KR102430113B1 - Robot cleaner - Google Patents

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KR102430113B1
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성철모
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Abstract

본 발명의 로봇 청소기는 본체의 전방의 청소구역 내 바닥을 향해 제 1 패턴의 광을 조사하는 제 1 패턴 조사부와, 상기 본체 전방으로 상향으로 제 2 패턴의 광을 조사하는 제 2 패턴 조사부를 포함하고, 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부에 의해 조사된 각 패턴의 광이 장애물에 입사된 영상을 영상 획득부를 통해 획득하고, 이렇게 획득된 영상을 통해 청소구역 내 장애물 상황에 대한 다양한 정보를 파악할 수 있다.The robot cleaner of the present invention includes a first pattern irradiating part for irradiating a first pattern of light toward the floor in the cleaning area in front of the main body, and a second pattern irradiating part for irradiating a second pattern of light upward toward the front of the main body. and acquires an image in which the light of each pattern irradiated by the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit is incident on the obstacle through the image acquisition unit, and various information about the obstacle situation in the cleaning area through the obtained image can figure out

Description

로봇 청소기{ROBOT CLEANER}Robot vacuum cleaner {ROBOT CLEANER}

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것이다.The present invention relates to a robot vacuum cleaner.

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

통상 이러한 로봇 청소기는 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하고, 그에 따라 청소구역을 매핑(mapping)하거나, 좌륜과 우륜의 구동을 제어하여 장애물 회피 동작을 수행한다. 종래에는 천장 또는 바닥을 주시하는 센서를 통해 로봇 청소기가 이동한 거리를 계측하고, 이를 기반으로 장애물까지의 거리를 산출하는 방식이었으나, 로봇 청소기의 이동 거리를 기반으로 장애물까지의 거리를 추정하는 간접적인 방식이기 때문에, 바닥의 굴곡등으로 로봇 청소기의 이동 거리가 정확하게 계측되지 못하는 경우, 장애물까지의 거리 역시 오차를 가질 수밖에 없었다. 특히, 이러한 로봇 청소기에 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.In general, such a robot cleaner detects the distance to obstacles such as furniture, office supplies, and walls installed in the cleaning area, and maps the cleaning area accordingly or controls the driving of the left and right wheels to avoid obstacles. Conventionally, there has been a method of measuring the distance moved by the robot cleaner through a sensor that looks at the ceiling or floor and calculating the distance to the obstacle based on this. Because of the in-line method, when the moving distance of the robot cleaner 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 such a robot cleaner uses infrared or ultrasonic waves, and there is a problem in that a significant error occurs in the distance measurement because a large amount of light or sound is scattered by an obstacle.

최근에는 로봇 청소기의 전방으로 특정한 패턴의 광을 조사하여 이를 촬영하고, 촬영된 영상으로부터 상기 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 광원모듈과 청소기 전방의 영상을 획득하는 카메라 모듈을 구비한 로봇 청소기Recently, a technology for controlling driving by irradiating a specific pattern of light to the front of the robot cleaner to photograph it, extracting the pattern from the photographed 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.) is a robot cleaner having a light source module irradiating a cross pattern light and a camera module acquiring an image of the front of the cleaner.

를 개시하고 있다. 이러한 로봇 청소기는 카메라 모듈을 통해 획득된 영상으로부터 패턴을 추출하고, 이를 바탕으로 청소구역 내의 장애물 상황을 파악하고 있다. 그런데, 이러한 로봇 청소기의 경우, 상기 광원모듈은 일정한 각도로 광을 조사하도록 구성되고, 하나만 구비되기 때문에, 장애물을 감지할 수 있는 범위에 제약이 따르고, 높이를 갖는 장애물의 입체적인 형태를 파악하는데도 어려움이 있었다. 특히, '979 발명은 십자 패턴이 청소구역의 바닥을 향해 조사되는 특성상, 상기 광원 모듈보다 높이 위치한 장애물 또는 바닥으로부터의 높이가 상기 광원 모듈부터 높은 곳까지 이르는 장애물을 감지할 수는 없다.is starting Such a robot cleaner extracts a pattern from an image acquired through a camera module, and grasps the obstacle situation in the cleaning area based on this. However, in the case of such a robot cleaner, since the light source module is configured to irradiate light at a certain angle and only one is provided, the range that can detect the obstacle is limited, and it is difficult to grasp the three-dimensional shape of the obstacle having a height. there was In particular, in the '979 invention, since the cross pattern is irradiated toward the floor of the cleaning area, it is impossible to detect an obstacle located higher than the light source module or an obstacle having a height from the light source module to a higher place from the floor.

'979 발명은 상기 카메라 모듈로부터 출사된 수직선 형태의 광이 장애물에 입사되는 경우, 상기 장애물의 높이를 어느 정도 가늠해 볼 수는 있으나, 이로부터 알 수 있는 장애물 정보는 어디까지나 수직선 패턴이 조사된 부분에 한정된 것이었다. In the '979 invention, when the light in the form of a vertical line emitted from the camera module is incident on the obstacle, the height of the obstacle can be estimated to some extent, but the obstacle information that can be known from this is the part where the vertical line pattern is irradiated to the last was limited to

또한, 침대와 같은 장애물의 경우는, 침대 다리에 매트리스가 거치되기 때문에, 상기 매트리스 아래로 소정의 공간이 형성되기 마련인데, 침대로부터 로봇 청소기의 위치에 따라서는, 상기 광원모듈로부터 조사된 십자 패턴의 광 모두가 상기 공간 내의 바닥으로 조사되어, 로봇 청소기의 제어 유닛은 상기 매트리스를 식별해 내지 못하고, 따라서, 로봇 청소기가 침대가 있는 쪽으로 계속하여 주행되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 공간의 높이에 따라서는 로봇 청소기가 상기 공간 내로 진입하지 못하고, 매트리스를 지지하는 프레임 등의 구조물과 충돌하거나, 바닥과 프레임 사이에 끼게 되어 더 이상 주행하지 못하게 되는 문제가 있었다.In addition, in the case of an obstacle such as a bed, since the mattress is mounted on the bed leg, a predetermined space is formed under the mattress. Depending on the position of the robot cleaner from the bed, the cross pattern irradiated from the light source module All of the light is irradiated to the floor in the space, so the control unit of the robot cleaner cannot identify the mattress, and thus can control the robot cleaner to continue running toward the bed. In this case, depending on the height of the space, the robot cleaner cannot enter the space, collide with a structure such as a frame supporting the mattress, or get caught between the floor and the frame, so that there is a problem in that it cannot run anymore.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 첫째, 상하로 배치된 두 개의 패턴 조사부로부터 조사된 패턴들을 이용하여 장애물에 대한 보다 구체적인 정보를 획득할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a robot cleaner capable of acquiring more specific information about an obstacle by using patterns irradiated from two pattern irradiation units arranged vertically.

둘째, 침대와 같이 청소 구역의 바닥과의 사이에 소정 높이의 공간을 형성하는 장애물이 존재하는 경우, 주행 중에 상기 공간에 끼이는 것을 방지할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.Second, when there is an obstacle that forms a space of a predetermined height between the floor and the floor of the cleaning area, such as a bed, it is to provide a robot cleaner capable of preventing being caught in the space while driving.

셋째, 제 1 패턴 조사부와 제 2 패턴 조사부의 칼리브레이션 과정을 보다 쉽게 실시할 수 있는 로봇 청소기를 제공하는 것이다.Third, to provide a robot cleaner capable of more easily performing the calibration process of the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit.

