KR101487781B1 - Mobile robot system and control method thereof - Google Patents
Mobile robot system and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101487781B1 KR101487781B1 KR20090101527A KR20090101527A KR101487781B1 KR 101487781 B1 KR101487781 B1 KR 101487781B1 KR 20090101527 A KR20090101527 A KR 20090101527A KR 20090101527 A KR20090101527 A KR 20090101527A KR 101487781 B1 KR101487781 B1 KR 101487781B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mobile robot
- beacon
- signal
- area
- response signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 60
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 84
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 28
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 18
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 7
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 7
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 7
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
Abstract
본 발명은 로봇의 이동 영역을 제한함은 물론, 다른 영역으로의 이동을 유도하기 위한 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a mobile robot system and a control method thereof for limiting a movement area of a robot and inducing movement to another area.
이를 위해 본 발명은 소비 전력이 높은 신호 송출 대신에 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 응답 신호의 형태로 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 영역을 제한하고, 이동 로봇의 다른 영역으로의 이동을 유도하는 기능을 구현하면서도 비컨 전지의 에너지 소비를 최소화하여 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있게 된다. 또한 리모컨 수신 모듈의 신호 수신 영역을 기구물(지향성 수신기)로 제한하여 비컨이 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇이 주행해야 하는 영역까지 이동 영역을 제한하지 않도록 한다.For this purpose, in the present invention, only when a remote control receiving module in a beacon senses a transmission signal of a mobile robot using a remote control receiving module having low power consumption instead of high power consumption signal transmission, The energy consumption of the beacon battery can be minimized and the energy efficiency of the beacon battery can be increased while implementing the function of limiting the movement area of the mobile robot and inducing movement of the mobile robot to another area. Also, by limiting the signal reception area of the remote control receiver module to a device (directional receiver) and notifying the mobile robot of the detection result of the mobile robot in the reception area limited by the beacon, Do not limit the moving area to the area.
Description
본 발명은 로봇의 이동 영역을 제한함은 물론, 다른 영역으로의 이동을 유도하기 위한 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 이동 로봇은 사용자의 조작없이 주행하고자 하는 영역을 자율적으로 이동하면서 작업을 수행하는 장치이다. 이동 로봇의 하나인 로봇 청소기는 가정이나 사무실과 같이 일정한 청소 영역을 자율적으로 이동하면서 바닥 면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소 작업을 수행한다. Generally, a mobile robot is a device that autonomously moves a region to be traveled without user's operation. The robot cleaner, which is one of the mobile robots, performs a cleaning operation by suctioning foreign matter such as dust from a floor surface while moving a certain cleaning area autonomously like a home or an office.
이러한 이동 로봇이 작업을 수행하기 위해서는 주행 영역으로부터의 이탈을 방지해야 하며, 이를 위해 주행 영역의 경계(border;예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 출입문 등)에 이동 로봇이 진입하지 못하도록 하는 가상 벽 유닛(Virtual Wall Unit;이하, 비컨이라 한다)을 설치하여 이동 로봇의 이동 영역을 제한하고 있다.In order to perform such a task, it is necessary to prevent the mobile robot from departing from the driving area and to prevent the mobile robot from entering the border of the driving area (for example, the corner or the door between the living room and the kitchen) A virtual wall unit (hereinafter, referred to as a beacon) is provided to restrict a moving region of the mobile robot.
이동 로봇의 이동 영역을 제한하기 위해 설치된 비컨은 주행 영역의 경계 부분에 적외선 신호를 지속적으로 송출하여 빔 영역을 생성하고, 이동 로봇은 작업 수행을 위해 이동하는 중에 적외선 신호가 감지되면 빔 영역을 넘어가지 않도록 방향을 전환하여 회피 주행을 하게 된다. 이와 같이, 이동 로봇은 비컨에서 송출하는 신호를 감지한 경우에만 회피 주행을 하게 되나 비컨은 이동 로봇이 비컨의 신호 도달 범위에 있지 않더라도 지속적으로 신호 송출을 하게 되므로 신호 송출을 위한 높은 소비 전력이 불필요하게 낭비되고, 불필요한 소비 전력으로 비컨 전지의 잦은 충전과 교체가 요구되어 전지 수명에 대한 사용자 불만이 발생하게 된다.The beacon installed to limit the moving area of the mobile robot generates a beam area by continuously transmitting an infrared signal to the boundary of the traveling area. When the mobile robot detects an infrared signal while moving to perform a task, So that the vehicle is avoided. As described above, the mobile robot makes an avoidance run only when it detects a signal transmitted from the beacon. However, since the beacon continuously transmits a signal even if the mobile robot is not in the signal arrival range of the beacon, high power consumption for signal transmission is unnecessary And frequent charging and replacement of beacon batteries is required with unnecessary power consumption, resulting in user complaints about battery life.
