KR101985188B1 - Moving robot and driving method for the moving robot - Google Patents

Moving robot and driving method for the moving robot Download PDF

Info

Publication number
KR101985188B1
KR101985188B1 KR1020120104730A KR20120104730A KR101985188B1 KR 101985188 B1 KR101985188 B1 KR 101985188B1 KR 1020120104730 A KR1020120104730 A KR 1020120104730A KR 20120104730 A KR20120104730 A KR 20120104730A KR 101985188 B1 KR101985188 B1 KR 101985188B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
altitude
obstacle
mobile robot
value
Prior art date
Application number
KR1020120104730A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20140038239A (en
Inventor
정재헌
박성길
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020120104730A priority Critical patent/KR101985188B1/en
Publication of KR20140038239A publication Critical patent/KR20140038239A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101985188B1 publication Critical patent/KR101985188B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B25J13/086—Proximity sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/01—Mobile robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법이 개시된다. 본 발명의 실시예들에 의하면, 이동 로봇에 구비된 3차원 공간센서를 이용하여 장애물과의 거리 정보와 틸트량 정보를 획득하고 이로부터 장애물의 고도 정보를 산출하고 산출된 고도 정보에 따라 이동 로봇의 계속 주행 여부를 결정함으로써, 이동 로봇의 이동성 및 장애물 회피의 정확성이 보다 향상되며, 장치의 사용 환경범위가 보다 다양해진다.A traveling method of a mobile robot and a mobile robot is disclosed. According to the embodiments of the present invention, distance information and tilt amount information with respect to an obstacle are obtained using a three-dimensional space sensor provided in the mobile robot, altitude information of the obstacle is calculated therefrom, The mobility of the mobile robot and the accuracy of obstacle avoidance are further improved, and the range of use environment of the apparatus is further diversified.

Description

이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법{MOVING ROBOT AND DRIVING METHOD FOR THE MOVING ROBOT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a mobile robot and a traveling method of the mobile robot,

본 발명은 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법에 관한 것으로, 3차원 공간센서를 이용하여 장애물의 고도 정보를 산출할 수 있도록 구현한 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a traveling method of a mobile robot and a mobile robot, and more particularly, to a mobile robot and a traveling method of a mobile robot, which are capable of calculating altitude information of an obstacle by using a three-dimensional space sensor.

일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 이동 로봇도 만들어지고 있다.In general, robots have been developed for industrial use and have been part of factory automation. In recent years, medical robots, aerospace robots, and the like have been developed, and home mobile robots that can be used in ordinary homes are also being developed.

상기 가정용 이동 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 로봇 청소기는 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 가전기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 주행범위내에서 청소를 수행한다.A representative example of the home-use mobile robot is a robot cleaner. The robot cleaner is a type of home appliance that sucks dust and foreign substances while traveling on a self-cleaning basis. Such a robot cleaner generally has a rechargeable battery and is equipped with an obstacle sensor that can avoid obstacles during traveling, and travels by itself and carries out cleaning within the travel range.

한편, 최근 이동 로봇에 3차원 공간센서를 사용하는 것에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 대부분의 연구는 3차원 공간센서를 통해 장애물을 인식하거나 또는 사용자의 제스처를 인식하거나, 또는 이동 로봇의 주행시 장애물과의 이격 거리를 계측하는 것에 그치고 있는 실정이다. On the other hand, researches on the use of a three-dimensional space sensor in a mobile robot have been actively conducted. However, most of the studies are limited to the recognition of obstacles or the gesture of the user through the 3D space sensor, or the distance between the obstacle and the obstacle when the mobile robot is running.

하지만, 이동 로봇의 주행 도중 장애물이 감지된 경우, 장애물을 회피하는 주행을 수행할 수도 있지만 경우에 따라서는 효율적인 이동성을 위해 장애물을 넘거나 장애물이 존재하는 영역내에 진입할 수 있어야할 것이다.
However, if an obstacle is detected during the traveling of the mobile robot, it may be possible to avoid the obstacle. However, in some cases, it may be necessary to enter the obstacle area or the obstacle area for efficient mobility.

이에, 본 발명의 실시예들은 3차원 공간센서를 이용하여 장애물의 고도 정보를 산출하고 산출된 고도 정보에 따라 이동 로봇의 현재 주행경로의 변경여부를 결정하여 보다 향상된 주행 이동성을 갖는 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the embodiments of the present invention calculate altitude information of an obstacle by using a three-dimensional space sensor and determine whether the current traveling path of the mobile robot is changed according to the calculated altitude information, The purpose of the present invention is to provide a traveling method of a robot.

또한, 본 발명의 실시예들은, 이동 로봇의 주행범위내에 상향 및 바닥 장애물이 동시에 존재하는 경우, 각각의 고도 정보를 동시에 파악하여 이동 로봇의 진입 및 통과여부를 한꺼번에 결정할 수 있도록 함으로써 스마트한 주행이 가능한 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
In the embodiments of the present invention, when upward and bottom obstacles simultaneously exist within the traveling range of the mobile robot, the altitude information can be grasped at the same time, Another object is to provide a traveling method of a mobile robot and a mobile robot as much as possible.

본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇은, 이동로봇에 구비되는 3차원 공간센서와; 상기 3차원 공간센서로부터 획득된 영상 정보를 분석하여 주변의 장애물을 감지하는 장애물감지부와; 장애물 감지시, 상기 3차원 공간센서로부터 방출되는 발광신호를 이용하여 상기 장애물까지의 거리 정보를 획득하고, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준으로 상기 장애물까지의 상하변위량을 측정하여 틸트량 정보를 획득하고, 상기 거리 정보 및 상기 틸트량 정보에 근거하여 상기 장애물의 고도 정보를 산출하는 장애물고도산출부와; 상기 산출된 고도 정보에 따라 상기 이동 로봇의 주행경로를 결정하는 제어명령을 생성하는 제어부와; 상기 제어명령에 따라 상기 이동 로봇을 주행하는 주행부;를 포함한다.A mobile robot according to an embodiment of the present invention includes: a three-dimensional space sensor provided in a mobile robot; An obstacle detecting unit for analyzing image information obtained from the three-dimensional space sensor and detecting an obstacle around the obstacle; The distance information from the three-dimensional space sensor to the obstacle is obtained using the light emission signal emitted from the three-dimensional space sensor, and the vertical displacement amount from the center of the three-dimensional space sensor to the obstacle is measured An obstacle altitude calculation unit for obtaining tilt amount information and calculating altitude information of the obstacle based on the distance information and the tilt amount information; A control unit for generating a control command for determining a traveling path of the mobile robot according to the calculated altitude information; And a traveling unit that travels the mobile robot according to the control command.

일 실시예에서, 상기 장애물고도산출부는, 상기 획득된 틸트량 정보의 사인값과 상기 틸트량 정보에 대한 상기 거리 정보의 최소값을 승산한 값에, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 반영하여 상기 장애물의 고도 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the obstacle altitude calculation unit calculates the height of the three-dimensional space sensor from the center of the three-dimensional space sensor to the floor by multiplying the sine value of the obtained tilt amount information by the minimum value of the distance information with respect to the tilt amount information The elevation information of the obstacle is calculated.

일 실시예에서, 상기 장애물고도산출부는, 상기 장애물이 상향에 존재하는 경우, 상기 획득된 틸트량 정보의 사인값과 상기 틸트량 정보에 대한 상기 거리 정보의 최소값을 승산한 값에 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 가산하여 제1 고도 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the obstacle altitude calculation unit may calculate the obstacle altitude by multiplying a sine value of the obtained tilt amount information by a minimum value of the distance information with respect to the tilt amount information, And the first height information is calculated by adding the height from the center of the sensor to the bottom.

