KR20020004046A - 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 제어방법 - Google Patents

음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 음성인식 기반 작동완구의 제어방법은, (a) 적어도 하나의 음성명령에 대해 소정 제어명령이 매핑된 룩업테이블을 마련하는 단계; (b) 외부로부터 음성명령을 수신하는 단계; (c) 수신된 음성명령을 인식하는 단계; 및 (d) 상기 룩업테이블로부터 상기 인식된 음성명령에 매핑된 제어명령을 선택하고, 선택된 제어명령이 실행되도록 소정 제어신호를 출력하는 단계를 포함한다. 이에 의하여, 저연령의 어린이까지 쉽게 조작할 수 있으면서도 다양한 방식으로 작동이 가능함으로써 지속적인 흥미와 호기심을 갖게 하는 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 작동방법이 제공된다.

Description

음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 제어방법{Voice recognition based operatable toy set and control method therefor}
본 발명은, 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 무선 트랜서를 채용하여 음성명령이 입력되도록 하고, 음성명령에 제어명령이 매핑된 룩업테이블을 통해 간단하고 용이하게 원격제어가 가능한 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종래 자동차, 비행기, 로봇 등 기타 작동완구의 작동방식은, 완구 본체에 마련된 조작버튼을 통해 작동을 제어하는 방식과 완구 본체와 별개로 마련된 리모트 콘트롤러를 사용하여 원격제어하는 방식으로 크게 구분된다.
리모트 콘트롤 방식의 작동완구는 리모트 컨트롤러 조작의 난이도에 따라 사용대상연령이 한정되며, 작동완구를 마음대로 조작할 수 있기 위해서 조작자는 리모트 컨트롤러의 조작방법을 습득해야 한다.
이에 따라, 리모트 컨트롤러의 조작능력을 갖추지 못한 저연령층의 어린이를 대상으로 한 작동완구에는 통상 완구 본체에 단순한 조작버튼이 마련되어 있고 작동버튼을 누르면 제조업자가 미리 설정해놓은 단순동작을 반복하는 방식으로 작동되어 어린이의 흥미와 호기심이 오래 지속되지 못하게 된다. 즉, 어린이는 상기 작동완구가 정상적으로 작동됨에도 불구하고 더 이상 가지고 놀지 않으며 다른 완구를 요구하게 된다.
리모트 컨트롤러를 채용한 경우라하더라도, 사용대상 어린이의 조작능력을 감안하여 상기한 바의 단순동작이 반복되는 단순한 조작버튼만이 채용되어 있어 어린이의 흥미와 호기심이 금방 사라지는 문제점은 여전히 존재하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 저연령의 어린이가 쉽게 조작할 수 있으면서도 다양한 방식으로 작동가능함으로써 지속적인 흥미와 호기심을 갖게 하는 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 간단하게 음성인식의 효율을 높여 제조원가가 감소되는 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 작동방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음성인식 기반 작동완구 세트의 개략도,
도 2는 도 1의 무선 트랜서의 이동유닛(1)과 고정유닛(2)의 기능블럭도,
도 3은 도 2의 작동완구 본체(3)의 기능블록도,
도 4는 도 3의 저장부(301)에 저장된 룩업테이블의 일예,
도 5는 도 3의 저장부(301)에 저장된 룩업테이블의 다른 예,
도 6은 작동완구 제어방법을 개략적으로 설명하기 위한 플로우챠트,
도 7은 도 6의 작동완구 제어방법을 상세히 설명하기 위한 플로우챠트이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 이동유닛 2: 고정유닛
103: 걸개부 101: 마이크
101: 마이크 102: 변조부
105,205: 안테나 202: 복조부
301: 저장부 303: 음성인식부
304: 제어부 305: 구동부
315: 조향부 325: 구동모터
335: 표시부 345: 스피커
상기 목적은, 본 발명에 따라, (a) 적어도 하나의 음성명령에 대해 소정 제어명령이 매핑된 룩업테이블을 마련하는 단계; (b) 외부로부터 음성명령을 수신하는 단계; (c) 수신된 음성명령을 인식하는 단계; 및 (d) 상기 룩업테이블로부터 상기 인식된 음성명령에 매핑된 제어명령을 선택하고, 선택된 제어명령이 실행되도록 소정 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동완구 제어방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 (b)단계는, (b1) 상기 작동완구의 조작자에 의해 발성된 음성명령을 수신하여 RF신호로 변조하여 무선전송하는 단계; 및 (b2) 무선전송된 RF신호를 수신하여 복조하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 작동완구의 조작자에 의해 휴대되며 상기 조작자로부터 발성된 음성명령을 수신하여 RF신호로 변조한 후 무선전송하기 위한 이동유닛 및 상기 이동유닛과 별개로 마련되며 상기 이동유닛으로부터 무선전송된 RF신호를 수신하여 음성명령으로 복조한 후 출력하기 위한 고정유닛을 구비하는 무선 트랜서; 및 상기 고정유닛으로부터 출력된 음성명령을 인식하고 상기 음성명령이 실행되는 작동완구 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식 기반 작동완구 세트에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 고정유닛은, 작동완구 본체에 탑재되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 작동완구 본체는, 적어도 하나의 음성명령에 대해 소정 제어명령이 매핑된 룩업테이블이 저장된 저장부; 음성명령을 인식하기 위한 음성인식부; 및 상기 저장부에 저장된 룩업테이블로부터 상기 음성인식부에 의해 인식된 음성명령에 대응되는 제어명령을 선택하고, 선택된 제어명령이 실행되도록 소정 제어신호를 출력하기 위한 제어부를 포함하는 것이 효과적이다.