본 발명은 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 이동 로봇의 이동 영역을 제한시키기 위한 응답 신호를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있는 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법을 제시하고자 한다.The present invention provides a mobile robot that notifies a mobile robot of a response signal for limiting a moving region of a mobile robot only when a remote control receiving module in a beacon senses a transmission signal of the mobile robot using a remote control receiving module with low power consumption, We propose a mobile robot system and its control method that can improve energy efficiency.
이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템은, 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하는 이동 로봇; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 수신하여 응답 신호를 이동 로봇으로 송신하는 비컨을 포함하고, 비컨은 신호의 수신 영역을 제한하여 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 응답 신호를 이동 로봇으로 송신하는 것을 특징으로 한다.To this end, a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: a mobile robot for transmitting a signal while moving in a traveling region; And a beacon that receives a signal transmitted from the mobile robot and transmits a response signal to the mobile robot. The beacon restricts the reception area of the signal, and transmits a response signal only when a transmission signal of the mobile robot is detected within a limited reception area And transmits it to the robot.
이동 로봇에서 송신하는 신호는 적외선, 가시광선, 초음파 또는 레이저를 포함한다.The signals transmitted by the mobile robot include infrared rays, visible rays, ultrasonic waves, or lasers.
비컨에서 송신하는 응답 신호는 적외선, 가시광선, 초음파, 무선 주파수(RF) 또는 레이저를 포함한다.The response signal transmitted by the beacon includes infrared light, visible light, ultrasound, radio frequency (RF), or laser.
이동 로봇은 이동 로봇의 이동 상태를 알리기 위한 신호를 송신하는 적어도 하나의 송신부를 더 포함하고, 적어도 하나의 송신부는 신호를 패킷 단위로 송신하는 것을 특징으로 한다.The mobile robot further includes at least one transmitting unit for transmitting a signal for informing a moving state of the mobile robot, and at least one transmitting unit transmits a signal in a packet unit.
송신부는 이동 로봇 본체의 전면 상부에 설치되어 이동 로봇이 이동하는 전 방향으로 신호를 송신하는 360도 확산 렌즈인 것을 특징으로 한다.And the transmission unit is a 360-degree diffusion lens installed on the front surface of the mobile robot body and transmitting a signal in all directions in which the mobile robot moves.
이동 로봇은 비컨의 응답 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신부; 비컨의 응답 신호가 수신된 경우, 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 로봇 제어부를 더 포함한다.The mobile robot includes at least one receiver for receiving a beacon response signal; And a robot controller for controlling avoidance travel of the mobile robot when a beacon response signal is received.
이동 로봇의 회피 주행은 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때까지 이동 로봇이 제자리 회전을 하는 것을 특징으로 한다.And the mobile robot performs the avoidance run of the mobile robot until the beacon response signal is not received.
로봇 제어부는 비컨의 응답 신호가 수신되면 이동 로봇이 제자리 회전을 시작하도록 제어하고, 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때 이동 로봇의 제자리 회전을 종료하고 제자리 회전이 종료된 방향으로 이동 로봇이 청소 주행을 시작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.When the beacon response signal is received, the robot controller controls the mobile robot to start the in-place rotation. When the response signal of the beacon is not received, the robot controller ends the in-place rotation of the mobile robot, To be started.
적어도 하나의 수신부는 이동 로봇 본체의 전면과 측면에 소정 간격으로 설치되어 이동 로봇이 이동하는 전 방향에서 신호를 송수신하는 180도 확산 렌즈인 것을 특징으로 한다.The at least one receiving unit is a 180-degree diffusion lens that is installed at a predetermined interval on the front and side surfaces of the mobile robot body and transmits and receives signals in all directions in which the mobile robot moves.
비컨은 이동 로봇과 분리되게 설치하는 것을 특징으로 한다.And the beacon is installed separately from the mobile robot.
비컨은 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역 내에서 수신하는 지향성 수신부를 더 포함하고, 지향성 수신부는 수신 영역을 제한하기 위해 폭, 길이, 높이를 갖는 슬릿 형태의 리모컨 수신 모듈인 것을 특징으로 한다.The beacon further includes a directional receiving unit that receives a transmission signal of the mobile robot within a limited reception area, and the directivity reception unit is a slit-shaped remote control reception module having a width, a length, and a height to restrict a reception area.
