KR102428214B1

KR102428214B1 - Moving Robot and controlling method

Info

Publication number: KR102428214B1
Application number: KR1020190000221A
Authority: KR
Inventors: 성철모
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2019-01-02
Publication date: 2022-08-01
Also published as: KR20190003847A

Abstract

본 발명의 이동 로봇은 본체의 전방의 청소구역 내 바닥을 향해 제 1 패턴의 광고, 상향으로 제 2 패턴의 광을 조사하고, 조사된 각 패턴의 광이 장애물에 입사된 영상을 통해 장애물을 판단하고, 본체의 기울어짐을 감지하여 기울기를 보상함으로써, 장애물에 대한 정확한 판단이 가능하고, 기울기 보상을 통해 주행 가능 여부를 다시 판단하여 장애물을 통과하거나 회피할 수 있으므로, 다양한 영역에 진입할 수 있어 청소가능 영역이 확장되며, 빠른 판단과 동작이 가능하고 장애물이 구속되지 않고 탈출하여 효과적으로 주행할 수 있다. The mobile robot of the present invention irradiates a first pattern of advertisements and a second pattern of light upwards toward the floor in the cleaning area in front of the main body, and determines the obstacle through the image in which the light of each irradiated pattern is incident on the obstacle And, by detecting the inclination of the body and compensating for the inclination, it is possible to accurately determine the obstacle, and through the inclination compensation, it is possible to pass or avoid the obstacle by re-determining whether it is possible to drive through the inclination compensation, so that it can enter various areas to clean The possible area is expanded, and quick judgment and action are possible, and obstacles can escape without being constrained and drive effectively.

Description

Mobile robot and its controlling method

본 발명은 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 장애물을 감지하여 회피하는 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a mobile robot and a method for controlling the same, and to a mobile robot for detecting and avoiding obstacles and a method for controlling the same.

일반적으로 이동 로봇은 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 자동으로 청소하는 기기이다.In general, a mobile robot is a device that automatically cleans by sucking foreign substances such as dust from a floor surface while driving in an area to be cleaned without user's manipulation.

통상 이러한 이동 로봇은 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하고, 그에 따라 청소구역을 매핑(mapping)하거나, 좌륜과 우륜의 구동을 제어하여 장애물 회피 동작을 수행한다. Typically, these mobile robots sense the distance to obstacles such as furniture, office supplies, and walls installed in the cleaning area, and map the cleaning area accordingly, or control the driving of the left and right wheels to avoid obstacles.

종래에는 천장 또는 바닥을 주시하는 센서를 통해 이동 로봇이 이동한 거리를 계측하고, 이를 기반으로 장애물까지의 거리를 산출하는 방식이었으나, 이동 로봇의 이동 거리를 기반으로 장애물까지의 거리를 추정하는 간접적인 방식이기 때문에, 바닥의 굴곡등으로 이동 로봇의 이동 거리가 정확하게 계측되지 못하는 경우, 장애물까지의 거리 역시 오차를 가질 수밖에 없었다. 특히, 이러한 이동 로봇에 주로 사용되는 거리 측정 방식은 적외선 또는 초음파를 이용한 것으로, 광 또는 음이 장애물에 의해 산란되는 양이 많아 거리 계측에 상당한 오차가 발생되는 문제가 있었다.Conventionally, the distance traveled by the mobile robot is measured through a sensor that looks at the ceiling or floor, and the distance to the obstacle is calculated based on this. Because of the in-line method, when the moving distance of the mobile robot cannot be accurately measured due to the bending of the floor, the distance to the obstacle has no choice but to have an error. In particular, the distance measurement method mainly used for these mobile robots uses infrared or ultrasonic waves, and there is a problem in that a significant error occurs in the distance measurement because the amount of light or sound scattered by the obstacle is large.

그에 따라 이동 로봇의 전방으로 특정한 패턴의 광을 조사하여 이를 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 패턴을 추출하고, 이를 바탕으로 청소구역 내의 장애물 상황을 파악하여 주행을 제어하는 기술이 적용되고 있다. 예를 들어, 한국공개특허 10-2013-0141979호(이하, '979 발명이라 함.)는 십자 패턴의 광을 조사하는 광원부과 청소기 전방의 영상을 획득하는 카메라부를 구비한 이동 로봇을 개시하고 있다.
Accordingly, a technology for controlling driving by irradiating a specific pattern of light to the front of the mobile robot to photograph it, extracting the pattern from the captured image, and identifying obstacles in the cleaning area based on this is applied. For example, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0141979 (hereinafter referred to as the '979 invention.) discloses a mobile robot having a light source unit irradiating light in a cross pattern and a camera unit acquiring an image in front of the cleaner. .

*그러나 이러한 종래의 이동 로봇은 하나의 광원으로부터 일정한 각도로 광을 조사하도록 구성됨에 따라 장애물을 감지할 수 있는 범위에 제약이 따르고, 높이를 갖는 장애물의 입체적인 형태를 파악하는데도 어려움이 있었다. * However, as these conventional mobile robots are configured to irradiate light from one light source at a certain angle, there is a limitation in the range that can detect the obstacle, and it is difficult to grasp the three-dimensional shape of the obstacle having a height.

또한, 이동 로봇이 문턱이나 일정 높이 이하의 장애물 위로 올라가는 경우, 본체가 기울어짐에 따라 장애물이나 낭떠러지로 잘못 판단하여 더 이상 주행하지 못하고 장애물에 구속된 상태가 유지되는 문제가 있다.
In addition, when the mobile robot climbs over a threshold or an obstacle of a certain height or less, as the body is tilted, it is mistakenly determined as an obstacle or a cliff, so that it cannot travel any more, and there is a problem that the state is maintained in a state constrained by the obstacle.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이동 로봇의 기울기를 감지하여 기울어진 정도에 따라 기울기 보상을 수행함으로써, 보상결과에 따라 장애물을 다시 판단하여 주행하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
An object of the present invention is to provide a mobile robot that detects the inclination of the mobile robot and performs tilt compensation according to the degree of inclination, thereby re-judging an obstacle according to the compensation result, and driving the mobile robot and a control method thereof.

본 발명이 일 실시예에 따른 이동 로봇은 청소구역을 주행하며, 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체, 상기 본체의 기울기를 감지하여 감지신호를 입력하는 센서부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방 하측을 향해 제 1 패턴의 광을 조사하는 제 1 패턴 조사부, 상기 본체의 전면에 배치되되, 상기 제 1 패턴 조사부의 하측에 배치되어, 상기 본체의 전방 상측을 향해 제 2 패턴의 광을 조사하는 제 2 패턴 조사부, 상기 본체의 전면에 배치되어, 상기 본체의 전방에 대한 영상을 획득하는 영상 획득부 및 상기 영상 획득부로부터 입력되는 획득영상으로부터, 제 1 패턴의 광에 대응하는 제 1 광 패턴과, 상기 제 2 패턴의 광에 대응하는 제 2 광 패턴을 검출하여 장애물을 판단하고 상기 장애물을 통과하거나 또는 회피하도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서부로부터 입력되는 감지신호를 바탕으로 상기 본체가 기울어진 상태인지 여부를 판단하고, 상기 본체가 기울어진 경우, 상기 본체의 기울기에 따라 상기 제 1 광 패턴에 대한 기울기 보상을 통해 장애물 여부를 다시 판단하는 것을 특징으로 한다. The mobile robot according to an embodiment of the present invention travels in a cleaning area, a body that sucks foreign substances on the floor in the cleaning area, a sensor unit that detects the inclination of the main body and inputs a detection signal, and is disposed on the front of the main body. , A first pattern irradiation unit for irradiating the light of the first pattern toward the lower front of the main body, arranged on the front side of the main body, disposed below the first pattern irradiation unit, the second pattern toward the front upper side of the main body A second pattern irradiator for irradiating light of, an image acquisition unit disposed on the front of the main body to acquire an image of the front of the main body, and an image obtained from the image acquisition unit, corresponding to the first pattern of light and a control unit for determining an obstacle by detecting a first light pattern and a second light pattern corresponding to the light of the second pattern, and controlling to pass or avoid the obstacle, wherein the control unit is inputted from the sensor unit Determining whether the main body is in a tilted state based on the detection signal being do it with

또한, 본 발명의 이동 로봇의 제어방법은, 제 1 패턴의 광과 제 2 패턴의 광을 조사하고, 전방의 영상을 촬영하며 주행하는 단계, 촬영된 획득영상으로부터 상기 제 1 패턴의 광에 대응하는 제 1 광 패턴과, 상기 제 2 패턴의 광에 대응하는 제 2 광 패턴을 검출하여 장애물을 감지하는 단계, 본체의 기울기를 감지하는 단계, 상기 본체가 기울어진 경우, 기울기에 따라 상기 제 1 광 패턴 또는 상기 제 2 광 패턴에 대한 기울기 보상을 수행하는 단계, 및 상기 기울기 보상 후, 상기 장애물에 대하여 다시 판단하여, 상기 장애물을 통과하거나 회피하여 주행하는 단계를 포함한다. In addition, the control method of the mobile robot of the present invention includes the steps of irradiating light of a first pattern and light of a second pattern, photographing a front image, and traveling, corresponding to the light of the first pattern from the captured image Detecting an obstacle by detecting a first light pattern and a second light pattern corresponding to the light of the second pattern, detecting an inclination of the main body, when the main body is inclined, the first Compensating for the inclination of the light pattern or the second light pattern, and after compensating for the inclination, determining the obstacle again, and driving through or avoiding the obstacle.

본 발명의 이동 로봇 및 그 제어방법은 상하로 배치되어 조사되는 패턴들을 이용하여 장애물을 판단하는데 있어서, 본체의 기울어짐을 감지하여 조사된 패턴에 대하여 기울기를 보상함으로써 장애물에 대한 정확한 판단이 가능하고, 기울기 보상을 통해 주행 가능 여부를 다시 판단하여 장애물을 통과하거나 회피할 수 있으므로, 다양한 영역에 진입할 수 있어 청소가능 영역이 확장되고, 빠른 판단과 동작이 가능하고 장애물이 구속되지 않고 탈출하여 효과적으로 주행할 수 있다.
The mobile robot and its control method of the present invention enable accurate determination of obstacles by detecting the inclination of the body and compensating for the inclination with respect to the irradiated pattern in judging an obstacle using patterns that are vertically arranged and irradiated, Since it is possible to pass or avoid obstacles by re-judging whether it is possible to drive through tilt compensation, it is possible to enter various areas, thereby expanding the cleaning area, enabling quick judgment and operation, and escaping without restraint of obstacles and driving effectively can do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 이동 로봇의 수평 화각을 도시한 도이다.
도 3은 도 1의 이동 로봇의 전면도이다.
도 4는 도 1의 이동 로봇의 저면을 도시한 도이다.
도 5는 도 1의 이동 로봇의 주요부들을 도시한 블록도이다.
도 6은 장애물 감지유닛의 전면도와 측면도이다.
도 7은 장애물 탐지 부의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 도이다.
도 8 은 제 1 패턴 조사부에 의해 조사되는 패턴의 광을 도시한 도이다.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇에 있어서, 장애물에 조사되는 패턴의 형태를 도시한 예시도이다.
도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 본체 기울어짐에 대해 설명하는데 참조되는 도이다.
도 11 은 도 10의 이동 로봇의 기울어짐에 따른 패턴이 도시된 예시도이다.
도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 실시예가 도시된 도이다.
도 13 은 도 12의 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 패턴의 변화가 도시된 예시도이다.
도 14 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 다른 실시예가 도시된 도이다.
도 15 는 도 14의 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 패턴의 변화가 도시된 예시도이다.
도 16 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기 보정에 따른 실시예가 도시된 도이다.
도 17 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기 보정의 다른 실시예가 도시된 도이다.
도 18 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기를 보상하는 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 19 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기 보상을 통한 주행방법이 도시된 순서도이다. 1 is a perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a horizontal angle of view of the mobile robot of FIG. 1 .
3 is a front view of the mobile robot of FIG. 1 .
FIG. 4 is a view showing a bottom surface of the mobile robot of FIG. 1 .
FIG. 5 is a block diagram showing main parts of the mobile robot of FIG. 1 .
6 is a front view and a side view of an obstacle sensing unit.
7 is a diagram illustrating an investigation range and an obstacle detection range of an obstacle detection unit.
8 is a view showing the light of the pattern irradiated by the first pattern irradiation unit.
9 is an exemplary diagram illustrating a shape of a pattern irradiated to an obstacle in a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram referenced for explaining the inclination of the main body of the mobile robot according to an embodiment of the present invention.
11 is an exemplary diagram illustrating a pattern according to an inclination of the mobile robot of FIG. 10 .
12 is a diagram illustrating an embodiment of the mobile robot entering a ramp according to an embodiment of the present invention.
13 is an exemplary diagram illustrating a change in a pattern according to the entrance of the mobile robot of FIG. 12 into a ramp.
14 is a diagram illustrating another embodiment of the mobile robot entering a ramp according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an exemplary diagram illustrating a change in a pattern according to the entry into a ramp of the mobile robot of FIG. 14 .
16 is a diagram illustrating an embodiment according to tilt correction of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating another embodiment of inclination correction of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
18 is a flowchart illustrating a control method for compensating for inclination of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
19 is a flowchart illustrating a driving method through tilt compensation of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 사시도이다. 도 2는 도 1의 이동 로봇의 수평 화각을 도시한 것이다. 도 3은 도 1의 이동 로봇의 전면도이다. 도 4는 도 1의 이동 로봇의 저면을 도시한 것이다. 도 5는 도 1의 이동 로봇의 주요부들을 도시한 블록도이다. 1 is a perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates a horizontal angle of view of the mobile robot of FIG. 1 . 3 is a front view of the mobile robot of FIG. 1 . FIG. 4 is a view showing a bottom surface of the mobile robot of FIG. 1 . FIG. 5 is a block diagram showing main parts of the mobile robot of FIG. 1 .

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(1)은 청소구역의 바닥을 따라 이동하며, 바닥 상의 먼지 등의 이물질을 흡입하는 본체(10)와, 본체(10)의 전면에 배치되는 장애물 감지유닛(100)을 포함할 수 있다.1 to 5 , the mobile robot 1 according to an embodiment of the present invention moves along the floor of the cleaning area, and the main body 10 for sucking foreign substances such as dust on the floor, and the main body 10 ) may include an obstacle detection unit 100 disposed in front of the.

본체(10)는 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(11)과, 케이싱(11)에 배치되어 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(34)과, 케이싱(11)에 회전 가능하게 구비되는 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))을 포함할 수 있다. 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))이 회전함에 따라 본체(10)가 청소구역의 바닥을 따라 이동되며, 이 과정에서 흡입유닛(34)을 통해 이물질이 흡입된다.The main body 10 forms an exterior and a casing 11 which forms a space in which the parts constituting the main body 10 are accommodated, and a suction unit disposed in the casing 11 to suck foreign substances such as dust or garbage. 34 , and a left wheel 36 (L) and a right wheel 36 (R) rotatably provided in the casing 11 . As the left wheel 36(L) and the right wheel 36(R) rotate, the main body 10 moves along the floor of the cleaning area, and foreign substances are sucked through the suction unit 34 in this process.

흡입유닛(34)은 흡입력을 발생시키는 흡입 팬(미도시)과, 흡입 팬의 회전에 의해 생성된 기류가 흡입되는 흡입구(10h)를 포함할 수 있다. 흡입유닛(34)은 흡입구(10h)를 통해 흡입된 기류 중에서 이물질을 채집하는 필터(미도시)와, 필터에 의해 채집된 이물질들이 축적되는 이물질 채집통(미도시)을 포함할 수 있다.The suction unit 34 may include a suction fan (not shown) that generates a suction force, and a suction port 10h through which an airflow generated by the rotation of the suction fan is sucked. The suction unit 34 may include a filter (not shown) for collecting foreign substances from the airflow sucked through the suction port 10h, and a foreign substance collecting container (not shown) in which the foreign substances collected by the filter are accumulated.

또한, 본체(10)는 좌륜(36(L))과 우륜(36(R))을 구동시키는 주행 구동부를 포함할 수 있다. 주행 구동부는 적어도 하나의 구동모터를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구동모터는 좌륜(36(L))을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜(36(R))을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다.In addition, the main body 10 may include a driving driving unit for driving the left wheel 36 (L) and the right wheel 36 (R). The driving driving unit may include at least one driving motor. The at least one driving motor may include a left wheel driving motor rotating the left wheel 36(L) and a right wheel driving motor rotating the right wheel 36(R).

좌륜 구동모터와 우륜 구동모터는 제어부의 주행제어부에 의해 작동이 독립적으로 제어됨으로써 본체(10)의 직진, 후진 또는 선회가 이루어질 수 있다. 예를들어, 본체(10)가 직진 주행하는 경우에는 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 같은 방향으로 회전되나, 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 다른 속도로 회전되거나, 서로 반대 방향으로 회전되는 경우에는 본체(10)의 주행 방향이 전환될 수 있다. 본체(10)의 안정적인 지지를 위한 적어도 하나의 보조륜(37)이 더 구비될 수 있다.The operation of the left wheel driving motor and the right wheel driving motor is independently controlled by the driving control unit of the control unit, so that the main body 10 can move forward, backward, or turn. For example, when the main body 10 travels in a straight line, the left wheel drive motor and the right wheel drive motor rotate in the same direction, but when the left wheel drive motor and the right wheel drive motor rotate at different speeds or rotate in opposite directions, The traveling direction of the main body 10 may be switched. At least one auxiliary wheel 37 for stable support of the main body 10 may be further provided.

케이싱(11)의 저면부 전방측에 위치하며, 방사상으로 연장된 다수개의 날개로 이루어진 솔을 갖는 복수의 브러시(35)가 더 구비될 수 있다. 복수의 브러시(35)의 회전에 의해 청소구역의 바닥으로부터 먼지들이 제거되며, 이렇게 바닥으로부터 분리된 먼지들은 흡입구(10h)를 통해 흡입되어 채집통에 모인다.A plurality of brushes 35 positioned on the front side of the bottom surface of the casing 11 and having a brush formed of a plurality of radially extending wings may be further provided. The dust is removed from the floor of the cleaning area by the rotation of the plurality of brushes 35, and the dust separated from the floor is sucked through the suction port 10h and collected in the collection container.

케이싱(11)의 상면에는 사용자로부터 이동 로봇(1)의 제어를 위한 각종 명령을 입력받는 컨트롤 패널(39)이 구비될 수 있다.A control panel 39 that receives various commands for controlling the mobile robot 1 from a user may be provided on the upper surface of the casing 11 .

장애물 감지유닛(100)은 본체(10)의 전면에 배치될 수 있다. The obstacle detecting unit 100 may be disposed on the front side of the main body 10 .

장애물 감지유닛(100)은 케이싱(11)의 전면에 고정되고, 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)를 포함한다. The obstacle detecting unit 100 is fixed to the front surface of the casing 11 , and includes a first pattern irradiation unit 120 , a second pattern irradiation unit 130 , and an image acquisition unit 140 .

본체(10)에는 재충전이 가능한 배터리(38)가 구비되며, 배터리(38)의 충전 단자(33)가 상용 전원(예를 들어, 가정 내의 전원 콘센트)과 연결되거나, 상용 전원과 연결된 별도의 충전대(미도시)에 본체(10)가 도킹되어, 충전 단자(33)가 상용 전원과 전기적으로 연결되고, 배터리(38)의 충전이 이루어질 수 있다. 이동 로봇(1)을 구성하는 전장 부품들은 배터리(38)로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 배터리(38)가 충전된 상태에서 이동 로봇(1)은 상용 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 자력 주행이 가능하다.The main body 10 is provided with a rechargeable battery 38 , and the charging terminal 33 of the battery 38 is connected to commercial power (eg, a power outlet in the home) or a separate charging station connected to commercial power. The main body 10 is docked (not shown), the charging terminal 33 is electrically connected to the commercial power source, and the battery 38 can be charged. Electrical components constituting the mobile robot 1 may be supplied with power from the battery 38 , and thus, in a state in which the battery 38 is charged, the mobile robot 1 has a magnetic force in a state electrically separated from commercial power. driving is possible

도 5는 도 1의 이동 로봇의 주요부들을 도시한 블록도이다.FIG. 5 is a block diagram showing main parts of the mobile robot of FIG. 1 .

이동 로봇(1)은 주행 구동부(300), 청소부(310), 데이터부(240), 장애물 감지유닛(100), 센서부(150), 그리고 동작 전반을 제어하는 제어부(200)를 포함한다. The mobile robot 1 includes a driving driving unit 300 , a cleaning unit 310 , a data unit 240 , an obstacle detecting unit 100 , a sensor unit 150 , and a control unit 200 controlling overall operations.

제어부(200)는 주행 구동부(300)를 제어하는 주행제어부(230)를 포함할 수 있다. 주행제어부(230)에 의해 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터의 작동이 독립적으로 제어됨으로써 본체(10)가 직진 또는 회전하여 주행하게 된다. The control unit 200 may include a driving control unit 230 for controlling the driving driving unit 300 . The operation of the left-wheel drive motor and the right-wheel drive motor is independently controlled by the travel controller 230 so that the main body 10 travels in a straight line or rotates.

또한, 제어부(200)는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 데이터를 분석하여 패턴을 검출하는 패턴검출부(210) 및, 패턴으로부터 장애물을 판단하는 장애물정보 획득부(220)를 포함한다. In addition, the control unit 200 includes a pattern detecting unit 210 for detecting a pattern by analyzing data input from the obstacle detecting unit 100, and an obstacle information obtaining unit 220 for determining an obstacle from the pattern.

패턴검출부(210)는 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(획득영상)으로부터 광 패턴(P1, P2)을 검출한다. 패턴검출부(210)는 획득영상을 구성하는 소정의 픽셀들에 대해 점, 선, 면 등의 특징을 검출 (feature detection)하고, 이렇게 검출된 특징을 바탕으로 광 패턴(P1, P2) 또는 광 패턴(P1, P2)을 구성하는 점, 선, 면 등을 검출할 수 있다.The pattern detection unit 210 detects light patterns P1 and P2 from the image (acquired image) acquired by the image acquisition unit 140 . The pattern detection unit 210 detects features such as points, lines, and planes with respect to predetermined pixels constituting the acquired image, and based on the detected features, light patterns P1 and P2 or light patterns Points, lines, and planes constituting (P1, P2) can be detected.

장애물정보 획득부(220)는 패턴검출부(210)로부터 검출된 패턴을 바탕으로 장애물 유무를 판단하고, 장애물의 형태를 판단한다. 또한, 장애물정보 획득부(220)는 획득영상을 통해 낭떠러지를 판단하여 낭떠러지 모드를 설정하여 이동 로봇이 낭떠러지에 빠지지 않는 경로를 따라 주행될 수 있도록 한다. The obstacle information acquisition unit 220 determines whether there is an obstacle based on the pattern detected by the pattern detection unit 210 and determines the shape of the obstacle. In addition, the obstacle information acquisition unit 220 determines the cliff through the acquired image and sets the cliff mode so that the mobile robot can run along a path that does not fall into the cliff.

주행 구동부(300)는 적어도 하나의 구동모터를 포함하여 주행제어부(230)의 제어명령에 따라 이동 로봇이 주행하도록 한다. 주행 구동부(300)는 앞서 설명한 바와 같이, 좌륜(36(L))을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜(36(R))을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다.The traveling driving unit 300 includes at least one driving motor to allow the mobile robot to travel according to a control command of the traveling control unit 230 . As described above, the driving driving unit 300 may include a left wheel driving motor rotating the left wheel 36(L) and a right wheel driving motor rotating the right wheel 36(R).

청소부(310)는 브러쉬를 동작시켜 이동 로봇 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하기 쉬운 상태로 만들고, 흡입장치를 동작시켜 먼지 또는 이물질을 흡입한다. 청소부(310)는 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(34)에 구비되는 흡입 팬의 동작을 제어하여 먼지가 흡입구를 통해 이물질 채집통에 투입되도록 한다. The cleaning unit 310 operates a brush to make it easy to suck dust or foreign substances around the mobile robot, and operates a suction device to suck the dust or foreign substances. The cleaning unit 310 controls the operation of the suction fan provided in the suction unit 34 for sucking foreign substances, such as dust or garbage, so that the dust is put into the foreign substance collecting bin through the suction port.

데이터부(240)에는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 획득영상을 저장하고, 장애물정보 획득부(220)가 장애물을 판단하기 위한 기준데이터가 저장되며, 감지된 장애물에 대한 장애물정보가 저장된다. 또한, 데이터부(240)에는 이동 로봇의 동작을 제어하기 위한 제어데이터 및 이동 로봇의 청소모드에 따른 데이터가 저장되며, 생성되거나 또는 외부로부터 수신되는 맵이 저장될 수 있다. The data unit 240 stores the acquired image input from the obstacle detection unit 100, the obstacle information acquisition unit 220 stores reference data for determining the obstacle, and the obstacle information on the detected obstacle is stored. . In addition, the data unit 240 may store control data for controlling the operation of the mobile robot and data according to the cleaning mode of the mobile robot, and may store a map generated or received from the outside.

또한, 데이터부(240)는, 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. In addition, the data unit 240 stores data that can be read by a microprocessor, and includes a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, and a RAM. , CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, and optical data storage devices.

장애물 감지유닛(100)은 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130), 그리고 영상 획득부(140)를 포함한다. The obstacle detecting unit 100 includes a first pattern irradiation unit 120 , a second pattern irradiation unit 130 , and an image acquisition unit 140 .

센서부(150)는 복수의 센서를 포함하여 장애물감지를 보조한다. 또한, 센서부(150)는 적어도 하나의 기울기센서를 포함하여 본체의 기울기를 감지한다. 기울기센서는 본체의 전, 후, 좌, 우 방향으로 기울어지는 경우, 기울어진 방향과 각도를 산출한다. 기울기센서는 틸트센서, 가속도센서 등이 사용될 수 있고, 가속도센서의 경우 자이로식, 관성식, 실리콘반도체식 중 어느 것이나 적용 가능하다. The sensor unit 150 assists in detecting an obstacle by including a plurality of sensors. In addition, the sensor unit 150 detects the inclination of the body including at least one inclination sensor. The tilt sensor calculates the tilted direction and angle when the body tilts in the front, back, left, and right directions. A tilt sensor, an acceleration sensor, etc. may be used as the inclination sensor, and in the case of the acceleration sensor, any one of a gyro type, an inertial type, and a silicon semiconductor type is applicable.

장애물 감지유닛(100)은 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)가, 앞서 설명한 바와 같이, 본체(10)의 전면에 설치되어, 이동 로봇의 전방에 제 1 및 제 2 패턴의 광(P1, P2)을 조사하고, 조사된 패턴의 광을 촬영하여 영상을 획득한다. In the obstacle detection unit 100, the first pattern irradiation unit 120, the second pattern irradiation unit 130, and the image acquisition unit 140 are installed on the front of the main body 10, as described above, in front of the mobile robot. The light (P1, P2) of the first and second patterns is irradiated to the , and an image is obtained by photographing the light of the irradiated pattern.

제어부(200)는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 획득영상을 통해 장애물을 판단하여 이동방향 또는 주행경로를 변경하여 장애물을 통과하거나 또는 장애물을 회피하여 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다. The controller 200 determines the obstacle through the acquired image input from the obstacle detection unit 100 and controls the driving driving unit 300 to change the moving direction or the driving path to pass the obstacle or avoid the obstacle.

제어부(200)는 획득영상을 데이터부(240)에 저장하고, 패턴검출부(210)는 획득영상을 분석하여 패턴을 추출한다. 즉 패턴검출부(210)는 제 1 패턴 조사부 또는 제 2 패턴 조사부로부터 조사된 패턴의 광이 바닥 또는 장애물에 조사되어 나타나는 광 패턴을 추출한다. 장애물정보 획득부(220)는 추출된 광 패턴을 바탕으로 장애물을 판단한다.The controller 200 stores the acquired image in the data unit 240 , and the pattern detection unit 210 analyzes the acquired image and extracts a pattern. That is, the pattern detection unit 210 extracts a light pattern that appears when the light of the pattern irradiated from the first pattern irradiator or the second pattern irradiator is irradiated to the floor or an obstacle. The obstacle information acquisition unit 220 determines an obstacle based on the extracted light pattern.

제어부(200)는 센서부(150)의 기울기센서로부터 입력되는 기울기정보를 바탕으로, 본체의 기울어짐 여부를 판단하고, 본체가 기울어진 경우, 획득영상의 광 패턴의 위치에 대하여 기울기를 보상한다. The control unit 200 determines whether the body is tilted based on the tilt information input from the tilt sensor of the sensor unit 150, and if the body is tilted, compensates for the tilt with respect to the position of the light pattern of the acquired image .

장애물정보 획득부(220)는 기울기센서에 의해 감지되는 본체의 기울기에 대응하여 획득영상의 광 패턴에 대한 기울기 보상을 통해, 장애물에 대하여 재판단한다. 주행제어부는 장애물정보 획득부에 의해 장애물이 다시 판단되면, 이를 바탕으로 주행 가능 여부를 판단하고, 주행경로를 설정하여 주행 구동부(300)를 제어한다. The obstacle information acquisition unit 220 re-determines the obstacle by compensating for the inclination of the light pattern of the acquired image in response to the inclination of the body detected by the inclination sensor. When the obstacle is determined again by the obstacle information acquisition unit, the driving control unit determines whether driving is possible based on this, sets a driving route, and controls the driving driving unit 300 .

도 6은 장애물 감지유닛의 전면도와 측면도이다. 도 7은 장애물 탐지 부의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 것이다. 도 6의 (a)는 장애물 감지유닛의 전면도이고, 도 6의 (b)는 측면도이다. 6 is a front view and a side view of an obstacle sensing unit. 7 is a diagram illustrating an investigation range and an obstacle detection range of the obstacle detection unit. Figure 6 (a) is a front view of the obstacle detection unit, Figure 6 (b) is a side view.

도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 장애물 감지유닛(100)의 제 1 및 제 2 패턴 조사부(120, 130)는 광원과, 광원으로부터 조사된 광이 투과됨으로써 소정의 패턴을 생성하는 패턴생성자(OPPE: Optical Pattern Projection Element)를 포함할 수 있다. 광원은 레이져 다이오드(Laser Diode, LD), 발광 다이오드(Light Emitteing Diode, LED) 등 일 수 있다. 레이져 광은 단색성, 직진성 및 접속 특성에 있어 다른 광원에 비해 월등해, 정밀한 거리 측정이 가능하며, 특히, 적외선 또는 가시광선은 대상체의 색상과 재질 등의 요인에 따라 거리 측정의 정밀도에 있어서 편차가 크게 발생되는 문제가 있기 때문에, 광원으로는 레이져 다이오드가 바람직하다. 패턴생성자는 렌즈, DOE(Diffractive optical element)를 포함할 수 있다. 각각의 패턴 조사부(120, 130)에 구비된 패턴 생성자의 구성에 따라 다양한 패턴의 광이 조사될 수 있다.As shown in (a) and (b) of FIG. 6 , the first and second pattern irradiation units 120 and 130 of the obstacle sensing unit 100 transmit a light source and the light irradiated from the light source to transmit a predetermined pattern. It may include a pattern generator (OPPE: Optical Pattern Projection Element) for generating. The light source may be a laser diode (LD), a light emitting diode (LED), or the like. Laser light is superior to other light sources in monochromaticity, straightness and connection characteristics, enabling precise distance measurement. Since there is a problem that is large, a laser diode is preferable as a light source. The pattern generator may include a lens and a diffractive optical element (DOE). Various patterns of light may be irradiated according to the configuration of the pattern generator provided in each of the pattern irradiation units 120 and 130 .

제 1 패턴 조사부(120)는 제 1 패턴의 광(P1, 이하, 제 1 패턴 광이라고 함.)을 본체(10)의 전방 하측을 향해 조사할 수 있다. 따라서, 제 1 패턴 광(P1)은 청소구역의 바닥에 입사될 수 있다. The first pattern irradiation unit 120 may irradiate the light of the first pattern (P1, hereinafter, referred to as the first pattern light) toward the lower front of the main body 10 . Accordingly, the first pattern light P1 may be incident on the floor of the cleaning area.

제 1 패턴 광(P1)은 수평선(Ph)의 형태로 구성될 수 있다. 또한, 제 1 패턴 광(P1)은 수평선(Ph)과 수직선(Pv)이 교차하는 십자 패턴의 형태로 구성되는 것 또한 가능하다. The first pattern light P1 may be configured in the form of a horizontal line Ph. In addition, the first pattern light P1 may be configured in the form of a cross pattern in which a horizontal line Ph and a vertical line Pv intersect.

제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)는 수직으로, 일렬 배치될 수 있다. 영상 획득부(140)는, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)의 하부에 배치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 패턴 조사부와 제 2 패턴 조사부의 상부에 배치될 수도 있다. The first pattern irradiation unit 120 , the second pattern irradiation unit 130 , and the image acquisition unit 140 may be vertically arranged in a line. The image acquisition unit 140 is disposed below the first pattern irradiation unit 120 and the second pattern irradiation unit 130, but is not limited thereto, and may be disposed on the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit. may be

실시예에서, 제 1 패턴 조사부(120)는 상측에 위치하여 전방을 향해 하방으로 제 1 패턴 광(P1)을 조사하여, 제 1 패턴 조사부(120) 보다 하측에 위치하는 장애물을 감지하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 제 1 패턴 조사부(120)의 하측에 위치하여 전방을 향해 상방으로 제 2 패턴의 광(P2, 이하, 제 2 패턴 광이라고 함.)을 조사할 수 있다. 따라서, 제 2 패턴 광(P2)은 벽면이나, 청소구역의 바닥으로부터 적어도 제 2 패턴 조사부(130) 보다 높이 위치하는 장애물 또는 장애물의 일정 부분에 입사될 수 있다.In the embodiment, the first pattern irradiator 120 is located on the upper side and irradiates the first pattern light P1 downward toward the front, and detects an obstacle located below the first pattern irradiator 120 , The second pattern irradiator 130 may be positioned below the first pattern irradiator 120 to irradiate a second pattern of light (P2, hereinafter, referred to as a second pattern light) upward toward the front. Accordingly, the second pattern light P2 may be incident on an obstacle or a certain portion of the obstacle located at least higher than the second pattern irradiation unit 130 from the wall surface or the floor of the cleaning area.

제 2 패턴 광(P2)은 제 1 패턴 광(P1)과 다른 패턴으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 수평선을 포함하여 구성된다. 여기서, 수평선은 반드시 연속한 선분이어야 하는 것은 아니고, 점선으로 이루어질 수도 있다.The second pattern light P2 may have a pattern different from that of the first pattern light P1 , and preferably includes a horizontal line. Here, the horizontal line does not necessarily have to be a continuous line segment, and may be formed of a dotted line.

한편, 앞서 설명한 도 2에서, 표시된 조사각(θh)은 제 1 패턴 조사부(120)로부터 조사된 제 1 패턴 광(P1)의 수평조사각을 표시한 것으로, 수평선(Ph)의 양단이 제 1 패턴 조사부(120)와 이루는 각도를 나타내며, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 도 2에 표시된 점선은 이동 로봇(1)의 전방을 향하는 것이며, 제 1 패턴 광(P1)은 점선에 대해 대칭인 형태로 구성될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 2 described above, the displayed irradiation angle θh represents the horizontal irradiation angle of the first pattern light P1 irradiated from the first pattern irradiation unit 120 , and both ends of the horizontal line Ph are the first It represents the angle formed with the pattern irradiation unit 120, and is preferably set in the range of 130˚ to 140˚, but is not necessarily limited thereto. The dotted line indicated in FIG. 2 is directed toward the front of the mobile robot 1 , and the first pattern light P1 may be configured to be symmetrical with respect to the dotted line.

제 2 패턴 조사부(130) 역시 제 1 패턴 조사부(120)와 마찬가지로 수평 조사각이, 바람직하게는, 130˚ 내지 140˚ 범위에서 정해질 수 있으며, 실시예에 따라서는 제 1 패턴 조사부(120)와 동일한 수평 조사각으로 패턴 광(P2)을 조사할 수 있으며, 이 경우, 제 2 패턴 광(P1) 역시 도 2에 표시된 점선에 대해 대칭인 형태로 구성될 수 있다.The second pattern irradiation unit 130 also has a horizontal irradiation angle similar to the first pattern irradiation unit 120, preferably, may be determined in the range of 130˚ to 140˚, and according to the embodiment, the first pattern irradiation unit 120 The pattern light P2 may be irradiated at the same horizontal irradiation angle as , and in this case, the second pattern light P1 may also be configured to be symmetrical with respect to the dotted line shown in FIG. 2 .

영상 획득부(140)는 본체(10) 전방의 영상을 획득할 수 있다. 특히, 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(이하, 획득영상이라고 함.)에는 패턴 광(P1, P2)이 나타나며, 이하, 획득영상에 나타난 패턴 광(P1, P2)의 상을 광 패턴이라고 하고, 이는 실질적으로 실제 공간상에 입사된 패턴 광(P1, P2)이 이미지 센서에 맺힌 상이기 때문에, 패턴 광들(P1, P2)과 같은 도면 부호를 부여하여, 제 1 패턴 광(P1) 및 제 2 패턴 광(P2)과 각각 대응하는 상들을 제 1 광 패턴(P1) 및 제 2 광 패턴(P2)이라고 하기로 한다.The image acquisition unit 140 may acquire an image of the front of the main body 10 . In particular, pattern lights P1 and P2 appear in the image acquired by the image acquisition unit 140 (hereinafter referred to as an acquired image.) It is called a pattern, and since the pattern light P1 and P2 incident on the real space is an image formed on the image sensor, the same reference numerals are given to the pattern light P1 and P2, and the first pattern light P1 ) and images corresponding to the second pattern light P2 will be referred to as a first light pattern P1 and a second light pattern P2 .

영상 획득부(140)는 피사체의 상을 전기적 신호로 변환시킨 후 다시 디지털 신호로 바꿔 메모리소자에 기억시키는 디지털 카메라를 포함할 수 있으며, 디지털 카메라는 이미지센서(미도시)와 영상처리부(미도시)를 포함할 수 있다.The image acquisition unit 140 may include a digital camera that converts the image of the subject into an electrical signal and then converts it into a digital signal and stores it in a memory device. The digital camera includes an image sensor (not shown) and an image processing unit (not shown). ) may be included.

이미지센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 광 다이오드로는 픽셀(pixel)을 예로 들 수 있다. 렌즈를 통과한 광에 의해 칩에 맺힌 영상에 의해 각각의 픽셀들에 전하가 축적되며, 픽셀에 축적된 전하들은 전기적 신호(예를들어, 전압)로 변환된다. 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다.An image sensor is a device that converts an optical image into an electrical signal, and is composed of a chip in which a plurality of photodiodes are integrated, and a pixel may be exemplified as the photodiode. Charges are accumulated in each pixel by the image formed on the chip by the light passing through the lens, and the charges accumulated in the pixel are converted into electrical signals (eg, voltage). As an image sensor, CCD (Charge Coupled Device), CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), etc. are well known.

영상처리부는 이미지센서로부터 출력된 아날로그 신호를 바탕으로 디지털 영상을 생성한다. 영상처리부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터와, AD컨버터로부터 출력된 디지털 신호에 따라 일시적으로 디지털 정보(digital data)를 기록하는 버퍼 메모리(buffer memory)와, 버퍼 메모리에 기록된 정보를 처리하여 디지털 영상을 구성하는 디지털 신호처리기(DSP:Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.The image processing unit generates a digital image based on the analog signal output from the image sensor. The image processing unit includes an AD converter that converts an analog signal into a digital signal, a buffer memory that temporarily records digital data according to a digital signal output from the AD converter, and a buffer memory that stores the information recorded in the buffer memory. It may include a digital signal processor (DSP: Digital Signal Processor) configured to process the digital image.

패턴검출부(210)는 획득영상을 구성하는 소정의 픽셀들에 대해 점, 선, 면 등의 특징을 검출 (feature detection)하고, 이렇게 검출된 특징을 바탕으로 광 패턴(P1, P2) 또는 광 패턴(P1, P2)을 구성하는 점, 선, 면 등을 검출할 수 있다.
The pattern detection unit 210 detects features such as points, lines, and planes with respect to predetermined pixels constituting the acquired image, and based on the detected features, light patterns P1 and P2 or light patterns Points, lines, and planes constituting (P1, P2) can be detected.

*예를 들어, 패턴검출부(210)는 주변보다 밝은 픽셀들이 연속됨으로써 구성되는 선분들을 추출하여, 제 1 광 패턴(P1)을 구성하는 수평선(Ph), 제 2 광 패턴(P2)을 구성하는 수평선을 추출할 수 있다.*For example, the pattern detection unit 210 extracts line segments formed by successive pixels brighter than the surrounding area to form a horizontal line Ph constituting the first light pattern P1 and a second light pattern P2 . horizontal lines can be extracted.

그러나 이에 한정되지 않고, 디지털 영상으로부터 원하는 형태의 패턴을 추출하는 다양한 기법들이 이미 알려져 있는바, 패턴검출부(210)는 이들 공지된 기술들을 이용하여 제 1 광 패턴(P1)과 제 2 광 패턴(P2)을 추출할 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and various techniques for extracting a pattern of a desired shape from a digital image are already known, and the pattern detecting unit 210 uses these known techniques to generate the first light pattern P1 and the second light pattern ( P2) can be extracted.

도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)는 대칭으로 배치될 수 있다. 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)는 거리 h3 만큼 떨어져 상하로 배치되어 제 1 패턴 조사부는 하부로 제 1 패턴 광을 조사하고, 제 2 패턴 조사부는 상부로 제 2 패턴 광을 조사하여 상호 패턴 광이 교차된다. 7 , the first pattern irradiation unit 120 and the second pattern irradiation unit 130 may be symmetrically disposed. The first pattern irradiator 120 and the second pattern irradiator 130 are vertically spaced apart by a distance h3, so that the first pattern irradiator irradiates the first pattern light downward, and the second pattern irradiator irradiates the second pattern light upward. by irradiating the inter-patterned light.

영상 획득부(140)는 제 2 패턴 조사부로부터 거리 h2 만큼 떨어진 하부에 위치하여, 상하방향에 대하여 화각 θs로 로 본체(10)의 전방의 영상을 촬영한다. 영상 획득부(140)는 바닥면으로부터 거리 h1의 위치에 설치된다. 영상 획득부(140)는 이동 로봇(1)의 본체(10)의 전면부 하단을 구성하는 범퍼(미도시), 또는 주행 또는 청소를 위한 구조물의 형태를 고려하여, 전방을 촬영하는데 방해되지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. The image acquisition unit 140 is located at a lower portion separated by a distance h2 from the second pattern irradiation unit, and captures an image of the front of the furnace body 10 at an angle of view θs with respect to the vertical direction. The image acquisition unit 140 is installed at a distance h1 from the floor surface. The image acquisition unit 140 considers the shape of a bumper (not shown) constituting the lower end of the front part of the main body 10 of the mobile robot 1, or a structure for driving or cleaning, which does not interfere with photographing the front. It is preferable to be installed at the location.

제 1 패턴 조사부(120) 또는 제 2 패턴 조사부(130)는 각각의 패턴 조사부(120, 130)를 구성하는 렌즈들의 주축(Optical axis)이 향하는 방향이 일정 조사각을 형성하도록 설치된다. The first pattern irradiation unit 120 or the second pattern irradiation unit 130 is installed such that the direction in which the optical axis of the lenses constituting each of the pattern irradiation units 120 and 130 is directed forms a predetermined irradiation angle.

제 1 패턴 조사부(120)는 제 1 조사각(θr1)으로 제 1 패턴 광(P1)을 하부에 조사하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 제 2 조사각(θr2)으로 제 2 패턴 광(P2)을 상부에 조사한다. 이때, 제 1 조사각과 제 2 조사각은 상이한 것을 기본으로 하나 경우에 따라 동일하게 설정될 수 있다. 제 1 조사각과 제 2 조사각은, 바람직하게는 50˚ 내지 75˚ 범위에서 정해지나 반드시 이에 한정되어야 하는 것을 아니다. 예를 들어 제 1 조사각은 60 내지 70도 제 2 조사각은 50 내지 55도로 설정될 수 있다. 이동 로봇의 하부 범퍼의 구조 또는 하부 물체감지 거리, 그리고 감지하고자 하는 상부의 높이에 따라 변경될 수 있다. The first pattern irradiation unit 120 irradiates the first pattern light P1 to the lower portion at the first irradiation angle θr1, and the second pattern irradiation unit 130 emits the second pattern light P1 at the second irradiation angle θr2. P2) is irradiated to the top. In this case, the first irradiation angle and the second irradiation angle are different from each other, but may be set to be the same in some cases. The first irradiation angle and the second irradiation angle are preferably set in the range of 50˚ to 75˚, but it is not necessarily limited thereto. For example, the first irradiation angle may be set to 60 to 70 degrees, and the second irradiation angle may be set to 50 to 55 degrees. It can be changed according to the structure of the lower bumper of the mobile robot or the distance to detect the lower object, and the height of the upper part to be detected.

제 1 패턴 조사부(120) 및/또는 제 2 패턴 조사부(130)로부터 조사된 패턴 광이 장애물에 입사되었을 시, 장애물이 제 1 패턴 조사부(120)로부터 떨어진 위치에 따라, 획득영상에서 광 패턴(P1, P2)의 위치가 달라진다. 예를 들어, 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)이 소정의 장애물에 입사되었을 시, 장애물이 이동 로봇(1)으로부터 가깝게 위치한 것일수록, 획득영상에서 제 1 광 패턴(P1)이 높은 위치에 표시되며, 반대로, 제 2 광 패턴(P2)은 낮은 위치에 표시된다. 즉, 영상 획득부(140)에 의해 생성되는 영상을 구성하는 행(횡방향으로 배열된 픽셀들로 이루어진 선)에 대응하는 장애물까지의 거리 데이터를 미리 저장하였다가, 영상 획득부(140)를 통해 획득된 영상에서 검출된 광 패턴(P1, P2)이 소정의 행에서 검출되면, 그 행에 대응하는 장애물까지의 거리 데이터로부터 장애물의 위치가 추정될 수 있다.When the pattern light irradiated from the first pattern irradiator 120 and/or the second pattern irradiator 130 is incident on the obstacle, the light pattern ( The positions of P1 and P2) are different. For example, when the first pattern light P1 and the second pattern light P2 are incident on a predetermined obstacle, the closer the obstacle is to the mobile robot 1, the closer the first light pattern P1 in the acquired image. ) is displayed at a high position, and conversely, the second light pattern P2 is displayed at a low position. That is, distance data to an obstacle corresponding to a row (a line made of horizontally arranged pixels) constituting the image generated by the image acquisition unit 140 is stored in advance, and then the image acquisition unit 140 is executed. When the light patterns P1 and P2 detected from the image obtained through the detection of a predetermined row are detected, the position of the obstacle may be estimated from distance data to the obstacle corresponding to the row.

영상 획득부(140)는 렌즈의 주축이 수평한 방향을 향하도록 정렬되고, 도 7에 표시된 θs는 영상 획득부(140)의 화각을 표시한 것으로, 100˚ 이상의 값으로 설정되고, 바람직하게는 100˚ 내지 110˚이나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것을 아니다.The image acquisition unit 140 is aligned so that the main axis of the lens faces in a horizontal direction, and θs shown in FIG. 7 indicates the angle of view of the image acquisition unit 140 and is set to a value of 100° or more, preferably 100˚ to 110˚, but is not necessarily limited thereto.

또한, 청소구역의 바닥으로부터 영상 획득부(140)까지의 거리는 대략 60mm 내지 70mm 사이에서 정해질 수 있고, 이 경우, 영상 획득부(140)가 획득한 영상에서 청소구역의 바닥은 영상 획득부로부터 D1 이후부터 나타나며, D2는 획득영상에 나타난 바닥 중에서 제 1 광 패턴(P1)이 표시되는 위치이다. 이때, D2에 장애물이 위치하는 경우, 영상 획득부(140)에 의해 장애물에 제 1 패턴 광(P1)이 입사된 영상이 획득될 수 있다. 장애물이 D2보다 이동 로봇에 근접한 경우 입사된 제 1 패턴 광(P1)에 대응하여 제 1 광 패턴은 기준위치(ref1)보다 상측에 표시된다. In addition, the distance from the floor of the cleaning area to the image acquisition unit 140 may be determined between approximately 60 mm to 70 mm, and in this case, the floor of the cleaning area in the image acquired by the image acquisition unit 140 is separated from the image acquisition unit. It appears after D1, and D2 is a position where the first light pattern P1 is displayed among the floors shown in the acquired image. In this case, when an obstacle is located in D2, an image in which the first pattern light P1 is incident on the obstacle by the image acquisition unit 140 may be acquired. When the obstacle is closer to the mobile robot than D2, the first light pattern is displayed above the reference position ref1 in response to the incident first pattern light P1.

여기서, 본체(10)로부터 D1까지의 거리는 바람직하게는 100mm 내지 150mm로 이고, D2까지의 거리는 바람직하게는 180mm 내지 280mm 이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, D3는 본체의 전면부 중 가장 돌출된 부분부터 제 2 패턴 광이 입사되는 위치까지의 거리를 나타낸 것으로, 본체는 이동중에 장애물을 감지하므로, 장애물에 충돌하지 않고 전방(상부)의 장애물을 감지할 수 있는 최소한의 거리이다. D3는 대략 23mm 내지 30mm 로 설정될 수 있다. Here, the distance from the main body 10 to D1 is preferably 100 mm to 150 mm, and the distance to D2 is preferably 180 mm to 280 mm, but is not necessarily limited thereto. On the other hand, D3 represents the distance from the most protruding part of the front part of the main body to the position where the second pattern light is incident. This is the minimum distance that can be detected. D3 may be set to approximately 23 mm to 30 mm.

한편, 장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 주행하는 중, 획득영상에 나타난 제 1 광 패턴(P1)이 정상상태에서 사라지는 경우 또는 제 1 광 패턴의 일부만 표시되는 경우, 이동 로봇(1)의 주변에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단한다. On the other hand, the obstacle information acquisition unit 220 is the mobile robot ( It is judged that there is a cliff around 1).

장애물정보 획득부(220)는 획득영상에 제 1 광 패턴이 표시되지 않는 경우, 이동 로봇(1)의 전방에 위치하는 낭떠러지를 인식할 수 있다. 이동 로봇(1)의 전방에 낭떠러지(예를 들어, 계단)가 존재하는 경우, 제 1 패턴 광이 바닥에 입사되지 않으므로, 획득영상에서 제 1 광 패턴(P1)이 사라지게 된다. When the first light pattern is not displayed in the acquired image, the obstacle information acquisition unit 220 may recognize a cliff located in front of the mobile robot 1 . When a cliff (eg, stairs) exists in front of the mobile robot 1 , since the first pattern light is not incident on the floor, the first light pattern P1 disappears from the acquired image.

장애물정보 획득부(220)는 D2의 길이를 바탕으로, 본체(10)로부터 D2 만큼 떨어진 전방에 낭떠러지가 있는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제 1 패턴 광(P1)이 십자 형상인 경우에는 수평선은 사라지고 수직선만 표시됨에 따라 낭떠러지를 판단할 수 있다. The obstacle information acquisition unit 220 may determine that there is a cliff in front of the body 10 away from the main body 10 by D2 based on the length of D2 . In this case, when the first pattern light P1 has a cross shape, a cliff may be determined as the horizontal line disappears and only the vertical line is displayed.

또한, 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴의 일부가 표시되지 않는 경우, 이동 로봇(1)의 좌측 또는 우측에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 제 1 광 패턴의 우측 일부가 표시되지 않는 경우, 낭떠러지가 우측에 존재하는 것으로 판단할 수 있다. Also, when a part of the first light pattern is not displayed, the obstacle information obtaining unit 220 may determine that a cliff exists on the left or right side of the mobile robot 1 . When the right part of the first light pattern is not displayed, it may be determined that the cliff exists on the right side.

따라서, 장애물정보 획득부(220)는 파악된 낭떠러지 정보를 바탕으로, 주행제어부(230)는 이동 로봇(1)이 낭떠러지에 빠지지 않는 경로를 따라 주행될 수 있도록 주행 구동부(300)를 제어할 수 있다.Accordingly, the obstacle information acquisition unit 220 can control the driving driving unit 300 so that the mobile robot 1 can travel along a path that does not fall into the cliff, based on the identified cliff information. have.

또한, 주행제어부(230)는 전방에 낭떠러지가 존재하는 경우, 일정거리, 예를 들어 D2 또는 그 이하로 전진하여, 본체의 하부에 설치된 낭떠러지센서를 이용하여, 낭떠러지인지 여부를 다시 한번 확인할 수 있다. 이동 로봇(1)은 획득영상을 통해 낭떠러지를 1차 확인하고, 일정거리 주행하여 낭떠러지 센서를 통해 2차 확인할 수 있다. In addition, when there is a cliff in front, the driving control unit 230 advances to a certain distance, for example, D2 or less, and uses the cliff sensor installed in the lower part of the main body to check once again whether it is a cliff. . The mobile robot 1 may first check the cliff through the acquired image, and then secondly check the cliff through the cliff sensor by driving a certain distance.

도 8 은 제 1 패턴 조사부에 의해 조사되는 패턴의 광을 도시한 도이다. 8 is a view showing the light of the pattern irradiated by the first pattern irradiation unit.

패턴검출부(210)는 영상 획득부(140)로부터 입력되는 획득영상으로부터 제 1 광 패턴 또는 제 2 광 패턴을 검출하여 장애물정보 획득부(220)로 인가한다.The pattern detection unit 210 detects a first light pattern or a second light pattern from the acquired image input from the image acquisition unit 140 and applies it to the obstacle information acquisition unit 220 .

장애물정보 획득부(220)는 획득영상으로부터 검출된 제 1 광 패턴 또는 제 2 광 패턴을 분석하여 제 1 광 패턴의 위치를 정해진 기준위치(ref1)와 비교하여 장애물을 판단한다. The obstacle information obtaining unit 220 analyzes the first light pattern or the second light pattern detected from the acquired image and compares the position of the first light pattern with a predetermined reference position ref1 to determine the obstacle.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 광 패턴(P1)의 수평선이 기준위치(ref1)에 위치하는 경우, 정상상태로 판단한다. 이때 정상상태란, 바닥이 높낮이가 없고 고른, 평편한 상태이고, 전방에 장애물이 존재하지 않아 계속 주행 가능한 상태이다. As shown in (a) of FIG. 8 , when the horizontal line of the first light pattern P1 is located at the reference position ref1, it is determined as a normal state. At this time, the normal state is a state in which the floor has no height and is even and flat, and there are no obstacles in the front, so that it is possible to continue driving.

제 2 광 패턴(P2)은, 전방의 상부에 장애물이 존재하는 경우 장애물에 입사되어 획득영상에 나타나므로, 정상상태에서는 제 2 광 패턴(P2)은 나타나지 않는 것이 일반적이다. Since the second light pattern P2 is incident on the obstacle and appears in the acquired image when there is an obstacle in the upper part of the front, the second light pattern P2 does not appear in a normal state.

도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 광 패턴(P1)의 수평선이 기준위치(ref1)보다 상부에 위치하는 경우, 장애물정보 획득부(220)는 전방에 장애물이 존재하는 것으로 판단한다. As shown in (b) of FIG. 8 , when the horizontal line of the first light pattern P1 is located above the reference position ref1 , the obstacle information acquisition unit 220 determines that there is an obstacle in the front. do.

주행제어부(230)는 도시된 바와 같이 장애물정보 획득부(220)를 통해 장애물이 감지되면, 장애물을 회피하여 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다. 한편, 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴(P1) 및 제 2 광 패턴의 위치와 제 2 광 패턴의 표시 여부에 대응하여 감지된 장애물의 위치와 크기를 판단할 수 있다. 또한, 장애물정보 획득부(220)는 주행중에 획득영상에 표시되는 제 1 광 패턴과 제 2 광 패턴의 변화에 대응하여 장애물의 위치와 크기를 판단할 수 있다. As illustrated, when an obstacle is detected through the obstacle information acquiring unit 220 , the driving controller 230 controls the driving driving unit 300 to avoid the obstacle and travel. Meanwhile, the obstacle information obtaining unit 220 may determine the position and size of the detected obstacle in response to the positions of the first and second light patterns P1 and the second light pattern and whether the second light pattern is displayed. Also, the obstacle information acquisition unit 220 may determine the position and size of the obstacle in response to changes in the first light pattern and the second light pattern displayed on the acquired image while driving.

주행제어부(230)는 장애물정보 획득부(220)로부터 입력되는 장애물의 정보를 바탕으로, 장애물에 대하여 계속 주행할 수 있는지 또는 회피하여 주행할지 여부를 판단하여 주행 구동부(300)를 제어한다. 예를 들어 주행제어부(230)는 장애물의 높이가 일정 높이 이하로 낮은 경우, 또는 장애물과 바닥 사이에 공간에 진입 가능한 경우에는 주행이 가능하다고 판단한다. The driving controller 230 controls the driving driving unit 300 by determining whether to continue driving or avoiding the obstacle based on the obstacle information input from the obstacle information acquiring unit 220 . For example, the driving controller 230 determines that driving is possible when the height of the obstacle is lower than a predetermined height or when it is possible to enter the space between the obstacle and the floor.

도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 제 1 광 패턴(P1)이 기준위치(ref1)보다 낮은 위치에 표시될 수 있다. 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴(P1)이 기준위치보다 낮은 위치에 나타나는 경우, 내리막 경사로가 존재하는 것으로 판단한다. 낭떠러지의 경우 제 1 광 패턴(P1)이 사라지므로 낭떠러지와는 구분될 수 있다. As shown in FIG. 8C , the first light pattern P1 may be displayed at a position lower than the reference position ref1. When the first light pattern P1 appears at a position lower than the reference position, the obstacle information acquisition unit 220 determines that a downhill slope exists. In the case of a cliff, since the first light pattern P1 disappears, it can be distinguished from the cliff.

도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴이 표시되지 않는 경우 주행방향에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단한다. As shown in (d) of FIG. 8 , when the first light pattern is not displayed, the obstacle information acquisition unit 220 determines that a cliff exists in the driving direction.

또한, 도 8의 (e)와 같이, 제 1 광 패턴의 일부가 표시되지 않는 경우, 장애물정보 획득부(220)는 좌측 또는 우측에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 장애물정보 획득부(220)는 본체(10)의 좌측에 낭떠러지가 존재하는 것으로 판단한다. Also, as shown in FIG. 8E , when a part of the first light pattern is not displayed, the obstacle information obtaining unit 220 may determine that a cliff exists on the left or right side. In this case, the obstacle information acquisition unit 220 determines that a cliff exists on the left side of the main body 10 .

한편, 제 1 광 패턴(P1)이 십자형상인 경우에는 수평선의 위치와, 수직선의 길이를 모두 고려하여 장애물을 판단할 수 있다. On the other hand, when the first light pattern P1 has a cross shape, the obstacle may be determined in consideration of both the position of the horizontal line and the length of the vertical line.

도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇에 있어서 장애물에 조사되는 패턴의 형태를 도시한 예시도이다. 9 is an exemplary diagram illustrating a shape of a pattern irradiated to an obstacle in a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 장애물 감지유닛(100)으로부터 조사되는 패턴 광이 장애물에 조사되어, 촬영된 획득영상에 나타남에 따라 장애물정보 획득부(220)는 장애물의 위치, 크기, 형태를 판단할 수 있다. As shown in FIG. 9, as the pattern light irradiated from the obstacle detection unit 100 is irradiated to the obstacle and appears in the captured image, the obstacle information acquisition unit 220 determines the position, size, and shape of the obstacle. can do.

도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 주행 중 전방에 벽면이 존재하는 경우, 제 1 패턴 광은 바닥에 입사되고 제 2 패턴 광은 벽면에 입사된다. 그에 따라 획득영상에는 제 1 광 패턴(P1)과 제 2 광 패턴(P2)이 두 개의 수평선으로 표시된다. 이때 벽면과의 거리가 D2보다 먼 경우 제 1 광 패턴(P1)은 기준위치(ref1)에 표시되나 제 2 광 패턴이 표시됨에 따라 장애물정보 획득부(220)는 장애물이 존재하는 것을 판단할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 9 , when a wall surface exists in the front while driving, the first pattern light is incident on the floor and the second pattern light is incident on the wall surface. Accordingly, the first light pattern P1 and the second light pattern P2 are displayed as two horizontal lines in the acquired image. At this time, if the distance from the wall is greater than D2, the first light pattern P1 is displayed at the reference position ref1, but as the second light pattern is displayed, the obstacle information acquisition unit 220 can determine that an obstacle exists. have.

한편, 본체(10)와 벽면과의 거리가 D2 미만으로 근접하는 경우, 제 1 패턴 광이 바닥이 아닌 벽면에 입사되므로, 획득영상에는 제 1 광 패턴이 기준위치(ref1)보다 상측에 표시되고, 그 상측에 제 2 광 패턴이 표시된다. 제 2 광 패턴은 장애물에 근접할수록 그 위치가 하측에 표시되므로, 벽면과 본체(10)의 거리가 D2보다 먼 경우보다는 하측에 표시된다. 단, 제 2 패턴 광은 기준위치 및 제 1 광 패턴보다는 상측에 표시된다. On the other hand, when the distance between the main body 10 and the wall surface is less than D2, since the first pattern light is incident on the wall surface rather than the floor, the first light pattern is displayed above the reference position ref1 in the acquired image, , the second light pattern is displayed above it. Since the position of the second light pattern is displayed on the lower side as it approaches the obstacle, the second light pattern is displayed on the lower side rather than when the distance between the wall surface and the main body 10 is greater than D2. However, the second pattern light is displayed above the reference position and the first light pattern.

그에 따라 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴과 제 2 광 패턴을 통해 장애물인 벽면까지의 거리를 산출할 수 있다. Accordingly, the obstacle information obtaining unit 220 may calculate the distance to the wall, which is an obstacle, through the first light pattern and the second light pattern.

도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 침대, 서랍장 등의 장애물이 전방에 존재하는 경우, 제 1 패턴 광(P1)과 제 2 패턴 광(P2)이 두개의 수평선으로 바닥과 장애물에 각각 입사된다. As shown in (b) of Figure 9, when an obstacle such as a bed or a chest of drawers is present in front, the first pattern light P1 and the second pattern light P2 are two horizontal lines on the floor and the obstacle, respectively. are entered

장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴과 제 2 광 패턴을 바탕으로 장애물을 판단한다. 제 2 광 패턴의 위치 및 장애물에 접근하는 중 나타나는 제 2 광 패턴의 변화를 바탕으로 장애물의 높이를 판단할 수 있다. 그에 따라 주행제어부(230)는 장애물의 하부 공간에 진입 가능한지 여부를 판단하여 주행 구동부(300)를 제어한다. The obstacle information obtaining unit 220 determines an obstacle based on the first light pattern and the second light pattern. The height of the obstacle may be determined based on the position of the second light pattern and the change in the second light pattern appearing while approaching the obstacle. Accordingly, the driving controller 230 controls the driving driving unit 300 by determining whether it is possible to enter the space below the obstacle.

예를 들어 청소구역 내에 침대와 같이 바닥과의 사이에 소정의 공간이 형성되는 장애물이 위치하는 경우, 공간을 인지할 수 있으며, 바람직하게는 공간의 높이를 파악하여 장애물을 통과할 것인지, 회피할 것인지를 판단할 수 있다. 공간의 높이가 본체(10)의 높이보다 낮다고 판단된 경우, 주행제어부(230)는 본체(10)가 장애물을 회피하여 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어할 수 있다. 반대로, 공간의 높이가 본체(10)의 높이보다 높다고 판단된 경우, 주행제어부(230)는 본체(10)가 공간 내로 진입 또는 공간을 통과하도록 주행 구동부(300)를 제어하는 것도 가능하다.For example, when an obstacle that forms a predetermined space between the floor and the bed is located in the cleaning area, the space can be recognized, and preferably, the height of the space can be grasped to determine whether to pass or avoid the obstacle. can determine whether When it is determined that the height of the space is lower than the height of the main body 10 , the driving control unit 230 may control the driving driving unit 300 so that the main body 10 avoids obstacles and travels. Conversely, when it is determined that the height of the space is higher than the height of the main body 10 , the driving control unit 230 may control the driving driving unit 300 so that the main body 10 enters the space or passes through the space.

이때, 전술한 9의 (a)에도 제 1 광 패턴과 제 2 광 패턴이 두개의 수평선으로 표시되기는 하나, 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴과 제 2 광 패턴 사이의 거리가 상이하므로 이를 구분할 수 있다. 또한, 도 9의 (a)의 경우, 장애물에 근접할수록 제 1 광 패턴의 위치가 기준위치보다 위에 표시되나, 도 9의 (b)와 같이, 상부에 위치한 장애물의 경우에는 일정거리 근접하더라도 제 1 광 패턴(P1)은 기준위치(ref1)에 표시되고, 제 2 광 패턴(P2)의 위치가 변경되므로, 장애물정보 획득부(220)는 장애물의 종류를 구분할 수 있다. At this time, although the first light pattern and the second light pattern are displayed as two horizontal lines in (a) of 9 above, the obstacle information obtaining unit 220 has a different distance between the first light pattern and the second light pattern. So it can be distinguished. In addition, in the case of (a) of FIG. 9, the position of the first light pattern is displayed above the reference position as it approaches the obstacle, but as shown in FIG. Since the first light pattern P1 is displayed at the reference position ref1 and the position of the second light pattern P2 is changed, the obstacle information obtaining unit 220 can distinguish the type of the obstacle.

도 9의 (c)와 같이, 침대 또는 서랍장 모서리의 경우, 제 1 패턴 광(P1)은 바닥에 수평선으로 조사되고, 제 2 패턴 광(P2)은 장애물의 모서리에 조사됨에 따라 그 일부는 수평선으로 나타나고 나머지 일부는 사선으로 장애물에 입사되어 나타난다. 제 2 광 패턴은 본체(10)로부터 멀수록 상승하므로, 장애물의 측면의 경우, 전면에 조사되는 수평선보다 상측으로 꺾어지는 사선이 된다. As shown in (c) of Figure 9, in the case of a bed or chest of drawers, the first pattern light (P1) is irradiated as a horizontal line to the floor, and the second pattern light (P2) is irradiated to the edge of the obstacle as a part of the horizontal line , and the remaining part appears as an oblique line incident on the obstacle. Since the second light pattern rises further away from the main body 10 , in the case of the side surface of the obstacle, it becomes an oblique line bent upward from the horizontal line irradiated to the front surface.

도 9의 (d)에 도시된 바와 같이, 본체(10)가 벽면 모서리에 일정거리 이상 근접한 경우, 제 1 패턴 광(P1)은 일부가 기준위치보다 상측에 수평선으로 표시되고, 모서리의 측면에 일부가 조사되어 하부로 꺾어지는 사선으로 표시되며, 바닥면에 대해서는 기준위치에서 수평선으로 표시된다. As shown in (d) of Figure 9, when the main body 10 is closer to the edge of the wall by a certain distance or more, the first pattern light P1 is partially displayed as a horizontal line above the reference position, and on the side of the edge. A part is irradiated and displayed as an oblique line bent downward, and for the floor surface, it is displayed as a horizontal line from the standard position.

한편, 제 2 패턴 광은 전술한 도 9의 (c)와 같이 일부는 수평선으로 표시되고, 모서리의 측면에 조사되는 일부는 상부로 꺾어지는 사선으로 입사되어 나타난다. On the other hand, the second pattern light is partially displayed as a horizontal line as shown in FIG. 9(c), and a portion irradiated to the side of the corner is incident and appears as an oblique line bent upward.

또한, 도 9의 (e)와 같이, 벽면으로부터 돌출된 장애물에 대하여, 제 1 광 패턴은 기준위치(ref1)에 수평선으로 표시되고, 제 2 광 패턴(P2)은 돌출면에 일부가 수평선으로 표시되고, 일부는 돌출면의 측면에 조사되어 상부로 꺾어지는 사선으로 표시되며, 나머지 일부는 벽면에 조사되어 수평선으로 나타난다. In addition, as shown in (e) of FIG. 9, with respect to the obstacle protruding from the wall, the first light pattern is displayed as a horizontal line at the reference position ref1, and the second light pattern P2 is partially displayed on the protruding surface as a horizontal line. is displayed, some of which is irradiated to the side of the protruding surface and displayed as an oblique line bent upward, and the remaining part is irradiated to the wall and appears as a horizontal line.

그에 따라 장애물정보 획득부(220)는 제 1 패턴 광과 제 2 패턴 광의 위치 및 형태를 바탕으로 장애물의 위치, 형태, 크기(높이)를 판단한다. Accordingly, the obstacle information acquisition unit 220 determines the position, shape, and size (height) of the obstacle based on the positions and shapes of the first pattern light and the second pattern light.

도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 본체 기울어짐에 대해 설명하는데 참조되는 도이다. 10 is a diagram referenced for explaining the inclination of the main body of the mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 문턱, 선풍기 등의 일정크기 이하의 장애물로 인하여 본체(10)가 좌측 또는 우측으로 기울어질 수 있다. 즉 문턱이나 선풍기로 좌륜 또는 우륜이 올라가는 경우, 도시된 바와 같이 본체의 어느 일측이 장애물의 높이만큼 들려 본체가 기울어지게 된다. As shown in (a) and (b) of Figure 10, the mobile robot 1, the main body 10 may be inclined to the left or right due to an obstacle of a predetermined size or less, such as a threshold or a fan. That is, when the left wheel or the right wheel is raised by a threshold or a fan, either side of the main body is lifted by the height of the obstacle as shown, and the main body is tilted.

또한, 도 10의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 본체의 전방 또는 후방이 들려 본체(10)가 기울어질 수 있다. In addition, as shown in (c) and (d) of Figure 10, the front or rear of the main body is lifted so that the main body 10 can be tilted.

예를 들어 문턱을 통과하는 경우, 문턱을 넘는 과정에서, 도 10의 (c)와 같이 문턱 등반으로 본체의 전방이 들리고, 문턱을 넘어 내려가는 과정에서 도 10의 (d)와 같이 본체의 후방이 들려 본체가 기울어질 수 있다. For example, when passing through the threshold, in the process of crossing the threshold, the front of the body is lifted by climbing the threshold as shown in FIG. This may cause the body to tilt.

센서부(150)는 각각 기울어진 방향과 기울기의 각도, 제 1 기울기(θ1) 내지 제 4 기울기(θ4)를 감지하여 제어부(200)로 입력한다. The sensor unit 150 detects the inclination direction, the angle of the inclination, the first inclination θ1 to the fourth inclination θ4, respectively, and inputs them to the controller 200 .

제어부(200)는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호에 따라 본체(10)의 기울어짐을 판단하고, 기울기 방향과 기울기 각도를 바탕으로 획득영상의 광 패턴에 대한 기울기 보상을 수행한다. The control unit 200 determines the inclination of the main body 10 according to the detection signal input from the sensor unit 150, and performs tilt compensation on the light pattern of the acquired image based on the tilt direction and the tilt angle.

도 11 은 도 10의 이동 로봇의 기울어짐에 따른 패턴이 도시된 예시도이다. 11 is an exemplary diagram illustrating a pattern according to an inclination of the mobile robot of FIG. 10 .

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 본체(10)가 장애물(O)에 의해 좌측 또는 우측으로 기울어진 경우, 획득영상에 나타나는 광 패턴(P1) 또한 일정 각도 기울어진 형태로 표시된다. As shown in (a) of FIG. 11 , when the main body 10 is tilted to the left or right by the obstacle O, the light pattern P1 appearing in the acquired image is also displayed in a tilted form at a certain angle.

제어부(200)는 이러한 광 패턴(P1)을 판단하는데 있어서, 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호로부터, 본체(10)의 기울어진 방향과 기울기 각도를 바탕으로 광 패턴에 대한 기울기 보상을 수행한다. In determining the light pattern P1, the control unit 200 performs tilt compensation on the light pattern based on the tilted direction and tilt angle of the main body 10 from the sensing signal input from the sensor unit 150. do.

장애물정보 획득부(220)는 좌륜이 장애물(O) 위로 올라가 본체(10)가 기울어진 경우, 획득영상의 광 패턴이 본체(10)의 기울어짐으로 인한 것으로 판단한다. 장애물정보 획득부(220)는 기울어진 방향과 각도를 바탕으로 광 패턴을 보상하여, 전방의 장애물에 대해 다시 판단하여 주행제어부로 장애물 정보를 인가한다. 그에 따라 주행제어부는 장애물에 따라 계속 주행하여 통과할지 또는 장애물을 회피하여주행할지 여부를 설정하여 주행을 제어한다. The obstacle information acquisition unit 220 determines that the light pattern of the acquired image is due to the inclination of the body 10 when the left wheel rises above the obstacle O and the body 10 is tilted. The obstacle information acquisition unit 220 compensates the light pattern based on the inclined direction and angle, determines the obstacle in front again, and applies the obstacle information to the driving controller. Accordingly, the driving control unit controls the driving by setting whether to continue driving and passing according to the obstacle or to avoid the obstacle.

도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)이 장애물(O)을 넘어 통과하는 경우, 예를 들어 문턱을 올라가는 과정에서, 획득영상의 광 패턴(P1)은 기준위치(ref1)보다 낮은 위치에 표시된다. 경우에 따라 문턱의 높이가 높은 경우에는 획득 영상에 광 패턴이 표시되지 않을 수도 있다. As shown in (b) of Figure 11, when the mobile robot 1 passes over the obstacle O, for example, in the process of ascending the threshold, the light pattern P1 of the acquired image is the reference position ref1 ) is displayed at a lower position. In some cases, when the height of the threshold is high, the light pattern may not be displayed in the acquired image.

장애물정보 획득부(220)는 획득영상에서 광 패턴이 기준위치(ref1)보다 낮은 지점에 표시되거나, 또는 표시되지 않는 경우, 낭떠러지로 판단할 수 있다. 그러나 장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호에 따라 본체(10)가 기울어진 것으로 판단되면, 낭떠러지가 아닌 것으로 재 판단한다. 이때, 장애물정보 획득부(220)는 기울기 방향과 각도에 따라 광 패턴에 대해 기울기 보상을 수행하여 주행을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 장애물인 문턱에 진입하기 전, 장애물의 크기와 높이를 판단하므로, 미리 판단된 장애물의 정보를 바탕으로 낭떠러지가 아님을 판단할 수 있다.The obstacle information obtaining unit 220 may determine a cliff if the light pattern is displayed at a point lower than the reference position ref1 in the obtained image or is not displayed. However, when it is determined that the main body 10 is inclined according to the detection signal input from the sensor unit 150, the obstacle information acquisition unit 220 determines that it is not a cliff. In this case, the obstacle information obtaining unit 220 may control the driving by performing tilt compensation on the light pattern according to the tilt direction and angle. In addition, since the controller 200 determines the size and height of the obstacle before entering the threshold, which is the obstacle, it can determine that it is not a cliff based on the information on the obstacle determined in advance.

도 11의 (c)와 같이 장애물(O)을 넘어 내려오는 경우 이동 로봇(1)은 전방으로 기울어지게 되므로, 획득영상에서 광 패턴(P1)은 기준위치(ref1)보다 상측에 표시된다. When descending over the obstacle O as shown in (c) of FIG. 11 , the mobile robot 1 is inclined forward, so the light pattern P1 in the acquired image is displayed above the reference position ref1.

장애물정보 획득부(220)는 광 패턴의 위치에 따라 전방에 장애물이 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 이때, 장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)의 감지신호를 바탕으로, 본체(10)가 전방으로 기울어진 것으로 판단되면, 기울기 각도를 바탕으로 광 패턴을 보상하여 장애물 여부를 재판단한다. 기울어진 정도에 따라 패턴 광이 도달하는 거리가 상이하므로 제어부(200)는 본체가 기울어져 있는 경우 기울기 각도에 따라 광 패턴을 보상함으로써 장애물 여부를 다시 판단하고, 주행제어부는 장애물 여부에 따라 주행을 제어한다. The obstacle information acquisition unit 220 may determine that an obstacle is located in front according to the position of the light pattern. At this time, when it is determined that the main body 10 is tilted forward based on the detection signal of the sensor unit 150, the obstacle information acquisition unit 220 compensates the light pattern based on the tilt angle to judge whether there is an obstacle. do. Since the distance that the pattern light reaches is different depending on the degree of inclination, the control unit 200 determines whether there is an obstacle by compensating the light pattern according to the angle of inclination when the body is inclined, and the driving control unit determines whether there is an obstacle or not control

이때, 장애물정보 획득부(220)는 장애물을 통과하는 과정에서 기울기 각도가 일정각도보다 큰 경우, 예외로 처리하여 광 패턴은 무시하고 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단한다. 그에 따라 주행제어부는 장애물이 존재하지 않으므로 주행을 계속 하도록 한다. 예를 들어 문턱을 진입하는 경우, 본체(10)의 기울기가 일정각도보다 큰 경우 후진하여 회피할 수 있으나, 문턱에 진입한 이후에는 문턱을 통과해야하므로, 장애물정보 획득부(220)는 광 패턴에 의한 장애물 판단을 무시하여 장애물이 없는 것으로 판단한다. 그에 따라 주행제어부는 계속 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다. At this time, when the inclination angle is greater than a certain angle in the process of passing the obstacle, the obstacle information acquisition unit 220 treats an exception to ignore the light pattern and determines that there is no obstacle. Accordingly, the driving control unit continues to drive because there is no obstacle. For example, when entering a threshold, if the inclination of the main body 10 is greater than a certain angle, it can be avoided by moving backward, but after entering the threshold, it must pass through the threshold. It is judged that there is no obstacle by ignoring the obstacle judgment by Accordingly, the driving control unit controls the driving driving unit 300 to continue driving.

도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 실시예가 도시된 도이고, 도 13 은 도 12의 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 패턴의 변화가 도시된 예시도이다. 12 is a diagram illustrating an embodiment according to the ramp entry of the mobile robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is an exemplary diagram showing a change in a pattern according to the ramp entry of the mobile robot of FIG.

도 12에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 경사로에 진입하여 경사로를 주행할 수 있다. As shown in FIG. 12 , the mobile robot 1 may enter the ramp and travel on the ramp.

이때, 이동 로봇(1)은 경사로에 진입하기 전, 경사로의 경사각으로 인하여, 획득영상의 광 패턴 분석을 통해 경사로가 장애물인 것으로 판단할 수 있다. 장애물정보 획득부(220)는 획득영상의 광 패턴을 분석하여 경사각을 판단하고, 경사로에 대한 진입 여부를 판단한다. In this case, before entering the ramp, the mobile robot 1 may determine that the ramp is an obstacle through light pattern analysis of the acquired image due to the inclination angle of the ramp. The obstacle information acquisition unit 220 analyzes the light pattern of the acquired image to determine an inclination angle, and determines whether to enter the slope.

장애물정보 획득부(220)는 경사각이 일정각 이상인 경우 장애물인 것으로 판단하고, 그에 따라 주행제어부는 진입 불가로 판단하여 회피하여 주행하도록 한다. 한편, 경사각이 일정각 미만인 경우 장애물정보 획득부(220)는 장애물이 아닌 것으로 판단하고, 주행제어부는 진입 가능으로 판단하여 주행을 계속하도록 제어한다. 이동 로봇(1)은 오르막 경사로뿐 아니라, 내리막 경사로에 대해서도 진입 여부를 판단할 수 있다. 이하, 진입 가능한 경사로를 주행하는 경우에 대한 것으로, 진입가능한 경사각은 이동 로봇에 따라 상이할 수 있다. 또한, 경사각의 변경에 따른 광 패턴의 변화에 대한 이해를 돕기 위해 도면의 경사각을 일정 크기 이상으로 도시하였음을 명시한다. When the inclination angle is equal to or greater than a certain angle, the obstacle information obtaining unit 220 determines that it is an obstacle, and accordingly, the driving control unit determines that it is impossible to enter and avoids driving. On the other hand, when the inclination angle is less than a certain angle, the obstacle information obtaining unit 220 determines that it is not an obstacle, and the driving control unit determines that it is possible to enter and controls the vehicle to continue driving. The mobile robot 1 may determine whether to enter not only the uphill slope but also the downhill slope. Hereinafter, for a case of traveling on an accessible slope, the accessible slope angle may be different depending on the mobile robot. In addition, it is specified that the inclination angle in the drawings is shown to be greater than or equal to a certain size in order to help the understanding of the change of the light pattern according to the change of the inclination angle.

도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 평지(PS1)를 주행하는 중, 경계점(P)을 지나 오르막 경사로(PS3)에 진입할 수 있다. 이동 로봇(1)은 경사로에 진입하기 전(PS2), 평지와 경사로의 경계점(P)에서 경사각이 발생함에 따라, 전방에 장애물이 존재하지 않고, 패턴 광이 바닥에 입사됨에도 불구하고 경사로를 장애물로 판단할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 12 , the mobile robot 1 may pass the boundary point P and enter the uphill slope PS3 while traveling on the flat land PS1 . As the inclination angle occurs at the boundary point (P) between the flat ground and the ramp before entering the ramp (PS2), the mobile robot 1 does not have an obstacle in front, and the pattern light is incident on the floor. can be judged as

이동 로봇(1)이 평지를 주행하는 경우, 도 13의 (a)와 같이, 제 1 광 패턴(P1)은 기준위치(ref1)에 표시된다. When the mobile robot 1 travels on a flat ground, as shown in FIG. 13A , the first light pattern P1 is displayed at the reference position ref1 .

한편, 이동 로봇(1)이 경사로에 접근하면, 경계점(P)을 기준으로 도 13의(b)에 도시된 바와 같이, 획득영상에 나타나는 제 1 광 패턴(P1)은 기준위치(ref1)보다 상측에 표시된다.
On the other hand, when the mobile robot 1 approaches the ramp, the first light pattern P1 appearing in the acquired image is higher than the reference position ref1 as shown in FIG. 13(b) based on the boundary point P. displayed at the top.

*장애물정보 획득부(220)는 경계점에 근접하여 제 1 광 패턴(P1)의 변화를 통해 경사로를 판단한다. 장애물정보 획득부(220)는 동일 거리를 주행했을 때, 장애물에 대하여 제 1 광 패턴이 표시되는 위치와, 경사로에서 제 1 광 패턴이 표시되는 위치에 차이가 있으므로, 이를 바탕으로 경사로의 경사각을 판단한다. 또한, 장애물정보 획득부(220)는 경사로의 경사각에 대응하여 광 패턴이 dt1 만큼 기준위치보다 상측에 표시됨에 따라, 이를 보상하여 장애물에 대하여 재 판단한다. * The obstacle information obtaining unit 220 determines the slope through the change of the first light pattern P1 close to the boundary point. When the obstacle information acquisition unit 220 travels the same distance, since there is a difference between the position where the first light pattern is displayed on the obstacle and the position where the first light pattern is displayed on the slope, the inclination angle of the slope is determined based on this difference. judge In addition, the obstacle information obtaining unit 220 compensates for the obstacle as the light pattern is displayed above the reference position by dt1 in response to the inclination angle of the slope, and re-determines the obstacle.

주행제어부(230)는 경사각 또는 장애물 판단을 통해 주행 가능하다고 판단되면, 주행 구동부(300)를 제어하여 경사로에 진입한다. 이동 로봇(1)이 경계점을 지나 경사로에 진입하면, 이동 로봇은 기울어져 있으나, 경사로 상에서 제 1 광 패턴은 도 13의 (c)와 같이 기준위치(ref1)에 표시되어 정상상태가 된다. When it is determined that driving is possible through the determination of the inclination angle or the obstacle, the driving control unit 230 controls the driving driving unit 300 to enter the slope. When the mobile robot 1 passes the boundary point and enters the ramp, the mobile robot is inclined, but on the ramp, the first light pattern is displayed at the reference position ref1 as shown in FIG. 13(c) and becomes a normal state.

장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호에 따라 본체(10)의 기울어짐을 판단하고, 장애물이 감지되는 경우에 대하여 기울기 보상을 적용할지 여부를 판단한다. The obstacle information acquisition unit 220 determines the inclination of the main body 10 according to the detection signal input from the sensor unit 150 , and determines whether to apply inclination compensation when an obstacle is detected.

한편, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 내리막 경사로를 주행하여(PS11) 평지(PS13)에 진입할 수 있다. 이 경우 획득영상에 표시되는 광 패턴은, 경사로를 진입하는 경우의 도 13의 (a) 내지 (c)와 동일하게 나타난다. Meanwhile, as shown in (b) of FIG. 12 , it is possible to enter the flat land PS13 by driving on the downhill slope (PS11). In this case, the light pattern displayed on the acquired image appears the same as (a) to (c) of FIG. 13 when entering the ramp.

이동 로봇(1)은 경계점(P)에 도달하기 전(PS12), 경계점에서 경사각이 변경됨에 따라, 전방에 장애물이 존재하지 않고, 패턴 광이 바닥에 입사됨에도 불구하고 장애물로 판단할 수 있다. Before reaching the boundary point P (PS12), as the inclination angle is changed at the boundary point P, there is no obstacle in front of the mobile robot 1, and it can be determined as an obstacle even though the pattern light is incident on the floor.

제어부(200)는 장애물 감지유닛(100)을 통해 입력되는 획득영상에 대하여 제 1 광 패턴(P1)이 도 13의 (b)와 같이, 기준위치(ref1)의 상측에 표시됨에 따라 장애물을 판단한다. The control unit 200 determines the obstacle as the first light pattern P1 is displayed above the reference position ref1 as shown in FIG. 13(b) with respect to the acquired image input through the obstacle detection unit 100 do.

장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호에 따라, 본체(10)가 기울어진 것으로 판단하고, 그에 따라 광 패턴에 대한 기울기 보상을 수행한다. The obstacle information acquisition unit 220 determines that the main body 10 is tilted according to a detection signal input from the sensor unit 150 , and performs tilt compensation on the light pattern accordingly.

장애물정보 획득부(220)는 본체가 기울어진 각도에 대응하여 광 패턴이 dt1 만큼 기준위치보다 상측에 표시됨에 따라, 이를 보상하여 장애물에 대하여 재 판단한다. The obstacle information acquisition unit 220 re-determines the obstacle by compensating for this as the light pattern is displayed above the reference position by dt1 in response to the angle at which the body is inclined.

장애물정보 획득부(220)는 경계점(P)에서 경사각이 변경됨으로 인하여 장애물이 존재하지 않아도 장애물로 인식되는 부분을 기울기 보상을 통해 장애물이 없는 것으로 재 판단한다. 그에 따라 주행제어부(230)는 주행 구동부(300)를 제어하여 본체(10)가 계속 주행하도록 한다. The obstacle information acquisition unit 220 re-determines the part recognized as an obstacle even if there is no obstacle due to the change in the inclination angle at the boundary point P as no obstacle through inclination compensation. Accordingly, the driving control unit 230 controls the driving driving unit 300 so that the main body 10 continues to travel.

장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 경계점을 지나 평지에 진입하는 경우, 센서부(150)의 감지신호를 통해 평지에 진입한 것으로 판단하여 이후 감지되는 장애물에 대해 기울기 보상을 수행하지 않도록 한다. 획득영상에는 제 1 광 패턴이 정상상태로 표시된다. The obstacle information acquisition unit 220 determines that the main body 10 enters the flat ground through the detection signal of the sensor unit 150 when the main body 10 passes the boundary point and does not perform tilt compensation for the detected obstacle thereafter. make sure not to In the acquired image, the first light pattern is displayed in a normal state.

본체(10)가 기울어진 상태에서, 제어부(200)는 본체의 기울기가 일정각도보다 크거나 또는 보상 후에도 장애물로 판단되더라도, 광 패턴에 의한 장애물 감지를 무시하고 계속 주행하도록 제어할 수 있다. 즉, 장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 기울어진 상태에서 탈피하여 정상상태로 복귀하기 위하여, 광 패턴에 의한 장애물 판단을 무시한다. 앞서 도 12의 (a)의 경우 경사각이 일정각도보다 크면 이동 로봇(1)은 장애물로 판단하여 진입하지 않으나, 이미 경사로에 위치하여 본체(10)가 기울어진 경우에는 본체가 기울어진 상태를 회피하기 위해 주행한다. In a state in which the body 10 is tilted, the controller 200 may control the vehicle to continue driving while ignoring the detection of the obstacle by the light pattern even if the tilt of the body is greater than a certain angle or is determined to be an obstacle even after compensation. That is, the obstacle information acquisition unit 220 ignores the obstacle determination based on the light pattern in order to return to the normal state by breaking out of the state in which the main body 10 is inclined. In the case of (a) of FIG. 12 above, if the inclination angle is greater than a certain angle, the mobile robot 1 does not enter as an obstacle. drive to do

도 14 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 다른 실시예가 도시된 도이고, 도 15 는 도 14 의 이동 로봇의 경사로 진입에 따른 패턴의 변화가 도시된 예시도이다. 14 is a diagram illustrating another embodiment according to the ramp entry of the mobile robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is an exemplary view showing a change in a pattern according to the ramp entry of the mobile robot of FIG. 14 .

도 14에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 평지(PS21) 주행 중, 경계점(P)을 지나 내리막 경사로(PS23)에 진입할 수 있다. As shown in FIG. 14 , the mobile robot 1 may pass through the boundary point P and enter the downhill slope PS23 while driving on the flat land PS21.

이동 로봇(1)은 내리막 경사로에 진입하기 전(PS22), 평지와 경사로의 경계점(P)에서 경사각이 발생함에 따라, 전방에 장애물이 존재하지 않고, 패턴 광이 바닥에 입사됨에도 불구하고 경사로를 장애물, 즉 낭떠러지로 판단할 수 있다. Before entering the downhill slope (PS22), as the inclination angle occurs at the boundary point (P) between the flat ground and the slope, there is no obstacle in front, and the pattern light is incident on the floor. It can be judged as an obstacle, that is, a cliff.

이때, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 평지(PS22)에서 획득영상은 제 1 광 패턴이 기준위치(ref1)에 표시되므로, 장애물정보 획득부(220)는 정상상태로 판단한다. At this time, as shown in (a) of FIG. 15 , in the acquired image on the flat land PS22, the first light pattern is displayed at the reference position ref1, so the obstacle information acquiring unit 220 determines that it is in a normal state.

한편, 내리막 경사로에 진입하기 전(PS22), 획득영상에는 도 15의 (b)와 같이, 제 1 광 패턴(P1)이 기준위치(ref1)보다 dt2 만큼 하측에 표시된다. 또는 제 1 광 패턴에 획득영상에 표시되지 않을 수 있다. Meanwhile, before entering the downhill slope (PS22), in the acquired image, as shown in FIG. 15( b ), the first light pattern P1 is displayed below the reference position ref1 by dt2. Alternatively, the first light pattern may not be displayed in the acquired image.

장애물정보 획득부(220)는 획득영상의 광 패턴을 바탕으로, 내리막 경사로에 대하여 낭떠러지로 1차 판단한 후, 접근 중 변화하는 제 1 광 패턴의 위치변화를 바탕으로 내리막 경사로를 판단할 수 있다. 또한, 장애물정보 획득부(220)는 별도 구비되는 낭떠러지 센서를 통해 낭떠러지 여부를 추가적으로 판단할 수 있다. The obstacle information acquisition unit 220 may first determine the downhill slope as a cliff based on the light pattern of the acquired image, and then determine the downhill slope based on the change in the position of the first light pattern that changes during approach. In addition, the obstacle information acquisition unit 220 may additionally determine whether a cliff is present through a separately provided cliff sensor.