일 실시예에서, 상기 장애물고도산출부는, 상기 장애물이 바닥에 존재하는 경우, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이에서, 상기 획득된 틸트량 정보의 사인값과 상기 틸트량 정보에 대한 상기 거리 정보의 최소값을 승산한 값을 감산하여 제2 고도 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the obstacle height calculating unit may calculate a sine value of the obtained tilt amount information and a tilt amount information of the tilt amount information at a height from the center to the bottom of the three- And the second altitude information is calculated by subtracting the value obtained by multiplying the minimum value of the distance information.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 장애물 감지시, 상기 고도 정보를 기준고도값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 이동로봇의 주행경로를 결정하는 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the control unit compares the altitude information with a reference altitude value when an obstacle is detected, and generates a control command for determining a traveling path of the mobile robot according to the comparison result.

일 실시예에서, 상기 장애물고도산출부는, 상기 장애물이 상향 및 바닥에 동시에 존재하는 경우, 상향 장애물에 대응하는 제1 고도 정보와 바닥 장애물에 대응하는 제2 고도 정보를 동시에 산출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the obstacle altitude calculation unit calculates the first altitude information corresponding to the upward obstacle and the second altitude information corresponding to the bottom obstacle at the same time when the obstacle is simultaneously present in the upward direction and the bottom direction .

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 장애물이 상향 및 바닥에 동시에 존재하는 경우, 상기 제1 고도 정보가 제1 기준고도값 이상이고 상기 제2 고도 정보가 제2 기준고도값 이하이면, 상기 이동 로봇의 주행경로를 현재 주행경로로 유지하는 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, if the obstacle is present at the same time on the upper and lower floors, if the first altitude information is greater than or equal to the first reference altitude value and the second altitude information is less than or equal to the second reference altitude value, And a control command for maintaining the traveling path of the robot as the current traveling path is generated.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 장애물이 상향 및 바닥에 동시에 존재하는 경우, 상기 제1 고도 정보가 제1 기준고도값보다 작거나 상기 제2 고도 정보가 제2 기준고도값보다 크면 상기 이동 로봇의 주행경로를 변경하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the control unit may be configured to determine whether the obstacle is present simultaneously in the upward and bottom directions, if the first altitude information is less than the first reference altitude value, or if the second altitude information is greater than the second reference altitude value, And the traveling path of the robot is changed.

일 실시예에서, 상기 주행부는, 상기 제어부로부터 주행경로를 변경하도록 하는 제어명령이 있으면, 상기 이동로봇의 현재 주행방향을 변경하거나 또는 상기 이동로봇을 정지하여 상기 장애물을 회피하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the traveling unit may change the current traveling direction of the mobile robot or stop the mobile robot to avoid the obstacle if there is a control command to change the traveling route from the control unit.

일 실시예에서, 상기 3차원 공간센서는, 적외선을 방출하는 발광소자와; 상기 적외선이 상기 장애물에 의해 도플러된 반사신호를 수신하는 수광소자와; 상기 반사신호를 처리하여 상기 장애물과의 거리를 계측하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the three-dimensional space sensor includes: a light emitting element that emits infrared rays; A light receiving element for receiving a reflection signal in which the infrared rays are doped by the obstacle; And a signal processing unit for processing the reflection signal and measuring a distance to the obstacle.

일 실시예에서, 상기 장애물고도산출부는, 상기 이동로봇의 주행중 상기 장애물이 감지되는 경우, 주기적으로 상기 장애물의 고도 정보를 산출하여 출력하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the obstacle altitude calculation unit periodically calculates altitude information of the obstacle when the obstacle is detected while the mobile robot is running, and outputs the altitude information.

일 실시예에서, 상기 이동 로봇은, 상기 거리 정보, 상기 틸트량 정보, 상기 장애물의 고도 정보, 및 상기 결정된 이동로봇의 주행경로의 정보 중 적어도 하나 이상을 저장하기 위한 저장부;를 더 포함한다.
In one embodiment, the mobile robot further includes a storage unit for storing at least one of the distance information, the tilt amount information, the altitude information of the obstacle, and the traveling path information of the determined mobile robot .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 주행방법은, 3차원 공간센서를 구비한 이동로봇으로서, 상기 3차원 공간센서로부터 영상 정보를 획득하여 주변의 장애물을 감지하는 단계와; 장애물 감지시, 상기 3차원 공간센서로부터 방출되는 발광신호를 이용하여 상기 장애물까지의 거리 정보를 획득하는 단계와; 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준으로 상기 장애물까지의 상하변위량을 측정하여 틸트량 정보를 획득하는 단계와; 상기 획득된 거리 정보와 상기 틸트량 정보에 근거하여, 상기 장애물의 고도 정보를 산출하는 단계와; 상기 고도 정보에 따라 상기 이동 로봇의 주행경로의 변경여부를 결정하는 단계;를 포함한다.A traveling method of a mobile robot according to an embodiment of the present invention includes a step of acquiring image information from the three-dimensional space sensor and detecting an obstacle in the vicinity, Acquiring distance information to the obstacle using an emission signal emitted from the three-dimensional space sensor when an obstacle is detected; Acquiring tilt amount information by measuring a vertical displacement amount from the center of the three-dimensional space sensor to the obstacle based on a horizontal coordinate direction line; Calculating altitude information of the obstacle based on the obtained distance information and the tilt amount information; And determining whether the traveling path of the mobile robot is changed according to the altitude information.

일 실시예에서, 상기 고도 정보를 산출하는 단계는, 상기 획득된 틸트량 정보의 사인값과 상기 틸트량 정보에 대한 상기 거리 정보의 최소값을 승산한 값에, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 반영하여 상기 장애물의 고도 정보를 산출하는 단계인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the step of calculating the altitude information may include calculating the altitude information based on a value obtained by multiplying the sine value of the obtained tilt amount information by the minimum value of the distance information with respect to the tilt amount information, The altitude information of the obstacle is calculated by reflecting the height of the obstacle.

일 실시예에서, 상기 주행경로의 변경여부를 결정하는 단계는, 상기 고도 정보를 미리정해진 기준고도값과 비교하는 단계와; 비교 결과, 상기 이동로봇의 현재 주행경로를 유지하거나 또는 현재 주향방향을 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment, the step of determining whether to change the travel route includes comparing the altitude information with a predetermined reference altitude value; And maintaining the current traveling path of the mobile robot or changing the current traveling direction as a result of the comparison.