지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역의 경계에 근접하였음을 감지하는 제1지향성 수신부와, 이동 로봇이 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 제2지향성 수신부를 포함한다.The directivity receiving unit includes a first directional receiving unit for detecting that the mobile robot is close to the boundary of the traveling region and a second directional receiving unit for sensing that the mobile robot is close to an area for moving to another region beyond the boundary region .
제1지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 청소를 수행하는 중에 이동 로봇이 경계 영역을 넘어가지 않도록 송신하는 신호를 수신하는 것으로, 비컨 본체의 전면 상부에 설치된 경계 영역 인지용 슬릿인 것을 특징으로 한다.The first directivity receiving unit receives a signal transmitted from the mobile robot so as to prevent the mobile robot from crossing the boundary area while the mobile robot moves while moving in the traveling area, and is characterized by being a slit for recognizing a boundary area provided on the front surface of the beacon body .
제2지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하는 것으로, 제1지향성 수신부의 좌우측에 설치된 이주 모드용 슬릿인 것을 특징으로 한다.The second directivity receiving unit is a slit for the immersion mode installed on the left and right sides of the first directional receiving unit to receive a signal indicating that the mobile robot completes the cleaning of the traveling area and that cleaning is completed.
비컨은 이동 로봇의 송신 신호를 360도로 수신하여 이동 로봇이 근접하였음을 감지하는 전방향 수신부를 더 포함한다.The beacon further includes a forward direction receiving unit that receives the transmission signal of the mobile robot at 360 degrees and detects that the mobile robot is close to the mobile robot.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고; 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어가지 않도록 이동 로봇의 이동을 제한하는 것을 특징으로 한다.Further, a method of controlling a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: transmitting signals while moving the mobile robot in a traveling region; Determining whether a signal transmitted from the mobile robot is detected in a limited reception area of the beacon; Transmitting a response signal from the beacon to the mobile robot when a transmission signal of the mobile robot is sensed in a limited reception area; When the beacon response signal is received from the mobile robot, the movement of the mobile robot is restricted so that the mobile robot does not cross the boundary of the travel region.
이동 로봇의 이동을 제한하는 것은, 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때까지 이동 로봇이 제자리 회전을 하도록 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 것을 특징으로 한다.The limitation of the movement of the mobile robot is characterized in that avoiding travel of the mobile robot is controlled so that the mobile robot rotates until it receives no response signal of the beacon.
이동 로봇은 비컨의 응답 신호를 수신하면 제자리 회전을 시작하고, 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때 제자리 회전을 종료하고 제자리 회전을 종료한 방향으로 청소 주행을 시작하는 것을 특징으로 한다.The mobile robot starts rotating in the in-position when it receives the beacon response signal, and ends the in-place rotation when the beacon response signal is not received, and starts the clean running in the direction in which the in-place rotation ends.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇 이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨에서 360도로 수신하여 이동 로봇이 상기 비컨에 근접하였는가 판단하고; 이동 로봇이 비컨에 근접한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 회피 주행을 하여 비컨과의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 한다.Further, a method of controlling a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: transmitting signals while moving the mobile robot in a traveling region; Receives a signal transmitted from the mobile robot at 360 degrees from the beacon and judges whether the mobile robot is close to the beacon; When the mobile robot approaches the beacon, transmits a response signal to the mobile robot from the beacon; And when the mobile robot receives a response signal of the beacon, the mobile robot avoids the collision with the beacon by running away.
이동 로봇이 비컨에 근접하였는가 판단하는 것은, 비컨에서 이동 로봇의 송신 신호 중 "근접' 신호를 감지한 경우, 이동 로봇이 비컨에 근접하였다고 판단하는 것을 특징으로 한다.The determination of whether the mobile robot is close to the beacon is characterized in that, when the beacon detects the "proximity " signal among the transmission signals of the mobile robot, it determines that the mobile robot is close to the beacon.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하면 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고; 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 것을 특징으로 한다.Further, a method of controlling a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: transmitting a signal when the mobile robot completes cleaning of a traveling region; Determining whether a signal transmitted from the mobile robot is detected in a limited reception area of the beacon; Transmitting a response signal from the beacon to the mobile robot when a transmission signal of the mobile robot is sensed in a limited reception area; And when the beacon response signal is received from the mobile robot, the mobile robot is guided to move to another area beyond the boundary of the travel area.