그리고, 상기 작동완구 본체는, 적어도 하나의 제어명령을 실행시키기 위한 구동부를 더 포함하며, 상기 제어명령에 대응되는 제어신호는 상기 구동부로 입력되는 것이 효과적이다.
또한, 상기 작동완구 본체는, 비행기 모형이며, 상기 구동부는, 상기 비행기 모형의 하단에 부착된 바퀴의 방향을 조절하기 위한 조향부와, 구동모터와, 표시부, 및 스피커를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 음성인식 기반 작동완구 세트의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 작동완구 세트인 비행기 세트는, 무선 트랜서, 및 비행기 모형으로 구현된 작동완구 본체(3)를 포함한다. 무선 트랜서는 이동유닛(1)과 고정유닛(2)을 포함하는 바, 고정유닛(2)은 작동완구 본체(3)에 탑재되어 있다.
이동유닛(1)은 조작자인 어린이의 음성명령을 수신하여 RF신호로 변조한 후 출력하기 위한 것이며, 고정유닛(2)은 이동유닛(1)으로부터 출력된 상기 RF신호를 수신하여 음성명령으로 복조하여 출력하기 위한 것이다. 이동유닛(1)은 어린이의 귀에 편리하게 착용될 수 있는 무선 이어폰형으로 만들어지는 바, 조작자의 귀에 편안하게 안착될 수 있도록 유연성 재질의 고리형의 걸개부(103)가 형성되어 있고, 걸개부(103)의 하단에는 어린이의 입의 전면에 위치되도록 형성된 아아크형의 마이크(101)가 마련되어 있다.
여기서, 무선 트랜서의 이동유닛(1) 및 고정유닛(2)의 형태는 다양하게 변경가능하다. 예를 들어, 이동유닛(1)은 어린이의 머리에 착용될 수 있도록 헤드셋형으로 제작하는 것도 가능하며, 고정유닛(2)은 작동완구 본체(3)와 별개로 형성되어 작동완구 본체(3)의 외부에 장착되도록 구성가능하다.
도 2는 도 1의 무선 트랜서의 이동유닛(1)과 고정유닛(2)의 기능블럭도이다.
도 2를 참조하면, 무선 트랜서의 이동유닛(1)은, 조작자인 어린이로부터 발성된 음성명령을 수신하여 증폭시키기 위한 마이크(101), 마이크(101)로부터 증폭된 음성신호를 입력받아 소정 변조방법에 따라 RF신호로 변조하기 위한변조부(102), 및 변조부(102)로부터 RF신호를 입력받아 고정유닛(2)으로 발송하기 위한 안테나(105)를 포함한다. 고정유닛(2)은, 이동유닛(1)으로부터 발송된 RF신호를 수신하기 위한 안테나(205), 및 안테나(205)로부터 수신된 RF신호를 소정 복조방법에 따라 음성신호로 복조하기 위한 복조부(202)를 포함한다. 무선 트랜서가 채용할 수 있는 음성신호의 변복조방식에는 제한이 없으며, 본 출원인이 기 출원한 바 있는 무선 이어폰 시스템(출원번호: 10-2000-11577)에 사용된 변복조방식을 사용하는 것도 가능하다. 이에 따라, 이동유닛(1)과 고정유닛(2) 사이에는 RF무선통신이 이루어진다.
도 3은 도 2의 작동완구 본체(3)의 기능블록도이다.
도 3을 참조하면, 작동완구 본체(3)는, 고정유닛(2), 저장부(301), 음성인식부(303), 제어부(304), 및 구동부(305)를 구비한다.
