KR101241411B1 - Apparatus for indoor map building of mobile robot and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동형 비콘에 의한 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법은, 이동 로봇의 자기 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘과, 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 상기 비콘을 위치시키는 비콘 위치 고정부와, 비콘으로부터 이동 로봇의 현재 자기 위치 및 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 데이터 처리부와, 이동 로봇이 전방위 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지부와 이동 로봇을 이동시키기 위한 구동부를 포함한다.The present invention relates to an indoor map preparation device and method for a mobile robot by a mobile beacon. An indoor map preparation method of a mobile robot according to the present invention includes a beacon for transmitting and receiving a signal for determining a self position of the mobile robot, a beacon position fixing unit for positioning the beacon at a predetermined position in a space to which the mobile robot is to move; It includes a data processing unit for generating map information on the current magnetic position and space of the mobile robot from the beacon, the obstacle detection unit for the mobile robot to detect the omnidirectional obstacles and the driving unit for moving the mobile robot.

이동 로봇, 비콘(Beacon), 자기 위치 인식, 지도 정보 작성 Mobile Robot, Beacon, Magnetic Location Recognition, Map Information Creation

Description

이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법{APPARATUS FOR INDOOR MAP BUILDING OF MOBILE ROBOT AND METHOD THEREOF}Apparatus and method for indoor mapping of mobile robots {APPARATUS FOR INDOOR MAP BUILDING OF MOBILE ROBOT AND METHOD THEREOF}

도 1a는 기존의 청소 로봇의 이동 경로를 나타내는 도면이다.1A is a diagram illustrating a movement path of a conventional cleaning robot.

도 1b는 기존의 또 다른 청소 로봇의 이동 경로를 나타내는 도면이다.1B is a view showing a movement path of another conventional cleaning robot.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 및 비콘의 개략을 나타낸 도면이다.Figure 2a is a view showing a schematic of a mobile robot and beacons according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 및 비콘과의 위치ㆍ방향 관계를 정의하기 위한 (x, y, γ) 좌표계를 나타내는 도면이다.2B is a diagram illustrating a (x, y, γ) coordinate system for defining a position / direction relationship between a mobile robot and a beacon according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing the configuration of an indoor map preparation apparatus for a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 블록도 중에서 데이터 처리부의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.4 is a block diagram showing a detailed configuration of a data processing unit in a block diagram of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 신호의 송수신 하는 과정에 의해 이동 로봇과 비콘과의 거리를 산출하는 원리를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a principle of calculating a distance between a mobile robot and a beacon by a process of transmitting and receiving a UWB signal according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 생성 결과를 보여주는 도면이다.6 is a view showing the indoor map generation results of the mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도이다.7 is a block diagram illustrating an indoor map generating apparatus of a mobile robot according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram illustrating an indoor map generating apparatus of a mobile robot according to another embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법을 보여주는 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of preparing an indoor map of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 10은 도 9의 흐름도 중에서 이동 로봇이 현재 자기 위치를 판단하고, 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 과정을 상세히 나타내는 흐름도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a process in which the mobile robot determines a current self position and creates outline information on a space to be moved in the flowchart of FIG. 9.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇이 비콘을 부착하는 과정을 보여주는 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a process of attaching a beacon by a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 비콘의 위치가 변경된 경우에 있어서 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법을 보여주는 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a method of preparing an indoor map of a mobile robot when a location of a beacon is changed according to another embodiment of the present invention.

도 13a 및 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 이동 영역과 종래 기술에 따른 이동 로봇의 이동 영역을 비교하는 도면이다.13A and 13B are diagrams comparing a moving area of a mobile robot according to an embodiment of the present invention with a moving area of a mobile robot according to the related art.

본 발명은 이동 로봇의 주행(navigation) 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동형 비콘에 의한 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a navigation technology of a mobile robot, and more particularly, to an apparatus and method for generating an indoor map of a mobile robot using a mobile beacon.

일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 작업을 수행하는 데 사용되어 왔다. 이러한 로봇 공학분야는 근래에 들어 최첨단의 우주개발산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 최근에 들어서는 인간친화적인 가정용 로봇의 개발에까지 이르렀다. 덧붙여, 로봇은 의료용 기기를 대체하여 인간 생체 내에 투입됨으로써, 기존의 의료용 기기로는 치료가 불가능했던 미세한 인간 생체조직의 치료에까지 이용된다. 이와 같은 눈부신 로봇공학의 발전은 인터넷에 의한 정보혁명과 이를 뒤이어 유행하고 있는 생명공학분야를 대체하여 새롭게 등장할 최첨단 분야로서 각광받고 있다.In general, robots have been developed for industrial purposes and used as part of factory automation, or have been used to perform tasks on behalf of humans in extreme environments that humans cannot tolerate. This field of robotics has recently been used in the state-of-the-art space development industry and has evolved to the development of human-friendly home robots. In addition, the robot is used in the human body instead of the medical device, and thus is used for the treatment of the minute human biological tissue which was impossible to treat with the conventional medical device. The development of such dazzling robotics has been spotlighted as a cutting-edge field that will newly emerge in place of the information revolution by the Internet and the biotechnology field that is popular.

이 중 상기 가정용 로봇은 산업용 로봇에 국한되어왔던 기존의 중공업 중심의 로봇공학분야를 경공업 중심의 로봇공학 분야까지 확대시킨 주역으로서 가장 기본적으로 상기되는 것으로 청소용 로봇을 그 예로 들 수 있다. 이러한 상기 청소용 로봇은 보통 이동을 위한 구동수단과, 청소를 위한 청소 수단 그리고, 전방위 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지 수단 등으로 구성되어 있다.Among these, the home robot is the main role that is the most prominent role of expanding the existing heavy industry-oriented robotics field to the light industry-oriented robotics field, which has been limited to industrial robots. The cleaning robot is usually composed of a driving means for movement, a cleaning means for cleaning, and an obstacle detecting means for detecting an omnidirectional obstacle.

이와 같이, 기존의 청소 로봇(1)은 도 1a에서 도시하는 바와 같이, 제한된 영역(2) 내에서 장애물 감지부를 이용하여 장애물이 나타나면 다른 방향으로 전환하는 방식으로 이동을 한다. 따라서, 이러한 동작은 장애물 감지에 따른 랜덤 방식에 의해 이루어지기 때문에 청소 로봇(1)의 동작이 같은 영역에서 중복적으로 일어나거나 또는 특정한 영역에 대해서는 전혀 동작이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다. 또한 이러한 과정에서 발생하는 청소 로봇(1)의 이동 경로의 측면에 있어서 도 같은 자리를 반복하거나 이동 경로에 인접한 청소되지 않은 자리를 찾아가지 못하는 등 매우 비효율적인 동작을 제공할 수밖에 없음을 알 수 있다.As described above, the existing cleaning robot 1 moves in a different direction when an obstacle appears by using an obstacle detecting unit in the limited area 2 as shown in FIG. 1A. Therefore, since this operation is performed by a random method according to the obstacle detection, there is a problem that the operation of the cleaning robot 1 occurs repeatedly in the same area or no operation is performed on a specific area. In addition, it can be seen that in the side of the movement path of the cleaning robot 1 generated in this process, it is inevitable to provide a very inefficient operation such as repeating the same position or finding an uncleaned position adjacent to the movement path. .

따라서, 기존의 또 다른 청소 로봇(3)은 도 1b에서 도시하는 바와 같이, 자신의 위치를 어떤 수단에 의하여 계산하고, 청소할 대상 영역(2)를 파악한 후 최적의 경로로 이동함으로써 청소 시간 및 에너지 소비를 감소시킨다.Therefore, another conventional cleaning robot 3 calculates its position by some means, as shown in FIG. 1B, and grasps the target area 2 to be cleaned, and then moves to the optimum path for cleaning time and energy. Reduce consumption.

이와 같이, 최근의 청소 로봇을 비롯한 일정 영역 내를 이동하는 로봇 장치에 있어서는, 청소 로봇이 현재 자기의 위치를 정확히 파악하는 기술(localization) 및 주변 환경에 대한 지도 작성(map building)이 필수적이다. As described above, in a robot apparatus that moves within a certain area including a recent cleaning robot, localization and map building of a surrounding environment are essential for the cleaning robot to accurately grasp its current position.

이와 관련된 종래의 기술들로는, 한국 공개 특허 제 2002-033303호에서 개시된 바와 같이 벽면에 3개 이상의 비콘들을 장착하여 GPS의 원리를 이용하여 이동 로봇이 현재 자기의 위치를 파악하거나, 한국 공개 특허 제 2005-0063538호에서 개시된 바와 같이 충전대에 복수개의 초음파를 부착하고 이동 로봇이 일정시간 간격으로 방사되는 RF신호를 기준으로, 충전대에서 발진되는 초음파신호의 도달시간을 계산하여 충전대와 이동로봇 사이의 거리 및 각도를 검출함으로써, 이동 로봇이 현재 자신의 위치를 파악하는 방법들이 있다. In related arts, as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-033303, three or more beacons are mounted on a wall to detect a current position of a mobile robot using GPS principle, or Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005. As disclosed in -0063538, a plurality of ultrasonic waves are attached to a charging stand, and the distance between the charging stand and the mobile robot is calculated by calculating the arrival time of the ultrasonic signal oscillated from the charging stand based on the RF signal emitted by the mobile robot at regular intervals. By detecting the angle, there are ways for the mobile robot to know its current position.