본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법에 의하면, 이동 로봇에 구비된 3차원 공간센서를 이용하여 장애물과의 거리 정보와 틸트량 정보를 획득하여 장애물의 고도 정보를 산출하고, 산출된 고도 정보에 따라 이동 로봇의 계속 주행 여부를 결정함으로써 이동 로봇의 이동성 및 장애물 회피의 정확성이 보다 향상되는 효과가 있다.According to the traveling method of the mobile robot and the mobile robot according to the embodiment of the present invention, the distance information and the tilt amount information with respect to the obstacle are obtained using the three-dimensional space sensor provided in the mobile robot to calculate the altitude information of the obstacle, The mobility of the mobile robot and the accuracy of obstacle avoidance are improved by determining whether the mobile robot continuously runs according to the calculated altitude information.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법에 의하면, 이동 로봇의 주행범위내에 상향 및 바닥 장애물이 동시에 존재하는 경우, 각각의 거리 정보와 틸트량 정보를 획득하여 상향 및 바닥 장애물의 고도 정보를 동시에 파악하고, 이로부터 이동 로봇의 진입 및 통과여부를 한꺼번에 결정할 수 있도록 함으로써 스마트한 주행이 가능하다.
According to the traveling method of the mobile robot and the mobile robot according to the embodiment of the present invention, when the upward and bottom obstacles simultaneously exist within the traveling range of the mobile robot, the distance information and the tilt amount information are obtained, It is possible to grasp the altitude information of the obstacle at the same time, and to determine whether or not the mobile robot is allowed to enter and pass at once.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 예시를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 구체적인 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 3차원 공간센서를 이용하여 상향 및 바닥에 존재하는 장애물의 고도 정보를 산출하는 모습을 보인 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 이동 로봇의 주행방법을 설명한 예시 흐름도들이다.1 is a diagram illustrating an example of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a specific configuration of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a state in which altitude information of obstacles existing on the upper and lower floors are calculated using a three-dimensional space sensor according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are exemplary flowcharts illustrating a traveling method of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

지금부터, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위해, 본 발명의 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 하지만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to explain the embodiments of the present invention in detail so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법에 대해 보다 상세하게 기술하기로 한다.
Hereinafter, a traveling method of a mobile robot and a mobile robot according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)은, 3차원 공간센서(30), 장애물감지부(40), 장애물고도산출부(50), 제어부(60), 및 주행부(70)를 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 이동 로봇(100)은 입력부(20), 출력부(80), 및 저장부(90)를 더 포함한다.1 and 2, a mobile robot 100 according to an embodiment of the present invention includes a three-dimensional space sensor 30, a obstacle detection unit 40, an obstacle height calculation unit 50, 60, and a traveling unit 70. The mobile robot 100 further includes an input unit 20, an output unit 80, and a storage unit 90.

본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)은 자율 주행 및 특정 위치로의 이동이 가능한 로봇으로서, 예를 들어 홈 서빙 로봇일 수 있고, 도 1에 도시된 바와 같은 청소 로봇으로 구현가능하다. The mobile robot 100 according to the embodiment of the present invention is a robot capable of autonomous travel and movement to a specific position, for example, it can be a home-servicing robot or a cleaning robot as shown in Fig.

3차원 공간센서(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 적외선을 방출하는 발광소자(31)와, 상기 적외선이 장애물(10)을 맞고 도플러된 반사신호를 수신하는 수광소자(32)와, 상기 반사신호를 처리하여 장애물(10)과의 거리를 계측하여 신호 출력하는 신호처리부(30)를 포함한다. 여기서, 장애물(10)은 이동 로봇의 주행범위내에서 위쪽에 위치하는 모든 물건과 바닥에 존재하는 모든 물건을 의미하는 것으로, 예를 들어, 천장, 문턱 등이 있을 수 있다.2, the three-dimensional space sensor 30 includes a light emitting element 31 that emits infrared rays, a light receiving element 32 that receives the reflected signal in which the infrared rays hit the obstacle 10 and is doped, And a signal processing unit 30 for processing the reflection signal to measure the distance to the obstacle 10 and outputting the signal. Here, the obstacle 10 refers to all objects located on the upper side and all objects located on the floor within the travel range of the mobile robot, for example, a ceiling, a threshold, and the like.

구체적으로, 상기 3차원 공간센서(30)는 발광소자(31)로부터 방출된 적외선이 물체(10)에 맞아서 다시 되돌아왔을 때 그 신호를 센서를 통해 검출하고, 검출된 신호에 대해 소정의 수치적 계산을 적용하여 물체(10)와의 거리를 판단하는 방식으로 동작한다. 이와 같은 3차원 공간센서(30)는 이동 로봇(100)의 외부에 장착되는 구조로 형성되며, 복수 개 설치될 수 있고, 각 3차원 공간센서(30)에 구비된 발광소자(31) 및 수광소자(32) 또한 복수 개 존재할 수 있다.Specifically, the three-dimensional space sensor 30 detects the infrared ray emitted from the light emitting element 31 when the infrared ray is incident on the object 10 and returns to the object 10 through the sensor, And calculates the distance to the object 10 by applying the calculation. The three-dimensional space sensor 30 may be mounted on the outside of the mobile robot 100 and may include a plurality of the light emitting devices 31 and the light receiving devices 31, A plurality of elements 32 may also be present.

또한, 상기 3차원 공간센서(30)는 이하에 상세하게 기술되는 바와 같이, 장애물(10)의 고도 정보를 산출하기 위한 기초정보로서 장애물(10)과의 거리 정보와 함께 틸트량 정보 획득을 위한 데이터를 제공한다.As described in detail below, the three-dimensional space sensor 30 is a basic information for calculating the altitude information of the obstacle 10, together with the distance information with respect to the obstacle 10, Data.

장애물감지부(40)는, 상기 3차원 공간센서(30)로부터 획득된 영상 정보를 분석하여 주변의 장애물을 감지한다. 즉, 상기 장애물감지부(40)는 3차원 공간센서(30)가 장애물(10)을 맞고 되돌아온 반사신호를 수신하여 장애물의 존재 여부를 판단하고, 3차원 공간센서(30)에 의한 거리 계측 신호를 통해 장애물(10)에의 근접여부 등을 판단할 수 있다.The obstacle sensing unit 40 analyzes the image information obtained from the three-dimensional space sensor 30 to detect an obstacle around the obstacle. That is, the obstacle sensing unit 40 determines whether or not an obstacle is present by receiving the reflection signal that the 3D spatial sensor 30 has received and returned the obstacle 10, and transmits the distance measurement signal The proximity to the obstacle 10, and the like.

장애물고도산출부(50)는 장애물 감지시, 상기 3차원 공간센서로부터 방출되는 발광신호를 이용하여 상기 장애물까지의 거리 정보를 획득한다. 또, 상기 장애물고도산출부(50)는 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준틸트로하여 장애물(10)까지의 상하변위량을 측정하여 틸트량 정보를 획득한다. 또한, 상기 장애물고도산출부(50)는 획득된 거리 정보 및 틸트량 정보에 근거하여 장애물의 고도 정보를 산출한다.When the obstacle is detected, the obstacle altitude calculation unit 50 obtains the distance information to the obstacle using the emission signal emitted from the three-dimensional space sensor. In addition, the obstacle height calculating unit 50 measures the vertical displacement amount from the center of the three-dimensional space sensor 30 to the obstacle 10 by using the horizontal coordinate line as a reference tilt to obtain tilt amount information. Also, the obstacle altitude calculation unit 50 calculates the altitude information of the obstacle based on the obtained distance information and tilt amount information.

보다 구체적으로, 장애물고도산출부(50)는 획득된 틸트량 정보의 사인값과 틸트량 정보에 대한 상기 거리 정보의 최소값을 승산한 값에, 상기 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 반영하여서 장애물(10)의 고도 정보를 산출한다. More specifically, the obstacle altitude calculation unit 50 calculates the obstacle height from the center of the three-dimensional space sensor 30 to the floor by multiplying the sine value of the obtained tilt amount information by the minimum value of the distance information with respect to the tilt amount information The altitude information of the obstacle 10 is calculated.

여기서, 틸트량 정보는 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준틸트로하여 장애물(10)까지의 상하변위량을 측정한 값이다. Here, the tilt amount information is a value obtained by measuring the vertical displacement amount from the center of the three-dimensional space sensor 30 to the obstacle 10 with the horizontal coordinate direction line as a reference tilt.

