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노약자를 위한 인간 친화형 간호 로봇 시스템
Human-friendly Care Robot System for the Elderly 원문보기

대한전기학회 2002년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문, 2002 Nov. 30, 2002년, pp.126 - 129  

홍현석 (한국과학기술원 전자전산학과) ,  유동현 (한국과학기술원 전자전산학과) ,  권한조 (한국과학기술원 전자전산학과) ,  정명진 (한국과학기술원 전자전산학과)

초록
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도우미로봇은 혼자 힘으로 걷기 어려운 노약자를 보조하는 보행 보조 기능과 다양한 오락 기능을 수행하는 로봇이다. 이 로봇은 음원 위치 추정기법에 의해서 어느 방향에서 소리가 발생하였는지 알아내고 그 방향으로 머리를 회전한다. 로봇의 머리에는 CCD카메라가 장착되어 있어서 카메라로부터 들어오는 영상에서 사람의 얼굴을 찾고 그 사람이 있는 곳까지 자율 주행기능에 의해서 장애물을 회피하며 이동한다. 사용자의 앞까지 이동하면 로봇은 이동을 멈추고 사용자로부터 명령을 받을 때까지 대기한다. 노약자는 로봇의 전반부에 부착되어 있는 터치스크린을 이용하여 로봇에게 다양한 명령을 내릴 수 있다. 로봇은 명령에 따라 보행 보조 작업을 수행하거나 전자메일, 음악, 영화 등 다양한 엔터테인먼트 서비스를 수행하게 된다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 각 얼굴후소영역들을 다원근사하여 얻은 타원의 장축 및 단축의 방향과 크기를 이용하여 영상에 대응할 얼굴 패턴의 크기와 방향을 결정한다. 이때, 패턴매칭은 normalised correlation coefficiente- 이용하여 수행된다
  • 역할을 한다. 도우미로봇의 얼굴 추적 시스템에서는 팬-틸트 장치를 이용하여 머리의 움직임의 범위가 큰 경우에도 카메라를 움직여서, 효과적으로 사람의 얼굴 올 추적할 수 있도록 하였다. 얼굴추적 알고리즘은 그림 7과 같다.
  • 기능에 의해서 이동하게 된다. 로봇에 장착되어 있는 적외선 센서와 초음파 센서를 이용하여 장애물을 회피하고 CCD카메라를 이용하여 사용자를 추적한다.
  • 이를 위해 한 개의 CCD 카메라와 다수의 초음파 센서, 적외선 센서가 사용되어 음원 위치 추정, 얼굴 추적, 자율 이동, 장애물 회피가 가능하다. 논문에서는 개발된 도우미 로봇의 기능과 시스템 구성, 그리고 세부 기능을 다룬다.
  • 그러나 이러한 방법은 패턴의 개수를 정하기 어려운 문제가 있으며, 패턴매칭의 횟수를 늘림으로써 얼굴검출의 실시간처리에 큰 부담이 된다. 연구에서는 각 얼굴 후보영역을 타원근사를 한 후, 타원의 단축의 길이를 사용하여 패턴의 크기를 정하였다. 이로 인해 실시간 얼굴 검출이 가능하였다.
  • 영상에서 피부색과 같은 특정색상을 추출한다 본 시스템에서는 HSI 색상공간에서 사람의 피부색을 감지한다
  • 이러한 지능형 맨-머신 인터페이스로는 주변의 소리를 인식하여 음원의 발원지의 방향을 알아내는 음원 위치 추정 방법 (sound localization)과 사람의 얼굴을 추적할 수 있는 얼굴 추적 시스템(face tracking system)0] 있다. 음원 위치 추정 방법은 카메라의 시야각이 좁아서 카메라에 얼굴이 없는 경우에는 추적할 수 없는 단점을 극복하기 위해 함께 사용되었다.
  • 또한 사용자의 편의를 위해 인간 친화형으로 설계되었고 지능형 인간-로봇 인터페이스를 지원한다. 이를 위해 한 개의 CCD 카메라와 다수의 초음파 센서, 적외선 센서가 사용되어 음원 위치 추정, 얼굴 추적, 자율 이동, 장애물 회피가 가능하다. 본 논문에서는 개발된 도우미 로봇의 기능과 시스템 구성, 그리고 세부 기능을 다룬다.
  • 얼굴 이미지들의 일부이다. 이미지들의 평균 영상 올 취하여 얼굴 패턴 모델을 획득하였다.

대상 데이터

  • 개발된 도우미로봇은 아직 초기 단계의 간호 로봇으로 간호 기능을 다양하게 햘 수는 없지만 서비스 로봇으로서의 편리한 인간-로봇 상호작용이 가능하고 다양한 부가 기농율 제공하는 언간친화형 로봇이다.
  • 본 논문에서 소개하고자 하는 도우미 로봇은 노약자를 위한 간호 로봇으로 특히 혼자서 이동이 어려운 노약자를 대상으로 하고 있다. 도우미 로봇은 노약자가 로봇에 의지해서 이동할 수 있도록 하는 보행 보조 기능이 주목적이고 그 외에도 다양한 엔터테인먼트 기능을 제공한다.
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