이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하는 것은, 이동 로봇이 비컨에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨으로 접근하고; 이동 로봇이 비컨의 근접 영역까지 접근하였는가 판단하고; 이동 로봇이 비컨의 근접 영역까지 접근한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 비컨의 근접 영역을 따라 벽면 추종 주행을 하여 경계 영역을 넘어가는 것을 특징으로 한다.The movement of the mobile robot beyond the boundary of the travel region to another region is such that the mobile robot approaches the beacon along the guidance region formed by the beacon; Determine whether the mobile robot approaches the beacon proximity area; When the mobile robot approaches the vicinity of the beacon, transmits a response signal from the beacon to the mobile robot; When the mobile robot receives a response signal of the beacon, the mobile robot follows the wall along the vicinity area of the beacon and moves beyond the boundary area.
비컨은 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하고, 이동 로봇이 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 것을 특징으로 한다.The beacon is characterized by detecting that the mobile robot completes the cleaning of the traveling area, receives a signal indicating that the cleaning is completed, and is close to the area where the mobile robot moves beyond the boundary area to move to another area.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면 소비 전력이 높은 신호 송출 대신에 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 응답 신호의 형태로 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 기능을 구현하면서도 비컨 전지의 에너지 소비를 최소화하여 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있게 된다. 또한 리모컨 수신 모듈의 신호 수신 영역을 기구물(지향성 수신기)로 제한하여 비컨이 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 제한 영역을 최소로 하여 이동 로봇이 청소를 해야 하는 영역까지 제한하지 않도록 한다. 또한 이동 로봇이 한쪽 방에 대한 청소를 완료하면 다른 방으로의 이동을 유도하는 lighthouse 기능을 추가하여 여러 방을 청소하는 경우에도 보다 다양한 사용자의 요구를 만족할 수 있도록 한다.According to the embodiment of the present invention, only when the remote control receiving module in the beacon senses the transmission signal of the mobile robot using a remote control receiving module having low power consumption instead of high power consumption signal transmission, To the mobile robot to limit the moving area of the mobile robot while minimizing the energy consumption of the beacon battery, thereby increasing the energy efficiency of the beacon battery. Also, by limiting the signal receiving area of the remote control receiving module to a device (directional receiver) and notifying the mobile robot of the detection result only when the beacon receiving area detects the transmission signal of the mobile robot, So that the mobile robot does not limit the area to be cleaned. In addition, when the mobile robot completes the cleaning of one room, the lighthouse function which induces the movement to another room is added, so that the user can meet the needs of the various users even when cleaning the rooms.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 전체 구성도로서, 일정 영역을 자율적으로 이동하면서 청소 작업을 수행하며 적외선(IR) 신호를 패킷 단위 로 송신하는 이동 로봇(10)과, 이동 로봇(10)과 분리되어 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 수신하는 비컨(20)을 포함한다.FIG. 1 is an overall block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention. The
비컨(20)은 이동 로봇(10)의 이동 영역을 제한하기 위해 주행 영역의 경계(예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 방과 방 사이의 출입문 등)에 이동 가능하게 설치되며 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 감지한 경우, 그 감지 결과에 따른 응답 신호를 이동 로봇(10)으로 통보하기 위해 응답 신호를 전 방향으로 송신하여 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계(경계 영역)를 넘어가지(cross하지) 못하도록 함과 동시에 이동 로봇(10)이 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 제어한다.The
이외에도, 비컨(20)은 이동 로봇(10)이 한쪽 방의 청소 작업을 완료한 후, 다른 방의 청소 작업을 수행할 수 있도록 다른 방으로의 이동을 유도하는 lighthouse 기능을 갖는다.In addition, the
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇의 외관 투시도이다.2 is an external perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
도 2에서, 이동 로봇(10)은 외관을 형성하는 본체(12)와, 이동 로봇(10)의 이동을 위한 한 쌍의 구동 바퀴(14)가 일정간격을 두고 본체(12)의 하부에 설치되어 있다. 한 쌍의 구동바퀴(14)는 각각을 회전시키기 위한 구동부(모터)에 의해 선택적으로 구동되어 이동 로봇(10)이 필요한 방향으로 이동할 수 있도록 하며, 구동바퀴(14)의 전,후방에는 본체(12)를 지지함과 아울러 이동 로봇(10)의 주행을 원활하게 하는 복수의 보조바퀴가 설치될 수 있다.2, the
또한, 이동 로봇(10)은 자기가 이동하고 있음을 주변에 알리기 위한 적외 선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신하는 하나의 송신부(100)와, 비컨(20)에서의 응답 신호를 수신하기 위한 복수(예를 들어, 6개)의 수신부(102)를 포함한다. 하나의 송신부(100)는 본체(12)의 전면 상부에 설치되어 전 방향(360도)으로 적외선을 송신하는 360도 확산 렌즈를 사용하고, 복수의 수신부(102)는 본체(12)의 전면과 측면에 일정 간격으로 설치되어 전 방향으로 적외선을 수신하는 180도 확산 렌즈를 사용한다.The
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비컨의 외관 투시도이다.3 is an external perspective view of a beacon according to an embodiment of the present invention.