본 발명이 일 실시예에 따른 로봇 청소기는 본체의 전면에 상하로 제 1 패턴 조사부와 제 2 패턴 조사부가 배치되고, 상기 제 1 패턴 조사부는 상기 본체의 전방을 향해 하측으로 제 1 패턴의 광을 조사하고, 상기 제 2 패턴 조사부는 상기 본체의 전방을 향해 상측으로 제 2 패턴의 광을 조사한다. 상기 본체의 전면에는 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부가 구비되어, 상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광이 입사된 영역의 영상을 획득한다.In the robot cleaner according to an embodiment of the present invention, a first pattern irradiator and a second pattern irradiator are disposed on the front surface of the main body up and down, and the first pattern irradiator emits light of a first pattern downward toward the front of the main body. Irradiating, the second pattern irradiation unit irradiates the light of the second pattern upward toward the front of the main body. An image acquisition unit for acquiring an image of the front is provided on the front surface of the main body to acquire an image of a region where the light of the first pattern and the light of the second pattern are incident.

로봇 청소기의 전방에 장애물이 존재하지 않는 경우, 상기 제 1 패턴의 광은 청소구역의 바닥에 입사되나, 상기 패턴 광들이 조사되는 영역 내에 장애물이 위치하는 경우에는 상기 장애물의 하부에는 상기 제 1 패턴의 광이 입사되고, 상기 장애물의 상부에는 상기 제 2 패턴의 광이 입사되기 때문에, 상기 영상 획득부를 통해 획득한 영상에서 상기 장애물에 맺힌 광 패턴의 위치, 형상, 길이 등의 정보로부터 장애물의 입체적인 형태를 파악할 수 있다.When there is no obstacle in front of the robot cleaner, the light of the first pattern is incident on the floor of the cleaning area, but when the obstacle is located within the area to which the pattern lights are irradiated, the first pattern is located below the obstacle. of the light is incident, and since the light of the second pattern is incident on the upper part of the obstacle, the three-dimensional shape of the obstacle is obtained from information such as the position, shape, length, etc. of the light pattern formed on the obstacle in the image acquired through the image acquisition unit. form can be discerned.

특히, 상기 제 1 패턴의 광이 청소구역의 바닥에 입사된 경우에도, 상기 제 2 패턴의 광이 장애물에 입사된 경우에는, 침대와 같이 청소구역의 바닥 상측으로 소정의 공간을 형성하는 장애물이 존재한다는 것이 추정될 수 있고, 따라서, 이 경우에는 상기 영상 획득부에 의해 획득된 영상에서의 상기 제 2 패턴의 광의 상의 위치로부터 상기 공간의 높이를 파악하여, 상기 공간의 높이가 상기 로봇 청소기의 본체의 높이 보다 낮은 경우에는 장애물에 대한 회피 주행을 실시하도록 제어될 수 있다.In particular, even when the light of the first pattern is incident on the floor of the cleaning area, when the light of the second pattern is incident on the obstacle, an obstacle forming a predetermined space above the floor of the cleaning area, such as a bed, is It can be estimated that there is, and therefore, in this case, by grasping the height of the space from the position of the image of the second pattern in the image acquired by the image acquisition unit, the height of the space is the height of the robot cleaner. When it is lower than the height of the main body, it may be controlled to avoid the obstacle.

바람직하게는, 상기 영상 획득부는 상기 제 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부 사이에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 패턴 조사부, 상기 영상 획득부 및 상기 제 2 패턴 조사부는 일렬로 배치될 수 있고, 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부는 상기 영상 획득부에 대해 대칭으로 배치될 수 있다. 더 나아가, 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부가 동일한 크기의 수직 조사각으로 광을 조사하도록 구성되는 경우 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부의 위치를 뒤바꾼 경우에도 각 패턴 조사부로부터 조사되는 광의 방향은 같기 때문에, 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부의 칼리브레이션이 동일한 방식으로 이루어질 수 있다.Preferably, the image acquisition unit may be disposed between the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit. In addition, the first pattern irradiation unit, the image acquisition unit, and the second pattern irradiation unit may be arranged in a line, and the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit may be arranged symmetrically with respect to the image acquisition unit . Furthermore, when the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit are configured to irradiate light at a vertical irradiation angle of the same size, even if the positions of the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit are reversed, from each pattern irradiation unit Since the direction of the irradiated light is the same, the calibration of the first pattern irradiator and the second pattern irradiator may be performed in the same manner.

제 1 패턴 조사부 또는 제 2 패턴 조사부는 20˚ 내지 30˚의 수직 조사각으로 광을 조사할 수 있으며, 상기 영상 획득부는 렌즈의 주축이 수평으로 정렬되고, 100˚ 내지 110˚의 화각을 가질 수 있다. 그리고, 상기 영상 획득부는 상기 바닥에 대한 영상을 상기 본체로부터 거리가 110mm 내지 120mm 이상인 위치부터 획득하도록 구성될 수 있다.The first pattern irradiator or the second pattern irradiator may irradiate light at a vertical irradiation angle of 20˚ to 30˚, and the image acquisition unit may have a main axis of the lens horizontally aligned and have an angle of view of 100˚ to 110˚ have. In addition, the image acquisition unit may be configured to acquire the image of the floor from a position of 110 mm to 120 mm or more from the main body.

상기 제 1 패턴의 광과 상기 제 2 패턴의 광은 서로 다른 패턴으로 구성될 수 있으며, 상기 제 1 패턴은 광은 수평선과 상기 수평선과 직교하는 수직선을 포함하는 패턴으로 구성되고, 상기 제 2 패턴은 상기 제 2 패턴의 광은 수평선을 포함하는 패턴으로 구성될 수 있다.The light of the first pattern and the light of the second pattern may be configured in different patterns, the light of the first pattern is configured in a pattern including a horizontal line and a vertical line orthogonal to the horizontal line, and the second pattern The light of the second pattern may be configured in a pattern including a horizontal line.

본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇 청소기는 외관을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱에 회전 가능하게 구비되는 좌륜 및 우륜과, 상기 케이싱에 배치되어 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 흡입 모듈과, 상기 케이싱의 전면에 배치되는 장애물 감지유닛을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 장애물 감지유닛은 상기 케이싱의 전면에 결합되는 모듈 프레임을 포함할 수 있고, 상기 모듈 프레임에 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부와, 상기 영상 획득부가 배치될 수 있다.A robot cleaner according to another embodiment of the present invention includes a casing forming an exterior, left and right wheels rotatably provided in the casing, and a suction module disposed in the casing to suck foreign substances from the floor in the cleaning area, It may include an obstacle detecting unit disposed on the front of the casing. Here, the obstacle detecting unit may include a module frame coupled to the front surface of the casing, and the first pattern irradiation unit, the second pattern irradiation unit, and the image acquisition unit may be disposed in the module frame.

바람직하게는, 상기 영상 획득부가 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부 사이에 배치될 수 있다.Preferably, the image acquisition unit may be disposed between the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit.

본 발명의 로봇 청소기는 상하로 배치된 두 개의 패턴 조사부로부터 조사된 패턴들을 이용하여 장애물에 대한 보다 구체적인 정보를 획득할 수 있으며, 특히, 애물의 입체적인 형상을 보다 정확하게 파악할 수 있는 효과가 있다.The robot cleaner of the present invention can acquire more specific information about the obstacle by using the patterns irradiated from the two pattern irradiation units arranged vertically, and in particular, has an effect of more accurately grasping the three-dimensional shape of the object.

또한, 침대와 같이 청소 구역의 바닥과의 사이에 소정 높이의 공간을 형성하는 장애물을 파악하고, 상기 공간의 높이에 따라 로봇 청소기의 주행을 제어함으로써, 로봇 청소기가 주행 중에 상기 공간에 끼이는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, by grasping an obstacle that forms a space of a predetermined height between the floor and the floor of the cleaning area such as a bed, and controlling the running of the robot cleaner according to the height of the space, the robot cleaner is prevented from being caught in the space while running It has a preventable effect.

또한, 동일한 크기의 수직 조사각으로 광으로 조사하는 제 1 패턴 조사부와 제 2 패턴 조사부를 영상 획득부에 대해 대칭으로 배치함으로써, 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부의 칼리브레이션 과정을 보다 쉽게 실시할 수 있는 효과가 있다.In addition, by symmetrically arranging the first pattern irradiator and the second pattern irradiator for irradiating with light at a vertical irradiation angle of the same size with respect to the image acquisition unit, the calibration process of the first pattern irradiator and the second pattern irradiator can be made easier There is a practicable effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 로봇 청소기의 수평 화각을 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 로봇 청소기의 전면도이다.
도 4는 도 1의 로봇 청소기의 저면을 도시한 것이다.
도 5는 도 1의 로봇 청소기의 주요부들을 도시한 블록도이다.
도 6은 장애물 감지유닛의 전면도(a)와 측면도(b)이다.
도 7은 장애물 탐지 모듈의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 것이다.
도 8은 제 1 패턴 조사부를 칼리브레이션하는 과정에서 획득영상에 표시된 제 1 패턴 광을 도시한 것(a)과, 제 2 패턴 조사부를 칼리브레이션하는 과정에서 획득영상에 표시된 제 2 패턴 광을 도시한 것(b)이다.
도 9는 로봇 청소기가 제 1 위치에 있을 시, 전방에 장애물이 위치한 경우에 있어서의 획득영상을 도시한 것(a), 로봇 청소기의 위치가 변경되어 제 2 위치에 있을 시의 획득영상을 도시한 것(b)이다.
도 10은 장애물에 제 1 패턴 광과 제 2 패턴 광이 입사된 경우에 있어서의 획득영상을 도시한 것이다.
1 is a perspective view of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a horizontal angle of view of the robot cleaner of FIG. 1 .
FIG. 3 is a front view of the robot cleaner of FIG. 1 .
FIG. 4 is a view showing a bottom surface of the robot cleaner of FIG. 1 .
FIG. 5 is a block diagram illustrating main parts of the robot cleaner of FIG. 1 .
6 is a front view (a) and a side view (b) of the obstacle detection unit.
7 is a diagram illustrating an investigation range and an obstacle detection range of the obstacle detection module.
Figure 8 shows the first pattern light displayed on the acquired image in the process of calibrating the first pattern irradiator (a) and the second pattern light displayed on the acquired image in the process of calibrating the second pattern irradiator (b).
9 shows an image obtained when the robot cleaner is in the first position when an obstacle is located in front (a), and shows an image obtained when the position of the robot cleaner is changed and is in the second position is one (b).
10 is a view showing an image obtained when the first pattern light and the second pattern light are incident on the obstacle.

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 로봇 청소기의 사시도이다. 도 2는 도 1의 로봇 청소기의 수평 화각을 도시한 것이다. 도 3은 도 1의 로봇 청소기의 전면도이다. 도 4는 도 1의 로봇 청소기의 저면을 도시한 것이다. 도 5는 도 1의 로봇 청소기의 주요부들을 도시한 블록도이다. 도 6은 장애물 감지유닛의 전면도(a)와 측면도(b)이다. 도 7은 장애물 탐지 모듈의 조사 범위와 장애물 탐지 범위를 도시한 것이다.1 is a perspective view of a robot cleaner according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 illustrates a horizontal angle of view of the robot cleaner of FIG. 1 . FIG. 3 is a front view of the robot cleaner of FIG. 1 . FIG. 4 is a view showing a bottom surface of the robot cleaner of FIG. 1 . FIG. 5 is a block diagram illustrating main parts of the robot cleaner of FIG. 1 . 6 is a front view (a) and a side view (b) of the obstacle detection unit. 7 is a diagram illustrating an investigation range and an obstacle detection range of the obstacle detection module.

도 1 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 청소구역의 바닥을 따라 이동하며, 상기 바닥 상의 먼지 등의 이물질을 흡입하는 본체(10)와, 본체(10)의 전면에 배치되는 장애물 감지유닛(100)을 포함할 수 있다.1 to 7, the robot cleaner 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 detecting unit 100 disposed on the front side.

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, 상기 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, 상기 필터에 의해 채집된 이물질들이 축적되는 이물질 채집통(미도시)을 포함할 수 있다.The suction unit 34 may include a suction fan (not shown) for generating suction force, and a suction port 10h through which the 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 구동부(300)를 포함할 수 있다. 주행 구동부(300)는 적어도 하나의 구동모터를 포함할 수 있다. 상기 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 300 for driving the left wheel 36 (L) and the right wheel 36 (R). The driving driving unit 300 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).

제어부(200)는 주행 구동부(300)를 제어하는 주행제어모듈(230)을 포함할 수 있다. 주행제어모듈(230)에 의해 상기 좌류 구동모터와 상기 우륜 구동모터의 작동이 독립적으로 제어됨으로써 본체(10)의 직진, 후진 또는 선회가 이루어 질 수 있다. 예를들어, 본체(10)가 직진 주행하는 경우에는 상기 좌륜 구동모터와 상기 우륜 구동모터가 같은 방향으로 회전되나, 상기 좌륜 구동모터와 상기 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 control unit 200 may include a driving control module 230 for controlling the driving driving unit 300 . The operation of the left drive motor and the right wheel drive motor are independently controlled by the driving control module 230 , 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 the left wheel drive motor and the right wheel drive motor rotate at different speeds or in opposite directions. When rotated, 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 브러시(35)가 더 구비될 수 있다. 브러시들(35)의 회전에 의해 청소구역의 바닥으로부터 먼지들이 제거되며, 이렇게 바닥으로부터 분리된 먼지들은 흡입구(10h)를 통해 흡입되어 채집통에 모인다.A brush 35 positioned on the front side of the bottom surface of the casing 11 and having a brush consisting 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 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 로봇 청소기(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 robot cleaner 1 from a user may be provided on the upper surface of the casing 11 .

본체(10)에는 재충전이 가능한 베터리(38)가 구비되며, 베터리(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, 베터리(38)의 충전이 이루어질 수 있다. 로봇 청소기(1)를 구성하는 전장 부품들은 베터리(38)로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 베터리(38)가 충전된 상태에서 로봇 청소기(1)는 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 stand 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 robot cleaner 1 may receive power from the battery 38 , and thus, in a state in which the battery 38 is charged, the robot cleaner 1 is electrically separated from commercial power. driving is possible

장애물 감지유닛(100)은 본체(10)의 전면에 배치될 수 있다. 보다 상세하게, 도 6을 참조하면, 장애물 감지유닛(100)은 케이싱(11)의 전면에 고정되고, 상하로 길게 형성된 모듈 프레임(110)과, 모듈 프레임(110) 상에 고정되는 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및 영상 획득부(140)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 모듈 프레임(110)이 없이 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130) 및/또는 영상 획득부(140)가 케이싱(11)에 직접 고정되는 것도 가능하다.The obstacle detecting unit 100 may be disposed on the front side of the main body 10 . In more detail, referring to FIG. 6 , the obstacle detecting unit 100 is fixed to the front surface of the casing 11 , and the module frame 110 formed vertically and elongated, and the first pattern fixed on the module frame 110 . It may include an irradiation unit 120 , a second pattern irradiation unit 130 , and an image acquisition unit 140 . According to an embodiment, it is also possible that the first pattern irradiation unit 120 , the second pattern irradiation unit 130 , and/or the image acquisition unit 140 are directly fixed to the casing 11 without the module frame 110 .