또한, 틸트량 정보에 대한 거리 정보의 최소값이란, 이동 로봇이 주행함에 따라 장애물에 근접하거나 또는 장애물로부터 멀어지는 경우를 고려할 때, 3차원 공간센서(30)로부터 다각방향으로 방출되는 적외선이 장애물(10)을 맞고 도플러되는 반사신호의 세기를 측정하여 장애물(10)과의 거리를 탐지하는데 있어서, 동일 틸트량에 대해 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 장애물까지의 거리가 최단 거리가 되는 경우의 거리를 의미한다. The minimum value of the distance information with respect to the tilt amount information means that the infrared rays emitted in the polygonal direction from the three-dimensional space sensor 30 are not obstructed by the obstacle 10 In the case where the distance from the center of the three-dimensional spatial sensor 30 to the obstacle is the shortest distance with respect to the same tilt amount in measuring the intensity of the reflected signal, It means distance.

즉, 예를 들어, 장애물이 바닥에 존재하는 경우, 이동 로봇의 3차원 공간센서(30)는 장애물의 정면 전체에 지속적으로 방출신호(적외선)를 보내고, 이들로부터 3차원 공간센서(30)로 되돌아오는 반사신호를 처리 및 분석하여 장애물과의 거리를 계측한다. 이때, 바닥에 존재하는 장애물의 고도는 장애물의 정면의 가장 높은 지점을 기준으로 산출되어야만 이동 로봇의 통과가 가능한지 여부를 판단하는데 유효한 데이터가 될 수 있고, 바닥에 존재하는 장애물의 정면의 가장 높은 지점은 산출된 거리 정보들 중에서 최단 거리가 된다. 따라서, 장애물의 고도 정보를 산출하는데 있어서, 획득된 틸트량 정보에 대한 다수의 거리 정보 중 최단 거리값이 고도 정보를 산출하기 위한 데이터로 사용된다.That is, for example, when the obstacle is present on the floor, the three-dimensional space sensor 30 of the mobile robot continuously sends the emission signal (infrared rays) to the entire front surface of the obstacle, And measures the distance from the obstacle by processing and analyzing the reflected signal. At this time, the altitude of the obstacle present on the floor must be calculated on the basis of the highest point of the front of the obstacle, so that it can be effective data for judging whether or not the mobile robot can pass through. Is the shortest distance among the calculated distance information. Therefore, in calculating the altitude information of the obstacle, the shortest distance value among a plurality of distance information on the obtained tilt amount information is used as data for calculating the altitude information.

한편, 장애물이 상향에 존재하는 경우에도, 장애물의 고도는 장애물의 정면의 가장 낮은 지점을 기준으로 산출되어야만 이동 로봇의 진입이 가능한지 여부를 판단하는데 유효한 데이터가 될 수 있고, 상향에 존재하는 장애물의 정면의 가장 낮은 지점은 마찬가지로 산출된 거리 정보들 중에서 최단 거리가 된다.Even if the obstacle exists in the upward direction, the altitude of the obstacle must be calculated on the basis of the lowest point of the front of the obstacle so that it can be effective data for determining whether or not the inflow of the mobile robot is possible. The lowest point of the front surface is also the shortest distance among the calculated distance information.

도 3은 3차원 공간센서(30)를 이용하여 상향 및 바닥에 존재하는 장애물의 고도 정보를 산출하는 모습을 도시한다.3 shows a state in which the altitude information of the obstacles existing in the upward and the bottom is calculated using the three-dimensional spatial sensor 30. [

도시된 바와 같이, 3차원 공간센서(30)를 이용하여 주행범위내의 장애물을 감지하며, 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 방출되는 적외선 신호의 직선방향이 기준 틸트가 된다.As shown in the figure, the three-dimensional space sensor 30 detects an obstacle in the travel range, and the linear direction of the infrared signal emitted from the center of the three-dimensional space sensor 30 becomes the reference tilt.

도 3에서, 장애물이 상향에 존재하는 경우, 장애물고도산출부(50)는 획득된 틸트량 정보의 사인값과 틸트량 정보에 대한 상기 거리 정보의 최소값을 승산한 값에 상기 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 가산하여 제1 고도 정보를 산출한다. 즉, 상향에 존재하는 장애물(10a)의 고도 정보(H1)는 틸트량 정보(θ1)의 사인값(sinθ1)과 거리 정보의 최소값(d1)을 승산하고(d1 ㆍsinθ1), 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 바닥까지의 높이(Hs)를 가산하여(d1 ㆍsinθ1+Hs) 산출된다. 3, when the obstacle exists in the upward direction, the obstacle height calculating unit 50 multiplies the sine of the obtained tilt amount information by the minimum value of the distance information with respect to the tilt amount information, 30 from the center to the bottom to calculate the first altitude information. That is, the altitude information of the obstacle (10a) present in the upstream (H 1) is multiplied by a minimum value (d 1) of the distance information sine of the tilt amount of the information (θ 1) (sinθ 1) and (d 1 and sinθ 1 ), it is calculated in the height (H s) for adding the (d + 1 and sinθ 1 H s) to the bottom from the center of a three-dimensional sensor 30.

도 3에서, 장애물이 바닥에 존재하는 경우, 장애물고도산출부(50)는 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 바닥까지의 높이에서, 상기 획득된 틸트량 정보의 사인값과 상기 틸트량 정보에 대한 상기 거리 정보의 최소값을 승산한 값을 감산하여 제2 고도 정보를 산출한다. 즉, 바닥에 존재하는 장애물(10b)의 고도 정보(H2)는 3차원 공간센서(30)의 중심으로부터 바닥까지의 높이(Hs)에서, 틸트량 정보(θ2)의 사인값(sinθ2)과 거리 정보의 최소값(d2)을 승산한값(d2ㆍsinθ2)을 감산하여(Hs-d2 ㆍsinθ2) 산출된다. 3, when the obstacle is present on the floor, the obstacle height calculating unit 50 calculates the sine of the obtained tilt amount information at the height from the center to the bottom of the three-dimensional space sensor 30 and the tilt amount information The second altitude information is calculated by subtracting the value obtained by multiplying the minimum value of the distance information with the second altitude information. That is, the altitude information H 2 of the obstacle 10 b existing at the bottom is obtained by subtracting the sine value sin θ of the tilt amount information θ 2 from the center to the floor height H s of the three- 2) and a multiplication of the minimum value (d 2) of the distance values (d 2 and sinθ 2) to (H s and -d 2 sinθ 2) subtracting is calculated.

한편, 장애물이 상향과 바닥에 동시에 존재하는 경우, 상기 장애물고도산출부(50)는 상향 장애물에 대응하는 제1 고도 정보와 바닥 장애물에 대응하는 제2 고도 정보를 동시에 산출할 수 있다.On the other hand, when the obstacle exists simultaneously on the upper and lower floors, the obstacle altitude calculation unit 50 can simultaneously calculate the first altitude information corresponding to the upper obstacle and the second altitude information corresponding to the floor obstacle.