저장부(301)에는 적어도 하나의 음성명령에 대해 대응 구동부 및 상기 구동부에 대한 제어명령이 매핑된 룩업테이블이 저장되어 있다. 저장부(301)는 EEPROM 등의 메모리로 구현하여 음성명령을 변경시킬 수 있게 한다.
음성인식부(303)는 고정유닛(2)의 복조부(202)로부터 전달된 음성신호를 인식한다. 구동부(305)는, 작동완구 본체(3)의 하측에 부착된 바퀴의 방향을 조절하기 위한 조향부(315), 작동완구 본체(3)의 하측에 부착된 바퀴의 전진 또는 후진주행을 위한 구동력을 전달하기 위한 구동모터(325), LCD계기판, 및 램프를 포함하는 표시부(335), 및 비행기의 회전 또는 주행 중의 효과음, 및 기타 사운드를 출력하기 위한 스피커(345)를 포함한다. 제어부(304)는 음성인식부(303)에 의해 인식된음성명령에 기초하여 저장부(301)에 저장된 룩업테이블로부터 상기 음성명령에 매핑된 제어명령을 검색하여 대응 구동부(305)로 출력한다.
도 4는 도 3의 저장부(301)에 저장된 룩업테이블의 일예이다.
도 4를 참조하면, 룩업테이블은, 비교적 간단한 음절로 구성된 음성명령에 대해 제어명령이 매핑되어 있다. 제어명령은 대응 구동부와 상기 구동부에 전달되는 제어내용을 포함한다. 예를 들어, "앞으로 가"라는 음성명령에 매핑된 제어명령의 대상 구동부는 "구동모터(325) 및 스피커(345)"이고, "제어내용"은 "속도: 및 효과음 출력"이며, "왼쪽으로 돌아"라는 음성명령에 매핑된 제어명령의 대상 구동부는 "조향부(315) 및 표시부(335)"이고, 제어내용은 각각 "회전각: 및 1초 간격으로 램프 깜박임"임을 알 수 있다.
도 5는 도 3의 저장부(301)에 저장된 룩업테이블의 다른 예이다.
도 5를 참조하면, 룩업테이블은, "짹짹", "탁탁", "깡총" 등과 같이 실행되는 제어명령과 의미적으로 상관없는 음성명령에 대해 제어명령이 매핑되어 있다. 이와 같은 경우, 음성명령을 발성할 어린이는 작동완구 본체(3)와 함께 제공되는 매뉴얼을 통해 음성명령 "짹짹"은 "앞으로 가"를, "탁탁"은 "뒤로 가"를, "깡총"은 "왼쪽으로 돌아"를, "멍멍"은 "멈춰"를 의미한다는 것을 먼저 학습해야 한다.
그러나, 반드시 음성명령과 제어명령의 매핑관계를 완벽하게 암기해야 하는 것은 아니다. 어린이는 시행착오를 통해 음성명령과 제어명령과의 매핑관계를 자연스럽게 습득할 수 있기 때문이다. 더욱이, 어린이에게 발음하기 쉽고 흥미로운 음성명령을 선택하고 각 작동완구 세트마다 이를 다르게 적용시킨다면, 어린이의호기심과 흥미를 더욱 배가할 수 있게 된다. 또한, 이같은 룩업테이블에 따르면, "3회 회전한 후 앞으로 전진하고 30초 후에 정지"와 같은 음성명령을 "짹짹"과 같은 간단한 음성명령으로 매핑시킬 수 있고, 이에 따라 작동태양이 매우 다양하고 정교한 음성인식 기반 작동완구 세트를 용이하게 제조할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성에 따라 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작동완구 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6은 작동완구 제어방법을 개략적으로 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작동완구 제어방법은, 먼저 음성명령에 제어명령이 매핑된 룩업테이블을 마련하여 저장부(301)에 저장하고(601단계), 다음으로, 음성명령을 수신하여 인식하고(602단계), 인식된 음성명령에 매핑된 제어명령을 상기 룩업테이블로부터 검색하여 대응 구동부(305)로 제어신호를 출력한다(603단계).
도 7은 도 6의 작동완구 제어방법을 상세히 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 7을 참조하면, 이동유닛(1)을 귀에 착용한 어린이가 "앞으로 가"라는 음성명령을 발성하면, 어린이의 귀에 안착된 이동유닛(1)의 마이크(101)는 어린이로부터 발성된 음성명령을 수신한다(701단계).
이동유닛(2)의 변조부(102)는 수신된 음성명령을 RF신호로 변조시켜 안테나(105)를 통해 고정유닛(2)으로 무선전송한다(702단계).