각각의 패턴 조사부(120, 130)는 광원과, 상기 광원으로부터 조사된 광이 투과됨으로써 소정의 패턴을 생성하는 패턴생성자(OPPE: Optical Pattern Projection Element)를 포함할 수 있다. 상기 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, 상기 광원으로는 레이져 다이오드가 바람직하다. 상기 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.Each of the pattern irradiation units 120 and 130 may include a light source and a pattern generator (OPPE) that generates a predetermined pattern by transmitting the light irradiated from the light source. 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 the 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 바닥을 향해 입사될 수 있다. 제 1 패턴 광(P1)은 수평선(Ph)과 수직선(Pv)이 교차하는 십자 패턴의 형태로 구성될 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 toward the bottom of the cleaning area. The first pattern light P1 may be formed in the form of a cross pattern in which a horizontal line Ph and a vertical line Pv intersect.

제 1 패턴 조사부(120), 영상 획득부(140) 및 제 2 패턴 조사부(130)는 일렬로 배치될 수 있다. 바람직하게는, 영상 획득부(140)는, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130) 사이에 배치되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first pattern irradiation unit 120 , the image acquisition unit 140 , and the second pattern irradiation unit 130 may be arranged in a line. Preferably, the image acquisition unit 140 is disposed between the first pattern irradiation unit 120 and the second pattern irradiation unit 130, but is not necessarily limited thereto.

실시예에서, 제 1 패턴 조사부(120)는 영상 획득부(140)의 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 영상 획득부(140)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 an embodiment, the first pattern irradiator 120 is located above the image acquisition unit 140 and irradiates the first pattern light P1 downward toward the front, and is located below the first pattern irradiator 120 . , and the second pattern irradiator 130 is located below the image acquisition unit 140 and irradiates a second pattern of light (P2, hereinafter, referred to as a second pattern light) upward toward the front. can do. 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, 상기 수평선은 반드시 연속한 선분이어야 하는 것은 아니고, 도면들에 도시된 바와 같은 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 as shown in the drawings.

한편, 도 2에 표시된 θh는 제 1 패턴 조사부(120)로부터 조사된 패턴 광(P1)의 수평 조사각을 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 로봇 청소기(1)의 전방을 향하는 것이며, 제 1 패턴 광(P1)은 상기 점선에 대해 대칭인 형태로 구성될 수 있다.On the other hand, θh shown in FIG. 2 indicates the horizontal irradiation angle of the pattern light P1 irradiated from the first pattern irradiation unit 120, and the angle formed by both ends of the horizontal line Ph with the first pattern irradiation unit 120 and it is preferably determined in the range of 130˚ to 140˚, but it is not necessarily limited thereto. The dotted line indicated in FIG. 2 is directed toward the front of the robot cleaner 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 나타되며, 이하, 획득영상에 나타난 패턴 광(P1, P2)의 상을 광 패턴이라고 하고, 이는 실질적으로 실제 공간 상에 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 are displayed in the image acquired by the image acquisition unit 140 (hereinafter, referred to as an acquired image), and the images of the pattern lights P1 and P2 appearing in the acquired image are shown below. It is called a light pattern, and since the pattern light P1, P2 incident on the real space is the image formed on the image sensor, the same reference numerals are given to the pattern light P1, P2, and the first pattern light ( Images corresponding to P1) and 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, 상기 디지털 카메라는 이미지센서(미도시)와 영상처리모듈(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, wherein the digital camera includes an image sensor (not shown) and an image processing module ( not shown) may be included.

상기 이미지센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 상기 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. 상기 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다.The image sensor is a device that converts an optical image into an electrical signal, and is configured as a chip in which a plurality of photodiodes are integrated, for example, a pixel 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 the image sensor, a charge coupled device (CCD), a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and the like are well known.

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

또한, 로봇 청소기(1)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 장치 등의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다.In addition, the robot cleaner 1 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), ROM, RAM, It may include a data storage unit (not shown) such as a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, or an optical data storage device.

제어부(200)는 영상 획득부(140)에 의해 획득된 영상(획득영상)으로부터 광 패턴(P1, P2)을 검출하는 패턴검출모듈(210)을 포함할 수 있다. 패턴검출모듈(210)은 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 control unit 200 may include a pattern detection module 210 that detects the light patterns P1 and P2 from the image (acquired image) acquired by the image acquisition unit 140 . The pattern detection module 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, planes, etc. constituting the patterns P1 and P2 can be detected.

예를 들어, 패턴검출모듈(210)은 주변보다 밝은 픽셀들이 연속됨으로써 구성되는 선분들을 추출하여, 제 1 광 패턴(P1)을 구성하는 수평선(Ph)과 수직선(Pv), 제 2 광 패턴(P2)을 구성하는 수평선(P2)을 추출할 수 있다.For example, the pattern detection module 210 extracts line segments formed by successive pixels brighter than the surrounding area, and includes a horizontal line Ph and a vertical line Pv constituting the first light pattern P1, and a second light pattern. A horizontal line (P2) constituting (P2) can be extracted.

그러나, 이에 한정되지 않고, 디지털 영상으로부터 원하는 형태의 패턴을 추출하는 다양한 기법들이 이미 알려져 있는 바, 패턴검출모듈(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 since various techniques for extracting a pattern of a desired shape from a digital image are already known, the pattern detection module 210 uses these known techniques to generate the first light pattern P1 and the second light pattern. A pattern P2 can be extracted.

제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)는 영상 획득부(140)에 대해 대칭으로 배치될 수 있다. 도 7을 참조하면, 제 1 패턴 조사부(120)는 영상 획득부(140)로부터 거리 Dh 만큼 떨어진 상측에 위치될 수 있고, 제 2 패턴 조사부(130)는 영상 획득부(140)로부터 하측으로 같은 거리(Dh)만큼 떨어진 지점에 위치할 수 있다. 이하, 제 1 패턴 조사부(120) 또는 제 2 패턴 조사부(130)의 조사 방향이 수평과 이루는 각도를 수직 조사각이라고 정의한다. 구체적으로, 수직 조사각은 각각의 패턴 조사부(120, 130)를 구성하는 렌즈들의 주축(Optical axis)이 향하는 방향이 수평과 이루는 각도로 정의될 수 있다.The first pattern irradiation unit 120 and the second pattern irradiation unit 130 may be disposed symmetrically with respect to the image acquisition unit 140 . Referring to FIG. 7 , the first pattern irradiator 120 may be located on the upper side separated by a distance Dh from the image acquirer 140 , and the second pattern irradiator 130 moves downward from the image acquirer 140 . It may be located at a point separated by a distance Dh. Hereinafter, an angle formed by the irradiation direction of the first pattern irradiation unit 120 or the second pattern irradiation unit 130 with the horizontal is defined as a vertical irradiation angle. Specifically, the vertical irradiation angle may be defined as an angle formed by a direction in which the optical axis of the lenses constituting each of the pattern irradiation units 120 and 130 is directed with the horizontal.

제 1 패턴 조사부(120)의 제 1 수직 조사각과 제 2 패턴 조사부(130)의 제 2 수직 조사각은 그 크기가 θr로 동일할 수 있다. 다만, 제 1 패턴 조사부(120)는 수평에 대해 하향하는 각도 θr로 제 1 패턴 광(P1)을 조사하고, 제 2 패턴 조사부(130)는 수평에 대해 상향하는 각도 θr로 제 2 패턴 광(P2)을 조사할 수 있다. θr은 바람직하게는 20˚ 내지 30˚ 범위에서 정해지나 반드시 이에 한정되어야 하는 것을 아니다.The first vertical irradiation angle of the first pattern irradiation unit 120 and the second vertical irradiation angle of the second pattern irradiation unit 130 may have the same magnitude as θr. However, the first pattern irradiator 120 irradiates the first pattern light P1 at an angle θr downward with respect to the horizontal, and the second pattern irradiator 130 irradiates the second pattern light P1 at an angle θr upward with respect to the horizontal. P2) can be investigated. θr is preferably set in the range of 20° to 30°, but is not necessarily limited thereto.

이와 같이, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)가 영상 획득부(140)를 기준으로 대칭으로 배치되고, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130)가 방향은 반대지만 같은 수직 조사각(θr)으로 광을 조사하는 구조는, 칼리브레이션(caribration) 또는 제품 초기화를 쉽게 할 수 있도록 한다.In this way, the first pattern irradiator 120 and the second pattern irradiator 130 are symmetrically disposed with respect to the image acquisition unit 140 , and the first pattern irradiator 120 and the second pattern irradiator 130 move in the direction The structure of irradiating light at the same vertical irradiation angle (θr) is the opposite, but makes it easy to calibrate or initialize the product.

제 1 패턴 조사부(120) 및/또는 제 2 패턴 조사부(130)로부터 조사된 패턴 광이 장애물에 입사되었을 시, 상기 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, 상기 장애물이 로봇 청소기(1)로부터 가깝게 위치한 것일수록, 획득영상에서 제 1 광 패턴(P1)- 특히, 수평 패턴(Ph)-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 in the acquired image according to the position of the obstacle away from the first pattern irradiator 120 The positions of (P1, P2) change. 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 from the robot cleaner 1, the closer the first light pattern ( P1)—in particular, the horizontal pattern Ph—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.

그런데, 이와 같은 과정이 정확하게 이루어지기 위해서는, 제 1 패턴 조사부(120)와 제 2 패턴 조사부(130) 각각이 기 설정된 수직 조사각(θr)으로 정확하게 광을 조사하도록 정렬되는 것이 전제되어야 한다. 이와 같은 전제가 이루어졌는지 여부는 칼리브레이션 과정에서 검사될 수 있는데, 예를 들어, 다음과 같은 과정을 통해 검사될 수 있다.However, in order for such a process to be accurately performed, it must be premised that the first pattern irradiator 120 and the second pattern irradiator 130 are aligned to accurately irradiate light at a preset vertical irradiation angle θr. Whether such a premise has been made may be checked during the calibration process, for example, it may be checked through the following process.

장애물 감지유닛(100)을 고정시키고, 장애물 감지유닛(100)로부터 일정 거리 전방에 장애물 감지유닛(100)을 향하는 평면을 갖는 수직한 입사판(T, 도 7 참조.)을 설치한다. 입사판(T)의 위치는, 바람직하게는 제 1 패턴 광(P1)이 맺힐 수 있는 위치이다.The obstacle detecting unit 100 is fixed, and a vertical incident plate (T, see FIG. 7 ) having a plane facing the obstacle detecting unit 100 is installed in front of the obstacle detecting unit 100 by a predetermined distance. The position of the incident plate T is preferably a position where the first pattern light P1 can be focused.

이 상태에서, 제 1 패턴 조사부(120)를 통해 광을 조사하고, 영상 획득부(140)를 통해 영상을 획득한다. 이렇게 획득된 영상에는 입사판(T)에 입사된 제 1 광 패턴(P1)이 나타난다. 여기서, 장애물 감지유닛(100)로부터 입사판(T)까지의 거리는 이미 알고 있기 때문에, 장애물 감지유닛(100)이 불량 없이 정상적으로 제조된 경우라면, 획득영상 상에서 정해진 위치(ref1, 이하, 기준 위치라고 함.)에 제 1 광 패턴(P1)의 수평선(Ph)이 표시되어야 한다. 도 8의 (a)는 위와 같은 과정에서 획득영상에 표시된 제 1 광 패턴(P1)을 도시한 것으로, 수평선(Ph)이 기준 위치(ref1)에서 검출된 경우를 보여주고 있다.In this state, light is irradiated through the first pattern irradiator 120 , and an image is acquired through the image acquisition unit 140 . In the thus-obtained image, the first light pattern P1 incident on the incident plate T appears. Here, since the distance from the obstacle detection unit 100 to the incident plate T is already known, if the obstacle detection unit 100 is manufactured normally without defects, the position (ref1, hereinafter, referred to as the reference position) is determined on the acquired image. ), a horizontal line Ph of the first light pattern P1 should be displayed. FIG. 8(a) shows the first light pattern P1 displayed on the acquired image in the above process, and shows a case in which the horizontal line Ph is detected at the reference position ref1.

이제 제 2 패턴 조사부(130)의 조사 방향을 검사하여야 하는데, 이와 같은 과정은, 장애물 감지유닛(100)을 위, 아래가 바뀌도록 뒤집은 후, 위에서 설명한 칼리브레이션하는 과정을 반복함으로써 실시될 수 있다. 즉, 장애물 감지유닛(100)을 위, 아래가 바뀌되도록 뒤집어, 제 2 패턴 조사부(130)가 영상 획득부(140)의 상측에 위치하도록 한 후에, 이번에는 제 2 패턴 조사부(130)가 광을 조사하도록 하여, 영상 획득부(140)를 통해, 입사판(T)에 맺힌 제 2 광 패턴(P2)이 나타난 영상을 획득한다. 이 경우, 제 2 패턴 조사부(130)가 정상이라면, 기준 위치(ref1)에서 제 2 광 패턴(P2)이 검출되어야 할 것이다. 그러나, 그렇지 못한 경우, 예를 들어 도 8의 (b)에서와 같이 획득영상에서 제 2 광 패턴(P2)이 기준 위치(ref1)로부터 거리 Δg 만큼 상측에 나타난 경우는, 제 2 패턴 조사부(130)의 수직 조사각이 기 설정된 값(θr) 보다 작은 경우로써, 제 2 패턴 조사부(130)의 수직 조사각을 조정하는 것이 바람직하다.Now, the irradiation direction of the second pattern irradiation unit 130 needs to be inspected. Such a process may be performed by turning the obstacle detecting unit 100 upside down so that it is turned upside down and then repeating the calibration process described above. That is, after turning the obstacle detecting unit 100 upside down so that the upside and down are changed so that the second pattern irradiation unit 130 is located above the image acquisition unit 140 , this time the second pattern irradiation unit 130 turns the light to obtain an image in which the second light pattern P2 formed on the incident plate T appears through the image acquisition unit 140 . In this case, if the second pattern irradiation unit 130 is normal, the second light pattern P2 should be detected at the reference position ref1 . However, if this is not the case, for example, when the second light pattern P2 appears upward by a distance Δg from the reference position ref1 in the acquired image as shown in FIG. 8(b), the second pattern irradiation unit 130 ) is smaller than the preset value θr, it is preferable to adjust the vertical irradiation angle of the second pattern irradiation unit 130 .

다만, Δg이 기 설정된 오차 범위 내인 경우에는, Δg를 데이터 저장부에 저장하였다가, 향 후 획득영상에 나타난 제 2 광 패턴(P2)의 위치로부터 장애물까지의 거리를 구할 시, Δg을 이용하여 제 2 광 패턴(P2)의 위치를 보상함으로써, 보다 정확하게 장애물까지의 거리를 구할 수 있다.However, if Δg is within the preset error range, Δg is stored in the data storage unit, and when the distance from the position of the second light pattern P2 shown in the acquired image to the obstacle is calculated in the future, Δg is used to By compensating for the position of the second light pattern P2, the distance to the obstacle can be more accurately obtained.

한편, 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.On the other hand, 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 It is preferably 100˚ to 110˚, but it is not necessarily limited thereto.