제어부(60)는 장애물고도산출부(50)에 의해 산출된 고도 정보에 따라 이동 로봇의 주행경로를 결정하는 제어명령을 생성한다. 산출된 고도 정보로부터 이동 로봇이 장애물을 넘을 수 없거나 밑으로 진입할 수 없는 것으로 판단되면, 이동 로봇의 현재 주행경로를 변경하거나 주행정지를 명하는 제어명령을 생성한다. 반면, 산출된 고도 정보로부터 이동 로봇이 장애물을 넘을 수 있거나 진입가능한 것으로 판단되면 이동 로봇의 현재 주행경로를 유지하는 제어명령을 생성한다. 이를 위한 판단 기준으로 상기 이동 로봇은 산출된 고도 정보와 비교하기 위한 하나 이상의 기준고도값을 미리저장할 수 있다.The control unit (60) generates a control command for determining the traveling path of the mobile robot in accordance with the altitude information calculated by the obstacle altitude calculation unit (50). When it is determined from the calculated altitude information that the mobile robot can not cross the obstacle or enter the bottom, it generates a control command that changes the current traveling route of the mobile robot or commands the stop of the traveling. On the other hand, if it is determined from the calculated altitude information that the mobile robot can cross the obstacle or enter the mobile robot, a control command for maintaining the current traveling path of the mobile robot is generated. The mobile robot may previously store one or more reference altitude values for comparison with the calculated altitude information.

제어부(60)는 장애물 감지시, 산출된 고도 정보를 기준고도값과 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 이동로봇의 주행경로를 결정하는 제어명령을 생성한다.When detecting an obstacle, the control unit 60 compares the calculated altitude information with a reference altitude value, and generates a control command for determining the traveling path of the mobile robot according to the comparison result.

예를 들어, 상기 제어부(60)는, 장애물고도산출부(50)로부터 상향 장애물에 대응하는 제1 고도 정보를 수신하고, 상기 제1 고도 정보를 제1 기준고도값과 비교하고, 비교 결과 수신된 제1 고도 정보가 제1 기준고도값 이상이면 상향 장애물이 있는 영역으로의 진입이 가능하므로, 이동 로봇의 현재 주행 경로를 유지하는 제어명령을 생성한다. 여기서, 제1 기준고도값은 상향 장애물이 있는 영역으로 이동로봇이 진입하기 위한 장애물의 최소높이를 의미한다For example, the control unit 60 receives the first altitude information corresponding to the upper obstacle from the obstacle altitude calculation unit 50, compares the first altitude information with the first reference altitude value, If the first altitude information is greater than or equal to the first reference altitude value, it is possible to enter the area having the upward obstacle. Therefore, a control command for maintaining the current traveling route of the mobile robot is generated. Here, the first reference altitude value means the minimum height of the obstacle for the mobile robot to enter into the region having the upward obstacle

또, 상기 제어부(60)는, 장애물고도산출부(50)로부터 바닥 장애물에 대응하는 제2 고도 정보를 수신하고, 상기 제2 고도 정보를 제2 기준고도값과 비교하고, 비교 결과 수신된 제2 고도 정보가 제2 기준고도값 이하이면 이동 로봇이 바닥 장애물을 통과할 수 있으므로, 이동 로봇의 현재 주행 경로를 유지하는 제어명령을 생성한다. 여기서, 제2 기준고도값은 이동 로봇이 바닥 장애물을 통과하기 위한 장애물의 최대높이를 의미한다. The control unit 60 receives the second altitude information corresponding to the floor obstacle from the obstacle altitude calculation unit 50, compares the second altitude information with the second reference altitude value, If the altitude information is less than or equal to the second reference altitude value, the mobile robot can pass through the floor obstacle and thus generates a control command to maintain the current traveling path of the mobile robot. Here, the second reference altitude value means the maximum height of the obstacle for the mobile robot to pass through the floor obstacle.

한편, 제1 고도 정보가 제1 기준고도값보다 작은 경우에는 이동 로봇이 상향 장애물이 있는 영역으로 진입할 수 없고, 제2 고도 정보가 제2 기준고도값보다 큰 경우에는 이동 로봇이 바닥 장애물을 통과할 수 없으므로 이때는 이동 로봇의 현재 주행 경로를 변경해야한다.On the other hand, when the first altitude information is smaller than the first reference altitude value, the mobile robot can not enter the area having the upward obstacle. If the second altitude information is larger than the second reference altitude value, In this case, the current traveling path of the mobile robot should be changed.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 상향 장애물과 바닥 장애물이 동시에 존재하는 경우이면, 상기 제어부(60)는 제1 고도 정보가 제1 기준고도값 이상이고 제2 고도 정보가 제2 기준고도값 이하임을 모두 만족할 때 현재 주행경로로 유지하는 제어명령을 생성한다. 한편, 상향 장애물과 바닥 장애물이 동시에 존재하면서, 제1 고도 정보가 제1 기준고도값보다 작거나 또는 제2 고도 정보가 제2 기준고도값보다 크면 장애물을 회피해야 하는 경우이므로 상기 이동 로봇의 주행경로를 변경한다.In addition, according to the embodiment of the present invention, when the upward obstacle and the bottom obstacle are simultaneously present, the controller 60 determines that the first altitude information is equal to or greater than the first reference altitude value and the second altitude information is equal to or less than the second reference altitude value A control command to maintain the current traveling route is generated. If the first elevation information is smaller than the first reference altitude value or the second altitude information is larger than the second reference altitude value while the upward obstacle and the bottom obstacle exist at the same time, the obstacle must be avoided. Change the path.

또한, 상기 제어부(60)는 본 발명에 따른 이동 로봇이 로봇 청소기인 경우, 내장된 제어 알고리즘이나, 기저장된 제어 프로그램, 또는 입력부(20)를 통해 입력된 사용자 명령에 따라 이동 로봇의 청소 동작을 위한 제어명령을 생성할 수 있다.If the mobile robot according to the present invention is a robot cleaner, the control unit 60 may perform a cleaning operation of the mobile robot according to a built-in control algorithm, a pre-stored control program, or a user command input through the input unit 20 Lt; / RTI >

주행부(70)는 제어부(60)의 제어명령에 따라 이동 로봇(100)을 주행한다. The traveling unit 70 travels the mobile robot 100 according to a control command from the control unit 60. [

주행부(70)는 제어부(60)로부터 주행경로를 변경하도록 하는 제어명령이 있으면, 이동로봇의 현재 주행방향을 변경하거나 또는 이동로봇을 정지하여 장애물을 회피한다.When there is a control command to change the travel route from the control unit 60, the travel unit 70 changes the current traveling direction of the mobile robot or stops the mobile robot to avoid an obstacle.

또한, 주행부(70)은 다수의 주바퀴와 하나 이상의 보조바퀴를 포함한 다수의 바퀴들과 접속될 수 있다. 또, 상기 주행부(70)는 접속된 바퀴들을 회전시키기 위한 소정의 휠모터(Wheel Motor)를 구비하여 제어부(60)로부터 전달되는 제어 명령에 따라 휠모터를 구동하여 이동 로봇을 주행할 수 있다.Also, the driving unit 70 may be connected to a plurality of wheels including a plurality of main wheels and one or more auxiliary wheels. The traveling unit 70 may include a predetermined wheel motor for rotating the connected wheels, and may drive the mobile robot by driving the wheel motor according to a control command transmitted from the control unit 60 .

저장부(90)는 장애물고도산출부(60)에 의한 거리 정보, 틸트량 정보, 및 장애물의 고도 정보와, 제어부(60)에 의해 결정된 이동로봇의 주행경로의 정보 중 적어도 하나 이상을 저장한다. 저장부(90)는 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.The storage unit 90 stores at least one of the distance information, the tilt amount information, the altitude information of the obstacle, and the traveling path information of the mobile robot determined by the controller 60 by the obstacle altitude calculation unit 60 . The storage unit 90 may use a nonvolatile memory.