주행제어부(230)는 내리막 경사각이 일정크기 이상인 경우 낭떠러지로 인식하여 회피주행하고, 경사각이 일정크기 미만인 경우 주행 가능으로 판단하여 주행을 계속한다. 이때, 장애물정보 획득부(220)는 경사각이 일정 크기 미만인 경우, 경사각에 대응하여 dt2만큼 광 패턴의 위치를 보상하여 장애물을 재 판단한다. 제어부(200)는 경사각에 따른 위치변화를 보상함으로써 주행 가능으로 판단하여 주행 구동부(300)로 주행명령을 인가한다. If the downhill inclination angle is equal to or greater than a certain size, the driving controller 230 recognizes it as a cliff and avoids driving. At this time, when the inclination angle is less than a predetermined size, the obstacle information obtaining unit 220 re-determines the obstacle by compensating for the position of the light pattern by dt2 corresponding to the inclination angle. The controller 200 determines that driving is possible by compensating for a change in position according to the inclination angle, and applies a driving command to the driving driving unit 300 .

이동 로봇(1)이 내리막 경사로에 진입 한 후(PS23), 센서부(150)는 본체(10)의 기울기를 감지하여 제어부(200)로 입력한다. 획득영상에는 도 15의 (c)와 같이 제 1 광 패턴이 기준위치에 표시되므로, 장애물정보 획득부(220)는 정상상태로 판단한다. After the mobile robot 1 enters the downhill slope (PS23), the sensor unit 150 detects the inclination of the main body 10 and inputs it to the control unit 200 . Since the first light pattern is displayed at the reference position in the acquired image as shown in (c) of FIG. 15 , the obstacle information acquiring unit 220 determines that it is in a normal state.

한편, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 내리막 경사로(PS31)를 주행하여 평지(PS33)로 진입할 수 있다. 이때 획득영상의 광 패턴의 변화는 도 15의 (a) 내지 (c)와 같다. Meanwhile, as shown in (b) of FIG. 14 , the mobile robot 1 may travel on the downhill slope PS31 to enter the flat land PS33. At this time, the change in the light pattern of the acquired image is as shown in (a) to (c) of FIG. 15 .

이동 로봇(1)이 경계점(P)에 근접하면(PS32), 경사각이 변경됨에 따라 획득영상에는 도 15의 (b)와 같이 제 1 광 패턴이 기준위치보다 dt2 만큼 하측에 표시된다. When the mobile robot 1 approaches the boundary point P (PS32), as the inclination angle is changed, the first light pattern is displayed in the acquired image by dt2 lower than the reference position as shown in FIG. 15(b).

장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호에 따라, 본체가 기울어진 것을 판단하고, 기울기 각도에 대응하여 광 패턴에 대한 기울기 보상을 수행한다. 그에 따라 장애물정보 획득부(220)는 보상된 광 패턴을 바탕으로 장애물에 대하여 재 판단하고, 주행제어부는 재판단된 장애물에 대한 정보를 바탕으로 주행 가능 여부를 판단한다. The obstacle information obtaining unit 220 determines that the main body is tilted according to a detection signal input from the sensor unit 150 , and performs tilt compensation on the light pattern in response to the tilt angle. Accordingly, the obstacle information acquisition unit 220 re-determines the obstacle based on the compensated light pattern, and the driving controller determines whether driving is possible based on the re-determined information on the obstacle.

평지에 진입하면, 획득 영상은 도 15의 (c)와 같이 정상상태로 표시된다. 장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)의 감지신호에 따라 평지에 진입한 것을 판단하고 기울기 보상을 수행하지 않도록 한다. When entering the flat land, the acquired image is displayed in a normal state as shown in FIG. 15 ( c ). The obstacle information acquisition unit 220 determines that it has entered the flat ground according to the detection signal of the sensor unit 150 and does not perform tilt compensation.

도 16 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기 보정에 따른 실시예가 도시된 도이다. 16 is a diagram illustrating an embodiment according to tilt correction of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 16에 도시된 바와 같이, 제어부(200)는 센서부(150)의 감지신호를 바탕으로 획득영상의 광 패턴에 대하여, 기울기를 보상한다. As shown in FIG. 16 , the control unit 200 compensates for the inclination of the light pattern of the acquired image based on the detection signal of the sensor unit 150 .

도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 본체(10)가 전방으로 기울어진 경우, 획득영상에는 제 1 광 패턴(P1)이 기울기 각도에 따라 dt1 만큼 기준위치(ref1)보다 상측에 표시된다. 장애물정보 획득부(220)는 기울기 각도에 대응하여 dt1만큼 제 1 광 패턴의 위치를 변경하여 기울기 보상을 수행할 수 있다. 그에 따라 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴이 정상상태인 것으로 판단하고, 주행제어부(230)는 주행을 계속하도록 주행 구동부(300)를 제어한다. As shown in (a) of Fig. 16, when the main body 10 is tilted forward, the first light pattern P1 is displayed above the reference position ref1 by dt1 according to the inclination angle in the acquired image. . The obstacle information obtaining unit 220 may perform tilt compensation by changing the position of the first light pattern by dt1 in response to the tilt angle. Accordingly, the obstacle information acquiring unit 220 determines that the first light pattern is in a normal state, and the driving controller 230 controls the driving driving unit 300 to continue driving.

한편, 본체(10)가 후방으로 기울어진 경우, 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 1 광 패턴(P1)이 기울기 각도에 따라 dt2 만큼 기준위치(ref1)보다 하측에 표시된다. 장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)의 감지신호를 바탕으로, 기울기 각도에 대응하여 dt2만큼 제 1 광 패턴의 위치를 보상한다. 기울기 보상을 통해 획득영상의 제 1 광 패턴이 기준위치에 표시되므로, 장애물정보 획득부(220)는 정상상태로 판단한다. On the other hand, when the main body 10 is tilted rearward, as shown in FIG. 16B , the first light pattern P1 is displayed below the reference position ref1 by dt2 according to the inclination angle. The obstacle information acquisition unit 220 compensates for the position of the first light pattern by dt2 in response to the inclination angle based on the detection signal of the sensor unit 150 . Since the first light pattern of the acquired image is displayed at the reference position through the tilt compensation, the obstacle information acquiring unit 220 determines that it is in a normal state.

도 17 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기 보정의 다른 실시예가 도시된 도이다. 17 is a diagram illustrating another embodiment of inclination correction of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 17에 도시된 바와 같이, 제어부(200)는 기울기에 따라 기준위치를 변경하여 기울어짐을 보상할 수 있다. 17 , the controller 200 may compensate for the inclination by changing the reference position according to the inclination.

도 17의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 장애물정보 획득부(220)는 센서부(150)로부터 입력되는 기울기 각도에 대응하여, 제 2 기준위치(ref2) 또는 제 3 기준위치(ref3)를 설정하여 기울어짐을 보상함으로써, 장애물을 판단한다. As shown in (a) and (b) of Figure 17, the obstacle information acquisition unit 220 corresponds to the inclination angle input from the sensor unit 150, the second reference position (ref2) or the third reference position ( By setting ref3) to compensate for the inclination, the obstacle is judged.

본체(10)가 전방으로 기울어진 경우, 획득영상에는 제 1 광 패턴(P1)이 기울기 각도에 따라 dt1 만큼 기준위치(ref1)보다 상측에 표시되는데, 기울기 각도에 따라 장애물정보 획득부(220)는 기준위치(ref1)가 아닌 제 2 기준위치(ref2)를 바탕으로 제 1 광 패턴을 판단하여 전방의 장애물을 판단한다. When the main body 10 is tilted forward, the first light pattern P1 is displayed above the reference position ref1 by dt1 according to the inclination angle in the acquired image, and the obstacle information obtaining unit 220 according to the inclination angle. determines the obstacle in front by determining the first light pattern based on the second reference position ref2 instead of the reference position ref1.

또한, 본체(10)가 후방으로 기울어진 경우, 장애물정보 획득부(220)는 제 1 광 패턴이 기준위치보다 dt2 만큼 하측에 표시되는 경우에도, 기울이 각도에 따라 제 3 기준위치(ref3)를 바탕으로 제 1 광 패턴을 판단하여 전방의 장애물을 판단한다. In addition, when the main body 10 is tilted backward, the obstacle information obtaining unit 220 determines the third reference position ref3 according to the tilt angle even when the first light pattern is displayed below the reference position by dt2. Based on the first light pattern is determined to determine the obstacle in front.

장애물정보 획득부(220)는 제 2 또는 제 3 기준위치를 바탕으로 제 1 광 패턴을 비교함으로써, 제 1 광 패턴이 정상상태인 것으로 판단한다. The obstacle information obtaining unit 220 determines that the first light pattern is in a normal state by comparing the first light pattern based on the second or third reference position.

그에 따라 이동 로봇(1)은 기울기의 변경으로 인해 바닥을 장애물로 인식하지 않고 주행할 수 있다. Accordingly, the mobile robot 1 can run without recognizing the floor as an obstacle due to a change in inclination.

한편, 장애물정보 획득부(220)는 기울기 각도에 따라 제 1 광 패턴을 보상하거나, 기준위치를 변경하여 보상한 이후에도 제 1 광 패턴이 정상상태가 아닌 경우, 장애물이 존재하는 것으로 판단하고, 주행제어부(230)는 장애물을 회피하도록 주행 구동부(300)를 제어한다. On the other hand, the obstacle information acquisition unit 220 compensates the first light pattern according to the inclination angle or if the first light pattern is not in a normal state even after compensation by changing the reference position, it is determined that an obstacle exists, and driving The controller 230 controls the driving driving unit 300 to avoid obstacles.

도 18 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기를 보상하는 제어방법이 도시된 순서도이다. 18 is a flowchart illustrating a control method for compensating for inclination of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 18에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 주행 중(S310), 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 획득영상으로부터 패턴을 추출하여 장애물을 감지한다. 패턴검출부(210)는 획득영상의 패턴을 추출하고, 장애물정보 획득부(220)는 추출된 패턴, 즉 광 패턴을 기준위치와 비교하여 광 패턴의 위치가 기준위치인지 여부에 따라 전방의 장애물을 판단한다(S320). As shown in FIG. 18 , the mobile robot 1 detects an obstacle by extracting a pattern from the acquired image input from the obstacle detecting unit 100 while driving ( S310 ). The pattern detection unit 210 extracts the pattern of the acquired image, and the obstacle information acquisition unit 220 compares the extracted pattern, that is, the light pattern with the reference position, and detects the obstacle in front according to whether the position of the light pattern is the reference position. It is determined (S320).

제어부(200)의 장애물정보 획득부(220)는 광 패턴이 기준위치보다 상측에 위치하는 경우, 주행 방향에 장애물이 존재하는 것으로 판단하고, 광 패턴이 기준위치보다 하측에 표시되는 경우 낭떠러지가 있는 것으로 판단한다. When the light pattern is located above the reference position, the obstacle information obtaining unit 220 of the control unit 200 determines that there is an obstacle in the driving direction, and when the light pattern is displayed below the reference position, there is a cliff judge to be

또한, 제어부(200)는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호에 따라 본체(10)가 기울어져 있는지 여부를 판단한다(S330).In addition, the control unit 200 determines whether the main body 10 is inclined according to the detection signal input from the sensor unit 150 (S330).

예를 들어 앞서 설명한 도 10 및 도 11에서와 같이 본체(10)의 전, 후, 좌, 우 중 어느 하나의 방향으로 본체가 기울어진 경우, 장애물이 존재하지 않음에도 불구하고 장애물이 위치하는 것으로 판단할 수 있으므로 제어부(200)는 본체의 기울어짐 여부를 판단한다. For example, when the body is tilted in any one of the front, rear, left, and right directions of the body 10 as in FIGS. 10 and 11 described above, it is assumed that the obstacle is located despite the absence of the obstacle. Since it can be determined, the control unit 200 determines whether the body is inclined.

장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 기울어진 경우, 감지신호에 따라 본체의 기울기 각도를 산출하고(S340), 기울기 각도가 설정 각도 이하인지 여부를 판단한다(S350).When the main body 10 is tilted, the obstacle information obtaining unit 220 calculates an inclination angle of the main body according to the detection signal (S340), and determines whether the inclination angle is equal to or less than a set angle (S350).

장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 설정각도 이하로 기울어진 경우, 획득영상의 광 패턴에 대하여 기울기 보상을 수행한다(S360). 장애물정보 획득부(220)는 기울기에 따라 광 패턴의 위치를 변경하거나 또는 기준위치를 변경하여 기울기를 보상할 수 있다. The obstacle information obtaining unit 220 performs tilt compensation on the light pattern of the obtained image when the main body 10 is tilted below the set angle (S360). The obstacle information obtaining unit 220 may compensate for the inclination by changing the position of the light pattern or changing the reference position according to the inclination.

장애물정보 획득부(220)는 기울기 보상 후, 광 패턴을 기준위치와 비교하여, 장애물의 존재 여부를 다시 판단한다(S370). The obstacle information acquisition unit 220 compares the light pattern with the reference position after compensating for the inclination, and determines again whether there is an obstacle ( S370 ).

장애물정보 획득부(220)는 기울기 보상을 통해 광 패턴이 기준위치에 위치하는 경우 정상상태로 판단하고, 그에 따라 주행제어부(230)는 주행을 유지하도록 한다(S380).The obstacle information acquisition unit 220 determines the normal state when the light pattern is located at the reference position through tilt compensation, and accordingly the driving controller 230 maintains the driving (S380).

한편, 기울기 보상을 수행한 이 후, 광 패턴이 기준위치보다 상측에 위치하는 경우, 장애물정보 획득부(220)는 주행 방향에 장애물이 존재하는 것으로 판단하고, 광 패턴이 기준위치보다 하측에 표시되는 경우 낭떠러지가 있는 것으로 판단할 수 있다. 그에 따라 하여 주행제어부(230)는 장애물을 회피하도록 주행방향을 변경한다(S390). 주행제어부(230)는 변경된 방향으로 장애물을 회피하여 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어하고, 이동 로봇(1)은 변경된 방향으로 주행한다(S400).On the other hand, if the light pattern is located above the reference position after performing the tilt compensation, the obstacle information acquisition unit 220 determines that there is an obstacle in the driving direction, and the light pattern is displayed below the reference position If so, it can be judged that there is a cliff. Accordingly, the driving control unit 230 changes the driving direction to avoid the obstacle (S390). The traveling control unit 230 controls the traveling driving unit 300 to travel in a changed direction avoiding obstacles, and the mobile robot 1 travels in the changed direction (S400).

단, 장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 전방으로 기울어지고, 낭떠러지가 아닌 경우, 광 패턴에 의한 장애물 판단을 무시하고 장애물이 존재하지 않는 것으로 판단한다. 주행제어부(230)는 주행을 계속하도록 주행 구동부를 제어한다. 전술한 도 11의 (c)와 같은 상황에서, 이동 로봇은, 기울어진 상태를 탈피하기 위해 장애물을 무시하고 주행을 계속한다. However, when the main body 10 is inclined forward and it is not a cliff, the obstacle information acquisition unit 220 ignores the obstacle determination by the light pattern and determines that there is no obstacle. The driving control unit 230 controls the driving driving unit to continue driving. In a situation such as that of FIG. 11C , the mobile robot continues to run while ignoring the obstacle in order to escape the inclined state.