또한, 청소구역의 바닥으로부터 영상 획득부(140)까지의 대략 145mm 내지 155mm 사이에서 정해질 수 있고, 이 경우, 영상 획득부(140)가 획득한 영상에서 청소구역의 바닥은 d2로 표시된 지점 이후부터 나타나며, S2는 획득영상에 나타난 바닥 중에서 제 1 광 패턴(P1)의 중심(수평선(Ph)과 수직선(Pv)이 만나는 교점)의 위치(d3)에 이르는 영역을 표시한 것이다. 특히, 영역 S2 장애물이 위치하는 경우, 영상 획득부(140)에 의해 상기 장애물에 제 1 패턴 광(P1)이 입사된 영상이 획득될 수 있다. 여기서, 본체(10)로부터 d2까지의 거리는 바람직하게는 100mm 내지 120mm로 설정되고, d3는 로봇 청소기(1)로부터 대략 거리 400mm에 위치되나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.In addition, it can be determined between approximately 145mm to 155mm from the floor of the cleaning area to the image acquisition unit 140, in this case, the bottom of the cleaning area in the image acquired by the image acquisition unit 140 after the point indicated by d2 , S2 indicates an area reaching the position d3 of the center of the first light pattern P1 (the intersection point where the horizontal line Ph and the vertical line Pv meet) among the floors shown in the acquired image. In particular, when an obstacle in the area S2 is located, an image in which the first pattern light P1 is incident on the obstacle may be acquired by the image acquisition unit 140 . Here, the distance from the main body 10 to d2 is preferably set to 100 mm to 120 mm, and d3 is located at a distance of approximately 400 mm from the robot cleaner 1, but is not necessarily limited thereto.

또한, 도 7에 표시된 S1(로봇 청소기(1)로부터 d1 지점에 이르는 영역)제 1 광 패턴(P1)과 제 2 광 패턴(P2)의 위치가 역전되는 영역을 표시한 것으로, 영역 S1내에 장애물이 위치하는 경우, 획득영상에서 1 패턴 광(P1)이 제 2 패턴 광(P2)보다 상측에 위치된다. 이때, d1은 로봇 청소기(1)로부터,바람직하게는, 70mm 내지 80mm 떨어진 위치이나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다.In addition, S1 (the area from the robot cleaner 1 to the point d1) shown in FIG. 7 represents a region where the positions of the first light pattern P1 and the second light pattern P2 are reversed, and there is an obstacle in the area S1. In this case, the first pattern light P1 is located above the second pattern light P2 in the acquired image. At this time, d1 is a position away from the robot cleaner 1, preferably, 70 mm to 80 mm, but is not necessarily limited thereto.

도 9는 로봇 청소기가 제 1 위치에 있을 시, 전방에 제 1 장애물이 위치한 경우에 있어서의 획득영상을 도시한 것(a), 로봇 청소기의 위치가 변경되어 제 2 위치에 있을 시의 획득영상을 도시한 것(b)이다.9 is a view showing an image obtained when a first obstacle is located in front when the robot cleaner is in the first position (a), and the image obtained when the position of the robot cleaner is changed and is in the second position is shown (b).

청소구역 내에 침대와 같이 바닥과의 사이에 소정의 공간(A)이 형성되는 장애물(OB1)이 위치하는 경우, 공간(A)을 인지할 수 있으며, 바람직하게는 공간(A)의 높이를 파악하여 장애물(OB1)을 통과할 것인지, 회피할 것인지를 판단할 수 있다..When an obstacle OB1 in which a predetermined space A is formed between the floor and the bed, such as a bed, is located in the cleaning area, the space A can be recognized, and preferably, the height of the space A is identified Thus, it is possible to determine whether to pass or avoid the obstacle OB1.

예를 들어, 도 9의 (a)와 같이, 제 1 패턴 광(P1)은 공간(A) 내에 위치하는 바닥 상에 입사되고, 제 2 패턴 광(P2)은 공간(A)의 상측에 위치하는 구조물(예를 들어, 침대 매트리스를 지지하는 프레임)에 입사된 경우, 제어부(200)를 구성하는 장애물 정보 획득모듈(220)은 제 1 패턴 광(P1)이 입사된 부분의 상측에 장애물이 위치한다는 것을 인지할 수 있으며, 특히, 획득영상에 나타난 제 2 광 패턴(P2)의 위치로부터, 로봇 청소기(1)로부터 장애물(OB1)까지의 거리를 알 수 있고, 더 나아가, 제 2 패턴 조사부(130)의 수직 조사각이 일정하기 때문에, 장애물(OB1)까지의 거리를 바탕으로 제 2 패턴 광(P2)이 입사된 부분이 청소구역의 바닥으로부터 어느 높이에 위치하는지도 알 수 있다. 따라서, 이러한 정보들을 바탕으로, 장애물 정보 획득모듈(220)은, 공간(A)의 높이를 판단할 수 있고, 바람직하게는, 공간(A)의 높이가 본체(10)의 높이보다 낮다고 판단된 경우, 주행제어모듈(230)은 본체(10)가 장애물(OB1)을 회피하여 주행하도록 주행 구동부(300)를 제어할 수 있다. 반대로, 공간(A)의 높이가 본체(10)의 높이보다 높다고 판단된 경우, 주행제어모듈(230)은 본체(10)가 공간(A) 내로 진입 또는 공간(A)을 통과하도록 주행 구동부(300)를 제어하는 것도 가능하다.For example, as shown in FIG. 9A , the first pattern light P1 is incident on the floor located in the space A, and the second pattern light P2 is located above the space A When it is incident on a structure (eg, a frame supporting a bed mattress), the obstacle information acquisition module 220 constituting the control unit 200 has an obstacle on the upper side of the portion where the first pattern light P1 is incident. position, in particular, from the position of the second light pattern P2 shown in the acquired image, it is possible to know the distance from the robot cleaner 1 to the obstacle OB1, and furthermore, the second pattern irradiation unit Since the vertical irradiation angle of 130 is constant, based on the distance to the obstacle OB1, it is also known at what height the portion where the second pattern light P2 is incident is located from the floor of the cleaning area. Accordingly, based on such information, the obstacle information acquisition module 220 may determine the height of the space A, and preferably, it is determined that the height of the space A is lower than the height of the main body 10 . In this case, the driving control module 230 may control the driving driving unit 300 so that the main body 10 avoids the obstacle OB1 and travels. Conversely, when it is determined that the height of the space (A) is higher than the height of the main body (10), the driving control module 230 is configured such that the main body 10 enters the space (A) or passes through the space (A) by the driving driving unit ( 300) is also possible.

한편, 도 9의 (b)와 같이, 제 1 패턴 광(P1)의 수직선(Pv)은 벽에까지 이르고, 수평선(Pv)은 바닥으로 입사되고, 제 2 패턴 광(P2)이 부분적으로 장애물(OB1)에 입사되어, 제 2 패턴 광(P2)의 일부분은 장애물(OB1)에 입사되고, 다른 일부분은 벽에 입사된 경우, 만약 제 2 패턴 조사부(130)가 없다면, 획득영상에 나타난 제 1 광 패턴(P!)만을 바탕으로 장애물 정보가 구해지기 때문에, 이 경우, 로봇 청소기의 전방에 벽이 존재한다는 사실 밖에 파악될 수 없으나, 실시예와 같이, 제 2 패턴 조사부(130)가 구비되는 경우에는 로봇 청소기(1)와 벽 사이에 장애물(OB1)이 존재한다는 것을 더 파악할 수 있으며, 특히, 수평선(Ph)을 포함하여 구성되는 제 2 패턴 광(P2)은 수평방향으로 더 넓은 영역에서 장애물(OB1)의 탐지가 가능하므로, 제 1 패턴 광(P1)의 수직선(Pv)이 미치지 못하는 영역에 위치하는 장애물(OB1)까지 탐지가 가능하다.On the other hand, as shown in FIG. 9(b), the vertical line Pv of the first pattern light P1 reaches the wall, the horizontal line Pv is incident on the floor, and the second pattern light P2 partially blocks the obstacle ( When the second pattern light P2 is incident on OB1 , a part of the second pattern light P2 is incident on the obstacle OB1 , and the other part is incident on the wall. Since obstacle information is obtained based on only the light pattern (P!), in this case, only the fact that there is a wall in front of the robot cleaner can be grasped, but as in the embodiment, the second pattern irradiation unit 130 is provided. In this case, it can be further recognized that an obstacle OB1 exists between the robot cleaner 1 and the wall, and in particular, the second pattern light P2 including the horizontal line Ph is transmitted in a wider area in the horizontal direction. Since the obstacle OB1 can be detected, it is possible to detect even the obstacle OB1 located in an area where the vertical line Pv of the first pattern light P1 does not reach.