또한, 본 발명에 따른 이동 로봇이 도 1과 같은 청소기 로봇인 경우, 본체의 하부에 설치되어, 바닥면이나 공기 중의 오물 또는 먼지를 흡입하는 청소부(미도시)를 구비한다. 이러한 경우, 상기 청소부(미도시)는 공기를 흡입하는 소정의 흡입 모터 및 먼지를 응집하는 소정의 수단을 구비할 수 있다. 청소부의 구체적인 동작은 제어부(60)으로부터 전달되는 제어 명령에 따라 이루어진다.
In addition, when the mobile robot according to the present invention is a cleaner robot as shown in FIG. 1, a cleaning unit (not shown) installed at a lower portion of the main body and sucking dirt or dust in the bottom surface or air is provided. In this case, the cleaning unit (not shown) may include a predetermined suction motor for sucking air and predetermined means for agglomerating the dust. The specific operation of the cleaning unit is performed in accordance with a control command transmitted from the control unit 60.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 주행방법을 기술한다.Hereinafter, a traveling method of a mobile robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

먼저, 도 4를 참조하면, 이동 로봇에 구비된 3차원 공간센서로부터 영상 정보를 획득하여 주변의 장애물을 감지한다(S10).First, referring to FIG. 4, image information is acquired from a three-dimensional space sensor provided in the mobile robot, and an obstacle around the obstacle is detected (S10).

그런 다음, 상기 3차원 공간센서로부터 방출되는 발광신호를 이용하여 상기 장애물까지의 거리 정보를 획득한다(S20). 또, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준으로 장애물까지의 상하변위량을 측정하여서 틸트량 정보를 획득한다(S30).Then, the distance information to the obstacle is obtained using the emission signal emitted from the three-dimensional space sensor (S20). In addition, tilt amount information is obtained by measuring the vertical displacement amount from the center of the three-dimensional space sensor to the obstacle with reference to the horizontal coordinate direction line (S30).

획득된 거리 정보와 틸트량 정보에 근거하여, 장애물의 고도 정보를 산출한다(S40). 구체적으로, 장애물의 고도 정보는 획득된 틸트량 정보의 사인값과 틸트량 정보에 대한 거리 정보의 최소값을 승산한 값에, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 반영하여 산출한다.The altitude information of the obstacle is calculated based on the obtained distance information and tilt amount information (S40). Specifically, the altitude information of the obstacle is calculated by multiplying the sine value of the obtained tilt amount information by the minimum value of the distance information with respect to the tilt amount information, and reflecting the height from the center to the floor of the three-dimensional space sensor.

산출된 고도 정보에 따라 이동 로봇의 주행경로의 변경여부를 결정한다(S50). 즉, 상기 고도 정보를 미리정해진 기준고도값과 비교하고, 비교 결과에 따라 이동로봇의 현재 주행경로를 유지하거나 또는 현재 주향방향을 변경한다.
And determines whether the traveling path of the mobile robot changes according to the calculated altitude information (S50). That is, the altitude information is compared with a predetermined reference altitude value, and the current traveling route of the mobile robot is maintained or the current traveling direction is changed according to the comparison result.

도 5는 주행범위에 상향 장애물과 바닥 장애물이 동시에 존재하는 경우 이동 로봇의 주행방법을 보인 흐름도이다. FIG. 5 is a flowchart showing a traveling method of a mobile robot when a top obstacle and a bottom obstacle are simultaneously present in a traveling range.

먼저, 이동 로봇에 구비된 3차원 공간센서로부터 영상 정보를 획득하여 주변의 장애물을 감지한다(S10). 3차원 공간센서로부터 방출되는 발광신호를 이용하여 상향 및 바닥 장애물까지의 거리 정보를 각각 획득한다(S20). 또, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준으로 상향 및 바닥 장애물까지의 각 상하변위량을 측정하여 틸트량 정보를 각각 획득한다(S30).First, image information is acquired from a three-dimensional spatial sensor provided in the mobile robot and peripheral obstacles are sensed (S10). Distance information from the three-dimensional space sensor to the upward and bottom obstacles is obtained using the light emission signal emitted from the three-dimensional space sensor (S20). In addition, tilt amount information is obtained by measuring the vertical displacement amount from the center of the three-dimensional space sensor to the upward and bottom obstacles with reference to the horizontal coordinate direction line (S30).

상기 획득된 거리 정보와 틸트량 정보에 근거하여, 상향 장애물에 대응하는 제1 고도 정보와 바닥 장애물에 대응하는 제2 고도 정보를 산출한다(S40). The first altitude information corresponding to the upward obstacle and the second altitude information corresponding to the bottom obstacle are calculated based on the obtained distance information and tilt amount information (S40).

구체적으로, 상기 제1 고도 정보는 획득된 틸트량 정보의 사인값과 상기 틸트량 정보에 대한 거리 정보의 최소값을 승산한 값에 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 가산하여 산출한다. 또, 상기 제2 고도 정보는, 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이에서, 상기 틸트량 정보의 사인값과 상기 틸트량 정보에 대한 거리 정보의 최소값을 승산한 값을 감산하여 산출한다.Specifically, the first altitude information is calculated by adding the height from the center of the three-dimensional space sensor to the floor to the value obtained by multiplying the sine value of the obtained tilt amount information by the minimum value of the distance information for the tilt amount information. The second altitude information is calculated by subtracting the sine of the tilt amount information and the minimum value of the distance information for the tilt amount information from the center to the bottom of the three-dimensional space sensor.

산출된 제1 고도 정보 및 제2 고도 정보를 각각 제1 기준고도값 및 제2 기준고도값과 비교한다(S47). 여기서 제1 기준고도값은 상향 장애물이 있는 영역으로 이동로봇이 진입하기 위한 장애물의 최소높이이고, 제2 기준고도값은 이동 로봇이 바닥 장애물을 통과하기 위한 장애물의 최대높이이다.The calculated first altitude information and second altitude information are compared with the first reference altitude value and the second reference altitude value, respectively (S47). The first reference altitude value is the minimum height of the obstacle for the mobile robot to enter into the region having the upward obstacle and the second reference altitude value is the maximum height of the obstacle for the mobile robot to pass through the bottom obstacle.

단계(S47)의 비교 결과, 제1 고도 정보가 제1 기준고도값 이상이면서 제2 고도 정보가 제2 기준고도값 이하이면 이동로봇의 주행경로를 현재 주행경로로 유지한다(S55).If the first altitude information is greater than or equal to the first reference altitude value and the second altitude information is less than or equal to the second reference altitude altitude value, the travel route of the mobile robot is maintained as the current travel route (S55).

한편, 상기 비교 결과, 제1 고도 정보가 제1 기준고도값보다 작거나 또는 제2 고도 정보가 제2 기준고도값보다 크면, 이동로봇이 장애물을 통과할 수 없는 경우에 해당하므로 이동로봇의 주행경로를 변경한다(S58).
On the other hand, if the first altitude information is smaller than the first reference altitude value or the second altitude information is larger than the second reference altitude value as a result of the comparison, since the mobile robot can not pass through the obstacle, The route is changed (S58).

