 살펴본다.
먼저, 통신 시스템은, 서로 다른 무선 인터페이스 및/또는 물리 계층을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템에 의해 이용 가능한 무선 인터페이스에는, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, TDMA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 범용 이동통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications Systems, UMTS)(특히, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)), 이동통신 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 등이 포함될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여, CDMA에 한정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은, CDMA 무선 통신 시스템뿐만 아니라 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 무선 통신 시스템을 포함한 모든 통신 시스템 적용될 수 있음은 자명하다.
CDMA 무선 통신 시스템은, 적어도 하나의 단말기(100), 적어도 하나의 기지국(Base Station, BS (Node B 혹은 Evolved Node B로 명칭될 수도 있다.)), 적어도 하나의 기지국 제어부(Base Station Controllers, BSCs), 이동 스위칭 센터(Mobile Switching Center, MSC)를 포함할 수 있다. MSC는, 일반 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN) 및 BSCs와 연결되도록 구성된다. BSCs는, 백홀 라인(backhaul line)을 통하여, BS와 짝을 이루어 연결될 수 있다. 백홀 라인은, E1/T1, ATM, IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL 또는 xDSL 중 적어도 하나에 따라서 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 BSCs가 CDMA 무선 통신 시스템에 포함될 수 있다.
복수의 BS 각각은 적어도 하나의 섹터를 포함할 수 있고, 각각의 섹터는, 전방향성 안테나 또는 BS로부`터 방사상의 특정 방향을 가리키는 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 섹터는, 다양한 형태의 안테나를 두 개 이상 포함할 수도 있다. 각각의 BS는, 복수의 주파수 할당을 지원하도록 구성될 수 있고, 복수의 주파수 할당은 각각 특정 스펙트럼(예를 들어, 1.25MHz, 5MHz 등)을 가질 수 있다.
섹터와 주파수 할당의 교차는, CDMA 채널이라고 불릴 수 있다. BS는, 기지국 송수신 하부 시스템(Base Station Transceiver Subsystem, BTSs)이라고 불릴 수 있다. 이러한 경우, 하나의 BSC 및 적어도 하나의 BS를 합하여"기지국"이라고 칭할 수 있다. 기지국은, 또한 "셀 사이트"를 나타낼 수도 있다. 또는, 특정 BS에 대한 복수의 섹터들 각각은, 복수의 셀 사이트로 불릴 수도 있다.
방송 송신부(Broadcasting Transmitter, BT)는, 시스템 내에서 동작하는 단말기들(100)에게 방송 신호를 송신한다. 도 1에 도시된 방송 수신 모듈(111)은, BT에 의해 전송되는 방송 신호를 수신하기 위해 단말기(100) 내에 구비된다.
뿐만 아니라, CDMA 무선 통신 시스템에는 이동 단말기(100)의 위치를 확인하기 위한, 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS)이 연계될 수 있다. 상기 위성(300)은, 이동 단말기(100)의 위치를 파악하는 것을 돕는다. 유용한 위치 정보는, 두 개 이하 또는 이상의 위성들에 의해 획득될 수도 있다. 여기에서는, GPS 추적 기술뿐만 아니라 위치를 추적할 수 있는 모든 기술들을 이용하여 이동 단말기(100)의 위치가 추적될 수 있다. 또한, GPS 위성 중 적어도 하나는, 선택적으로 또는 추가로 위성 DMB 전송을 담당할 수도 있다.
이동 단말기에 구비된 위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 탐지, 연산 또는 식별하기 위한 것으로, 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈 및 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈을 포함할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동 단말기의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다.
상기 GPS 모듈(115)은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또 다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈(115)은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다. 다만, 실내와 같이 위성 신호의 음영 지대에서는 GPS 모듈을 이용하여 정확히 이동 단말기의 위치를 측정하는 것이 어렵다. 이에 따라, GPS 방식의 측위를 보상하기 위해, WPS(WiFi Positioning System)이 활용될 수 있다.
와이파이 위치추적 시스템(WPS: WiFi Positioning System)은 이동 단말기(100)에 구비된 WiFi 모듈 및 상기 WiFi 모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)를 이용하여, 이동 단말기(100)의 위치를 추적하는 기술로서, WiFi를 이용한 WLAN(Wireless Local Area Network)기반의 위치 측위 기술을 의미한다.
와이파이 위치추적 시스템은 와이파이 위치측위 서버, 이동 단말기(100), 상기 이동 단말기(100)와 접속된 무선 AP, 임의의 무선 AP정보가 저장된 데이터 베이스를 포함할 수 있다.
무선 AP와 접속 중인 이동 단말기(100)는 와이파이 위치 측위 서버로 위치정보 요청 메시지를 전송할 수 있다.
와이파이 위치측위 서버는 이동 단말기(100)의 위치정보 요청 메시지(또는 신호)에 근거하여, 이동 단말기(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 추출한다. 상기 이동 단말기(100)와 접속된 무선 AP의 정보는 이동 단말기(100)를 통해 상기 와이파이 위치측위 서버로 전송되거나, 무선 AP에서 와이파이 위치측위 서버로 전송될 수 있다.
상기 이동 단말기(100)의 위치정보 요청 메시지에 근거하여, 추출되는 무선 AP의 정보는 MAC Address, SSID(Service Set IDentification), RSSI(Received Signal Strength Indicator), RSRP(Reference Signal Received Power), RSRQ(Reference Signal Received Quality), 채널정보, Privacy, Network Type, 신호세기(Signal Strength) 및 노이즈 세기(Noise Strength)중 적어도 하나일 수 있다.
와이파이 위치측위 서버는 위와 같이, 이동 단말기(100)와 접속된 무선 AP의 정보를 수신하여, 미리 구축된 데이터베이스로부터 이동 단말기가 접속 중인 무선 AP와 대응되는 무선 AP 정보를 추출할 수 있다. 이때, 상기 데이터 베이스에 저장되는 임의의 무선 AP 들의 정보는 MAC Address, SSID, 채널정보, Privacy, Network Type, 무선 AP의 위경도 좌표, 무선 AP가 위치한 건물명, 층수, 실내 상세 위치정보(GPS 좌표 이용가능), AP소유자의 주소, 전화번호 등의 정보일 수 있다. 이때, 측위 과정에서 이동형 AP나 불법 MAC 주소를 이용하여 제공되는 무선 AP를 측위 과정에서 제거하기 위해, 와이파이 위치측위 서버는 RSSI 가 높은 순서대로 소정 개수의 무선 AP 정보만을 추출할 수도 있다.
이후, 와이파이 위치측위 서버는 데이터 베이스로부터 추출된 적어도 하나의 무선 AP 정보를 이용하여 이동 단말기(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)할 수 있다. 포함된 정보와 상기 수신된 무선 AP 정보를 비교하여, 상기 이동 단말기(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)한다.
이동 단말기(100)의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로, Cell-ID 방식, 핑거 프린트 방식, 삼각 측량 방식 및 랜드마크 방식 등이 활용될 수 있다.
Cell-ID 방식은 이동 단말기가 수집한 주변의 무선 AP 정보 중 신호 세기가 가장 강한 무선 AP의 위치를이동 단말기의 위치로 결정하는 방법이다. 구현이 단순하고 별도의 비용이 들지 않으며 위치 정보를 신속히 얻을 수 있다는 장점이 있지만 무선 AP의 설치 밀도가 낮으면 측위 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다.