그러나, 위에서 언급된 바와 같은 종래의 기술들은 벽으로 단절되어 있는 가정 환경에서 비콘이나 충전대를 고정 위치로 하여 이동 로봇과의 거리를 측정함에 있어서 벽을 통과하여 정확하게 두 지점간의 거리를 측정하는 방법은 제시하지 못한다. 그러므로, 이러한 종래의 기술들에 따라 이동 로봇의 현재 자기의 위치를 파악하거나 지도 정보를 작성하려면 방마다 비콘을 설치하거나 충전대를 옮겨서 설치 해야 하는 문제점이 있었다.However, the conventional techniques as mentioned above are a method of accurately measuring the distance between two points through the wall in measuring the distance from the mobile robot with the beacon or charging station in a fixed position in a home environment that is disconnected by the wall. Can't present Therefore, in order to determine the current position of the mobile robot or to create map information according to these conventional techniques, there has been a problem in that beacons are installed in each room or the charging station is moved.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 이동 로봇이 이동 영역의 설정에 있어서 불필요한 비콘의 설치 및 충전대의 이동 설치를 방지하기 위하여, 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘을 일정 영역별로 이동시킴으로써 전체 실내 영역에 대한 지도 작성이 가능하도록 하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Technical problem of the present invention for solving the above problems, in order to prevent the installation of the beacon and the installation of the charging station unnecessary for the mobile robot to set the moving area, the beacon for transmitting and receiving a signal for position determination in a certain area The present invention provides an apparatus and method for making indoor maps of a mobile robot, which enables mapping of the entire indoor area.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법을 기반으로 이동 로봇이 실내를 청소함에 있어, 미청소 구역 방지 및 중복청소 구역의 발생을 방지하는 데에 있다.Another technical problem of the present invention is to prevent the uncleaned zone and the occurrence of a duplicated clean zone when the mobile robot cleans the room based on the indoor mapping apparatus and method of the indoor robot.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치는, 상기 이동 로봇의 자기 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘; 상기 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 상기 비콘을 위치시키는 비콘 위치 고정부; 상기 비콘으로부터 상기 이동 로봇의 현재 자기 위치 판단 및 상기 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 데이터 처리부; 상기 이동 로봇이 전방위 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지부; 및 상기 이동 로봇을 이동시키기 위한 구동부를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the indoor map preparation apparatus of the mobile robot according to the present invention, the beacon for transmitting and receiving a signal for determining the magnetic position of the mobile robot; A beacon position fixing unit for positioning the beacon at a predetermined position in a space to which the mobile robot is to move; A data processor configured to determine current magnetic position of the mobile robot and map information about the space from the beacon; An obstacle detecting unit for detecting the obstacle by the mobile robot; And a driving unit for moving the mobile robot.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법은, (a) 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘을 구비한 상기 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 상기 비콘을 위치시키는 단계; (b) 상기 비콘으로부터 상기 이동 로봇의 현재 자기 위치를 판단함과 동시에 상기 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 단계;(c) 상기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하여 폐곡선이 아닌 경우, 상기 이동 로봇이 상기 비콘을 최단 개구간 영역에 위치시키고 상기 (b)단계로 진행하는 단계; 및 (d) 상기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하여 폐곡선인 경우 상기 폐곡선 정보를 상기 공간에 대한 지도 정보로 저장하여 지도 정보를 작성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the indoor map preparation method of the mobile robot according to the present invention, (a) the mobile robot having a beacon for transmitting and receiving a signal for determining the position at the predetermined position in the space to be moved Positioning the beacons; (b) determining the current magnetic position of the mobile robot from the beacon and simultaneously creating outline information on the space; (c) determining whether the created outline information is a closed curve and not a closed curve; The mobile robot placing the beacon in the shortest inter-opening area and proceeding to step (b); And (d) determining whether the created outline information forms a closed curve, and if the closed curve is a closed curve, storing the closed curve information as map information for the space to create map information.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100) 및 비콘(200)의 개략을 나타낸 도면이다. 이동 로봇(100)에는 주행이 가능하도록 주행 바퀴(101, 102)가 구비되어 있고, 중심 부분에 송수신부(120)를 구비하고 있다. 비콘(200)도 송수신부(미도시됨)를 구비하고 있으며, 비콘(200)은 이동 로봇(100)의 송수신부(110)와 소정의 거리를 두고 위치되어 있다. 이동 로봇(100)의 송수신부(110)와 비콘(200) 간에는 신호를 발신하거나 수신할 수 있으며, 비콘(200)의 좌표축을 원점으로 하여 이동 로봇(100)과 비콘(200) 서로간의 위치(L,φ)를 계산할 수 있다.2A is a diagram illustrating an outline of a mobile robot 100 and a beacon 200 according to an embodiment of the present invention. The mobile robot 100 is provided with traveling wheels 101 and 102 so as to travel, and has a transmitting and receiving unit 120 at a central portion thereof. The beacon 200 also includes a transceiver (not shown), and the beacon 200 is positioned at a predetermined distance from the transceiver 110 of the mobile robot 100. A signal may be transmitted or received between the transmission and reception unit 110 and the beacon 200 of the mobile robot 100, and the position of the mobile robot 100 and the beacon 200 with each other based on the coordinate axis of the beacon 200 as an origin ( L, φ) can be calculated.

도 2b는 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 위치 및 방향을 정의하기 위한 (x, y, γ) 좌표계를 나타내는 도면이다. 여기서 (x, y)는 비콘(200)을 원점(O)으로 한 이동 로봇(O')의 평면 위치를 나타내며, γ는 이동 로봇(100)의 현재 자세에서 지향하는 방향을 나타낸다. 여기서 위치(x, y)는 도면에 도시된 극 좌표계 표현인 위치(L, φ)에 의해서 대체될 수도 있다. 이때, 이동 로봇(100)의 위치 중의 L은 UWB신호의 송수신을 통한 시간 지연을 계산함으로써 구할 수 있고, 이동 로봇(100)의 위치 중의 φ는 비콘(200)에 구비된 발광 LED(미도시됨)와 이동 로봇(100)에 구비된 수광부(미도시됨)간에 각도 정보가 코딩된 신호를 송수신함으로써 획득할 수도 있고, 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 추정할 수도 있으나, 이에 한하지는 않는다. 2B is a diagram illustrating a (x, y, γ) coordinate system for defining the position and direction of the mobile robot 100 and the beacon 200. Here, (x, y) represents a planar position of the mobile robot O 'with the beacon 200 as the origin O, and γ represents a direction that is directed in the current attitude of the mobile robot 100. Here, the position (x, y) may be replaced by the position (L, φ) which is a polar coordinate representation shown in the figure. At this time, L in the position of the mobile robot 100 can be obtained by calculating the time delay through the transmission and reception of the UWB signal, φ of the position of the mobile robot 100 is a light emitting LED (not shown) provided in the beacon 200 ) May be obtained by transmitting and receiving a signal coded angle information between the light receiving unit (not shown) provided in the mobile robot 100, or may be estimated using a Kalman filter, but is not limited thereto.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치는 비콘(200) 및 이동 로봇(100)으로 이루어지며, 이동 로봇(100)은 데이터 처리부(110), 송수신부(120), 비콘 위치 고정부(130), 장애물 감지부(140), 이동제어부(150)를 포함한다.3 is a block diagram showing an indoor map preparation apparatus of the mobile robot 100 according to an embodiment of the present invention, the indoor map preparation apparatus of the mobile robot 100 according to an embodiment of the present invention is a beacon 200 And a mobile robot 100, the mobile robot 100 includes a data processor 110, a transceiver 120, a beacon position fixing unit 130, an obstacle detecting unit 140, and a movement control unit 150. do.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치의 구성 부분에 대하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the components of the indoor map preparation apparatus of the mobile robot 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

우선, 비콘(200)은 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 고정되어 이동 로봇(100)과의 위치를 판단하기 위한 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예에 있어서 비콘(200)은 이동 로봇(100)과 더불어 이동될 수 있다는 점 에서 종래 기술들과는 구별된다. First, the beacon 200 is fixed at a predetermined position in a space to which the mobile robot 100 is to move, and transmits and receives a signal for determining a position with the mobile robot 100. In an embodiment of the present invention, the beacon 200 is distinguished from the prior art in that it can be moved together with the mobile robot 100.