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇의 주행방법에 의하면, 이동 로봇에 구비된 3차원 공간센서를 이용하여 장애물과의 거리 정보와 틸트량 정보를 획득하여 장애물의 고도 정보를 산출하고, 산출된 고도 정보에 따라 이동 로봇의 계속 주행 여부를 결정함으로써 이동 로봇의 이동성 및 장애물 회피의 정확성이 보다 향상되고, 장치의 사용 환경이 보다 다양해질 수 있다.As described above, according to the traveling method of the mobile robot and the mobile robot according to the embodiment of the present invention, the distance information and the tilt amount information with respect to the obstacle are obtained using the three-dimensional space sensor provided in the mobile robot, Information on the altitude of the mobile robot is calculated, and the mobility of the mobile robot and the accuracy of obstacle avoidance are further improved by determining whether the mobile robot continuously runs according to the calculated altitude information, and the use environment of the apparatus can be further diversified.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

10 - 장애물 20 - 입력부
30 - 3차원 공간센서 40 - 장애물감지부
50 - 장애물고도산출부 60 - 제어부
70 - 제어부 80 - 출력부
90 - 저장부10 - obstacle 20 - input
30 - 3-dimensional space sensor 40 -
50 - obstacle altitude calculation unit 60 - control unit
70 - Control unit 80 - Output unit
90 -

Claims (15)

이동로봇에 구비되는 3차원 공간센서;
상기 3차원 공간센서로부터 획득된 영상 정보를 분석하여 주변의 장애물을 감지하는 장애물감지부;
상향 및 바닥 장애물 동시 감지시, 상기 3차원 공간센서로부터 방출되는 발광신호를 이용하여 상기 상향 및 바닥 장애물까지의 거리 정보를 각각 획득하고, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준으로 상기 상향 및 바닥 장애물까지의 각 상하변위량을 측정하여 틸트량 정보를 각각 획득하고, 상기 획득된 복수의 거리 정보 및 틸트량 정보에 근거하여 상향 장애물에 대응하는 제1 고도 정보와 바닥 장애물에 대응하는 제2 고도 정보를 산출하는 장애물고도산출부;
상기 산출된 제1 고도 정보와 제2 고도 정보를 각각 제1 기준고도값 및 제2 기준고도값과 비교하고,
비교 결과 상기 제1 고도 정보가 상기 제1 기준고도값 이상이면서 상기 제2 고도 정보가 상기 제2 기준고도값 이하이면 상기 이동로봇의 주행경로를 현재 주행경로로 유지하고,
비교 결과 상기 제1 고도 정보가 상기 제1 기준고도값보다 작거나 또는 상기 제2 고도 정보가 상기 제2 기준고도값보다 크면, 상기 이동로봇이 장애물을 통과할 수 없는 것으로 판단하여 상기 이동로봇의 주행경로를 변경하는 제어명령을 생성하는 제어부; 및
상기 제어명령에 따라 상기 이동로봇을 주행하는 주행부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.A three-dimensional space sensor provided in the mobile robot;
A obstacle sensing unit for sensing the surrounding obstacle by analyzing the image information acquired from the three-dimensional space sensor;
Dimensional space sensor, the distance information from the center of the three-dimensional space sensor to the upward and bottom obstacles is obtained using the light emission signal emitted from the three-dimensional space sensor when the upward and bottom obstacles are simultaneously detected, And the tilt amount information is obtained by measuring each of the upward and downward displacement amounts to the up and down obstacles, and based on the obtained plurality of distance information and tilt amount information, the first altitude information corresponding to the upward obstacle and the first altitude information corresponding to the bottom obstacle An obstacle altitude calculation unit for calculating second altitude information;
Comparing the calculated first altitude information and second altitude information with a first reference altitude value and a second reference altitude value, respectively,
If the first altitude information is equal to or greater than the first reference altitude value and the second altitude information is less than the second reference altitude value, the traveling path of the mobile robot is maintained as the current traveling path,
If the first altitude information is smaller than the first reference altitude value or the second altitude information is greater than the second reference altitude value, the mobile robot determines that the mobile robot can not pass through the obstacle, A control unit for generating a control command for changing a traveling route; And
A traveling unit for traveling the mobile robot according to the control command; And a controller for controlling the robot. 제1항에 있어서,
상기 장애물고도산출부는,
상기 획득된 각 틸트량 정보의 사인값과 상기 각 틸트량 정보에 대한 각각의 거리 정보의 최소값을 승산한 값에, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 반영하여 상기 상향 및 바닥 장애물에 대하여 상기 제1 고도 정보와 상기 제2 고도 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method according to claim 1,
The obstacle height calculating unit calculates,
Dimensional space sensor to a value obtained by multiplying a sine value of the acquired tilt amount information by a minimum value of each distance information for each tilt amount information, And calculates the first altitude information and the second altitude information. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 주행부는,
상기 제어부로부터 주행경로를 변경하도록 하는 제어명령이 있으면, 상기 이동로봇의 현재 주행방향을 변경하거나 또는 상기 이동로봇을 정지하여 상기 장애물을 회피하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the control unit changes the current traveling direction of the mobile robot or stops the mobile robot to avoid the obstacle if there is a control command to change the traveling route from the control unit. 제1항에 있어서,
상기 3차원 공간센서는,
적외선을 방출하는 발광소자;
적외선이 상기 상향 및 바닥 장애물에 의해 도플러된 반사신호를 수신하는 수광소자; 및
상기 반사신호를 처리하여 상기 상향 및 바닥 장애물과의 각 거리를 계측하는 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method according to claim 1,
The three-dimensional space sensor includes:
A light emitting element emitting infrared rays;
A light receiving element in which an infrared ray receives a reflected signal doped by the upward and bottom obstacles; And
And a signal processing unit for processing the reflection signal to measure distances between the upward and bottom obstacles. 제1항에 있어서,
상기 장애물고도산출부는,
상기 이동로봇의 주행중 상기 상향 및 바닥 장애물이 감지되는 경우, 주기적으로 상기 상향 및 바닥 장애물에 대한 상기 제1 고도 정보 및 상기 제2 고도 정보를 산출하여 출력하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method according to claim 1,
The obstacle height calculating unit calculates,
And calculates and outputs the first altitude information and the second altitude information for the upward and bottom obstacles periodically when the upward and bottom obstacles are detected during running of the mobile robot. 제1항에 있어서,
각 거리 정보, 각 틸트량 정보, 상기 상향 및 바닥 장애물의 제1 고도 정보와 제2 고도 정보, 및 상기 이동로봇의 주행경로의 정보 중 적어도 하나 이상을 저장하기 위한 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method according to claim 1,
And a storage unit for storing at least one of the distance information, the tilt amount information, the first altitude information and the second altitude information of the upward and bottom obstacles, and the traveling path information of the mobile robot Features a mobile robot. 3차원 공간센서를 구비한 이동로봇에 있어서,
상기 3차원 공간센서로부터 영상 정보를 획득하여 주변의 장애물을 감지하는 단계;
상향 및 바닥 장애물 동시 감지시, 상기 3차원 공간센서로부터 방출되는 발광신호를 이용하여 상기 상향 및 바닥 장애물까지의 거리 정보를 각각 획득하는 단계;
상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 수평좌표방향선을 기준으로 상기 상향 및 바닥 장애물까지의 각 상하변위량을 측정하여 틸트량 정보를 각각 획득하는 단계;
상기 획득된 복수의 거리 정보와 틸트량 정보에 근거하여, 상향 장애물에 대응하는 제1 고도 정보와 바닥 장애물에 대응하는 제2 고도 정보를 산출하는 단계;
산출된 제1 고도 정보와 제2 고도 정보를 각각 제1 기준고도값 및 제2 기준고도값과 비교하는 단계; 및
비교 결과 상기 제1 고도 정보가 상기 제1 기준고도값 이상이면서 상기 제2 고도 정보가 상기 제2 기준고도값 이하이면 상기 이동로봇의 주행경로를 현재 주행경로로 유지하고,
비교 결과 상기 제1 고도 정보가 상기 제1 기준고도값보다 작거나 또는 상기 제2 고도 정보가 상기 제2 기준고도값보다 크면, 상기 이동로봇이 장애물을 통과할 수 없는 것으로 판단하여 상기 이동로봇의 주행경로를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행방법.In a mobile robot having a three-dimensional space sensor,
Acquiring image information from the three-dimensional space sensor and detecting an obstacle around the obstacle;
Acquiring distance information from the three-dimensional space sensor to the upward and bottom obstacles, respectively, when the upward and bottom obstacles are simultaneously detected;
Obtaining tilt amount information by measuring vertical displacement amounts from the center of the three-dimensional space sensor to the upward and bottom obstacles with reference to a horizontal coordinate direction line;
Calculating first altitude information corresponding to the upward obstacle and second altitude information corresponding to the bottom obstacle based on the obtained plurality of distance information and tilt amount information;
Comparing the calculated first and second altitude information with a first reference altitude value and a second reference altitude value, respectively; And
If the first altitude information is equal to or greater than the first reference altitude value and the second altitude information is less than the second reference altitude value, the traveling path of the mobile robot is maintained as the current traveling path,
If the first altitude information is smaller than the first reference altitude value or the second altitude information is greater than the second reference altitude value, the mobile robot determines that the mobile robot can not pass through the obstacle, And changing a traveling path of the mobile robot. 제13항에 있어서,
상기 제1 고도 정보와 상기 제2 고도 정보를 산출하는 단계는,
상기 획득된 각 틸트량 정보의 사인값과 상기 각 틸트량 정보에 대한 각 거리 정보의 최소값을 승산한 값에, 상기 3차원 공간센서의 중심으로부터 바닥까지의 높이를 반영하여 상기 상향 및 바닥 장애물의 상기 제1 고도 정보와 상기 제2 고도 정보를 산출하는 단계인 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행방법.14. The method of claim 13,
Wherein the calculating the first altitude information and the second altitude information comprises:
Dimensional space sensor to a value obtained by multiplying a sine value of the obtained tilt amount information by a minimum value of each distance information for each tilt amount information, And calculating the first altitude information and the second altitude information. 삭제delete
KR1020120104730A 2012-09-20 2012-09-20 Moving robot and driving method for the moving robot KR101985188B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120104730A KR101985188B1 (en) 2012-09-20 2012-09-20 Moving robot and driving method for the moving robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120104730A KR101985188B1 (en) 2012-09-20 2012-09-20 Moving robot and driving method for the moving robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140038239A KR20140038239A (en) 2014-03-28
KR101985188B1 true KR101985188B1 (en) 2019-06-04