핑거프린트방식은 서비스 지역에서 참조위치를 선정하여 신호 세기 정보를 수집하고, 수집한 정보를 바탕으로 이동 단말기에서 전송하는 신호 세기 정보를 통해 위치를 추정하는 방법이다. 핑거프린트 방식을 이용하기 위해서는, 사전에 미리 전파 특성을 데이터베이스화할 필요가 있다.
삼각 측량 방식은 적어도 세 개의 무선 AP의 좌표와 이동 단말기 사이의 거리를 기초로 이동 단말기의 위치를 연산하는 방법이다. 이동 단말기와 무선 AP사이의 거리를 측정하기 위해, 신호 세기를 거리 정보로 변환하거나, 무선 신호가 전달되는 시간(Time of Arrival, ToA), 신호가 전달되는 시간 차이(Time Difference of Arrival, TDoA), 신호가 전달되는 각도(Angle of Arrival, AoA) 등을 이용할 수 있다.
랜드마크 방식은 위치를 알고 있는 랜드마크 발신기를 이용하여 이동 단말기의 위치를 측정하는 방법이다.
열거된 방법 이외에도 다양한 알고리즘이 이동 단말기의 위치정보를 추출(또는 분석)하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.
이렇게 추출된 이동 단말기(100)의 위치정보는 상기 와이파이 위치측위 서버를 통해 이동 단말기(100)로 전송됨으로써, 이동 단말기(100)는 위치정보를 획득할 수 있다.
이동 단말기(100)는 적어도 하나의 무선 AP 에 접속됨으로써, 위치 정보를 획득할 수 있다. 이때, 이동 단말기(100)의 위치 정보를 획득하기 위해 요구되는 무선 AP의 개수는 이동 단말기(100)가 위치한 무선 통신환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
앞서 도 1를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 이동 단말기에는 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus)등의 근거리 통신 기술이 적용될 수 있다.
이 중, 이동 단말기에 구비된 NFC 모듈은 10cm 안팎의 거리에서 단말 간 비접촉식 근거리 무선 통신을 지원한다. NFC 모듈은 카드 모드, 리더 모드 및 P2P 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. NFC 모듈이 카드 모드로 운용되기 위해서, 이동 단말기(100)는 카드 정보를 저장하는 보안 모듈을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 보안 모듈이란 UICC(Universal Integrated Circuit Card)(예컨대, SIM(Subscriber Identification Module) 또는 USIM(Universal SIM)), Secure micro SD 및 스티커 등 물리적 매체일 수도 있고, 이동 단말기에 임베디드되어 있는 논리적 매체(예컨대, embeded SE(Secure element))일 수도 있다. NFC 모듈과 보안 모듈 사이에는 SWP(Single Wire Protocol)에 기반한 데이터 교환이 이루어질 수 있다.
NFC 모듈이 카드 모드로 운용되는 경우, 이동 단말기는 전통적인 IC 카드처럼 저장하고 있는 카드 정보를 외부로 전달할 수 있다. 구체적으로, 신용카드 또는 버스 카드 등 결제용 카드의 카드 정보를 저장하는 이동 단말기를 요금 결제기에 근접시키면, 모바일 근거리 결제가 처리될 수 있고, 출입용 카드의 카드 정보를 저장하는 이동 단말기를 출입 승인기에 근접 시키면, 출입의 승인 절차가 시작될 수 있다. 신용카드, 교통카드 및 출입카드 등의 카드는 애플릿(applet) 형태로 보안 모듈에 탑재되고, 보안 모듈은 탑재된 카드에 대한 카드 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 결제용 카드의 카드 정보는 카드 번호, 잔액, 사용 내역 중 적어도 하나일 수 있고, 출입용 카드의 카드 정보는, 사용자의 이름, 번호(예컨대, 사용자의 학번 또는 사번), 출입 내역 중 적어도 하나일 수 있다.
NFC 모듈이 리더 모드로 운용되는 경우, 이동 단말기는 외부의 태그(Tag)로부터 데이터를 독출할 수 있다. 이때, 이동 단말기가 태그로부터 수신하는 데이터는 NFC 포럼에서 정하는 데이터 교환 포맷(NFC Data Exchange Format)으로 코딩될 수 있다. 아울러, NFC 포럼에서는 4개의 레코드 타입을 규정한다. 구체적으로, NFC 포럼에서는 스마트 포스터(Smart Poster), 텍스트(Text), URI(Uniform Resource Identifier) 및 일반 제어(General Control) 등 4개의 RTD(Record Type Definition)를 규정한다. 태그로부터 수신한 데이터가 스마트 포스터 타입인 경우, 제어부는 브라우저(예컨대, 인터넷 브라우저)를 실행하고, 태그로부터 수신한 데이터가 텍스트 타입인 경우, 제어부는 텍스트 뷰어를 실행할 수 있다. 태그로부터 수신한 데이터가 URI 타입인 경우, 제어부는 브라우저를 실행하거나 전화를 걸고, 태그로부터 수신한 데이터가 일반 제어 타입인 경우, 제어 내용에 따라 적절한 동작을 실행할 수 있다.
NFC 모듈이 P2P(Peer-to-Peer) 모드로 운용되는 경우, 이동 단말기는 다른 이동 단말기와 P2P 통신을 수행할 수 있다. 이때, P2P 통신에는 LLCP(Logical Link Control Protocol) 가 적용될 수 있다. P2P 통신을 위해 이동 단말기와 다른 이동 단말기 사이에는 커넥션(connection)이 생성될 수 있다. 이때, 생성되는 커넥션은 1개의 패킷을 교환하고 종료되는 비접속형 모드(connectionless mode)와 연속적으로 패킷을 교환하는 접속형 지향 모드(connection-oriented mode)로 구분될 수 있다. P2P 통신을 통해, 전자적 형태의 명함, 연락처 정보, 디지털 사진, URL 등의 데이터 및 블루투스, Wi-Fi 연결을 위한 셋업 파라미터 등이 교환될 수 있다. 다만, NFC 통신의 가용 거리는 짧으므로, P2P 모드는 크기가 작은 데이터를 교환하는 것에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.
이하에서는, 이와 같이 구성된 이동 단말기(100)에서 구현될 수 있는, 로봇 청소기의 청소 결과를 증강 현실 이미지를 이용하여 표시하는 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 증강 현실 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 증강 현실 시스템은, 이동 단말기(100), 전자 기기(200) 및 서버(300)를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)의 동작 모드는 증강 현실 모드를 포함할 수 있다. 증강 현실 모드는 현실의 영상에 가상의 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 모드일 수 있다. 여기서, 가상의 이미지는 현실의 영상과 관련되거나, 현실의 영상에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이동 단말기(100)는 내부에 설치된 어플리케이션의 실행에 따라 증강 현실 모드로 진입할 수 있다. 증강 현실 모드로 진입한 경우, 이동 단말기(100)는 자동으로, 카메라(121)를 통해 획득한 프리뷰 영상을 디스플레이부(151)에 표시할 수 있다.
이동 단말기(100)는 프리뷰 영상을 통해 전자 기기(200)를 식별할 수 있고, 식별된 전자 기기(200)에 대한 정보를 제공할 수 있다.
일 실시 예에서, 이동 단말기(100)의 제어부(180)는 영상 인식 기법을 이용하여, 전자 기기(200)를 식별할 수 있다. 이동 단말기(100)의 제어부(180)는 카메라(121)를 통해 획득된 전자 기기(200)의 프리뷰 영상에 기초하여, 전자 기기(200)를 식별할 수 있다.
프리뷰 영상은 카메라(121)를 통해 촬영될 영상을 미리 보여주는 영상일 수 있다. 제어부(180)는 프리뷰 영상에 포함된 전자 기기(200)의 외관 영상을 획득하고, 획득된 전자 기기(200)의 외관 영상을 이동 단말기(100)의 메모리(170)에 저장된 전자 기기들의 외관 영상과 비교할 수 있다.
제어부(180)는 비교 결과, 획득된 전자 기기(200)의 외관 영상이 메모리(170)에 저장된 경우, 저장된 전자 기기에 대한 정보를 추출할 수 있다. 전자 기기에 대한 정보는 전자 기기의 명칭, 전자 기기의 모델명, 전자 기기의 내부에 마련된 부품 정보, 부품의 이미지 정보, 전자 기기 내 부품의 위치 정보 중 하나 이상일 수 있다.
제어부(180)는 비교 결과, 획득된 전자 기기(200)의 외관 영상이 메모리(170)에 저장되어 있지 않은 경우, 무선 인터넷 모듈(113)을 통해 전자 기기의 데이터베이스를 포함하는 서버(300)에 접속할 수 있다. 서버(300)는 데이터베이스로부터 전자 기기(200)의 외관 영상과 저장된 전자 기기들의 외관 영상들과의 비교를 통해, 전자 기기(200)를 식별할 수 있다.
제어부(180)는 서버(300)가 식별한 전자 기기(200)에 대한 정보를 수신할 수 있다.
또 다른 실시 예에서 제어부(180)는 전자 기기(200)에 부착된 식별자에 기초하여, 전자 기기(200)를 식별할 수 있다. 식별자는 바코드, QR 코드, RFID 중 어느 하나일 수 있으며, 전자 기기(200)를 식별하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
제어부(180)는 카메라(121)를 통해 획득된 프리뷰 영상에 포함된 식별자를 인식하여, 전자 기기(200)를 식별할 수도 있다.
또 다른 실시 예에서, 제어부(180)는 이동 단말기(100)의 위치 정보에 기초하여, 전자 기기(200)를 식별할 수 있다. 구체적으로, 제어부(180)는 이동 단말기(100)의 위치 정보와 전자 기기(200)의 위치 정보 간의 비교를 통해 프리뷰 영상에 표시된 전자 기기(200)를 식별할 수 있다.
위치 정보로서 GPS 정보를 이용하는 것이 바람직하나, 실내의 경우 GPS 정보를 획득하기 곤란한 경우가 많을 수 있다. 이에, 제어부(180)는 무선 인터넷을 이용한 WPS(Wifi Position Service) 방법, 블루투스(Bluetooth)를 이용하는 방법, 그리고 RFID를 이용하는 방법 등을 활용할 수 있다.
이동 단말기(100)의 근거리 통신 모듈(114)은 전자 기기(200)와 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 전자 기기(200) 또한, 근거리 통신 모듈을 구비할 수 있다.
전자 기기(200)는 공기 조화기, 냉장고, 세탁기, TV, 전자 오븐, 청소기, 공항에서 사용되는 공항 로봇 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전자 기기(200)는 사용자의 편의를 증대시키는 모든 종류의 디바이스를 포함할 수 있다.
서버(300)는 이동 단말기(100)와 인터넷을 통해 정보를 교환할 수 있다.
경우에 따라, 서버(300)는 전자 기기(200)와 무선 통신을 통해 연결될 수 있다. 이 경우, 전자 기기(200) 또한, 무선 인터넷 모듈이 구비될 수 있다.
한편, 상기 전자 기기(200)는 로봇 청소기(10)일 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 증강 현실 시스템은, 자동으로 주행하면서 청소를 수행하는 로봇 청소기(10)와, 증강 현실 모드로 진입하여 상기 로봇 청소기(10)의 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 이동 단말기(100)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이하, 로봇 청소기(10)의 구성에 대해 먼저 살펴본다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 4a는 로봇 청소기(10)를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 로봇 청소기(10)의 내부 구성을 나타내는 사시도이며, 도 4c는 로봇 청소기(10)의 하부 사시도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(10)는, 본체(11), 흡입 장치(12), 흡입 노즐(13), 집진 장치(14), 구동 바퀴(15a), 모터(15b) 및 보조 바퀴(15c)를 포함하여 구성될 수 있다.
본체(11)는 로봇 청소기(10)의 외관을 형성한다.
본체(11)는 지름에 비해 상대적으로 높이가 낮은 원통형, 즉 납작한 원통형상일 수 있다. 이 경우, 본체(11)의 내부에는 흡입 장치(12), 흡입 노즐(13), 그리고 흡입 노즐(13)과 연통하는 집진 장치(14)가 구비될 수 있다.
흡입 장치(12)는 공기 흡입력을 발생시킨다.
흡입 장치(12)의 후방에는 집진 장치(14)가 배치될 수 있다. 이 경우, 흡입 장치(12)는 후술하는 배터리(560)와 집진 장치(14) 사이에 경사지게 설치되며, 배터리(560)에 전기적으로 연결되는 모터(미도시)와 모터의 회전축에 연결되어 공기의 유동을 강제하는 팬(미도시)을 포함할 수 있다.
흡입 노즐(13)은 흡입 장치(12)의 구동에 의해, 바닥의 먼지를 흡입한다.
구체적으로, 흡입 노즐(13)은 본체(11)의 바닥에 형성된 개구부(미도시)를 통해 본체(11)의 하측으로 노출됨으로써, 실내의 바닥에 접하게 된다. 이 경우, 흡입 노즐(13)은 바닥의 이물질을 공기와 함께 흡입할 수 있다.
집진 장치(14)는 흡입 노즐(13)에서 흡입한 공기 중의 이물질을 집진한다. 이를 위해, 집진 장치(14)의 하측에는 흡입 노즐(13)이 구비된다.
한편, 본체(11)의 내부에는 흡입된 먼지를 감지하는 먼지 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 먼지 센서(미도시)에 대해서는 도 6에 대한 설명에서 후술한다.
본체(11)의 외주면에는 실내의 벽이나 장애물과의 거리를 감지하는 센서(미도시), 충돌 시 충격을 완충하는 범퍼(미도시), 로봇 청소기(10)의 이동을 위한 구동 바퀴(15a)가 구비될 수 있다.
구동 바퀴(15a)는 본체(11)의 하부에 설치될 수 있다. 구체적으로, 구동 바퀴(15a)는 양측 하부, 즉 좌측과 우측에 각각 구비될 수 있다.
구동 바퀴(15a)는 각각, 제어 유닛(570)에 의해 제어되는 모터(15b)에 의해 회전되도록 구성된다. 이를 위해, 모터(15b)는 구동 바퀴(15a)에 대응되게, 양측 하부, 즉 좌측과 우측에 각각 구비될 수 있다. 이 경우, 좌측과 우측에 각각 구비된 모터(15b)는 독립적으로 작동할 수 있다. 따라서, 로봇 청소기(10)는 전진 및 후진뿐만 아니라, 좌회전 또는 우회전이 가능하다. 이에 의해, 로봇 청소기(10)는 모터(15b)의 구동에 따라 스스로 방향 전환을 하면서 실내 청소를 수행할 수 있다.
본체(11)의 바닥에는 적어도 하나의 보조 바퀴(15c)가 구비될 수 있다. 보조 바퀴(15c)는 로봇 청소기(10)와 바닥 사이의 마찰을 최소화하는 동시에, 로봇 청소기(10)의 움직임을 안내할 수 있다.
한편, 본체(11)의 내부에는 흡입된 먼지를 감지하는 먼지 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 먼지 센서(미도시)에 대해서는 도 6에 대한 설명에서 후술한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(10)는, 통신 유닛(510), 카메라(520), 입력 유닛(530), 디스플레이 유닛(540), 저장 유닛(550), 배터리(560) 및 제어 유닛(570)을 포함하여 구성될 수 있다.
통신 유닛(510)은 이동 단말기(100)와 통신을 수행할 수 있다. 이에 의해, 로봇 청소기(10)는 이동 단말기(100)에 의해 제어되거나, 이동 단말기(100)와 데이터 및/또는 제어명령을 송수신할 수 있다.
통신 유닛(510)과 이동 단말기(100)가 수행하는 통신은, 저전력 블루투스 통신, 블루투스 통신, RFID 통신, 적외선 통신, 무선 랜 통신 및 무선 인터넷 통신 등 다양한 방식의 유무선 통신을 포함할 수 있다. 이를 위해, 통신 유닛(510)은 이와 같은 유무선 통신을 가능하게 하는 통신 모듈을 포함할 수 있다.
카메라(520)는 소정 영역에 대한 영상 정보를 생성한다. 여기서, 소정 영역은 로봇 청소기(10) 및 로봇 청소기(10)의 주변 영역을 포함할 수 있다. 카메라(520)는 로봇 청소기(10) 및 로봇 청소기(10)의 주변 영역을 촬영하고, 이에 기초하여 정지영상 또는 동영상을 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 다양한 영역의 영상 정보를 획득하기 위하여, 복수개의 카메라(520)가 로봇 청소기(10)에 구비될 수 있다. 이 경우, 복수개의 카메라(520) 중 적어도 하나 이상은 로봇 청소기(10)의 상측부에 구비되고, 적어도 하나 이상은 로봇 청소기(10)의 측면 둘레부에 구비될 수 있다.
입력 유닛(530)은 로봇 청소기(100)의 동작 또는 제어와 관련된 명령을 입력 받을 수 있다.
이를 위해, 입력 유닛(530)은 푸쉬 키 형태 또는 터치 키 형태로 구성되는 복수개의 버튼을 포함할 수 있다. 복수개의 버튼은, 로봇 청소기(10)의 동작과 관련된 사항을 확인하는 확인 버튼, 로봇 청소기(10)의 동작과 관련된 사항을 설정하는 설정 버튼, 입력 또는 설정된 사항을 삭제하는 삭제 버튼, 청소 시작을 명령하는 시작 버튼 및 청소 중지를 명령하는 정지 버튼 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, 로봇 청소기(10)의 동작 또는 제어와 관련된 명령은, 청소 예약, 청소 시작 및 청소 종료에 대한 명령일 수 있다. 또는, 로봇 청소기(10)의 청소 패턴(또는 주행 패턴)의 설정과 관련된 명령일 수 있다. 여기서, 청소 패턴은, 지그재그 패턴, 랜덤 패턴, 셀 단위 패턴(특정 셀의 청소를 완료한 후 다음 셀로 이동하여 청소를 수행하는 방식), 사용자 설정 패턴 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 유닛(540)은 로봇 청소기(10)의 동작과 관련된 정보를 표시할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 유닛(540)에는 로봇 청소기(10)의 작동 정보, 카메라(520)가 획득한 영상정보, 청소 영역에 대한 청소 맵 정보, 로봇 청소기(10)에 대한 시간 정보 등이 표시될 수 있다. 여기서, 청소 영역은, 청소 대상 영역, 청소 미대상 영역, 청소 완료 영역 및 청소 미완료 영역 등을 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에서는, 청소 대상 영역은 청소 대상에 해당하는 영역으로 정의하고, 청소 미대상 영역은 청소 대상에서 제외된 영역으로 정의한다. 또한, 청소 완료 영역은 청소 대상 영역 중 청소가 이미 수행된 영역이고, 청소 미완료 영역은 청소 대상 영역 중 청소가 아직 수행되지 않은 영역으로 정의한다.
디스플레이 유닛(540)은 로봇 청소기(10)의 시간정보를 표시할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(10)의 시간정보는, 청소시작시각, 청소종료시각, 청소소요시간, 잔여시간, 예상시간 및 현재시각 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
저장 유닛(550)은 데이터를 저장할 수 있다.
구체적으로, 저장 유닛(550)에는 청소 과정과 관련하여, 청소 대상 영역, 청소 미대상 영역, 청소 완료 영역 및 청소 미완료 영역이 구분되어 저장될 수 있다. 이 경우, 청소 대상 영역, 청소 미대상 영역, 청소 완료 영역 및 청소 미완료 영역에 대한 데이터는, 로봇 청소기(10)의 동작에 대응하여 주기적으로 업데이트될 수 있다.
배터리(560)는 로봇 청소기(10)와 이를 구성하는 구성요소들에 전원을 공급할 수 있다. 배터리(560)는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태일 수 있다. 이 경우, 배터리(560)는 충전 가능하도록 이루어져, 충전 등을 위하여 본체(11)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
배터리(560)는 로봇 청소기(10)가 도킹 스테이션에 연결되는 경우, 도킹 스테이션으로부터 전력을 공급 받아 충전될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 로봇 청소기(10)는 청소 동작이 완료되는 경우, 도킹 모드로 전환하여 자동으로 도킹 스테이션으로 이동하여 연결될 수 있다.
제어 유닛(570)은 로봇 청소기(10)에 포함되는 다양한 구성 요소들과 연결되어, 로봇 청소기(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이러한 제어 유닛(570)은 본체(11) 내부의 소정 위치에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 제어 유닛(570)은 로봇 청소기(10)가 위치하는 실제 공간과, 이동 단말기(100)의 화면에 표시되는 가상 공간을 매핑할 수 있다. 이를 위해, 제어 유닛(570)은 실제 공간 상의 2차원 좌표와 가상 공간 상의 3차원 좌표를 매핑시킬 수 있다.
일반적으로, 로봇 청소기(10)는 평면 방향으로 주행하며, 수직 방향으로는 주행하지 않는다. 따라서, 로봇 청소기(10)의 실제 공간 상의 좌표는 2차원 좌표(x, y)로 표시될 수 있다.
반면, 이동 단말기(100)의 화면에 표시되는 가상 공간은, 3차원의 공간이다. 따라서, 로봇 청소기(10)의 가상 공간 상의 좌표는, 3차원 좌표(X, Y, Z)로 표시될 수 있다.