다시, 고정유닛(2)의 안테나(205)를 통해 수신된 RF신호는 복조부(202)에서 복조되어 음성인식부(303)로 입력된다(703단계).
음성인식부(303)는 전달받은 신호로부터 음성명령을 인식하여 제어부(304)로 제공하고(704단계), 제어부(304)는 저장부(301)에 저장된 룩업테이블로부터 상기 음성명령에 매핑되어 있는 제어명령을 선택하여 대응 구동부(305)로 제어신호를 출력한다(705단계).
구동부(305)는 입력된 제어신호에 따라 구동되며 이에 작동완구 본체(3)가 동작되게 된다. 보다 구체적으로, 도 4를 참조하면, "앞으로 가"라는 음성명령이 음성인식부(303)에 의해 인식되어 제어부(304)로 전달되면 제어부(304)는 저장부(301)의 룩업테이블로부터 "앞으로 가"에 매핑된 제어명령을 검색한다. 즉, "앞으로 가"에 대한 대응 구동부(305)는 구동모터(325)와 스피커(345)이고, 이에 제어부(304)는 구동모터(325)를 "속도: "으로 회전시키고, 스피커(345)로 소정 효과음을 송출한다.
한편, 전술한 실시예에서는 음성인식 기반 완구 세트로서 비행기 모형에 대해 설명하였으나, 자동차, 로봇, 작동인형, 등 모든 작동완구에 대해 실시가능함은 물론이다. 또한, 악기와 같이, 동작이 수반되는 것은 아니지만 명령에 대한 응답이 가능한 모든 완구에 대해서도 실시가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 저연령의 어린이까지 쉽게 조작할 수 있으면서도 다양한 방식으로 작동가능함으로써 지속적인 흥미와 호기심을 갖게 하는 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 작동방법이 제공된다.
나아가, 본 발명에 따르면, 무선 트랜서를 채용하는 간단한 방식에 의해, 음성의 무선전송에 있어 잡음의 부가를 현저히 감소시켜 비교적 저렴한 가격의 음성인식칩을 사용하더라도 음성인식 감도가 크게 향상된 음성인식 기반 작동완구 세트 및 그 작동방법을 얻을 수 있다.

Claims (7)

  1. (a) 적어도 하나의 음성명령에 대해 소정 제어명령이 매핑된 룩업테이블을 마련하는 단계;
    (b) 외부로부터 음성명령을 수신하는 단계;
    (c) 수신된 음성명령을 인식하는 단계; 및
    (d) 상기 룩업테이블로부터 상기 인식된 음성명령에 매핑된 제어명령을 선택하고, 선택된 제어명령이 실행되도록 소정 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동완구 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    (b1) 상기 작동완구의 조작자에 의해 발성된 음성명령을 수신하여 RF신호로 변조하여 무선전송하는 단계; 및
    (b2) 무선전송된 RF신호를 수신하여 복조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동완구 제어방법.
  3. 작동완구의 조작자에 의해 휴대되며 상기 조작자로부터 발성된 음성명령을 수신하여 RF신호로 변조한 후 무선전송하기 위한 이동유닛 및 상기 이동유닛과 별개로 마련되며 상기 이동유닛으로부터 무선전송된 RF신호를 수신하여 음성명령으로 복조한 후 출력하기 위한 고정유닛을 구비하는 무선 트랜서; 및
    상기 고정유닛으로부터 출력된 음성명령을 인식하고 상기 음성명령이 실행되는 작동완구 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동완구 세트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정유닛은, 작동완구 본체에 탑재되는 것을 특징으로 하는 작동완구 세트.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서
    상기 작동완구 본체는,
    적어도 하나의 음성명령에 대해 소정 제어명령이 매핑된 룩업테이블이 저장된 저장부;
    음성명령을 인식하기 위한 음성인식부; 및
    상기 저장부에 저장된 룩업테이블로부터 상기 음성인식부에 의해 인식된 음성명령에 대응되는 제어명령을 선택하고, 선택된 제어명령이 실행되도록 소정 제어신호를 출력하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동완구 세트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 작동완구 본체는,
    적어도 하나의 동작을 실행시키기 위한 구동부를 더 포함하며,
    상기 음성명령에 매핑된 제어명령은 상기 구동부로 입력되는 것을 특징으로 하는 작동완구 세트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 작동완구 본체는, 비행기 모형이며,
    상기 구동부는, 상기 비행기 모형의 하단에 부착된 바퀴의 방향을 조절하기 위한 조향부와, 구동모터와, 표시부, 및 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동완구 세트.
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