Family

ID=50646706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120104730A KR101985188B1 (en) 2012-09-20 2012-09-20 Moving robot and driving method for the moving robot

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101985188B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230119468A (en) * 2022-02-07 2023-08-16 백수빈 Unmanned ground reconnaissance apparatus for automatic driving

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160068241A (en) 2014-12-05 2016-06-15 부산대학교 산학협력단 Obstacle Detection System of Autonomous Mobile Robot sing LRF in Dynamic Environment
KR102403504B1 (en) * 2015-11-26 2022-05-31 삼성전자주식회사 Mobile Robot And Method Thereof
KR102033143B1 (en) 2017-01-25 2019-10-16 엘지전자 주식회사 Method of identifying functioning region in 3-dimensional space and robot implementing thereof
KR20180096059A (en) 2017-02-20 2018-08-29 엘지전자 주식회사 Method of drawing map applied by object feature and robot implementing thereof
KR102226360B1 (en) * 2019-03-12 2021-03-11 주식회사 유진로봇 Distance Measuring Sensor Detecting Jam State or Masked State by Foreign Object, and Mobile Robot
KR102160430B1 (en) * 2019-03-12 2020-09-28 주식회사 유진로봇 Distance Measuring Sensor Detecting Pin Short State, and Mobile Robot
WO2020185007A2 (en) * 2019-03-12 2020-09-17 Yujin Robot Co., Ltd. Distance measurement sensor which detects error state in accordance with foreign substance and mobile robot
KR102054301B1 (en) * 2019-08-09 2020-01-22 엘지전자 주식회사 Method of drawing map applied by object feature and robot implementing thereof
CN112363513A (en) * 2020-11-25 2021-02-12 珠海市一微半导体有限公司 Obstacle classification and obstacle avoidance control method based on depth information
CN113238555A (en) * 2021-05-12 2021-08-10 珠海市一微半导体有限公司 Mobile robot having optical flow sensor and control method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100693432B1 (en) 2006-01-09 2007-03-12 엘지전자 주식회사 Cleaning robot and method for controlling stop position thereof
KR101049906B1 (en) * 2010-12-30 2011-07-15 국방과학연구소 Autonomous mobile apparatus and method for avoiding collisions of the same
KR101164336B1 (en) * 2010-04-21 2012-07-09 고려대학교 산학협력단 Base plane height compensation method of mobile robot and generating method for elevation map using the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101069986B1 (en) * 2008-11-11 2011-10-04 삼성전기주식회사 Three-Dimensional Space Scanner
KR101209573B1 (en) * 2010-11-16 2012-12-07 한국과학기술연구원 Curb detection method using distance sensor and unmaned vehicle using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100693432B1 (en) 2006-01-09 2007-03-12 엘지전자 주식회사 Cleaning robot and method for controlling stop position thereof
KR101164336B1 (en) * 2010-04-21 2012-07-09 고려대학교 산학협력단 Base plane height compensation method of mobile robot and generating method for elevation map using the same
KR101049906B1 (en) * 2010-12-30 2011-07-15 국방과학연구소 Autonomous mobile apparatus and method for avoiding collisions of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230119468A (en) * 2022-02-07 2023-08-16 백수빈 Unmanned ground reconnaissance apparatus for automatic driving
KR102654371B1 (en) 2022-02-07 2024-04-02 백수빈 Unmanned ground reconnaissance apparatus for automatic driving

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140038239A (en) 2014-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101985188B1 (en) Moving robot and driving method for the moving robot
CN106489104B (en) System and method for use of optical odometry sensors in a mobile robot
KR101930870B1 (en) Moving robot and controlling method thereof
RU2304423C2 (en) Object position detecting method for mobile robot and apparatus for performing the same
EP2677386B1 (en) Robot cleaner and obstacle detection control method of the same
KR101952414B1 (en) Cleaner and controlling method thereof
US10423163B2 (en) Mobile robot and method of controlling same
KR102527645B1 (en) Cleaning robot and controlling method thereof
KR101822942B1 (en) Robot cleaner and controlling method of the same
EP3569125B1 (en) Cleaner and method for controlling same
KR20180064966A (en) Apparatus for controlling cleaning function and robotic cleaner with the apparatus
KR20200105916A (en) Robot vacuum cleaner and its control method
US20230084829A1 (en) Moving robots and method for controlling the same
CN113841098A (en) Detecting objects using line arrays
US11915475B2 (en) Moving robot and traveling method thereof in corner areas
KR102535719B1 (en) a Moving robot and Controlling method for the moving robot
US11986137B2 (en) Mobile robot
KR20190020006A (en) Cleaner and controlling method thereof
CN114829083B (en) Mobile robot
KR102361982B1 (en) Moving robot and method for controlling thereof
KR102317727B1 (en) Moving robot and Controlling method for the moving robot
KR20220121483A (en) Method of intelligently generating map and mobile robot thereof
JP2017091087A (en) Autonomous mobile body
KR20180090588A (en) Cleaner and controlling method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant