KR100517917B1 - Charge device position decision method for robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇의 충전대 위치지정방법에 관한 것으로, 로봇이 최초에 특정영역을 스캔하여 충전대가 설치될 최적의 위치를 자동으로 지정하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 로봇에 있어서, 특정영역을 벽면을 따라 이동하면서, 소정 등간격으로 떨어진 각 지점의 주변을 초음파나 적외선으로 장애물의 위치나 각도를 측정하여 스캔하는 제1 과정과; 상기 각 지점을 스캔한 정보를 분석하여, 장애물이 없는 가장 넓은 영역을 충전대가 놓일 최적의 위치로 선정하는 제2 과정과; 로봇이 선정한 최적의 위치로 이동한후, 사용자에게 충전대가 놓일 최적의 위치를 알리는 제3 과정으로 이루어진다.The present invention relates to a method for positioning a charging stand of a robot, and the robot initially scans a specific area to automatically designate an optimal position for installing the charging stand. To this end, the present invention provides a robot comprising: a first process of moving a specific area along a wall surface and scanning and measuring the position or angle of an obstacle by ultrasonic waves or infrared rays around each point separated by a predetermined equal interval; A second process of analyzing the scanned information of each point to select the widest area free of obstacles as an optimal location for the charging station; After moving to the optimal position selected by the robot, a third process of informing the user of the optimal position for the charging station is made.
Description
본 발명은 로봇의 충전대 위치 지정방법에 관한 것으로, 특히 로봇이 특정영역을 스캔하여 충전대가 설치될 최적의 위치를 자동으로 지정하도록 한 로봇의 충전대 위치 지정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for positioning a charging stand of a robot, and more particularly, to a method for positioning a charging stand of a robot to automatically designate an optimal position for installing a charging stand by scanning a specific area.
도 1은 일반적인 충전 방법을 수행하는 로봇 충전 시스템에 대한 구성을 보인 블록도로서, 로봇(100)과 충전을 수행하는 충전대(120)로 이루어져 있다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a robot charging system that performs a general charging method, and includes a robot 100 and a charging stand 120 that performs charging.
상기 로봇(100)은 배터리(101)와 이 배터리의 전압을 감지하는 배터리 감지부(102)가 내장되어 있으며, 충전대(120)와의 통신을 수행하기 위한 적외선센서 (101) 및 적외선 통신모듈(103)이 부착되어 있다. The robot 100 includes a battery 101 and a battery detector 102 for detecting a voltage of the battery, and includes an infrared sensor 101 and an infrared communication module 103 for communicating with a charging station 120. ) Is attached.
한편, 충전대(120)에도 로봇(100)과의 통신을 수행하기 위해 적외선센서 (122) 및 적외선 통신모듈(121)이 부착되며, 이와 같이 구성된 로봇 충전시스템의 동작을 설명한다.Meanwhile, an infrared sensor 122 and an infrared communication module 121 are attached to the charging stand 120 to communicate with the robot 100, and the operation of the robot charging system configured as described above will be described.
먼저, 로봇(100)의 적외선센서(104)로부터 나오는 신호는 충전 통신 프로토콜의 시작을 충전대(120)에 전달하는 START 신호와, 로봇(100) 내의 충전 개페기(미도시)의 온 상태를 전달하는 COUPLER 신호와, 충전 통신 프로토콜의 종료를 전달하는 COMPLETE 신호 및 로봇(100)의 다른 에러 발생으로 충전을 종료할 때 사용하는 END 신호이다. First, a signal from the infrared sensor 104 of the robot 100 transmits a START signal for transmitting the start of a charging communication protocol to the charging station 120 and an on state of a charge opener (not shown) in the robot 100. The COUPLER signal, the COMPLETE signal for transmitting the end of the charging communication protocol, and the END signal used for terminating the charge due to the occurrence of another error of the robot 100.
그리고, 상기 충전대(120)의 적외선 센서(122)로부터 나오는 신호는, 충전 대(120)의 충전 가능 상태를 전달하는 C_REQ 신호와, 충전 시작을 나타내는 CHARGE 신호, 및 충전대(120) 내부의 에러를 이동 로봇에 전달하기 위해 발생되는 FAULT 신호이다.In addition, the signal from the infrared sensor 122 of the charging station 120, the C_REQ signal for transmitting the chargeable state of the charging station 120, the CHARGE signal indicating the start of charging, and the error inside the charging station 120 FAULT signal generated for delivery to mobile robot.
이상과 같은 신호들의 교환에 의해 이루어지는 통신 과정은 다음과 같다. 먼저, 충전 위치로 로봇(100)이 이동한 후, START 신호를 발생하고, 충전대의 적외선센서(122)는 START 신호를 감지하여 C_REQ 신호를 로봇(100)에 전송한다. The communication process performed by the exchange of signals as described above is as follows. First, after the robot 100 moves to a charging position, a START signal is generated, and the infrared sensor 122 of the charging station senses a START signal and transmits a C_REQ signal to the robot 100.
이에 따라, 상기 로봇(100)은 C_REQ 신호를 감지하여, 충전대(120)에 부착되어 있는 충전판(미도시)과 접촉하고, 충전 가능 상태에서 COUPLER 신호를 보낸다. Accordingly, the robot 100 detects the C_REQ signal, contacts the charging plate (not shown) attached to the charging station 120, and sends a COUPLER signal in a chargeable state.
그러면, 상기 충전대(120)는 CHARGE 신호를 발생하고 충전을 시작한다. Then, the charging station 120 generates a CHARGE signal and starts charging.
이후, 충전이 종료되면, 로봇(100)에서 COMPLETE 신호가 발생되고, 이 신호를 전달받은 충전대(120)에서는 발생되고 있는 CHARGE 신호가 오프된다. Thereafter, when charging is completed, the COMPLETE signal is generated in the robot 100, and the CHARGE signal generated in the charging station 120 receiving the signal is turned off.
그러면, 로봇(100)의 COUPLER 신호도 종료된다. Then, the COUPLER signal of the robot 100 also ends.
만약, 충전을 수행하는 도중에, 로봇(100)으로부터 END 신호가 발생되거나, 또는 충전대(120)로부터 FAULT 신호가 발생되면, C_REQ 신호가 오프되고, 일정 시간의 경과 후에 충전이 종료된다.If the END signal is generated from the robot 100 or the FAULT signal is generated from the charging station 120 while the charging is being performed, the C_REQ signal is turned off and the charging is terminated after a predetermined time elapses.
상술한 로봇의 충전방법은, 충전대와 로봇 사이의 적외선 통신을 통하여 수행하는데, 만약, 충전대와 로봇 사이에 장애물이 있는 경우에는 통신불능 상태가 되어, 로봇과 충전대가 원활하게 통신을 수행하지 못한다.The above-described charging method of the robot is performed through infrared communication between the charging station and the robot. If there is an obstacle between the charging station and the robot, communication is impossible and the robot and the charging station cannot communicate smoothly.
즉, 상술한 로봇은, 충전대의 위치를 사용자의 임의대로 지정하여 설치하므로, 로봇과 충전대 사이의 원활한 정보 교환을 위한 최적의 위치에 충전대가 설치되지 못하는 경우가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.That is, since the above-described robot is installed by designating the location of the charging stand at the user's discretion, there is a problem in that the charging stand is often not installed at an optimal position for smooth information exchange between the robot and the charging stand.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로봇이 최초에 특정영역을 스캔하여 충전대가 설치될 최적의 위치를 자동으로 지정하도록 한 로봇의 충전대 위치지정방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for positioning a charging stand of a robot so that the robot initially scans a specific area to automatically designate an optimal position for installing the charging stand. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇에 있어서, 특정영역을 벽면을 따라 이동하면서, 소정 등간격으로 떨어진 각 지점의 주변을 초음파나 적외선으로 장애물의 위치나 각도를 측정하여 스캔하는 제1 과정과;상기 각 지점을 스캔한 정보를 분석하여, 장애물이 없는 가장 넓은 영역을 충전대가 놓일 최적의 위치로 선정하는 제2 과정과;로봇이 선정한 최적의 위치로 이동한후, 사용자에게 충전대가 놓일 최적의 위치를 알리는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the robot, while moving a specific area along the wall surface, scanning the position or angle of the obstacle by measuring the position or angle of the obstacle by ultrasonic or infrared at a predetermined equal interval And a second process of analyzing the scanned information of each point and selecting the widest area free of obstacles as an optimal location for the charging station; and moving the charging station to the optimal location selected by the robot. And performing a third process of informing the optimal position to be placed.
이하, 본 발명에 의한 로봇의 충전대 위치지정방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the operation and effects of the charging station positioning method of the robot according to the present invention will be described in detail.
본 발명이 로봇의 충전대 위치 지정방법이 적용되는 로봇 충전 시스템의 종래 도1과 동일하고, 도2는 본 발명 로봇의 충전대 위치지정방법에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 로봇(100)이 특정영역을 벽면을 따라 이동하면서, 소정 등간격으로 떨어진 각 지점의 주변을 스캔하는 제1 과정(SP1,SP2)과; 상기 각 지점을 스캔한 정보를 분석하여, 장애물이 없는 가장 넓은 영역을 충전대(120)가 놓일 최적의 위치로 선정하는 제2 과정(SP3,SP4)과; 로봇(100)이 선정한 최적의 위치로 이동한후, 사용자에게 충전대(120)가 놓일 최적의 위치를 알리는 제3 과정 (SP5)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.The present invention is the same as that of the conventional charging system for a robot charging system to which the charging table positioning method of the robot is applied, and FIG. 2 is an operation flow chart for the charging table positioning method of the robot according to the present invention. First steps (SP1, SP2) for scanning the periphery of each point spaced at a predetermined equal interval while moving the specific area along the wall surface; A second process (SP3, SP4) of analyzing the scanned information of each point to select the widest area free of obstacles as an optimal position for the charging station 120; After moving to the optimal position selected by the robot 100, the third step (SP5) to inform the user of the optimal position to place the charging station 120 is made, this operation of the present invention will be described.
먼저, 사용자에 의해, 특정영역으로 로봇(100)이 이동되면, 그 로봇(100)은 초기에 그 특정영역을 스캔하여 충전대(120) 설치될 최적의 위치를 자동으로 지정한다.First, when the robot 100 is moved to a specific area by the user, the robot 100 initially scans the specific area to automatically designate an optimal position for installing the charging station 120.
즉, 로봇(100)은 특정영역을 ,벽면을 따라 이동하면서(SP1), 도3과 같이 소정 등간격으로 떨어진 각 지점의 주변을 스캔한다(SP2).That is, the robot 100 scans the periphery of each point separated by a predetermined equal interval as shown in FIG. 3 while moving the specific area along the wall surface (SP1) (SP2).
상기 스캔방법으로는, 초음파나 적외선을 이용하여 장애물의 위치나 각도를 측정하는데, 예를 들어, 이동로봇에 일정한 속도로 소정 각도영역을 회전하면서 매각도 마다 고유의 주파수를 갖는 적외선신호를 송신하고, 장애물에 반사되는 적외선신호를 수신하는 적외선 송수신수단(미도시)을 구비하여, 장애물과 이동로봇의 각도를 검출하고, 또한 이동로봇은 초음파신호를 송수신하는 초음파 송수신수단(미도시)을 구비하여, 그 초음파신호가 송신된후, 그 초음파신호가 장애물에 반사되어 수신되는 시간을 이용하여 이동로봇과 장애물 사이의 거리를 검출한다. 상기 로봇(100)이 특정영역을 일주한후, 그 각 지점에서 스캔한 주변정보를 분석하여(SP3), 충전대(120)가 위치할 최적의 위치를 지정한다(SP4).In the scanning method, the position or angle of an obstacle is measured using ultrasonic waves or infrared rays. For example, the infrared signal having a unique frequency is transmitted to each mobile robot while rotating a predetermined angle region at a constant speed. Including an infrared transmission and reception means (not shown) for receiving an infrared signal reflected on the obstacle, the angle of the obstacle and the mobile robot is detected, and the mobile robot is also provided with an ultrasonic transmission and reception means (not shown) for transmitting and receiving an ultrasonic signal After the ultrasonic signal is transmitted, the distance between the mobile robot and the obstacle is detected by using the time when the ultrasonic signal is reflected by the obstacle. After the robot 100 travels around a specific area, it analyzes the peripheral information scanned at each point (SP3), and designates an optimal position for the charging station 120 (SP4).