한편, 송수신부(120)는 이동 로봇(100)으로 분리된 비콘(200)과 위치 판단을 위한 신호를 송수신할 수 있으며, 수신된 신호를 데이터 처리부(110)로 제공한다. 이때 데이터 처리부(110)는 제공받은 신호 및 제공받은 신호의 시간차정보(timing)를 이용하여 비콘(200)의 위치를 원점으로 한 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산한다. Meanwhile, the transceiver 120 may transmit / receive a signal for position determination with the beacon 200 separated by the mobile robot 100, and provide the received signal to the data processor 110. In this case, the data processor 110 calculates a distance between the mobile robot 100 and the beacon 200 using the received signal and time difference information (timing) of the received signal as the origin of the beacon 200.

여기서, 위치 판단을 위한 신호는, UWB(Ultra WideBand)신호, 적외선(Infra-red), RF(Radio Frequency) 등의 신호를 포함할 수 있으나, 이들에 한정되지는 않는다. 다만, 본 발명에서는 UWB신호를 이용하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.Here, the signal for position determination may include, but is not limited to, signals such as an ultra wideband (UWB) signal, an infrared (red), and an RF (radio frequency). However, the present invention will be described with an example of using the UWB signal.

그리고, 비콘 위치 고정부(130)는, 이동 로봇(100)이 비콘(200)을 장착하여 이동할 수 있도록 하는 비콘 장착 수단(미도시됨)을 제공하며, 데이터 처리부(110)의 제어에 따라 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 비콘(200)을 이동하여 위치시키는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 비콘 장착 수단(미도시됨)은, 전자석과 같은 전자기적 수단이나, 요철 형태의 탈착과 같은 기구적 수단 등으로 이루어질 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. In addition, the beacon position fixing unit 130 provides a beacon mounting means (not shown) for allowing the mobile robot 100 to mount and move the beacon 200, and move under control of the data processor 110. The robot serves to move the beacon 200 to a predetermined position in the space to be moved. Here, the beacon mounting means (not shown) may be made of electromagnetic means such as electromagnets, mechanical means such as desorption in the form of unevenness, etc., but is not limited thereto.

그리고, 데이터 처리부(110)는 송수신부(120)로부터 입력 받은 신호에 기반하여 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산함으로써 이동 로봇의 현재 자기 위치 및 방향각을 판단하고, 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지함에 따라 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 역할을 한다. The data processor 110 determines a current magnetic position and a direction angle of the mobile robot by calculating a distance between the mobile robot 100 and the beacon 200 based on the signal received from the transceiver 120. As the sensing unit 140 detects a wall in the space to be moved, the sensor 140 generates map information on the space to be moved.

도 4는 도 3의 이동 로봇(100)의 구성도 중에서 데이터 처리부(110)에 대한 상세한 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of the data processor 110 in the configuration diagram of the mobile robot 100 of FIG.

도 4를 참조하면, 데이터 처리부(110)는 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치를 판단하는 자기 위치 판단부(410) 및 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 지도 정보 생성부(420)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the data processing unit 110 generates a map information on a magnetic position determining unit 410 for determining a current magnetic position of the mobile robot 100 and a space to which the mobile robot 100 is to move. An information generator 420 is included.

여기서, 자기 위치 판단부(410)가 현재 자기 위치를 계산하는 과정의 일 예는 UWB 신호를 송수신 하는 과정을 나타낸 도 5에 도시된다.Here, an example of a process of calculating the current magnetic position by the magnetic position determining unit 410 is shown in FIG. 5 showing a process of transmitting and receiving a UWB signal.

먼저, 송신기 측은 특정 세기(전압)를 갖는 UWB 펄스(4)를 수신기 측으로 전송한다. 이 때 송신기 측이 비콘(200)이라면 수신기 측은 이동 로봇(100)이 되고, 송신기 측이 이동 로봇(100)이라면 수신기 측은 비콘(200)이 될 것이다. 그 다음, 수신기 측에서는 소정의 시간(T)이 경과한 이후에 상기 UWB펄스(4)에서 다소 왜곡된 신호(5)를 수신하게 된다. 여기서, 수신기 측과 송신기 측은 동기된 타이머(timer)를 가지고 있으며, 수신기 측이 정해진 시간에 UWB신호를 발신하고 송신기 측이 T시간 이후에 이 신호를 받으면, 이 T에 전파의 속도(30만 km/s)를 곱하면 수신기 측과 송신기 측 간의 거리를 계산할 수 있다. First, the transmitter side transmits a UWB pulse 4 having a certain intensity (voltage) to the receiver side. At this time, if the transmitter side is a beacon 200, the receiver side will be a mobile robot 100, if the transmitter side is a mobile robot 100, the receiver side will be a beacon 200. Then, the receiver side receives a slightly distorted signal 5 at the UWB pulse 4 after a predetermined time T has elapsed. Here, the receiver side and the transmitter side have a synchronized timer, and when the receiver side transmits the UWB signal at a predetermined time and the transmitter side receives this signal after T time, the speed of propagation in this T (300,000 km) multiplying / s) calculates the distance between the receiver side and the transmitter side.

다시 도 4로 돌아가면, 이동 정보 계산부(412)는 이동제어부(150)에 포함되는 주행 바퀴의 회전 속도를 감지하고, 이를 통하여 이동 로봇(100)의 이전 위치와 현재 위치 사이의 위치 변화 및 방향 변화를 측정하는 과정인 데드 레코닝(Dead-reckoning)을 수행한다. 이때, 이동 정보 계산부(412)의 데드 레코닝에는 통상 엔코더(encoder, 미도시됨)가 사용된다. 엔코더는 일반적으로 로봇의 위치 이동 또는 방향 변화 지령을 내리고 로봇이 이에 추종하여 움직일 때 그 움직임을 제어할 목적으로 사용된다. 엔코더를 이용하면 움직인 위치 및 방향을 적분하여 현재의 로봇의 자기 위치를 알 수 있다. 만일, 적분 오차가 없다면 엔코더만으로도 이동 로봇의 자기 위치 판단이 가능하지만, 주행 거리계(odometry)와 같이 짧은 기간에는 오차의 샘플링시마다 오차가 누적되는 단점이 있다. 따라서, 이동 정보 계산부(412)에는 엔코더와 함께 자이로스코프(gyroscope)를 사용할 수도 있다. 이때, 자이로스코프는 회전하는 물체의 각속도를 측정함으로써 방향각 측정 성능을 향상시키는 데 도움을 준다.4 again, the movement information calculation unit 412 detects the rotational speed of the traveling wheel included in the movement control unit 150, thereby changing the position between the previous position and the current position of the mobile robot 100, and Perform dead-reckoning, the process of measuring direction changes. In this case, an encoder (not shown) is generally used for dead recording of the movement information calculator 412. The encoder is generally used for the purpose of giving the position movement or direction change command of the robot and controlling the movement when the robot moves following it. The encoder can be used to know the current position of the robot by integrating the moved position and direction. If there is no integral error, it is possible to determine the magnetic position of the mobile robot by using the encoder alone, but there is a disadvantage in that an error accumulates at every sampling of the error in a short period such as a odometer. Accordingly, a gyroscope may be used in the movement information calculator 412 together with the encoder. In this case, the gyroscope helps to improve the direction angle measurement performance by measuring the angular velocity of the rotating object.

그리고 자기 위치 판단부(410)는 거리 측정부(414)에서 계산된 위치 정보와 이동 정보 계산부(412)에서 계산된 위치 및 방향각 정보를 이용하여 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치 및 방향각을 판단한다. 즉, 거리 측정부(414)에서 계산된 이동 로봇(100)의 비콘(200)과의 절대 위치 정보와 이동 정보 계산부(412)의 엔코더로부터 얻어지는 이동 로봇(100)의 이동 정보를 이용하여, 현재의 이동 로봇(100)의 최적 위치 및 방향각을 칼만 필터를 통하여 추정하여 최종적으로 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치 및 방향을 판단한다. 칼만 필터를 통하여 이동 로봇(100)의 최적 위치를 추정하는 기술은 이미 당업계에 널리 알려져 있으므로 본 발명에서는 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The magnetic position determining unit 410 uses the position information calculated by the distance measuring unit 414 and the position and direction angle information calculated by the movement information calculating unit 412 to determine the current magnetic position and direction of the mobile robot 100. Judge the angle. That is, using absolute position information with the beacon 200 of the mobile robot 100 calculated by the distance measuring unit 414 and movement information of the mobile robot 100 obtained from the encoder of the movement information calculating unit 412, The optimum position and direction angle of the current mobile robot 100 are estimated through a Kalman filter to finally determine the current magnetic position and direction of the mobile robot 100. Since a technique for estimating an optimal position of the mobile robot 100 through the Kalman filter is already well known in the art, a detailed description thereof will be omitted in the present invention.