도 3에서, 비컨(20)은 외관을 형성하는 본체(22)와, 신호를 송수신하기 위한 센서창(24)이 본체(22)의 둘레에 형성되며, 센서창(24)의 외곽은 송수신되는 신호의 빔이 꺾이지 않도록 원형으로 형성되어 있다.3, the
또한, 비컨(20)은 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 수행하기 위해 이동하는 중에 송신하는 신호(강/중/약/근접 신호)를 제한된 수신 영역 내에서 수신하여 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계(경계 영역)에 들어왔음을 감지하는 제1지향성 수신부(200)와, 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 후 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 제한된 수신 영역 내에서 수신하여 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 수 있도록 유도하는 영역(유도 영역)에 근접하였음을 감지하는 제2지향성 수신부(202)와, 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호를 수신하여 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처에 근접하였음을 감지하는 전방향 수신부(204)와, 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지한 경우 그 감지 결과에 따른 응 답 신호(이동 로봇이 경계 영역을 넘어가지 못하도록 방지하거나 다른 영역으로 유도 주행을 할 수 있도록 송신하는 적외선 신호)를 이동 로봇(10)에게 통보하기 위해 응답 신호를 전 방향으로 송신하는 복수(예를 들어, 3개)의 송신부(206)를 포함한다.The
제1지향성 수신부(200)는 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 수행하기 위해 이동하는 중에 송신하는 신호(강/중/약/근접 신호)를 수신하는 영역을 제한하도록 비컨(20)의 전면 상부에 설치된 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿으로, 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿은 틈새(폭), 길이, 높이를 이용하여 신호의 수신 영역을 제한시켜서 지향성을 갖도록 한다.The first
제2지향성 수신부(202)는 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 후 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하는 영역을 제한하도록 제1지향성 수신부(200)의 좌우측에 설치된 이주 모드용 지향성 수신 슬릿으로, 이주 모드용 지향성 수신 슬릿은 제1지향성 수신부(200)에 해당하는 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿과 마찬가지로 틈새(폭), 길이, 높이를 이용하여 신호의 수신 영역을 제한시켜서 지향성을 갖도록 한다. 제2지향성 수신부(202)에 해당하는 이주 모드용 지향성 수신 슬릿은 이동 로봇(10)을 한쪽 방에서 다른 방으로 이동시킬 수 있도록 유도하기 위해 슬릿의 폭을 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿의 폭보다 크게 한다.The second
제2지향성 수신부(202)는 제1지향성 수신부(200)의 좌우측에 복수 개(예를 들어, 2개) 설치하여 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 때에, 이동 로봇(10)을 우측 수신 영역에서 좌측 수신 영역으로 유도하거나 또는 좌측 수신 영역에서 우측 수신 영역으로 유도한다.The second
전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호를 360도로 수신하도록 비컨(20)의 하부 중심부에 설치된 전방향 수신 렌즈(Omnidirectional receiver)로, 렌즈(204a)의 굴절과 반사 성질을 이용하여 전방위각에서 입사되는 적외선 신호를 수신 모듈(204b)을 통해 수신하여 확산 광 영역을 생성한다.The
제1 및 제2지향성 수신부(200, 202)와 전방향 수신부(204)는 소비 전류가 최대 0.4~2.0mA 정도로 매우 낮은 리모컨 수신 모듈을 사용한다.The first and second
복수의 송신부(206)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202)와 전방향 수신부(204)에서 수신했을 때에, 이동 로봇(10)에게 수신 방향과 수신 신호를 알리는 응답 신호를 통보하며, 180도 확산 렌즈를 사용한다.The plurality of transmitting
또한, 비컨(20)에는 비컨(20)의 구동 전원을 공급하는 전지(26)와, 비컨(20)의 신호 도달 거리를 "강, 중 또는 약"으로 설정하기 위한 신호 설정 스위치(28)와, 비컨(20)의 동작 모드를 "경계 영역 인지 모드 또는 이주 모드"로 설정하기 위한 모드 설정 스위치(30)를 더 포함한다.The
신호 설정 스위치(28)를 "강"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 4m로, 일반 가정에서 거실의 1/2에 해당하는 거리이다.When the
신호 설정 스위치(28)를 "중"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 2m로, 일반 가정에서 주방 hallway에 해당하는 거리이다.When the
신호 설정 스위치(28)를 "약"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 1m로, 일반 가정에서 출입문의 너비에 해당하는 거리이다.When the
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 4에서, 이동 로봇(10)은 도 2에 도시한 기본 구성 이외에 입력부(104), 장애물 감지부(106), 구동부(108), 배터리 감지부(110), 저장부(112) 및 로봇 제어부(114)를 더 포함한다.4, the
입력부(104)는 사용자가 이동 로봇(10)의 작업 수행 명령을 입력하도록 이동 로봇 본체(12)의 상부 또는 리모컨(미도시)에 다수의 버튼을 포함한다.The
장애물 감지부(106)는 이동 로봇(10)이 주행하는 영역 내에 설치된 가구, 사무용품 기기, 벽과 같은 장애물을 감지하기 위한 것으로, 이동 로봇(10)이 주행하는 경로에 초음파를 발신하고, 발신된 초음파가 장애물에 부딪혀 반사되어 오는 초음파를 수신하여 장애물의 유무와 장애물까지의 거리를 감지한다. 이때 장애물 감지부(106)는 복수의 적외선 발광소자와 수광소자로 이루어져 적외선을 출사하고, 반사된 광을 수신할 수 있도록 적외선 센서가 적용될 수 있다.The
구동부(108)는 장애물 감지부(106)에 의해 감지된 장애물 정보를 기반으로 하여 이동 로봇(10)이 벽이나 장애물과의 충돌없이 주행 영역을 스스로 이동하면서 방향 등의 전환이 가능하도록 이동 로봇 본체(12)의 하부에 설치된 양쪽 구동바퀴(14)를 구동시킨다.The driving
배터리 감지부(110)는 이동 로봇(10)의 구동 전원(예를 들면, 복수의 송신부 에서 신호 송신에 필요한 에너지)을 공급하는 충전 배터리(109)의 충전 잔량을 감지하여 충전 잔량 정보를 로봇 제어부(114)에 전달한다.The
저장부(112)는 이동 로봇(10)의 구동을 위한 운영 프로그램과 주행 패턴, 주행 과정에서 획득한 이동 로봇(10)의 위치 정보와 장애물 정보 등을 저장하는 메모리이다.The
로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 프로세서로, 복수의 송신부(100)에서 이동 로봇(10)이 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신하도록 제어하고, 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)에서의 응답 신호가 수신되면 비컨(20)에서의 응답 신호가 수신되지 않을 때까지 이동 로봇(10)의 회피 주행을 제어한다.The