이 경우, 제어 유닛(570)은, 로봇 청소기(10)의 실제 공간 상의 좌표를 가상 공간 상의 좌표에 매핑할 수 있다. 이에 의해, 로봇 청소기(10)가 위치하는 실제 영역과 이동 단말기(100)의 화면에 표시되는 가상 영역이 매핑될 수 있다.
제어 유닛(570)은 카메라(520)에 의해 촬영된 영상정보를 이용하여, 로봇 청소기(10)의 실제 공간 상의 위치 정보를 생성할 수 있다. 또한, 로봇 청소기(10)는 이동 단말기(100)로부터 이동 단말기(100)의 화면에 표시되는 영상 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(10)는 위치 정보와 청소 주행 정보 및 이동 단말기(100)의 화면에 표시되는 영상 정보에 기초하여, 실제 청소 영역과 이동 단말기(100)의 화면 상에 나타나는 3차원 영역을 매핑할 수 있다.
한편, 실시 예에 따라, 이와 같은 실제 공간과 가상 공간 간의 매핑은, 로봇 청소기(10) 대신 이동 단말기(100)에 의해 수행될 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기(10)는, 음성 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 음성 출력부(미도시)는 로봇 청소기(10)의 작동 정보를 음성으로 출력할 수 있다. 또한, 음성 출력부(미도시)는 외부로부터 수신한 정보를 음성으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)로부터 제어 정보 또는 텍스트 정보가 로봇 청소기(10)로 수신되면, 로봇 청소기(10)는 제어 정보 또는 텍스트 정보를 음성으로 변환하여 이를 출력할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 음성 출력부(미도시)는 스피커일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기에 포함되는 먼지 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼지 센서(600)는 흡입되는 먼지를 감지할 수 있다.
구체적으로, 먼지 센서(600)는 흡입관(미도시)에 흡입되는 먼지를 감지하여, 그에 대응하는 감지 신호를 출력한다. 이 경우, 먼지 센서(600)와 연결된 제어 유닛(570)은 출력된 감지 신호에 기초하여, 흡입되는 먼지의 양을 판별할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼지 센서(600)내에서 광을 조사하는 발광 다이오드(LED)와, 그 조사된 광을 수광하는 포토 트랜지스터(PT)의 사이 영역으로 먼지가 흡입되면, 흡입된 먼지로 인하여 포토 트랜지스터(PT)에서 수광하는 광량이 가변된다. 이 경우, 제어 유닛(570)은 이와 같이 가변된 광량에 대응하는 소정의 신호를 기준값과 비교하고, 비교 결과에 기초하여 먼지의 양을 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 동작 과정을 도시한 도면이다.
로봇 청소기(10)는 청소 주행을 시작한다(S701).
이 경우, 로봇 청소기(10)는 설정된 청소 패턴에 따라 청소 주행을 시작할 수 있다. 여기서, 청소 패턴은, 지그재그 패턴, 랜덤 패턴, 셀 단위 패턴(특정 셀의 청소를 완료한 후 다음 셀로 이동하여 청소를 수행하는 방식), 사용자 설정 패턴 등 적어도 하나 일 수 있다.
로봇 청소기(10)는 청소 영역을 촬영한다(S702).
여기서, 로봇 청소기(10)의 청소 영역은, 로봇 청소기(10) 및/또는 로봇 청소기(10)의 주변 영역을 포함할 수 있다. 이에 의해, 로봇 청소기(10)는 청소 영역에 대한 영상을 획득할 수 있다.
로봇 청소기(10)는 청소 영역 별로 먼지 량을 판단할 수 있다(S703).
청소 영역은 복수개의 영역을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수개의 영역 각각에서 검출되는 먼지 량은 영역마다 상이할 수 있다. 따라서, 로봇 청소기(10)는 청소 영역 별로 먼지 량을 판단할 수 있다. 이 경우, 로봇 청소기(10)는 청소 영역을 복수개의 영역으로 분할하고, 분할된 영역별로 먼지 량을 검출할 수 있다.
로봇 청소기(10)는 청소 영역 별 먼지 량에 기초하여, 청소 주행 경로를 설정하거나 설정된 청소 주행 경로를 수정할 수 있다. 예를 들어, 먼지가 많은 청소 영역에서는 로봇 청소기(10)의 주행 패턴을 조밀하게 구성하여, 로봇 청소기(10)가 보다 많은 영역을 주행할 수 있게 할 수 있다.
로봇 청소기(10)는 증강 현실 모드를 시작한다(S704).
일 실시 예에 의하면, 로봇 청소기(10)에 내장되는 카메라의 화면에 실제 영상이 포함되는 경우, 로봇 청소기(10)는 증강 현실 모드를 실행할 수 있다.
이 경우, 카메라에 의해 비춰지는 화면에는 실제 영상이 포함되며, 이러한 화면은 증강 현실 이미지가 겹쳐져서 표시되는, 현실의 이미지나 배경이 된다.
로봇 청소기(10)는 먼지량에 대한 증강 현실 이미지를 생성한다(S705).
증강 현실은 현실의 영상에 가상의 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 것을 의미한다. 구체적으로, 증강 현실은 물리적인 현실 세계의 영상에, 컴퓨터에 의해 인위적으로 생성된 가상의 영상이 증강되어 나타나는 것을 의미할 수 있다. 본 발명에서는, 증강 현실에 포함되는 가상의 영상을 증강 현실 이미지라 정의한다.
증강 현실 이미지는 현실 세계에 존재하는 객체에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 객체는, 전자기기, 구성요소나 부품, 사물이나 물품, 건물 등 현실 세계를 구성하는 모든 종류의 사물과, 동식물, 사람 등의 주체를 포함할 수 있다.
이와 같은 증강 현실 이미지는, 표시하고자 하는 객체의 특성에 따라, 다양한 형상이나 색상으로 표시될 수 있다.
로봇 청소기(10)에 대한 증강 현실 이미지는, 먼지량, 청소주행경로, 청소예상경로, 로봇 청소기(10)의 구성 요소, 동작 또는 기능, 상태 등을 포함할 수 있다. 이하, 본 발명에서는 먼지 량에 대한 증강 현실 이미지를 가상 먼지라고도 한다. 로봇 청소기(10)는 가상 먼지를 생성하기 위하여, 먼지 센서(600)가 인식한 먼지 량에 기초하여 증강 현실 이미지를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 로봇 청소기(10)는 먼지 량에 대응하여, 가상 먼지의 색상 및 크기 중 적어도 어느 하나를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 소정 영역에서 검출된 먼지 량이 많을수록 가상 먼지를 크게 표시하고, 검출된 먼지 량이 적을수록 가상 먼지를 작게 표시할 수 있다. 또한, 소정 영역에서 검출된 먼지 량이 많을수록 가상 먼지의 색상을 어둡게 표시하고, 검출된 먼지 량이 적을수록 가상 먼지의 색상을 밝게 표시할 수 있다.
이 경우, 사용자는 가상 먼지의 크기가 클수록, 해당 부분에서 검출된 먼지 량은 많았던 것으로 판단할 수 있다. 또한, 가상 먼지의 크기가 어두워질수록, 해당 부분에서 많은 량의 먼지가 검출된 것으로 판단할 수 있다.