한편, 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 지도 정보 생성부(420)에 대해서 상세히 설명하면 하기와 같다.On the other hand, the map information generation unit 420 for generating map information for the space to be moved by the mobile robot 100 will be described in detail.

지도 정보 생성부(420)는 자기 위치 판단부(410)가 출력한 이동 로봇(100)의 현재 위치 판단 결과를 이용하여 이동 로봇(100)이 이동 중인 영역에 대한 지도 정보를 작성한다. 또한 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지하여 벽을 따라 이동함으로써 획득한 벽 감지 정보를 외곽선 생성부(422)에 제공하면, 외곽선 생성부(422)는 제공된 벽 감지 정보로부터 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 생성하게 되는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. The map information generator 420 creates map information on an area in which the mobile robot 100 is moving by using the current position determination result of the mobile robot 100 output by the magnetic location determiner 410. In addition, when the obstacle detecting unit 140 detects the wall in the space to be moved and provides the wall detecting information obtained by moving along the wall, the outline generating unit 422 receives the wall generating information from the provided wall detecting information. The outline information on the space to be moved is generated. A detailed description thereof will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 지도 생성 결과를 보여주는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에서의 실내 지도를 생성하기 위하여서는, 이동 로봇(100)의 자기 위치 판단부(210)에 의한 현재 위치 판단의 결과와, 장애물 감지부(140)가 벽을 따라 이동하면서 획득한 외곽선 정보가 이용될 수 있다. 이때 장애물 감지부(140)는 레인지 파인더 센서(range-finder sensor) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 6 is a view showing a map generation result of a mobile robot according to an embodiment of the present invention. In order to generate the indoor map in one embodiment of the present invention, as a result of the current position determination by the magnetic position determination unit 210 of the mobile robot 100, while the obstacle detection unit 140 moves along the wall The acquired outline information can be used. In this case, the obstacle detecting unit 140 may use a range-finder sensor, but is not limited thereto.

도 6과 같은 지도 작성에는 그리드 맵(grid map) 방식이 사용될 수 있다. 그리드 맵 방식은 장애물 감지부(140)가 벽면이나 장애물을 감지한 결과, 벽면이나 장애물 등이 존재하는 영역에 대해서는 검정 블럭으로 표현하고, 벽면이나 장애물이 존재하지 않는 영역에 대해서는 흰색 블럭으로 표현하고, 미탐색 영역에 대해서는 회색 블럭으로 표현하는 방식이다. 예를 들어, 도 6에서 검정 블럭이 모여서 형성된 검정색 테두리가 벽면이나 장애물이고, 그 내부의 흰 색 영역은 장애물이 없는 마루나 거실 공간임을 추정할 수 있을 것이다. 상기 생성된 지도를 이용하여 이동 로봇(100)은 이동 영역을 설정할 수 있게 되고, 어떻게 효율적으로 이동할 것 인지 이동 계획을 설정할 수 있게 된다. A grid map method may be used to create a map as shown in FIG. 6. In the grid map method, the obstacle detection unit 140 detects a wall surface or an obstacle, and as a result, a black block is expressed in an area where a wall or an obstacle exists, and a white block is expressed in an area where a wall or an obstacle does not exist. For the unsearched area, the gray block is represented. For example, in FIG. 6, the black border formed by gathering the black blocks may be a wall or an obstacle, and the white area therein may be a floor or living room without obstacles. Using the generated map, the mobile robot 100 may set a moving area and set a moving plan on how to move efficiently.

다시 도 4로 돌아가면, 폐곡선 판단부(424)는 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하고, 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선이 아닌 경우는, 비콘 위치 고정부(130)가 비콘(200)을 재부착할 수 있도록 이동제어부(150)로 하여금 현재 비콘(200)의 위치로 이동하도록 제어하여 비콘 탈착부(미도시됨)에 비콘을 부착하고, 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동하게 한다. 여기서 이동 로봇(100)이 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동할 때는 엔코더를 이용하여 이동하거나, 기 작성된 그리드 맵을 기반으로 하는 SLAM(Simultaneous Localization and Map building) 기법을 사용하여 이동할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 그리고 비콘 위치 고정부(130)는 이동 로봇(100)이 개구간 내의 소정 위치로 이동한 다음에 비콘(200)을 상기 소정 위치에 위치시키고, 이동 로봇(100)은 현재 비콘(200)이 위치된 소정의 지점을 원점으로 하는 현재 자기 위치 판단 및 지도 정보 생성을 재수행한다.4 again, the closed curve determination unit 424 determines whether the pre-written outline information forms a closed curve, and if the pre-written outline information is not a closed curve, the beacon position fixing unit 130 is the beacon 200. ) To attach the beacon to the beacon detachment unit (not shown) by controlling the movement control unit 150 to move to the position of the current beacon 200 so as to reattach Let's move on. In this case, when the mobile robot 100 moves between the openings located at the shortest distance from the current location, the mobile robot 100 may move by using an encoder or by using a SLAM (Simultaneous Localization and Map building) technique based on a previously created grid map. , But not limited to. The beacon position fixing unit 130 moves the beacon 200 to the predetermined position after the mobile robot 100 moves to a predetermined position within the opening, and the mobile robot 100 is currently positioned to the beacon 200. The current self position determination and map information generation starting from the predetermined predetermined point are performed again.

반면, 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는 경우에는, 지도 정보 저장부(426)는 폐곡선 정보를 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보로 저장함으로써 이동 로봇(100)의 이동 영역을 최종 설정한다. 따라서 이동 로봇(100)은 기 작성된 지도 정보를 활용하여 효과적으로 이동하면서 작업을 수행할 수 있다.On the other hand, in the case where the created outline information forms a closed curve, the map information storage unit 426 stores the closed curve information as map information on the space to which the mobile robot 100 is to move to store the moving area of the mobile robot 100. Final setting Therefore, the mobile robot 100 may perform the operation while effectively moving by using the previously prepared map information.

그리고 장애물 감지부(140)는, 이동 로봇(100)이 자기 위치 판단과 지도 정보를 작성하기 위해 비콘(200)을 기준으로 이동하고자 하는 공간을 이동할 때, 상 기 이동 로봇(100)이 벽을 감지하여 벽을 따라 이동할 수 있도록 한다.The obstacle detecting unit 140 moves the space to which the mobile robot 100 is to move based on the beacon 200 in order to determine its own position and map information. Sense and move along the wall.

한편 이동제어부(150)는, 이동 로봇(100)이 이동할 수 있도록 동력을 제공하는데, 다시 말해서, 이동 로봇(100)이 자기 위치 판단과 지도 정보를 작성하기 위해 비콘(200)을 기준으로 이동할 수 있도록 제어하며, 비콘(200)을 부착한 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간을 이동할 수 있도록 제어한다. 그리고 이동제어부(150)는 일반적으로 복수 개의 바퀴와 방향 제어 장치를 포함하지만, 이동 로봇(100)의 이동이 가능한 다른 공지의 이동 수단으로 이루어져도 무방하다.Meanwhile, the movement controller 150 may provide power to move the mobile robot 100, that is, the mobile robot 100 may move based on the beacon 200 to determine its own position and create map information. Control so that the mobile robot 100 to which the beacon 200 is attached to move the space to be moved. In addition, although the movement control unit 150 generally includes a plurality of wheels and a direction control device, the movement control unit 150 may be made of other known movement means capable of moving the mobile robot 100.

또한 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 이동 로봇(100)이 이동 중에 있을 때 비콘(200)의 위치가 변경된 경우의 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치는, 비콘(200), 관성센서(210), 데이터 처리부(110), 송수신부(120), 비콘 위치 고정부(130), 장애물 감지부(140) 및 이동제어부(150)를 포함한다. 7 is a block diagram illustrating an indoor map generating apparatus of the mobile robot 100 when the position of the beacon 200 is changed when the mobile robot 100 is in motion according to another embodiment of the present invention. Indoor map preparation device of the mobile robot 100 according to the embodiment of the present invention, the beacon 200, the inertial sensor 210, the data processing unit 110, the transceiver 120, the beacon position fixing unit 130 The obstacle detecting unit 140 and the movement control unit 150 are included.