도 4에서, 비컨(20)은 도 3에 도시한 기본 구성 이외에 이동 로봇(10)의 헤더 정보 등을 저장하는 저장부(208)와, 비컨(20)의 전반적인 동작을 제어하되 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 여부를 복수의 송신부(206)를 통해 적외선 신호로 통보(응답)하도록 제어하는 비컨 제어부(210)를 더 포함한다.4, the
이하, 상기와 같이 구성된 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the mobile robot system and its control method constructed as described above will be described.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도로서, 비컨(20)의 동작 모드를 경계 영역 인지 모드로 설정한 경우를 예로 들어 설명한 것이다.FIG. 5 is a conceptual view for explaining the operation principle of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention, in which the operation mode of the
도 5에서, 이동 로봇(10)은 주행하고자 하는 영역을 자율적(예를 들면, 굵은 화살표 방향)으로 이동하고, 비컨(20)은 이동 로봇(10)이 주행하는 영역의 경계(예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 방과 방 사이의 출입문 등)에 설치되어 있다.5, the
도 5에서 보듯이, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 자율적으로 이동하면서 로봇 본체(12)의 전면 상부에 설치된 하나의 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 주변에 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다. 이때 이동 로봇(10)에서 송신하는 패킷 신호에는 이동 로봇(10)의 헤더 정보와, 이동 로봇(10)이 접근하고 있음을 알리기 위한 "강, 중, 약, 근접"의 세기를 갖는 신호 데이터가 포함되며, 패킷 신호를 송신하는 시간은 1주기당 약 180~200msec이다.5, the
본 발명의 실시예에서는 이동 로봇(10)이 비컨(20)으로부터 멀리 떨어진 경우, 비컨(20)에서 신호 송출이 이루어지지 않으므로 비컨 전지(26)의 에너지가 불필요하게 낭비되는 일은 없다. 또한 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 지향성 수신부(200)와 전방향 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지하기 위해 대기상태를 유지하고 있다.In the embodiment of the present invention, when the
비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)는 리모컨 수신 모듈이 지향성을 갖도록 수신되는 경계 영역(Confinement border)을 슬릿 형태로 제한하여 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 경계 영역(Confinement border)에 들어왔을 때 이동 로봇(10)이 경계 영역에 접근하였음을 감지한다.The first
비컨(20)의 전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 360도 로 수신하여 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호('근접'신호의 도달 거리는 이동 로봇이 비컨 근처로 접근하여 비컨과 충돌할 수 있는 정도의 안전 거리)가 수신되었을 때 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지한다.The forward
이와 같이, 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호가 감지된 경우, 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계에 진입하지 못하도록 하거나 또는 이동 로봇(10)이 비컨(20)과 충돌하지 않도록 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 이동 로봇(10)에 통보하기 위해 응답 신호를 전방향으로 송신한다.In this way, when the transmission signal of the
이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)의 주행을 멈추고 이동 로봇(10)의 주행 영역의 경계를 넘어가지 못하도록 하거나 또는 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 한다.Accordingly, the
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of limiting a moving region of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 경계 영역 인지 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that the
도 6에서, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 이동하면서 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다(300).In FIG. 6, the
이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 수신 영역에 들어왔을 때 제1지향성 수신부(200)를 통해 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, the
따라서, 비컨 제어부(210)는 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(302), 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(304).The
단계 302의 판단 결과, 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 경계 영역에 들어왔음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)에게 "진입 불가 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호(적외선 신호)를 전방으로 송신한다(306).If the
따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, the
이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(308), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 300으로 진행하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, the
단계 308의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 청소 주행을 멈추고 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하여 경계 영역을 넘어가지 못하도록 회피 주행을 제어한다(310).If the response signal of the
이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 통해 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않는가를 판단하여(312), 비컨(20)의 응답 신호가 감지되면 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않을 때까지 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 계속한다.Thereafter, the
단계 312의 판단 결과, 로봇 제어부(114)는 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않으면 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 종료하고, 제자리 회전을 종료한 방향으로 청소 주행을 시작한다(314).If it is determined in
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 충돌을 방지하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of preventing collision of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 경계 영역 인지 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that the
도 7에서, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 이동하면서 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다(400).In FIG. 7, the
이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호를 전방향 수신부(204)를 통해 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, the
따라서, 비컨 제어부(210)는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(402), 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(404).The
단계 402의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 로봇에게 "진입 불가 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호를 전방으로 송신한다(406).The
따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, the
이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(408), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 400으로 진행하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, the
단계 408의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 청소 주행을 멈추고 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하여 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 제어한다(410).When the response signal of the
이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 통해 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않는가를 판단하여(412), 비컨(20)의 응답 신호가 감지되면 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않을 때까지 주행 방향의 반대 방향으로 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 계속한다.Then, the
단계 412의 판단 결과, 로봇 제어부(114)는 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않으면 이동 로봇(10)이 주행 방향의 반대 방향으로 제자리 회전을 하는 회피 주행을 종료하고, 주행 방향의 반대 방향으로 청소 주행을 시작한다(414).As a result of the determination in
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도로서, 비컨(20)의 동작 모드를 이주 모드로 설정한 경우를 예로 들어 설명한 것이다.FIG. 8 is a conceptual view for explaining the operation principle of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention, in which the operation mode of the
도 8에서, 이동 로봇(10)은 이동하고자 하는 유도 영역을 따라 이동하고, 비 컨(20)은 이동 로봇(10)이 주행하는 영역의 경계(예를 들어, 방과 방 사이의 출입문)에 설치되어 있다.8, the
도 8에서 보듯이, 이동 로봇(10)은 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 경우, 로봇 본체(12)의 전면 상부에 설치된 송신부(100)를 통해 청소를 완료하였음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 360도로 송신한다.8, when the
비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)는 리모컨 수신 모듈이 지향성을 갖도록 좌우측 수신 영역(유도 영역)을 슬릿 형태로 제한하여 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 좌우측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔을 때 이동 로봇(10)이 유도 영역으로 들어왔음을 감지한다.The second
비컨(20)의 전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 360도로 수신하여 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호가 수신되었을 때 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지한다.The forward
이와 같이, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호가 감지된 경우, 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 수 있도록 비컨(20)에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하도록 하거나 또는 이동 로봇(10)이 "근접" 신호 감지 시 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하도록 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 전 방향으로 송신한다.When the transmission signal of the
이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)이 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하면 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 경계 영역을 넘어가도록 주행을 한다.Accordingly, the
도 8에서는 이동 로봇(10)이 우측 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역까지 접근한 후에는 비컨(20)의 근접 영역을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 우측 방에서 좌측 방으로 넘어가는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 이동 로봇(10)이 반대로 좌측 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역까지 접근한 후에는 비컨(20)의 근접 영역을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 좌측 방에서 우측 방으로 넘어갈 수 있음은 물론이다.8, after the