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여기서, 상기 충전대(120)가 위치할 최적의 위치는 장애물이 없는 가장 넓은 영역을 선정하는데, 즉 각 지점에서, 적외선송수신수단(미도시)과 초음파송수신수단(미도시)을 통해 장애물의 위치 및 방향을 검출한 정보를 분석하여, 각 지점중 장애물이 없는 가장 넓은 영역을 충전대가 위치하는 최적의 위치로 선정한다.그 다음, 로봇(100)은 충전대(120)가 위치할 최적의 장소로 이동하여 사용자에게 그 장소가 충전대(120)가 위치할 최적의 장소임을 알리는데, 예를들어, 음성 서비스로 "이곳이 충전대가 놓일 최적의 장소입니다'라는 음성신호를 발생하여 사용자에게 최적의 충전대 위치를 알린다.즉, 이동로봇은 특정영역에 대하여 등 간격으로 떨어진 각 지점에서, 적외선 송수신 수단과 초음파 송수신수단을 통해 장애물의 위치 및 방향에 대한 정보를 검출하고, 그 검출된 정보를 분석하여, 각 지점중 장애물이 없는 가장 넓은 영역을 충전대가 위치하는 최적의 위치로 선정한 다음, 이동로봇의 최적의 위치로 선정한 해당 지점을 자율 주행하여 이동하고, 그 해당지점에서 음성신호를 발생하여 해당 지점이 최적의 충전대 위치임을 사용자에게 알린다.Here, the optimal position where the charging station 120 is located selects the widest area free of obstacles, that is, at each point, the position of the obstacles through infrared transmission and reception means (not shown) and ultrasonic transmission and reception means (not shown) and The direction-detecting information is analyzed and the widest area free of obstacles is selected as the optimal position where the charging station is located. Then, the robot 100 moves to the optimal place where the charging station 120 is located. Then, the user is informed that the place is the best place for the charging station 120. For example, the voice station generates the voice signal, "This is the best place for the charging station," and generates the optimal charging station location for the user. That is, the mobile robot checks the information on the position and direction of the obstacle through the infrared transmission and reception means and the ultrasonic transmission and reception means at each point spaced at equal intervals with respect to a specific area. After analyzing the detected information, the widest area free of obstacles among each point is selected as the optimal position where the charging station is located, and then the corresponding point selected as the optimal position of the mobile robot is moved by autonomous driving. A voice signal is generated at the point to inform the user that the point is the optimal charging station location.
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다시 말해서, 본 발명은, 특정영역에 대하여, 로봇이, 등간격으로 떨어진 각 지점의 주변을 스캔한후, 그 각 지점에 대한 스캔정보를 분석하여 주변이 가장 넓을 영역충전대가 위치할 최적의 위치를 지정하여 사용자에게 알리도록 한 것이다.In other words, according to the present invention, after the robot scans the periphery of each point spaced at equal intervals, and analyzes the scan information for each point, the optimal position for the area charging zone where the periphery is the widest To notify the user.
상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.The specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇이 충전대가 설치될 최적의 위치를 자동으로 선정함으로써, 충전대와 로봇의 정보교환시 장애물의 막힘이 적어지게 되어 원활하게 정보를 교환하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has the effect of automatically exchanging information because the robot automatically selects an optimal position where the charging stand is to be installed, thereby reducing the blockage of obstacles when exchanging information between the charging stand and the robot.
도1은 종래 로봇 충전 시스템에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for a conventional robot charging system.
도2는 본 발명 로봇의 충전대 위치지정방법에 대한 동작흐름도.Figure 2 is a flow chart for the charging station positioning method of the present invention robot.
도3은 본 발명 로봇의 충전대 위치지정방법이 적용하여 특정영역을 스캔하는 모습을 보인 개략도. Figure 3 is a schematic diagram showing a state of scanning a specific area by applying the charging station positioning method of the present invention robot.
*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****
100:로봇 101:배터리100: robot 101: battery
102;배터리감지부 103,121:적외선통신모듈102; battery detection unit 103, 121: infrared communication module
104,122:적외선센서104,122: infrared sensor
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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