로봇 청소기(10)는 청소 영역에 대한 영상 위에, 먼지량에 대한 증강 현실 이미지를 겹쳐서 표시할 수 있다(S706).
구체적으로, 로봇 청소기(10)는 내장된 카메라가 비추는 실제 영역의 영상에 증강 현실 이미지를 겹쳐서 표시할 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기(10)는 청소가 수행된 영역을 포함하는 영상에, 해당 영역에서 흡입된 먼지 량에 대한 증강 현실 이미지를 겹쳐서 표시할 수 있다.
이 경우, 이동 단말기(100)는 증강 현실 이미지를 현실의 영상과 구분되게 표시할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)는 증강 현실 이미지를 입체 영상 또는 홀로그램 영상으로 표시하거나, 애니메이션이나 동영상 등을 포함하는 움직이는 영상으로 표시할 수 있다.
또한, 이동 단말기(100)는 증강 현실 이미지와 함께, 증강 현실 이미지에 대한 정보를 텍스트 형태로 표시할 수도 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
로봇 청소기(10)는 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 수 있다. 여기서, 청소 결과는, 흡입된 먼지량, 청소 주행 경로, 청소 영역 등에 대한 것일 수 있다.
로봇 청소기(10)가 청소 주행 중인 경우, 사용자는 현재 청소가 진행중인 청소 영역의 청소 상태를 알 수 없다. 다만, 청소가 완료된 후의 상태만을 확인할 수 있을 뿐이다. 따라서, 사용자는 현재 주행중인 로봇 청소기(10)의 청소 결과를 확인할 수 없다.
그러나, 사용자는 로봇 청소기(10)의 주행 패턴을 설정함에 있어서, 로봇 청소기(10)의 청소 결과를 확인할 필요성이 있다. 따라서, 본 실시 예에서는, 로봇 청소기(10)가 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 수 있게 한다.
청소 결과에 대한 증강 현실 이미지는, 로봇 청소기(10)의 디스플레이부(540)에 표시될 수 있다. 이를 위해, 로봇 청소기(10)는 내장된 카메라에 의해 실제 영역의 영상이 화면에 포함되는 경우, 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 것인지 여부를 문의하는 메시지를 표시할 수 있다. 이러한 메시지는 디스플레이부(540)에 표시될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 로봇 청소기(10)의 디스플레이부(540)에는 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 것인지 여부를 묻는 텍스트 메시지가 표시된다.
도 8b는 청소 맵에 가상 먼지를 표시하는 일 예이다.
로봇 청소기(10)는 청소 주행 시 작성한 청소 맵 상에, 가상 먼지를 표시할 수 있다. 이 경우, 가상 먼지는 먼지 량에 대응하여 크기가 변경될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 많을수록, 가상 먼지의 크기는 커질 수 있다. 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 적을수록, 가상 먼지의 크기는 작아질 수 있다. 이로부터, 사용자는 가상 먼지의 크기에 기초하여, 로봇 청소기(10)의 청소 결과 및 청소 영역별 오염 정도를 쉽게 알 수 있다.
도 8b를 참조하면, 동일한 색상의 가상 먼지 입자들이 청소 맵 상에 표시된다. 이 경우, 가상 먼지의 크기는 먼지 량에 비례한다. 따라서, 사용자는 가상 먼지의 크기로부터, 청소 영역별 청소 결과를 직관적으로 확인할 수 있다.
도 8c는 청소 맵에 가상 먼지를 표시하는 다른 예이다.
로봇 청소기(10)는 청소 주행 시 작성한 청소 맵 상에, 가상 먼지를 표시할 수 있다. 이 경우, 가상 먼지는 먼지 량에 대응하여 색상 및 크기가 변경될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 많은 영역일수록, 가상 먼지의 색상은 어두워지고 가상 먼지의 크기는 커질 수 있다. 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 적은 영역일수록, 가상 먼지의 색상은 밝아지고 가상 먼지의 크기는 작아질 수 있다. 이로부터, 사용자는 가상 먼지의 색상 및 크기에 기초하여, 로봇 청소기(10)의 청소 결과 및 청소 영역별 오염 정도를 쉽게 알 수 있다.
도 8c를 참조하면, 서로 상이한 색상 및 크기를 가지는 가상 먼지 입자들이 청소 맵 상에 표시된다. 이 경우, 가상 먼지의 크기는 먼지 량에 비례한다. 또한, 가상 먼지의 색상은 먼지 량에 비례한다. 이로부터, 사용자는 가상 먼지의 색상 및 크기로부터, 청소 영역별 청소 결과를 직관적으로 확인할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기가 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
로봇 청소기(10)는 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 수 있다. 여기서, 청소 결과는, 흡입된 먼지량, 청소 주행 경로, 청소 영역 등에 대한 것일 수 있다.
청소 결과에 대한 증강 현실 이미지는, 로봇 청소기(10)의 디스플레이부(540)에 표시될 수 있다. 이를 위해, 로봇 청소기(10)는 내장된 카메라에 의해 실제 영역의 영상이 화면에 포함되는 경우, 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 것인지 여부를 문의하는 메시지를 표시할 수 있다. 이러한 메시지는 디스플레이부(540)에 표시될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 로봇 청소기(10)의 디스플레이부(540)에는 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 것인지 여부를 묻는 텍스트 메시지가 표시된다.
도 9b는 청소 영역에 대한 영상에 가상 먼지를 표시하는 일 예이다.
로봇 청소기(10)는 청소 주행 시 촬영한 청소 영역에 대한 영상 위에, 가상 먼지를 표시할 수 있다. 이 경우, 가상 먼지는 실제 영상인 청소 영역에 대한 영상과 구분될 수 있도록, 입체 영상 또는 홀로그램 및 동영상 중 적어도 어느 하나의 형태로 표시될 수 있다.
이 경우, 가상 먼지는 먼지 량에 대응하여 크기가 변경될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 많을수록, 가상 먼지의 크기는 커질 수 있다. 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 적을수록, 가상 먼지의 크기는 작아질 수 있다.
도 9b를 참조하면, 동일한 색상의 가상 먼지 입자들이 청소 영역에 대한 영상 위에 표시된다. 이 경우, 가상 먼지의 크기는 먼지 량에 비례한다. 사용자는 가상 먼지의 크기로부터, 청소 영역에 대한 청소 결과를 직관적으로 확인할 수 잇다.
도 9c는 청소 영역에 대한 영상에 가상 먼지를 표시하는 다른 예이다.
로봇 청소기(10)는 청소 주행 시 촬영한 청소 영역에 대한 영상 위에, 가상 먼지를 표시할 수 있다. 이 경우, 가상 먼지는 먼지 량에 대응하여 색상 및 크기가 변경될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 많은 영역일수록, 가상 먼지의 색상은 어두워지고 가상 먼지의 크기는 커질 수 있다. 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 적은 영역일수록, 가상 먼지의 색상은 밝아지고 가상 먼지의 크기는 작아질 수 있다.
도 9c를 참조하면, 서로 상이한 색상 및 크기를 가지는 가상 먼지 입자들이 청소 영역에 대한 영상 위에 표시된다. 이 경우, 가상 먼지의 크기는 먼지 량에 비례한다. 또한, 가상 먼지의 색상은 먼지 량에 비례한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 동작 과정을 도시한 도면이다.