도 10은 장애물에 제 1 패턴 광과 제 2 패턴 광이 입사된 경우에 있어서의 획득영상을 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 청소기(1)는 제 1 패턴 광(P1)을 통해 파악할 수 있는 있는 장애물 정보에 더하여, 제 2 패턴 광(P2)을 통해 장애물의 입체적인 형상을 구체적으로 파악할 수 있다. 예를 들어, 장애물(OB2)의 실제 높이는 로봇 청소기(1)가 주행을 통해 극복할 수 없는 높이이나, 로봇 청소기(1)의 현위치에서는 제 1 광 패턴(P1)이 장애물의 하부 영역에 입사되기 때문에, 만약 제 2 패턴 조사부(130)가 없는 경우라면, 주행제어모듈(230)은 본체(10)가 장애물(OB2)을 타고 넘어갈 수 있다고 판단하여, 일단 본체(10)가 장애물(OB2)을 향해 주행하도록 제어한 후, 본체(10)가 점점 장애물(OB2) 쪽으로 접근됨에 따라 획득영상 상에서 제 2 광 패턴(P2)의 위치가 점점 상승되어, 장애물(OB2)의 높이가 본체(10)가 극복 가능한 높이 이상인 것으로 판단되면, 그제서야 회피 주행을 실시하도록 주행 구동부(300)를 제어할 것이다.10 is a view showing an image obtained when the first pattern light and the second pattern light are incident on the obstacle. Referring to FIG. 10 , in the robot cleaner 1 according to an embodiment of the present invention, in addition to the obstacle information that can be grasped through the first pattern light P1 , the obstacle information is three-dimensional through the second pattern light P2 . The shape can be identified in detail. For example, the actual height of the obstacle OB2 is a height that the robot cleaner 1 cannot overcome through driving, but at the current position of the robot cleaner 1, the first light pattern P1 is incident on the lower region of the obstacle. Therefore, if there is no second pattern irradiation unit 130, the driving control module 230 determines that the main body 10 can ride over the obstacle OB2, and once the main body 10 is over the obstacle OB2. After controlling to drive toward the main body 10, as the main body 10 gradually approaches the obstacle OB2, the position of the second light pattern P2 on the acquired image gradually rises, and the height of the obstacle OB2 increases with the main body 10. If it is determined that the surmountable height is higher than the surmountable height, then the driving driving unit 300 will be controlled to perform avoidance driving.

이에 반해, 실시예와 같이, 제 2 패턴 조사부(130)가 구비되는 경우는, 현 위치에서 제 2 패턴 광(P2)이 장애물(OB2)에 입사되기 때문에, 미리 장애물(OB2)의 높이를 파악할 수 있고, 그 만큼 더 미리 주행 경로를 최적화할 수 있다.On the other hand, as in the embodiment, when the second pattern irradiation unit 130 is provided, since the second pattern light P2 is incident on the obstacle OB2 at the current position, the height of the obstacle OB2 is grasped in advance. and can optimize the driving route in advance by that much.

한편, 장애물 정보 획득모듈(220)은 획득영상에 나타난 수직선(Pv)의 길이를 바탕으로 로봇 청소기(1)의 전방에 위치하는 낭떠러지를 인식할 수 있다. 로봇 청소기(1)의 전방에 낭떠러지(예를 들어, 계단)이 위치하는 경우, 수직선(Pv)의 전단부가 낭떠러지 아래에까지 이를 수 있고, 이렇게 낭떠러지 아래로 조사된 부분은 획득영상에서는 나타나지 않기 때문에, 획득영상에 나타난 수직선(Pv)의 길이가 짧아진다. 따라서, 장애물 정보 획득모듈(220)은 이렇게 수직선(Pv)의 길이가 짧아진 경우 로봇 청소기(1)의 전방에 낭떠러지가 위치한다는 것을 인식할 수 있으며, 이렇게 파악된 낭떠러지 정보를 바탕으로, 주행제어모듈(230)은 로봇 청소기(1)가 낭떠러지에 빠지지 않는 경로를 따라 주행될 수 있도록 주행 구동부(300)를 제어할 수 있다.Meanwhile, the obstacle information acquisition module 220 may recognize a cliff located in front of the robot cleaner 1 based on the length of the vertical line Pv shown in the acquired image. When a cliff (for example, stairs) is located in front of the robot cleaner 1, the front end of the vertical line Pv can reach under the cliff, and the portion irradiated under the cliff in this way does not appear in the acquired image, The length of the vertical line (Pv) shown in the acquired image is shortened. Therefore, the obstacle information acquisition module 220 can recognize that a cliff is located in front of the robot cleaner 1 when the length of the vertical line Pv is shortened in this way, and based on the determined cliff information, driving control The module 230 may control the driving driving unit 300 so that the robot cleaner 1 may travel along a path that does not fall over a cliff.

Claims (13)