도 19 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 기울기 보상을 통한 주행방법이 도시된 순서도이다. 19 is a flowchart illustrating a driving method through tilt compensation of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 19에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)이 설정된 방향으로 주행하는 중(S410), 장애물 감지유닛(100)을 통해 장애물이 감지되면(S420), 장애물정보 획득부(220)는 획득영상의 광 패턴에 대응하여, 앞서 설명한 바와 같이, 장애물의 위치와 크기를 판단한다. 장애물정보 획득부(220)는 광 패턴이 기준위치에 표시되는 정상상태인 경우 주행방향에 장애물이 없는 것으로 판단한다. 그에 따라 주행제어부(230)는 설정된 주행을 유지한다(S520).19, when the mobile robot 1 is traveling in a set direction (S410) and an obstacle is detected through the obstacle detecting unit 100 (S420), the obstacle information acquiring unit 220 is an acquired image In response to the light pattern of, as described above, the position and size of the obstacle are determined. The obstacle information acquisition unit 220 determines that there are no obstacles in the driving direction when the light pattern is displayed at the reference position in a normal state. Accordingly, the driving control unit 230 maintains the set driving (S520).

감지된 장애물이 낭떠러지인 경우, 주행제어부(230)는 장애물, 즉 낭떠러지에 일정거리 접근 한 후, 낭떠러지 센서를 통해 낭떠러지 여부를 재확인한다(S430). If the detected obstacle is a cliff, the driving control unit 230 approaches the obstacle, that is, the cliff for a predetermined distance, and then reconfirms whether the cliff is a cliff through the cliff sensor (S430).

주행제어부(230)는 낭떠러지인 경우, 낭떠러지에 추락하지 않도록 주행방향을 변경하고(S530), 변경된 방향으로 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다(S540).In the case of a cliff, the driving control unit 230 changes the driving direction so as not to fall on the cliff (S530), and controls the driving driving unit 300 to travel in the changed direction (S540).

낭떠러지가 아닌 경우, 제어부(200)는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호에 따라 본체(10)가 기울어져 있는지 여부를 판단한다(S450). If it is not a cliff, the control unit 200 determines whether the main body 10 is inclined according to a detection signal input from the sensor unit 150 (S450).

장애물정보 획득부(220)는 본체가 기울어지지 않은 경우, 전방의 장애물이 경사로인지 여부를 판단한다(S470). 앞서 설명한 바와 같이, 오르막 경사로인 경우 획득영상의 광 패턴이 기준위치보다 상측에 표시되고, 내리막 경사로인 경우 획득영상의 광 패턴이 기준위치보다 하측에 표시되므로 장애물로 판단될 수 있다. When the body is not inclined, the obstacle information acquisition unit 220 determines whether the obstacle in front is a slope (S470). As described above, in the case of an uphill slope, the light pattern of the acquired image is displayed above the reference position, and in the case of a downhill slope, the light pattern of the acquired image is displayed below the reference position, so it can be determined as an obstacle.

그에 따라 장애물정보 획득부(220)는 일정거리 전진하면서 광 패턴의 위치 변화를, 장애물인 경우와 비교하여 경사로인지 여부를 판단한다. Accordingly, the obstacle information acquisition unit 220 determines whether or not it is a slope by comparing the position change of the light pattern while advancing a predetermined distance compared to the case of the obstacle.

장애물정보 획득부(220)는 경사로인 경우, 광 패턴의 위치변화를 바탕으로 경사각을 산출한다(S480). 이때, 경사로가 아닌 경우, 장애물정보 획득부(220)는 장애물로 판단한다. 주행제어부(230)는 장애물을 회피할 수 있도록 주행방향을 변경하고(S530), 변경된 방향으로 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다(S540).The obstacle information obtaining unit 220 calculates an inclination angle based on a change in the position of the light pattern in the case of a slope (S480). At this time, if it is not a slope, the obstacle information acquisition unit 220 determines that it is an obstacle. The traveling control unit 230 changes the traveling direction to avoid the obstacle (S530), and controls the traveling driving unit 300 to travel in the changed direction (S540).

한편, 장애물정보 획득부(220)는 본체(10)가 기울어진 경우, 감지신호에 따라 기울기 각도를 산출하고(S460), 기울기 각도가 설정각도 이하인지 여부를 판단한다(S490). 또한, 장애물정보 획득부(220)는 전방의 경사로의 경사각에 대하여, 경사각이 설정각도 이하인지 여부를 판단한다. On the other hand, when the body 10 is tilted, the obstacle information acquisition unit 220 calculates an inclination angle according to the detection signal (S460), and determines whether the inclination angle is equal to or less than a set angle (S490). Also, the obstacle information obtaining unit 220 determines whether the inclination angle is equal to or less than a set angle with respect to the inclination angle of the slope in front.

장애물정보 획득부(220)는 본체의 경사각이 설정각도보다 큰 경우, 장애물로 판단한다. 주행제어부(230)는 경사로에 진입하지 않도록 주행방향을 변경하고(S530), 변경된 방향으로 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다(S540). When the inclination angle of the main body is greater than the set angle, the obstacle information obtaining unit 220 determines that it is an obstacle. The driving control unit 230 changes the driving direction so as not to enter the slope (S530), and controls the driving driving unit 300 to travel in the changed direction (S540).

또한, 주행제어부(230)는 기울기 각도가 설정각도보다 큰 경우, 주행방향을 변경하고(S530), 변경된 방향으로 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다(S540). 이때 주행제어부(230)는 후진하여 본체(10)의 기울기가 정상상태가 되도록 할 수 있다. In addition, when the inclination angle is greater than the set angle, the traveling control unit 230 changes the traveling direction (S530) and controls the traveling driving unit 300 to travel in the changed direction (S540). At this time, the driving control unit 230 may reverse the inclination of the main body 10 to be in a normal state.

예외적으로, 본체(10)가 전방으로 기울어지고, 낭떠러지가 아닌 경우, 장애물정보 획득부(220)는 기울기 각도가 설정각도보다 크더라도, 광 패턴에 의한 장애물 판단은 무시하고 장애물이 없는 것으로 판단한다. 그에 따라 주행제어부(230)는 본체(10)가 계속 주행하도록 한다. 예를 들어 전술한 도 11의 (c)와 같은 상황에서, 광 패턴을 통해 감지되는 장애물을 무시하고 계속 주행하도록 함으로써 이동 로봇은 기울어진 상태를 탈피할 수 있다. Exceptionally, if the main body 10 is tilted forward and not a cliff, the obstacle information acquisition unit 220 ignores the obstacle determination by the light pattern and determines that there is no obstacle, even if the inclination angle is greater than the set angle. . Accordingly, the traveling control unit 230 allows the main body 10 to continue to travel. For example, in the above-described situation as in FIG. 11C , the mobile robot can escape the tilted state by ignoring the obstacle sensed through the light pattern and continuing to drive.

장애물정보 획득부(220)는 본체의 기울기가 설정각도 이하인 경우, 또는 경사각이 설정각도 이하인 경우, 기울기 각도와 경사각에 대응하여 기울기 보상을 수행한다(S500). 장애물정보 획득부(220)는 기울기 또는 경사각에 대응하여, 광 패턴의 위치를 소정 값만큼 변경하거나, 또는 기준위치를 변경하여 기울기 보상을 수행한다. When the inclination angle of the main body is less than or equal to the set angle, the obstacle information obtaining unit 220 performs tilt compensation corresponding to the inclination angle and the inclination angle (S500). The obstacle information obtaining unit 220 performs tilt compensation by changing the position of the light pattern by a predetermined value or by changing the reference position in response to the inclination or the inclination angle.

장애물정보 획득부(220)는 기울기 보상 후, 광 패턴을 위치는 기준위치와 비교하여 장애물 여부를 다시 판단한다(S510). After compensating for the tilt, the obstacle information acquisition unit 220 compares the position of the light pattern with the reference position to determine whether there is an obstacle again (S510).

장애물정보 획득부(220)는 기울기 보상 후 광 패턴이 기준위치에 위치하는 경우 정상상태로 판단하고, 주행제어부(230)는 정상상태이므로 본체(10)가 주행을 유지하도록 한다(S520). The obstacle information acquisition unit 220 determines that the light pattern is located at the reference position after tilt compensation as a normal state, and the driving control unit 230 maintains the driving because the driving control unit 230 is in the normal state (S520).

그에 따라 이동 로봇은 장애물이 존재하지 않음에도 본체(10)가 기울어져 광 패턴이 정상상태가 아닌 경우라 하더라도 기울기 보상을 통해 주행할 수 있다. 또한, 이동 로봇은 경사로를 장애물로 인식하는 경우 경사각이 설정각도 이하인 경우 계속 주행하여 경사로에 진입할 수 있다. Accordingly, the mobile robot can travel through tilt compensation even when the main body 10 is tilted and the light pattern is not in a normal state even when there is no obstacle. In addition, when the mobile robot recognizes the slope as an obstacle, if the inclination angle is less than or equal to the set angle, the mobile robot may continue to drive and enter the slope.

한편, 장애물정보 획득부(220)는 기울기 보상 후 광 패턴이 기준위치가 아닌 경우 장애물 또는 낭떠러지로 판단한다. 주행제어부(230)는 장애물 회피를 위해 주행방향을 변경하고(S530), 변경된 방향으로 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어한다(S540).Meanwhile, the obstacle information acquisition unit 220 determines that the light pattern is not the reference position after the tilt compensation as an obstacle or a cliff. The driving controller 230 changes the driving direction to avoid obstacles (S530), and controls the driving driving unit 300 to travel in the changed direction (S540).

따라서 본 발명의 이동 로봇(1)은 광 패턴을 이용하여 장애물을 판단함에 있어서, 본체의 기울기 또는 경사로 여부를 판단하여 기울기를 보상함으로써, 장애물이 존재하지 않는 상황에서 장애물로 오판단하는 것으로 방지하고, 계속 주행할 수 있도록 한다. 그에 따라 이동 로봇은 장애물로 잘못 판단으로 접근하지 않는 영역을 축소하여 다양한 영역에 진입할 수 있고, 청소 가능한 영역이 확장된다. Therefore, in determining the obstacle using the light pattern, the mobile robot 1 of the present invention compensates for the inclination by determining whether the body is inclined or inclined, thereby preventing it from erroneously judging the obstacle as an obstacle in the absence of the obstacle. , to continue driving. Accordingly, the mobile robot can enter various areas by reducing the area not approaching due to erroneous judgment as an obstacle, and the cleaning area is expanded.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.

1: 이동 로봇 10: 본체
100: 장애물 감지유닛 120: 제 1 패턴 조사부
130: 제 2 패턴 조사부 140: 영상 획득부
150: 센서부
200: 제어부 210: 패턴검출부
220: 장애물정보 획득부 230: 주행제어부
240: 데이터부 300: 주행 구동부1: mobile robot 10: main body
100: obstacle detection unit 120: first pattern irradiation unit
130: second pattern irradiation unit 140: image acquisition unit
150: sensor unit
200: control unit 210: pattern detection unit
220: obstacle information acquisition unit 230: driving control unit
240: data unit 300: driving driving unit

Claims

a main body that travels in the cleaning area and sucks foreign substances on the floor in the cleaning area;
a sensor unit for detecting the inclination of the main body and inputting a detection signal;
a first pattern irradiating unit disposed on the front surface of the main body and irradiating the light of the first pattern toward the front lower side of the main body;
a second pattern irradiation unit disposed on the front surface of the main body, disposed below the first pattern irradiation unit, and irradiating light of a second pattern toward the front upper side of the main body;
an image acquisition unit disposed on the front of the main body to acquire an image of the front of the main body; and
From the acquired image input from the image acquisition unit, a first light pattern corresponding to the first pattern of light and a second light pattern corresponding to the second pattern of light are detected to determine an obstacle and pass through the obstacle or or a control unit to control to avoid,
The control unit determines whether the main body is in a tilted state based on a detection signal input from the sensor unit, and when the main body is tilted, through tilt compensation for the first light pattern according to the tilt of the main body re-evaluate whether there are obstacles,
When the main body is inclined, if the inclination of the main body is less than or equal to a set angle, it determines whether there is an obstacle again through inclination compensation for the first light pattern according to the inclination angle and the inclination direction of the main body and controls the driving,
When the inclination of the main body is greater than the set angle, if the obstacle is not a cliff, the obstacle determination by the first light pattern is ignored, and the main body is controlled to continue running to escape the inclined state, and the main body is tilted If not, it is determined whether the obstacle is a ramp, and if the inclination angle of the ramp is less than or equal to a certain angle, tilt compensation is performed according to the inclination angle to control the entrance to the ramp, and when the inclination angle is greater than the prescribed angle, the A mobile robot, characterized in that it controls to avoid the slope.

The method of claim 1,
The control unit corresponds to the inclination angle of the main body, the mobile robot, characterized in that by adjusting the position of the first light pattern to perform the inclination compensation.

The method of claim 1,
The control unit corresponds to the inclination angle of the main body, the mobile robot, characterized in that by changing the reference position for the first light pattern to perform the inclination compensation.

The method of claim 1,
When the first light pattern is displayed at the reference position after tilt compensation, the control unit determines that there is no obstacle in the front and continues driving,
The mobile robot, characterized in that when the first light pattern is not displayed at the reference position, it is determined as an obstacle and driven to avoid it.

delete

The method of claim 1,
The sensor unit mobile robot, characterized in that it comprises at least one of a tilt sensor and an acceleration sensor.

The method of claim 1,
The first pattern irradiation unit, the second pattern irradiation unit and the image acquisition unit are arranged in a line,
The image acquisition unit, the mobile robot, characterized in that disposed below the second pattern irradiation unit.

The method of claim 1,
The mobile robot, characterized in that the first pattern irradiation part and the second pattern irradiation part are arranged symmetrically to each other.

irradiating the light of the first pattern and the light of the second pattern, and driving while photographing a front image;
detecting an obstacle by detecting a first light pattern corresponding to the light of the first pattern and a second light pattern corresponding to the light of the second pattern from the captured image;
detecting the inclination of the body;
When the body is tilted, if the tilt of the body is equal to or less than a set angle, tilt compensation is performed for the first light pattern or the second light pattern according to the tilt angle and the tilt direction, and the obstacle is again determining and driving through or avoiding the obstacle;
If the inclination of the main body is greater than the set angle and when the obstacle is not a cliff, ignoring the obstacle determination by the first light pattern and continuing the driving to return to a normal state from the inclined state of the main body; and
When the main body is not inclined, it is determined whether the obstacle is a ramp, and if the inclination angle of the ramp is less than or equal to a certain angle, tilt compensation is performed according to the inclination angle to enter the ramp, and the inclination angle is greater than the prescribed angle. In this case, the step of avoiding the slope and driving
A control method of a mobile robot comprising a.

13. The method of claim 12,
The step of re-determining the obstacle is,
After compensating for the tilt, if the first light pattern is in a normal state, determining that it is not an obstacle and maintaining driving; and
and determining that it is an obstacle when the first light pattern is not in a normal state and avoiding the driving.

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13. The method of claim 12,
The slope compensation step is,
In response to the inclination angle of the main body, the control method of the mobile robot, characterized in that the tilt compensation is performed by adjusting the position of the first light pattern.

13. The method of claim 12,
The slope compensation step is,
In response to the inclination angle of the main body, the control method of the mobile robot, characterized in that by changing the reference position for the first light pattern to perform the inclination compensation.

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