본 실시 예에 의하면, 이동 단말기(100)는 증강 현실 모드를 실행하고, 이동 단말기(100)에 내장된 카메라에 의해 화면에 표시되는 청소 영역의 영상 위에 먼지량에 대한 증강 현실 이미지를 표시할 수 있다.
로봇 청소기(10)는 청소 주행을 시작한다(S1001).
이 경우, 로봇 청소기(10)는 설정된 청소 패턴에 따라 청소 주행을 시작할 수 있다. 여기서, 청소 패턴은, 지그재그 패턴, 랜덤 패턴, 셀 단위 패턴(특정 셀의 청소를 완료한 후 다음 셀로 이동하여 청소를 수행하는 방식), 사용자 설정 패턴 등 적어도 하나 일 수 있다.
로봇 청소기(10)는 청소 영역을 촬영한다(S1002).
여기서, 로봇 청소기(10)의 청소 영역은, 로봇 청소기(10) 및/또는 로봇 청소기(10)의 주변 영역을 포함할 수 있다. 이에 의해, 로봇 청소기(10)는 청소 영역에 대한 영상을 획득할 수 있다.
로봇 청소기(10)는 청소 영역 별로 먼지 량을 판단할 수 있다(S1003).
청소 영역은 복수개의 영역을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수개의 영역 각각에서 검출되는 먼지 량은 영역마다 상이할 수 있다. 따라서, 로봇 청소기(10)는 청소 영역 별로 먼지 량을 판단할 수 있다.
청소 영역 별 먼지 량에 기초하여, 로봇 청소기(10)는 청소 주행 경로를 설정하거나 설정된 청소 주행 경로를 수정할 수 있다. 예를 들어, 먼지가 많은 청소 영역에서는 로봇 청소기(10)의 주행 패턴을 조밀하게 구성하여, 영역 당 보다 많은 횟수의 주행을 할 수 있게 한다.
이동 단말기(100)가 청소 영역을 비춘다(S1004).
구체적으로, 이동 단말기(100)는 내장된 카메라에 의해 화면에 청소 영역을 비출 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)는 증강 현실 모드를 시작할 수 있다.
카메라에 의해 비춰지는 화면에는 실제 영상인 청소 영역이 포함되며, 이러한 화면은 증강 현실 이미지가 겹쳐져서 표시되는, 현실의 이미지나 배경이 된다.
이동 단말기(100)는 로봇 청소기(10)로부터 청소 영역 별 먼지량에 대한 정보를 수신한다(S1005).
이를 위해, 이동 단말기(100)는 로봇 청소기(10)에 청소 영역 별 먼지량에 대한 데이터를 요청하고, 이에 대한 응답으로 로봇 청소기(10)로부터 청소 영역 별 먼지량에 대한 데이터를 수신한다.
이동 단말기(100)는 청소 영역 별 먼지량에 대한 데이터에 기초하여, 먼지량에 대한 증강 현실 이미지를 생성한다(S1006).
여기서, 먼지량에 대한 증강 현실 이미지는 가상 먼지일 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)는 먼지량에 대응하여 가상 먼지의 크기 및 색상 중 적어도 하나를 다르게 표시할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)는 해당 영역에서 검출된 먼지 량이 많을수록, 가상 먼지의 크기를 크게 표시하거나, 가상 먼지의 색상을 어둡게 표시할 수 있다.
이동 단말기(100)는 로봇 청소기(10)의 청소 영역과, 이동 단말기(100)가 촬영한 영상에 포함되는 가상 청소 영역을 매핑한다(S1007).
청소 영역 별 먼지량에 대한 데이터는 로봇 청소기(10)에 의해 측정된다. 이 경우, 로봇 청소기(10)는 로봇 청소기(10)가 위치하는 실제 공간 상의 좌표에 기초하여 먼지의 위치를 판단한다. 따라서, 이동 단말기(100)는, 먼지에 대한 증강 현실 이미지를 정확한 위치에 표시하기 위하여, 실제 공간 상의 먼지의 위치와 가상 공간 상의 먼지의 위치를 매핑하여야 한다.
이동 단말기(100)는 먼지량에 대한 증강 현실 이미지를, 청소 영역에 대한 영상의 영역에 겹쳐서 표시할 수 있다(S1108).
본 실시 예에 의하면, 이동 단말기의 카메라로 청소 영역을 비춤으로써, 증강 현실 이미지에 의하여 해당 청소 영역의 청소 결과를 확인할 수 있다. 이동 단말기(100)의 화면에 청소 결과가 표시되는 경우, 로봇 청소기의 화면에 비하여 화면의 크기에 대한 제약이 없다. 나아가, 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하여 실제 영상 위에 겹쳐서 표시하는 경우, 이에 대한 인식률이 높아진다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 일 실시 예에 의한 이동 단말기가 증강 현실 모드를 실행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 의한 이동 단말기는, 이동 단말기(100)가 포착하는 화면(1110)에 도킹 스테이션에 연결된 로봇 청소기(10)가 포함되는 경우, 증강 현실 모드를 실행할 수 있다. 이에 의해 활성화된 증강 현실 모드는 이후 로봇 청소기(10)가 이동 단말기(100)의 화면에 표시되지 않게 된다 하더라도 계속 유지될 수 있다.
증강 현실 모드가 시작되는 경우, 이동 단말기(100)는 증강 현실 이미지를 표시할 것인지 여부를 문의하는 메시지를 화면에 표시할 수 있다.
도 11a를 참조하면, 이동 단말기(100)에 내장된 카메라(121)가 포착하는 화면(1110)에 도킹 스테이션에 연결된 로봇 청소기(10)가 포함된다. 이 경우, 로봇 청소기(10)는 이동 단말기(100)와 페어링되어 있다. 따라서, 이동 단말기(100)는 연결 가능한 로봇 청소기(10)를 인식하고, 증강 현실 모드를 시작한다.
도 11b를 참조하면, 증강 현실 모드가 활성화된 경우 이동 단말기(100)의 화면에 표시되는 메시지(1120)를 도시한다. 도 11b를 참조하면, 이동 단말기(100)의 화면에는, 로봇 청소기(10)의 청소 결과를 증강 현실 이미지로 확인할 것인지 여부를 문의하는 메시지(1120)가 표시된다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기가 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
이동 단말기(100)는 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 수 있다. 여기서, 청소 결과는, 흡입된 먼지량, 청소 주행 경로, 청소 영역 등에 대한 것일 수 있다.
이동 단말기(100)는 내장된 카메라에 의해 청소 영역의 영상이 화면에 포함되는 경우, 증강 현실 모드를 실행할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(100)는 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하여, 화면에 표시할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 청소 결과는 먼지량에 대한 것일 수 있다. 그러나, 본 발명의 이에 한정되는 것은 아니며, 청소 결과는 청소의 수행 정도를 측정할 수 있는 한 다양한 인자에 대한 것일 수 있다.
이동 단말기(100)는 먼지량에 대응하여 가상 먼지의 크기 및 색상 중 적어도 하나를 다르게 표시할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)는 해당 영역에서 검출된 먼지 량이 많을수록, 가상 먼지의 크기를 크게 표시하거나, 가상 먼지의 색상을 어둡게 표시할 수 있다.