청소구역을 주행하며, 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 본체;
상기 본체의 좌륜과 우륜을 구동시키는 주행 구동부;
상기 본체의 전면에 배치되고, 상기 본체의 전방 하측을 향해 제 1 패턴의 광을 조사하는 제 1 패턴 조사부;
상기 본체의 전면에서 상기 제 1 패턴 조사부 보다 아래에 배치되며, 상기 본체 전방의 영상을 획득하는 영상 획득부;
상기 본체의 전면에서 상기 영상 획득부 보다 아래에 배치되며, 상기 본체의 전방 상측을 향해 제 2 패턴의 광을 조사하는 제 2 패턴 조사부; 및
상기 주행 구동부를 제어하고, 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부의 칼리브레이션 과정을 수행하는 제어부를 포함하며,
상기 제1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부는,
상기 영상 획득부에 대해 대칭되도록 배치되며, 수평과 조사 방향이 이루는 수직 조사각(θr)이 서로 동일한 크기를 가지고,
상기 제어부는,
상기 영상 획득부를 통해 획득된 영상에서 입사판(T)에 입사된 상기 제 1 패턴의 광이 정해진 기준 위치(ref1)에서 검출되는지를 판단하여 상기 제 1 패턴 조사부의 칼리브레이션을 수행하고,
상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부의 위와 아래가 바뀌도록 뒤집은 후, 상기 제 1 패턴 조사부의 칼리브레이션과 동일한 과정을 반복하는 제 2 패턴 조사부의 칼리브레이션을 수행하며,
상기 제 1 패턴의 광 또는 제 2 패턴의 광이 상기 기준 위치(ref1)로부터 상측에 소정의 거리(Δg)만큼 벗어난 경우에, 상기 제 1 패턴 조사부 또는 상기 2 패턴 조사부의 수직 조사각을 조정하도록 제어하는, 로봇 청소기.
a main body that travels in the cleaning area and sucks foreign substances on the floor in the cleaning area;
a driving driving unit for driving the left and right wheels of the main body;
a first pattern irradiation unit disposed on the front surface of the main body and irradiating light of a first pattern toward the front lower side of the main body;
an image acquisition unit disposed below the first pattern irradiation unit on the front surface of the main body and acquiring an image of the front side of the main body;
a second pattern irradiation unit disposed below the image acquisition unit in the front of the main body and irradiating a second pattern of light toward the front upper side of the main body; and
A control unit for controlling the driving driving unit and performing a calibration process of the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit,
The first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit,
It is arranged to be symmetrical with respect to the image acquisition unit, and the vertical irradiation angle (θr) formed by the horizontal and the irradiation direction has the same size,
The control unit is
Calibration of the first pattern irradiation unit is performed by determining whether the light of the first pattern incident on the incident plate T in the image obtained through the image acquisition unit is detected at a predetermined reference position ref1,
After the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit are turned over so that the top and bottom are reversed, the calibration of the second pattern irradiation unit repeating the same process as that of the calibration of the first pattern irradiation unit is performed,
When the light of the first pattern or the light of the second pattern deviates from the reference position ref1 by a predetermined distance Δg on the upper side, to adjust the vertical irradiation angle of the first pattern irradiation unit or the second pattern irradiation unit Controlled, robotic vacuum cleaner.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 패턴 조사부, 상기 영상 획득부 및 상기 제 2 패턴 조사부는 일렬로 배치되는 로봇 청소기.
The method of claim 1,
The first pattern irradiation unit, the image acquisition unit, and the second pattern irradiation unit is a robot cleaner arranged in a line.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 수직 조사각은 20˚ 내지 30˚인 로봇 청소기.
The method of claim 1,
The vertical irradiation angle is 20˚ to 30˚ robot cleaner.
제 1 항에 있어서,
상기 영상 획득부는 렌즈의 주축이 수평으로 정렬되고, 100˚ 내지 110˚의 화각을 갖는 로봇 청소기.
The method of claim 1,
The image acquisition unit is a robot cleaner in which the main axis of the lens is horizontally aligned and has an angle of view of 100˚ to 110˚.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 패턴의 광은 수평선과 상기 수평선과 직교하는 수직선을 포함하는 패턴으로 구성되며,
상기 제 2 패턴의 광은 수평선을 포함하는 패턴으로 구성되는 로봇 청소기.
The method of claim 1,
The light of the first pattern consists of a pattern including a horizontal line and a vertical line orthogonal to the horizontal line,
The second pattern of light is a robot cleaner configured in a pattern including a horizontal line.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 소정의 거리(Δg)는 데이터 저장부에 저장되며,
상기 제어부는,
상기 획득영상에 나타난 제 1 패턴의 광 또는 제 2 패턴의 광의 위치로부터 장애물까지의 거리를 구할 때, 상기 소정의 거리(Δg)를 기초로 상기 제 1 패턴의 광 또는 제 2 패턴의 광의 위치를 보상하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
The method of claim 1,
The predetermined distance Δg is stored in the data storage unit,
The control unit is
When obtaining the distance from the position of the light of the first pattern or the light of the second pattern shown in the acquired image to the obstacle, the position of the light of the first pattern or the light of the second pattern is determined based on the predetermined distance (Δg) A robot vacuum cleaner, characterized in that it compensates.
제 1 항에 있어서,
상기 영상 획득부는,
상기 바닥에 대한 영상을 상기 본체로부터 거리가 110mm 내지 120mm 이상인 위치부터 획득하는 로봇 청소기.
The method of claim 1,
The image acquisition unit,
A robot cleaner that acquires the image of the floor from a position that is 110 mm to 120 mm or more away from the main body.
외관을 형성하는 케이싱;
상기 케이싱에 회전 가능하게 구비되는 좌륜 및 우륜;
상기 케이싱에 배치되어 청소구역 내 바닥의 이물질을 흡입하는 흡입 모듈;
상기 케이싱의 전면에 배치되는 장애물 감지유닛; 및
상기 좌륜과 우륜의 구동을 제어하고, 상기 장애물 감지유닛의 칼리브레이션 과정을 수행하는 제어부을 포함하고,
상기 장애물 감지유닛은,
상기 케이싱의 전면에 결합되는 모듈 프레임; 및
상기 모듈 프레임 상에 배치되는 제 1 패턴 조사부, 제 2 패턴 조사부 및 영상 획득부를 포함하고,
상기 제 1 패턴 조사부는, 상기 케이싱의 전방 하측을 향해 제 1 패턴의 광을 조사하고,
상기 제 2 패턴 조사부는, 상기 제 1 패턴 조사부의 하측에서 상기 케이싱의 전방 상측을 향해 제 2 패턴의 광을 조사하고,
상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부는, 상기 영상 획득부에 대해 대칭을 이루도록 배치되어 서로 동일한 수직 조사각을 가지도록 광을 조사하며,
상기 영상 획득부는, 상기 제 1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부 사이에 배치되어 상기 케이싱의 전방의 영상을 획득하고,
상기 제어부는,
상기 영상 획득부를 통해 획득된 영상에서 입사판(T)에 입사된 상기 제 1 패턴의 광이 정해진 기준 위치(ref1)에서 검출되는지를 판단하여 상기 제 1 패턴 조사부의 칼리브레이션을 수행하고,
상기 제1 패턴 조사부와 상기 제 2 패턴 조사부의 위와 아래가 바뀌도록 뒤집은 후, 상기 제 1 패턴 조사부의 칼리브레이션과 동등한 과정을 반복하는 제 2 패턴 조사부의 칼리브레이션을 수행하며,
상기 제 1 패턴의 광 또는 제 2 패턴의 광이 상기 기준 위치(ref1)로부터 상측에 소정의 거리(Δg)만큼 벗어난 경우에는, 상기 제 1 패턴 조사부 또는 상기 2 패턴 조사부의 수직 조사각을 조정하도록 제어하는, 로봇 청소기.

casing forming the exterior;
a left wheel and a right wheel rotatably provided on the casing;
a suction module disposed in the casing to suck foreign substances on the floor in the cleaning area;
an obstacle detecting unit disposed on the front side of the casing; and
a control unit for controlling the driving of the left wheel and the right wheel, and performing a calibration process of the obstacle sensing unit;
The obstacle detection unit,
a module frame coupled to the front surface of the casing; and
A first pattern irradiation unit, a second pattern irradiation unit and an image acquisition unit disposed on the module frame,
The first pattern irradiation unit irradiates the light of the first pattern toward the lower front of the casing,
The second pattern irradiation unit, irradiating the light of the second pattern toward the front upper side of the casing from the lower side of the first pattern irradiation unit,
The first pattern irradiator and the second pattern irradiator are arranged to form a symmetry with respect to the image acquisition unit and irradiate light to have the same vertical irradiation angle with each other,
The image acquisition unit is disposed between the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit to obtain an image of the front of the casing,
The control unit is
Calibration of the first pattern irradiation unit is performed by determining whether the light of the first pattern incident on the incident plate T in the image obtained through the image acquisition unit is detected at a predetermined reference position ref1,
After the first pattern irradiation unit and the second pattern irradiation unit are turned over so that the top and bottom are reversed, the calibration of the second pattern irradiation unit repeating the same process as the calibration of the first pattern irradiation unit is performed,
When the light of the first pattern or the light of the second pattern deviate from the reference position ref1 by a predetermined distance Δg on the upper side, to adjust the vertical irradiation angle of the first pattern irradiation unit or the second pattern irradiation unit Controlled, robotic vacuum cleaner.

삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101620427B1 (en) * 2014-10-14 2016-05-12 엘지전자 주식회사 Method of controlling robot cleaner

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150168954A1 (en) * 2005-10-21 2015-06-18 Irobot Corporation Methods and systems for obstacle detection using structured light

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