먼저, 비콘(200)에 구비된 관성 센서(210)는 일정 시간을 주기로 관성 센서 값을 측정한다. 그리고 측정된 관성 센서 값을 이동 로봇(100)의 데이터 처리부(110)로 출력하면, 데이터 처리부(110)는 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인지를 판단한다. 만일, 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인 경우에는, 데이터 처리부(110)는 비콘(200)의 위치가 변경된 것으로 판단하여 이동 로봇(100)이 이동을 중지하도록 이동제어부(150)를 제어하고, 일정 시간이 경과한 후에 관성 센서의 값을 다시 재측정하고, 상기 관성 센서에 의해 재측정된 값이 기 설정된 문턱값 이하인 경우에는, 비콘(200)의 현재 위치를 원점으로 하는 이동 로 봇(100)의 현재 위치를 재설정하고 상기 소정 공간에 대한 지도 정보를 재작성한다.First, the inertial sensor 210 provided in the beacon 200 measures the inertial sensor value at regular intervals. When the measured inertial sensor value is output to the data processor 110 of the mobile robot 100, the data processor 110 determines whether the input inertial sensor value is greater than or equal to a preset threshold. If the input inertial sensor value is greater than or equal to a preset threshold, the data processor 110 determines that the position of the beacon 200 has changed and controls the movement controller 150 to stop the movement of the mobile robot 100. After a predetermined time has elapsed, the value of the inertial sensor is re-measured again, and if the value measured by the inertial sensor is less than or equal to a preset threshold, the mobile robot has the current position of the beacon 200 as the origin. The current location of 100 is reset and map information for the predetermined space is rewritten.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도이다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치는, 비콘(200), 데이터 처리부(110), 송수신부(120), 비콘 위치 고정부(130), 장애물 감지부(140), 이동제어부(150), 전방위 적외선 송수신부(160) 및 접촉 감지부(170)를 포함한다. 8 is a block diagram showing an indoor map preparation apparatus of the mobile robot 100 according to another embodiment of the present invention. Indoor map preparation device of the mobile robot 100 according to the embodiment of the present invention, the beacon 200, the data processing unit 110, the transceiver unit 120, the beacon position fixing unit 130, obstacle detection unit 140 ), The movement control unit 150, the omni-directional infrared transceiver 160 and the touch sensor 170.

여기서, 전방위 적외선 송수신부(160)는 분리된 비콘(200)의 위치를 원점으로 하는 2차원 좌표 평면 상에서, 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)와 비콘(200)이 이루는 각도를 측정하는 역할을 한다. 그리고 접촉 감지부(170)는 이동 로봇(100)이 기 측정된 각도를 유지하면서 비콘(200)을 향하여 소정 거리 이내로 접근할 때 이동 로봇(100)이 비콘(200)과 접촉되었는지 여부를 감지하는 역할을 한다.Here, the omnidirectional infrared transceiver 160 is an angle between the beacon position fixing unit 130 and the beacon 200 of the mobile robot 100 on a two-dimensional coordinate plane with the position of the separated beacon 200 as the origin. It serves to measure. In addition, the touch sensing unit 170 detects whether the mobile robot 100 is in contact with the beacon 200 when the mobile robot 100 approaches the beacon 200 within a predetermined distance while maintaining the measured angle. Play a role.

지금까지 도 3, 도 4, 도 7, 및 도 8의 각 구성요소는 소프트웨어(software) 또는, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)를 의미할 수 있다. 그렇지만, 상기 구성요소들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 어드레싱(addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 상기 구성요소들 안에서 제공되는 기능은 더 세분화된 구성요소에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 구성요소들 을 합하여 특정한 기능을 수행하는 하나의 구성요소로 구현할 수도 있다. Until now, each component of FIGS. 3, 4, 7, and 8 means software or hardware such as a field-programmable gate array (FPGA) or an application-specific integrated circuit (ASIC). can do. However, the components are not limited to software or hardware, and may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to execute one or more processors. The functions provided in the above components may be implemented by more subdivided components, or may be implemented as one component that performs a specific function by combining a plurality of components.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 비콘(200)에 의한 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 방법을 나타내는 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a method of preparing an indoor map of a mobile robot 100 by a mobile beacon 200 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 이동 로봇(100)을 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 위치시키고, 데이터 처리부(110)의 제어에 따라 비콘 위치 고정부(130)의 비콘 부착부(미도시됨)는 기 소정 위치에 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘(200)을 분리하여 위치시킨다(S1200). 여기서, 비콘 부착부(미도시됨)는, 전자석, 요철 형태의 탈착 수단 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.First, the mobile robot 100 is positioned at a predetermined position in a space to be moved, and under the control of the data processor 110, the beacon attachment portion (not shown) of the beacon position fixing unit 130 is positioned at a predetermined position. Separating and positioning the beacon 200 for transmitting and receiving a signal for determination (S1200). Here, the beacon attachment portion (not shown) may include an electromagnet, a desorption means in the form of unevenness, but is not limited thereto.

그 후, 송수신부(120)는 이동 로봇(100)으로 분리된 비콘(200)과 위치 판단을 위한 신호를 송수하여, 수신된 신호를 데이터 처리부(110)로 제공한다. 이때 데이터 처리부(110)는 제공받은 신호 및 제공받은 신호의 시간차정보(timing)를 이용하여 비콘(200)의 위치를 원점으로 하는 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산한다. 여기서, 위치 판단을 위한 신호는, UWB(Ultra Wideband)신호, 적외선(Infra-red), RF(Radio Frequency) 등의 신호를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Thereafter, the transceiver 120 transmits the beacon 200 separated by the mobile robot 100 and a signal for position determination, and provides the received signal to the data processor 110. At this time, the data processing unit 110 calculates the distance between the mobile robot 100 and the beacon 200 using the received signal and time difference information (timing) of the received signal as the origin of the beacon 200. Here, the signal for position determination may include a signal such as an ultra wideband (UWB) signal, an infrared (red), or an RF (radio frequency), but is not limited thereto.

그 후, 데이터 처리부(110)는 송수신부(120)로부터 입력 받은 신호에 기반하여 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산하여 이동 로봇의 현재 자기 위치를 판단하고, 이동 로봇(100)이 구비한 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지하여 벽을 따라 이동함으로써 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 생성한다(S1210). 상기 S1210 과정에 대해서는 도 10을 참조하여 자세히 설명하면 하기와 같다.Thereafter, the data processor 110 calculates a distance between the mobile robot 100 and the beacon 200 based on the signal received from the transceiver 120 to determine the current magnetic position of the mobile robot, and determines the mobile robot ( The obstacle detecting unit 140 provided by 100 detects a wall in the space to be moved and moves along the wall to generate outline information on the space to be moved (S1210). The process of S1210 will now be described in detail with reference to FIG. 10.

도 10은 도 9의 전체 흐름 중 이동 로봇(100)이 현재 자기 위치를 판단하고, 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 S1210 단계의 과정을 상세히 나타내는 흐름도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of step S1210 in which the mobile robot 100 determines a current magnetic position and creates outline information on a space to be moved in the entire flow of FIG. 9.

먼저, 이동 로봇(100)이 분리된 비콘(200)을 기준으로 이동하고자 하는 공간을 벽을 따라 이동함에 따라 이동 정보 계산부(212)는 이동 로봇(100)의 변화되는 상태를 감지하여 이동 정보를 계산하고(S1300), 거리 측정부(214)는 분리된 비콘(200)과 이동 로봇(100)이 위치 판단을 위한 신호를 송수신함으로써 상호간의 거리를 측정한다(S1310). 그 후, 자기 위치 판단부(210)는 이동 정보 계산부(212)의 엔코더가 계산한 이동 로봇(100)의 이동 정보와 거리 측정부(214)가 계산한 비콘(200)에서 이동 로봇(100)까지의 상호간의 거리를 측정한 정보인 절대 위치 정보를 기반으로 칼만필터 등의 기법을 이용하여 이동 로봇(100)의 현재 위치를 판단한다. 그리고 이동 로봇(100)이 구비한 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지하여 벽을 따라 이동함으로써 획득한 벽 감지 정보를 외곽선 생성부(422)로 제공하고, 외곽선 생성부(422)는 상기 제공된 벽 감지 정보로부터 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 생성한다(S1320).First, as the mobile robot 100 moves along a wall a space to be moved based on the separated beacon 200, the movement information calculator 212 detects a change state of the mobile robot 100 to move information. (S1300), the distance measuring unit 214 measures the distance between the separated beacon 200 and the mobile robot 100 by transmitting and receiving a signal for position determination (S1310). Thereafter, the magnetic position determining unit 210 moves the mobile robot 100 from the moving information of the mobile robot 100 calculated by the encoder of the mobile information calculating unit 212 and the beacon 200 calculated by the distance measuring unit 214. The current position of the mobile robot 100 is determined using a technique such as a Kalman filter based on absolute position information, which is information of measuring distances to each other. In addition, the obstacle detecting unit 140 provided by the mobile robot 100 detects a wall in a space to be moved and provides wall detection information obtained by moving along the wall to the outline generating unit 422, and the outline generating unit ( 422 generates outline information on the space to be moved from the provided wall detection information (S1320).

이 때, 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 위치된 비콘(200)과의 거리가 멀어지게 되거나 장애물 등에 의해 위치 인식을 위한 신호의 송수신 신호의 세기가 약해져, 이동 로봇(100)이 자기 위치 인식이나 지도 작성 수행이 어려워지는 경우가 발생할 수 있다. 이동 로봇(100)의 데이터 처리부(110)는 위치 판단용 신호의 세기가 기 설정된 문턱값 이상인지를 판단하여(S1330), 판단 결과 문턱값 이상인 경우에는 S1300 단계부터 계속 수행하고, 문턱값 미만인 경우에는 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)가 비콘(200)을 재부착하도록 이동제어부(150)로 하여금 현재 비콘(200)의 위치로 이동하도록 제어한다(S1340). At this time, the distance from the beacon 200 located at a predetermined position in the space to which the mobile robot 100 is to move away or the strength of the transmission and reception signal of the signal for position recognition is weakened by the obstacle, etc., the mobile robot 100 ) May be difficult to recognize the location or perform the mapping. The data processing unit 110 of the mobile robot 100 determines whether the strength of the position determination signal is greater than or equal to a preset threshold value (S1330). If the determination result is greater than or equal to the threshold value, the data processing unit 110 continues from step S1300 and if the threshold value is less than the threshold value. The beacon position fixing unit 130 of the mobile robot 100 controls the movement control unit 150 to move to the position of the current beacon 200 to reattach the beacon 200 (S1340).

다시 도 9로 돌아가면, S1210 단계 이후에, 폐곡선 판단부(424)가 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선인지 여부를 판단한다(S1220). 여기서 폐곡선 판단부(424)가 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선이 아니라고 판단한 경우에는, 이동 로봇(100)은, 비콘을 최단 개구간 영역에 위치시킨다(S1230). 여기서, S1230 단계를 좀더 상세히 설명하면, 위치 고정부(130)가 비콘(200)을 재부착하기 위해서, 이동 로봇(100)은 이동제어부(150)로 하여금 현재 비콘(200)의 위치로 이동하도록 제어한 뒤, 비콘 탈착부(미동시)에 비콘을 부착하고, 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동하게 한다. 그런 다음, 비콘 위치 고정부(130)는 비콘(200)을 개구간 내의 소정 위치에 위치시킨다(S1230). 여기서 이동 로봇(100)이 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동할 때는 SLAM(Simultaneous Localization and Map building) 기법을 사용하여 이동할 수 있으나, 이에 한정되는 않는다. 그리고 이동 로봇(100)이 개구간 내의 소정 위치로 이동한 다음에 비콘 위치 고정부(130)는 비콘(200)을 상기 소정 위치에 위치시키고, 데이터 처리부(110)는 현재 비콘(200)이 위치된 소정의 지점을 원점으로 하여 이동 로봇(200)의 현재 자기 위치 판단 및 외곽선 정보 생성 작업을 재수행한다(S1210). 9 again, after step S1210, the closed curve determination unit 424 determines whether the previously generated outline information is a closed curve (S1220). If the closed curve determination unit 424 determines that the previously generated outline information is not the closed curve, the mobile robot 100 positions the beacon in the shortest inter-opening region (S1230). Here, step S1230 will be described in more detail, in order for the position fixing unit 130 to reattach the beacon 200, the mobile robot 100 causes the movement control unit 150 to move to the position of the current beacon 200. After the control, the beacon is attached to the beacon detachment part (while not moving) and moved between the openings that are the shortest distance from the current magnetic position. Then, the beacon position fixing part 130 places the beacon 200 at a predetermined position within the opening (S1230). In this case, when the mobile robot 100 moves between the openings at the shortest distance from the current location, the mobile robot 100 may move using a SLAM (Simultaneous Localization and Map building) technique, but is not limited thereto. Then, after the mobile robot 100 moves to a predetermined position within the opening, the beacon position fixing unit 130 positions the beacon 200 at the predetermined position, and the data processing unit 110 currently positions the beacon 200. The current magnetic position determination and the outline information generation operation of the mobile robot 200 are performed again using the predetermined point as the origin (S1210).

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)이 비콘(200)을 부착하 는 과정을 나타내는 흐름도다.11 is a flowchart illustrating a process of attaching the beacon 200 by the mobile robot 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 폐곡선 판단부(424)가 기 작성된 외곽선 정보가 하나 이상의 개구간을 포함하고 있다고 판단한 경우에(S1400), 이동 로봇(100)은 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간을 선택한다(S1410). 그리고 이동 로봇(100)은 비콘(200)을 부착하기 위하여 비콘(200)과의 거리가 줄어드는 방향으로 기 설정된 거리 이내로 이동한다(S1420). 이 때, 이동 로봇(100)은 비콘(200)의 위치를 원점으로 하는 2차원 평면 좌표 상에서, 이동 로봇(100)의 데이터 처리부(110)는 이동 로봇(100)이 구비한 비콘 위치 고정부(130)의 각도와 비콘의 각도가 기 설정된 소정 각도에 맞도록 비콘 위치 고정부(130)의 각도를 제어하면서(S1430), 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)가 비콘(200)에 접근한다(S1440). 그리고 이동 로봇(100)이 비콘(200)에 접근하다가 접촉 감지부(170)가 비콘(200)과의 접촉을 감지하게 되면(S1450), 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)의 비콘 부착부(미도시됨)에 의하여 비콘(200)을 부착한다(S1460).First, when the closed curve determination unit 424 determines that the previously-constructed outline information includes one or more openings (S1400), the mobile robot 100 selects an opening that is the shortest distance from the current self position (S1410). ). In addition, the mobile robot 100 moves within a predetermined distance in a direction in which the distance from the beacon 200 is reduced to attach the beacon 200 (S1420). At this time, the mobile robot 100 is a two-dimensional plane coordinates of the origin of the beacon 200, the data processing unit 110 of the mobile robot 100 is a beacon position fixing unit provided in the mobile robot 100 ( While controlling the angle of the beacon position fixing unit 130 so that the angle of the 130 and the angle of the beacon to the predetermined predetermined angle (S1430), the beacon position fixing unit 130 of the mobile robot 100 is beacon 200 Approach (S1440). When the mobile robot 100 approaches the beacon 200 and the touch sensing unit 170 detects contact with the beacon 200 (S1450), the beacon position fixing unit 130 of the mobile robot 100 Attach the beacon 200 by the beacon attachment portion (not shown) (S1460).

다시 도 9로 돌아가서, 폐곡선 판단부(224)가 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선이라고 판단한 경우에는, 지도 정보 저장부(226)는 기 작성된 폐곡선 정보를 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보로 저장함으로써 이동 로봇(100)의 이동 영역을 설정하고 작업을 완성한다(S1240). 9 again, when the closed curve determination unit 224 determines that the previously drawn outline information is a closed curve, the map information storage unit 226 maps the previously-closed closed curve information to the space to which the mobile robot 100 intends to move. By storing the information, the moving area of the mobile robot 100 is set and the operation is completed (S1240).

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘(200)의 위치가 변경된 경우에 있어서 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 방법을 나타내는 흐름도이다. 12 is a flowchart illustrating a method of preparing an indoor map of the mobile robot 100 when the location of the beacon 200 is changed according to an embodiment of the present invention.

먼저, 비콘(200)이 구비한 관성 센서(210)가 관성 센서 값을 측정하고, 측정 된 관성 센서 값을 데이터 처리부(110)로 출력한다(S1500). 그리고 데이터 처리부(110)는 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인지 판단하는데, 이때 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인 경우에는(S1510), 비콘(200)의 위치가 변경된 것을 의미하므로, 비콘(200)이 구비한 데이터 처리부(220)는 관성 센서 값을 적분하여 비콘(200)의 위치를 계산한다(S1520). 그리고 이동 로봇(100)이 이동 중인 경우에는(S1530) 이동을 중지하도록 이동제어부(150)를 제어한다(S1540). 그리고, 일정 시간이 경과한 후에 비콘의 위치에 변동이 있는지 관측하기 위해서 관성 센서(210)는 관성 센서 값을 재측정하고, 재측정된 값이 기 설정된 문턱값 미만이 될 때까지 S1500단계 내지 S1540단계를 계속 수행한다. 한편, 관성 센서 값이 문턱값 미만인 경우에는, 비콘(200)의 위치가 고정된 것을 의미하므로 비콘(200)의 현재 위치를 원점으로 하는 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치를 재판단하고 소정 공간에 대한 외곽선 정보를 재작성한다(S1550).First, the inertial sensor 210 provided by the beacon 200 measures the inertial sensor value, and outputs the measured inertial sensor value to the data processor 110 (S1500). The data processor 110 determines whether the input inertial sensor value is greater than or equal to a preset threshold. In this case, when the input inertial sensor value is greater than or equal to a preset threshold (S1510), the position of the beacon 200 is changed. Therefore, the data processing unit 220 provided with the beacon 200 calculates the position of the beacon 200 by integrating the inertial sensor value (S1520). When the mobile robot 100 is moving (S1530), the movement control unit 150 is controlled to stop the movement (S1540). In addition, in order to observe whether there is a change in the position of the beacon after a predetermined time elapses, the inertial sensor 210 re-measures the inertial sensor value, and the steps S1500 to S1540 until the measured value is less than the preset threshold. Continue with the steps. On the other hand, when the inertial sensor value is less than the threshold value, it means that the position of the beacon 200 is fixed, so that the current magnetic position of the mobile robot 100 whose current position of the beacon 200 is the origin is determined and a predetermined space is provided. Rewrite the outline information for (S1550).

도 13a 및 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 방법에 의한 이동 영역과 종래 기술에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법에 의한 이동 영역을 비교하는 도면이다.13A and 13B are diagrams for comparing a moving area by an indoor map generating method of a mobile robot 100 according to an embodiment of the present invention with a moving area by an indoor mapping method of a mobile robot according to the related art.

벽에 의해 여러 개의 공간으로 분리되는 실내를 예로 들어 설명하면, 대부분의 실내는 거실과 여러 개의 방들로 이루어져 있고, 이들은 벽과 문, 그리고 통로로 분리되어 있다. 도 13a의 종래 발명에 의하면, 콘크리트 구조물을 통과하는데 어려움이 있는 UWB 신호의 특성에 의하여, 이동 로봇은 실선으로 표시된 공간에 대한 부분만 이동 영역 설정이 가능하고, 나머지 점선으로 표시된 공간은 SLAM과 같 은 복잡한 기법을 이용하여 이동 영역을 설정해야 하는 어려움이 있다. 그러나 도 13b에 도시된 본 발명의 실시예에 의하면, 이동 로봇(100)이 비콘(200)을 탈부착 할 수 있으므로 신호 획득이 용이한 공간(#1, #2, #3)에 비콘(200)을 위치시킬 수 있다. 따라서 거실이나 각 방을 이동하면서 필요에 따라 비콘(200)을 위치시킬 수 있으므로, 모든 공간에 대한 이동 로봇(100)의 이동 영역을 설정할 수 있게 된다. 그리고 이동 로봇(100)은 기 설정된 이동 영역을 기반으로 이동 영역 전체에 대해서 청소시 누락되는 영역이 없도록 전영역 청소 기능(coverage path cleaning function)을 수행할 수도 있다.Taking the example of an interior divided into walls by walls, most of the interiors consist of a living room and several rooms, which are separated by walls, doors, and aisles. According to the conventional invention of FIG. 13A, due to the characteristics of the UWB signal, which is difficult to pass through the concrete structure, the mobile robot can set the moving area only for the space indicated by the solid line, and the space indicated by the dotted line is the same as the SLAM. Has a difficulty in setting the moving area using a complicated technique. However, according to the exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 13B, since the mobile robot 100 may detach the beacon 200, the beacon 200 may be located in the spaces # 1, # 2, and # 3 that are easy to acquire signals. Can be located. Therefore, since the beacon 200 can be positioned as needed while moving the living room or each room, it is possible to set the moving area of the mobile robot 100 for all the spaces. The mobile robot 100 may perform a coverage path cleaning function so that there is no missing area when cleaning the entire moving area based on the preset moving area.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디 롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.

본 발명에 따르면, 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘을 일정 영역별로 이동시킴으로써 전체 이동 영역에 대한 설정이 가능하도록 하기 때문에 이동 로봇이 이동 영역의 설정에 있어서 불필요한 비콘의 설치 및 충전대의 이동 설치를 방지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, since a beacon for transmitting and receiving a signal for position determination is moved by a predetermined area, the entire moving area can be set, so that the mobile robot can not install unnecessary beacons and move the charging station in setting the moving area. There is an effect that can be prevented.

또한, 본 발명에 따르면, 실내 공간을 이동하는 이동 로봇이 탈부착 가능한 비콘을 구비하고 있어서, 전 가정 내부의 공간에 대해 이동 로봇의 현재 자기의 위치와 지도 정보를 정확하게 획득할 수 있으므로, 이동 영역을 설정함에 있어서 누락되는 부분이 없이 실제 가정 환경에서 안정적으로 동작할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, since the mobile robot moving the indoor space is provided with a detachable beacon, it is possible to accurately obtain the current position and map information of the mobile robot with respect to the space inside the entire home, so that the moving area There is no omission in setting, there is an effect that can operate stably in the real home environment.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

Claims (21)

이동 로봇의 실내 지도 작성 장치에 있어서, In the indoor mapping device of the mobile robot, 상기 이동 로봇의 위치 판단을 위한 신호를 상기 이동 로봇에 송수신하는 비콘; Beacons for transmitting and receiving a signal for determining the position of the mobile robot to the mobile robot; 상기 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 상기 비콘을 이동하여 위치시키기 위해 상기 비콘을 탈부착할 수 있도록 구성된 비콘 위치 고정부; A beacon position fixing unit configured to attach and detach the beacon to move and position the beacon at a predetermined position in a space to which the mobile robot is to move; 상기 비콘으로부터 수신된 신호로부터 상기 이동 로봇의 현재 위치를 판단하고, 상기 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 데이터 처리부; A data processor which determines a current position of the mobile robot from the signal received from the beacon and generates map information on the space; 상기 이동 로봇의 이동 중에 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지부; 및 상기 이동 로봇을 이동시키기 위한 이동제어부를 포함하는데, An obstacle detecting unit for detecting an obstacle during the movement of the mobile robot; And a movement control unit for moving the mobile robot. 상기 데이터 처리부는 상기 판단된 현재 위치를 기반으로 상기 공간에 대한 외곽선 정보를 획득하여 지도 정보를 작성하는 지도 정보 생성부를 포함하고, The data processor includes a map information generator for obtaining map information on the space based on the determined current location and creating map information. 상기 이동제어부는 상기 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 판단 결과를 기초로 폐곡선이 아닌 경우 상기 이동 로봇을 상기 비콘을 최단 개구간 영역에 위치시키는 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치.And the movement control unit places the beacon at the shortest opening between the beacons when the contour information is not a closed curve based on a result of determining whether the outline information forms a closed curve. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 데이터 처리부는,The data processing unit, 상기 이동 로봇이 상기 비콘을 기준으로 상기 공간을 이동함에 따라 상기 로봇의 변화되는 상태를 감지하여 이동 정보를 계산하는 이동 정보 계산부;A movement information calculator for detecting movement state of the robot as the mobile robot moves the space based on the beacon, and calculating movement information; 상기 비콘과 상기 로봇과의 최단 거리를 측정하는 거리 측정부;A distance measuring unit measuring a shortest distance between the beacon and the robot; 상기 이동 정보 판단부에서 계산된 상기 이동 정보와 상기 거리 측정부로부터 얻어지는 상기 최단 거리 정보를 이용하여, 상기 이동 로봇의 현재 위치를 판단하는 위치 판단부;A position determination unit that determines a current position of the mobile robot using the movement information calculated by the movement information determination unit and the shortest distance information obtained from the distance measurement unit; 를 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치.Indoor mapping device of a mobile robot comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지도 정보 생성부는,The map information generation unit, 상기 이동 로봇에 탑재된 장애물 감지부가 장애물을 감지하여 상기 장애물을 따라 이동하는 것을 기반으로 외곽선 정보를 획득하는 외곽선 생성부;An outline generation unit configured to obtain outline information based on movement of the obstacle detecting unit mounted on the mobile robot along the obstacle; 상기 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하는 폐곡선 판단부;및A closed curve determination unit determining whether the outline information forms a closed curve; and 상기 외곽선 정보가 폐곡선을 이루는 경우 상기 폐곡선에 관한 정보를 상기 공간에 대한 지도 정보로 저장하는 외곽선 정보 저장부When the outline information forms a closed curve, the outline information storage unit stores information about the closed curve as map information about the space. 를 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치.Indoor mapping device of a mobile robot comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 지도 정보 생성부는,The map information generation unit, 상기 폐곡선 판단부가 상기 작성된 외곽선 정보에 하나 이상의 개구간이 포함되어 있다고 판단하는 경우에, 이동 로봇의 현재 위치에서 최단 거리에 있는 개구간을 선택하는 이동 로봇의 실내 지도 작성장치.And when the closed curve determination unit determines that one or more openings are included in the created outline information, selecting an opening section that is the shortest distance from the current position of the mobile robot. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이동 로봇이 상기 비콘의 위치를 원점으로 하는 2차원 평면 좌표 상에서, 상기 이동 로봇이 상기 이동 로봇의 비콘 위치 고정부가 상기 비콘과 이루는 소정의 각도를 측정하는 전방위 적외선 송수신부; 및 An omnidirectional infrared transmitting / receiving unit configured to measure a predetermined angle of the mobile robot's beacon position fixing unit with the beacon on the two-dimensional plane coordinates of the mobile robot's position as the origin; And 상기 이동 로봇이 상기 비콘을 향하여 접근하다가 상기 비콘과의 접촉을 감지하는 접촉 감지부The touch sensing unit detects contact with the beacon while the mobile robot approaches toward the beacon. 를 더 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치.Indoor mapping device of a mobile robot further comprising a. 제 5 항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 소정 각도는,The predetermined angle is, 상기 이동 로봇이 가지고 있는 전방위 적외선 송수신부와 상기 비콘이 가지는 적어도 하나 이상의 전방위 적외선 송수신부 간에 적외선을 송수신 할 때, 적외선 신호에 각도 정보를 부가하여 송수신함으로써 측정되는,When transmitting and receiving infrared rays between the omnidirectional infrared transceiver and the beacon at least one omnidirectional infrared transceiver, the mobile robot is measured by adding and transmitting angle information to the infrared signal, 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치.Indoor mapping device of mobile robot. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 거리 측정부는;The distance measuring unit; 상기 위치 판단을 위한 신호의 세기가 기 설정된 문턱값 이상인 위치 내에서 상기 최단 거리를 측정하는,Measuring the shortest distance within a position where the strength of the signal for determining the position is greater than or equal to a preset threshold; 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치.Indoor mapping device of mobile robot. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 장애물 감지부는,The obstacle detecting unit, 장애물 감지 센서, 거리 측정 센서 및 범퍼 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 장애물을 감지하는,Detecting the obstacle using at least one of an obstacle detecting sensor, a distance measuring sensor, and a bumper; 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치.Indoor mapping device of mobile robot. 이동 로봇의 이동영역 설정 방법에 있어서,In the moving area setting method of a mobile robot, (a) 상기 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에, 상기 이동 로봇의 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘을 이동하여 위치시키는 단계;(a) moving and positioning a beacon for transmitting and receiving a signal for determining a position of the mobile robot at a predetermined position in a space to which the mobile robot is to move; (b) 상기 비콘으로부터 상기 이동 로봇의 현재 위치를 판단하고 상기 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 단계; 및(b) determining a current position of the mobile robot from the beacon and creating outline information on the space; And (c) 상기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하여 폐곡선이 아닌 경우 상기 이동 로봇이 상기 비콘을 최단 개구간 영역에 위치시키는 단계를 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.and (c) determining whether the created outline information forms a closed curve, and if the closed curve information is not a closed curve, placing the beacon in the shortest opening area. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, (d) 상기 판단 결과 상기 외곽선 정보가 폐곡선을 이루는 경우 상기 폐곡선 정보를 상기 공간에 대한 지도 정보로 저장하여 이동 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.and (d) if the outline information forms a closed curve, storing the closed curve information as map information for the space and setting a moving area. 제 9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 (b) 단계는,In step (b), (b1) 상기 이동 로봇이 상기 비콘을 기준으로 상기 공간을 이동함에 따라 상기 로봇의 변화되는 상태를 감지하여 이동 정보를 계산하는 단계;(b1) calculating movement information by detecting a changing state of the robot as the mobile robot moves the space with respect to the beacon; (b2) 상기 비콘과 상기 로봇과의 최단 거리를 측정하는 단계;(b2) measuring the shortest distance between the beacon and the robot; (b3) 상기 계산된 이동 정보와 상기 측정된 최단 거리를 이용하여, 상기 이동 로봇의 현재 위치를 판단하는 단계; 및(b3) determining a current position of the mobile robot using the calculated movement information and the measured shortest distance; And (b4) 상기 판단된 현재 위치에 기반하여 상기 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 단계(b4) creating outline information on the space based on the determined current position; 를 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.Indoor map creation method of a mobile robot comprising a. 제 11항에 있어서, 12. The method of claim 11, 상기 위치 판단을 위한 신호는, UWB(Ultra Wideband) 신호인The signal for position determination is an ultra wideband (UWB) signal. 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.How to create an indoor map of a mobile robot. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 (b) 단계는, In step (b), 상기 위치 판단을 위한 신호의 세기가 기 설정된 문턱값 이상인 위치 내에서 수행되는 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.The method of making an indoor map of a mobile robot performed within a position where the strength of the signal for determining the position is greater than or equal to a preset threshold. 제13항에 있어서,14. The method of claim 13, 상기 위치 판단을 위한 신호의 세기가 기 설정된 문턱값 미만이 되는 위치로 상기 비콘을 해당 위치로 이동시킨 후 상기 (b) 단계를 진행하는 단계Moving the beacon to a position where the signal intensity for the position determination is less than a preset threshold, and then proceeding to step (b) 를 더 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.Indoor map creation method of a mobile robot further comprising a. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 외곽선 정보는, The outline information, 상기 이동 로봇이 장애물을 감지하여 상기 감지된 장애물을 따라 이동하면서 얻어지는 정보인Information obtained while the mobile robot detects an obstacle and moves along the detected obstacle. 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.How to create an indoor map of a mobile robot. 제 15 항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 이동 로봇은,The mobile robot, 장애물 감지 센서, 거리 측정 센서 및 범퍼 중 적어도 하나 이상을 벽을 감지하는At least one or more of the obstacle detection sensor, the distance measuring sensor and the bumper to detect the wall 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.How to create an indoor map of a mobile robot. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 (c) 단계는,The step (c) (c1) 상기 외곽선 정보가 하나 이상의 개구간을 포함하고 있는 경우, 상기 이동 로봇의 현재 위치에서 최단 거리에 있는 개구간을 선택하는 단계;(c1) if the outline information includes one or more apertures, selecting an aperture between the apertures that is the shortest distance from the current position of the mobile robot; (c2) 상기 이동 로봇이 상기 비콘과의 거리가 줄어드는 방향으로 기 설정된 거리 이내로 이동하는 단계;(c2) moving the mobile robot within a predetermined distance in a direction in which the distance from the beacon is reduced; (c3) 상기 비콘의 위치를 원점으로 하는 2차원 평면 좌표 상에서, 상기 이동 로봇이 상기 이동 로봇이 구비한 비콘 위치 고정부가 상기 비콘과 이루는 소정 각도에 맞도록 각도를 제어하면서 상기 비콘에 접근하는 단계;(c3) approaching the beacon by controlling the angle so that the beacon position fixing portion provided by the mobile robot corresponds to a predetermined angle of the beacon on the two-dimensional plane coordinates using the position of the beacon as an origin. ; (c4) 상기 이동 로봇이 상기 비콘에 접근하다가 상기 비콘과의 접촉을 감지하게 되면, 상기 이동 로봇의 비콘 부착부에 상기 비콘을 부착시키는 단계를 포함하는,(c4) if the mobile robot approaches the beacon and detects contact with the beacon, attaching the beacon to the beacon attachment portion of the mobile robot; 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.How to create an indoor map of a mobile robot. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 소정 각도는,The predetermined angle is, 상기 이동 로봇이 상기 비콘과 적외선을 송수신 할 때, 적외선 신호에 부가된 각도 정보를 이용하여 측정되는When the mobile robot transmits and receives the beacon and infrared rays, it is measured using the angle information added to the infrared signal. 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.How to create an indoor map of a mobile robot. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 이동 로봇의 비콘을 부착하는 단계는 전자석을 이용하여 상기 비콘을 상기 이동 로봇의 상기 비콘 부착부에 부착시키는 단계를 포함하는,Attaching the beacons of the mobile robot includes attaching the beacons to the beacon attachment portion of the mobile robot using an electromagnet, 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.How to create an indoor map of a mobile robot. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 (b) 단계는, In step (b), 상기 이동 로봇이 이동하는 중에 상기 비콘의 위치가 변경된 경우에 있어서,In the case where the position of the beacon is changed while the mobile robot is moving, (b1) 상기 비콘이 관성 센서를 통하여 상기 비콘의 위치가 변경된 것을 측정하는 단계;(b1) measuring, by the beacon, a change in the position of the beacon through an inertial sensor; (b2) 상기 측정된 관성 센서의 값이 기 설정된 문턱값 이상인 경우에는, 상기 이동 로봇이 이동을 중지하고 상기 관성 센서의 값을 재측정하여 상기 비콘과 상기 이동 로봇에 대한 상대 위치를 재설정하는 단계; 및(b2) if the measured value of the inertial sensor is greater than or equal to a preset threshold, the mobile robot stops moving and re-measures the value of the inertial sensor to reset the relative position of the beacon and the mobile robot. ; And (b3) 상기 측정된 관성 센서 값이 상기 문턱값 미만인 경우에는, 상기 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내에서 상기 재설정된 상대 위치를 원점으로 하는 상기 비콘으로부터 상기 이동 로봇의 현재 자기 위치를 재판단하고, 상기 공간에 대한 외곽선 정보를 재작성하는 단계를 포함하는,(b3) if the measured inertial sensor value is less than the threshold value, judge the current magnetic position of the mobile robot from the beacon whose origin is the reset relative position in the space to which the mobile robot is to move; Rewriting outline information on the space; 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.How to create an indoor map of a mobile robot. 제 9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 이동 로봇은 상기 설정된 이동 영역을 기반으로 상기 이동 영역 전체에 대한 청소 기능을 수행하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법.The mobile robot further comprises performing a cleaning function on the entire moving area based on the set moving area.
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