도 12a를 참조하면, 이동 단말기(100)의 화면에는 청소 영역이 포함된다. 이에 의해, 이동 단말기(100)는 증강 현실 모드를 실행한다.
도 12b는 청소 영역에 대한 영상에 가상 먼지를 표시하는 일 예이다.
이동 단말기(100)는 화면에 비춰지는 청소 영역에 대한 영상 위에, 가상 먼지를 표시할 수 있다. 이 경우, 가상 먼지는 먼지 량에 대응하여 크기가 변경될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 많을수록, 가상 먼지의 크기는 커질 수 있다. 반면, 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 적을수록, 가상 먼지의 크기는 작아진다. 이로부터, 사용자는 실제 영상 위에 표시되는 가상 먼지의 크기에 기초하여, 청소 영역의 오염 정도를 쉽게 알 수 있다.
도 12b를 참조하면, 동일한 색상의 가상 먼지 입자들이 청소 영역에 대한 영상 위에 표시된다. 이 경우, 가상 먼지의 크기는 먼지 량에 비례한다. 사용자는 가상 먼지에 의하여 청소 영역에 대한 청소 결과를 직관적으로 확인할 수 잇다.
도 12c는 청소 영역에 대한 영상에 가상 먼지를 표시하는 다른 예이다.
이동 단말기(100)는 화면에 비춰지는 청소 영역에 대한 영상 위에, 가상 먼지를 표시할 수 있다. 이 경우, 가상 먼지는 먼지 량에 대응하여 색상 및 크기가 변경될 수 있다. 구체적으로, 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 많은 영역일수록, 가상 먼지의 색상은 어두워지고 가상 먼지의 크기는 커질 수 있다. 로봇 청소기(10)가 흡입한 먼지 량이 적은 영역일수록, 가상 먼지의 색상은 밝아지고 가상 먼지의 크기는 작아질 수 있다.
이에 의해, 사용자는 로봇 청소기(10)의 청소 결과에 기초하여, 청소 영역의 오염 정도 및 청소 결과를 쉽게 알 수 있다.
도 12c를 참조하면, 서로 상이한 색상 및 크기를 가지는 가상 먼지 입자들이 청소 영역에 대한 영상 위에 표시된다. 이 경우, 가상 먼지의 크기는 먼지 량에 비례한다. 또한, 가상 먼지의 색상은 먼지 량에 비례한다. 이로부터, 사용자는 가상 먼지에 기초하여, 청소 영역에 대한 청소 결과를 직관적으로 확인할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 청소 결과와 관련하여, 가상 먼지를 증강 현실 이미지로 표시하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 청소 결과와 관련하여 로봇 청소기(10)가 가상 먼지 대신 가상의 쓰레기나 이물질 등에 대한 청소 결과를 증강 현실 이미지로 표시할 수도 있다.
또한, 로봇 청소기(10)는 가상 먼지와 함께 청소 주행 경로 등을 함께 보여줄 수도 있다. 즉, 청소 주행 경로를 표시하고, 해당 청소 주행 경로에 포함되는 청소 영역 별로 흡입된 가상 먼지의 양을 표시할 수도 있다. 이에 의하면, 사용자는 로봇 청소기나 이동 단말기를 가지고 청소 영역을 돌아다니면서, 영역별 청소 결과 및 오염 정도를 직관적으로 파악할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 로봇 청소기 100: 이동 단말기
110: 무선 통신부 120: 입력부
140: 감지부 150: 출력부
160: 인터페이스부 170: 메모리
180: 제어부 190: 전원 공급부
510: 통신 유닛 520: 카메라
530: 입력 유닛 540: 디스플레이 유닛
550: 저장 유닛 560: 배터리
570: 제어 유닛

Claims (21)

  1. 로봇 청소기에 있어서,
    카메라;
    상기 카메라에 의해 비춰지는 청소 영역에 대한 영상을 표시하는 디스플레이부;
    상기 로봇 청소기의 청소 결과를 감지하고, 상기 청소 결과에 기초하여 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하여 상기 청소 영역에 대한 영상 위에 겹쳐서 표시하는 제어 유닛을 포함하는 로봇 청소기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지를 감지하는 먼지 센서를 더 포함하는 로봇 청소기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지는, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지를 나타내는 가상 먼지인 로봇 청소기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량에 대응하여 상기 가상 먼지의 크기 및 색상 중 적어도 하나를 변경하여 표시하는 로봇 청소기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량이 많을수록 상기 가상 먼지의 크기를 크게 표시하는 로봇 청소기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량이 많을수록 상기 가상 먼지의 색상을 어둡게 표시하는 로봇 청소기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기의 청소 주행 경로에 기초하여 청소 맵을 작성하고, 상기 청소 맵 상에 상기 가상 먼지를 표시하는 로봇 청소기.
  8. 증강 현실 시스템에 있어서,
    카메라에 의해 비춰지는 청소 영역에 대한 영상을 표시하는 디스플레이부와, 로봇 청소기의 청소 결과를 감지하고, 상기 청소 결과에 기초하여 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하여 상기 청소 영역에 대한 영상 위에 겹쳐서 표시하는 제어 유닛을 포함하는 로봇 청소기; 및
    상기 로봇 청소기로부터, 상기 로봇 청소기가 작성하는 청소 맵과, 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 수신하는 경우, 이를 화면에 겹쳐서 표시하는 이동 단말기를 포함하는 증강 현실 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 로봇 청소기는, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지를 감지하는 먼지 센서를 더 포함하는 증강 현실 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지는, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지를 나타내는 가상 먼지인 증강 현실 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량에 대응하여 상기 가상 먼지의 크기 및 색상 중 적어도 하나를 변경하여 표시하는 증강 현실 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량이 많을수록 상기 가상 먼지의 크기를 크게 표시하는 증강 현실 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량이 많을수록 상기 가상 먼지의 색상을 어둡게 표시하는 증강 현실 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 로봇 청소기의 청소 주행 경로에 기초하여 청소 맵을 작성하고, 상기 청소 맵 상에 상기 가상 먼지를 표시하는 증강 현실 시스템.
  15. 로봇 청소기의 동작 방법을 수행하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 동작 방법은,
    내장된 카메라에 의해 비춰지는 청소 영역에 대한 영상을 표시하는 단계;
    상기 로봇 청소기의 청소 결과를 감지하는 단계;
    상기 청소 결과에 기초하여 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지를 상기 청소 영역에 대한 영상 위에 겹쳐서 표시하는 단계를 포함하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지를 감지하는 단계를 더 포함하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 청소 결과에 대한 증강 현실 이미지는, 상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지를 나타내는 가상 먼지인 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량에 대응하여 상기 가상 먼지의 크기 및 색상 중 적어도 하나를 변경하여 표시하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량이 많을수록 상기 가상 먼지의 크기를 크게 표시하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 로봇 청소기가 흡입한 먼지 량이 많을수록 상기 가상 먼지의 색상을 어둡게 표시하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 청소 주행 경로에 기초하여 청소 맵을 작성하고, 상기 청소 맵 상에 상기 가상 먼지를 표시하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
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