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇이 다른 방으로 이동하도록 유도하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of inducing a mobile robot to move to another room in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 이주 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that the
도 9에서, 이동 로봇(10)은 한쪽 방에 대한 청소를 청소를 완료한 경우, 송신부(100)를 통해 청소를 완료하였음을 알리기 위한 이주 모드용 적외선(IR) 신호를 360도로 송신한다(500).9, when the
이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)의 이주 모드용 송신 신호가 제한된 좌우측 수신 영역에 들어왔을 때 제2지향성 수신부(202)를 통해 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, the
따라서, 비컨 제어부(210)는 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(502), 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(504).The
단계 502의 판단 결과, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 제한된 좌우측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)에게 "유도 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호(적외선 신호)를 전 방향으로 송신한다(506).When the
따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, the
이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(508), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 500으로 피드백하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, the
단계 508의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 청소를 완료한 한쪽 방에서 청소를 수행해야 하는 다른 방으로 이동할 수 있도록 비컨(20)에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하도록 유도 주행을 제어한다(510).If the response signal of the
이후, 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하도록 유도 주행을 제어하다가 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호가 전방향 수신부(204)를 통해 수신되면 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단한다(512).Then, the
단계 512의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 단계 510으로 피드백하여 이동 로봇(10)의 유도 주행을 계속한다.As a result of
단계 512의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하였음을 감지하고, 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 "근접" 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 전 방향으로 송신한다.The
이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어가도록 벽면 추종(wall-following) 주행을 제어한다(514).Accordingly, the
이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어갔는가를 판단하여(516), 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어가지 않으면 단계 514로 피드백하여 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어가는 벽면 추종(wall-following) 주행을 계속한다.The
단계 516의 판단 결과, 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어가면 반대쪽 유도 영역(예를 들어, 우측 유도 영역을 따라 이동 로봇이 우측 방에서 좌측 방으로 넘어간 경우에는 좌측 유도 영역이 반대쪽 유도 영역이 된다)을 통해 이동 로봇(10)의 주행을 제어한다(518).If the
반대쪽 유도 영역을 통해 이동 로봇(10)의 주행을 제어하는 것은, 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어간 후에 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202;구체적으로, 도 5에서 좌측에 마련된 제2지향성 수신부)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신할 때까지 이동 로봇(10)이 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following)을 계속하도록 하고, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 이동 로봇(10)이 좌측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔음을 감지하여 좌측 유도 영역(즉, 반대쪽 유도 영역)을 기준으로 이동 로봇(10)이 좌측 방(즉, 반대쪽 방)의 청소 주행을 시작하도록 제어하는 것이다.The control of the traveling of the
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 비컨 설정 상태에 따른 이동 로봇의 신호 송출을 나타낸 표이다.10 is a table showing a signal transmission of a mobile robot according to a beacon setting state in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 10에서, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 조작하여 비컨(20)의 도달 거리를 "강, 중 또는 약"으로 설정함에 따라 비컨(20)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 설정값에 따라 응답 신호를 송신하지 않아 이동 로봇(10)의 회피 주행을 다르게 제어할 수 있게 된다.10, when the user operates the
예를 들어, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 "약"으로 설정한 경우 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "강 또는 중" 세기의 송신 신호에 대해서는 비컨(20)에서 응답 신호를 전방향으로 송신하지 않기 때문에 이동 로봇(10)이 회피 주행을 무시하고, 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "약"과 "근접" 세기의 송신 신호에 대해서만 회피 주행을 알리게 된다.Even if the first
또한, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 "중"으로 설정한 경우 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "강" 세기의 송신 신호에 대해서는 비컨(20)에서 응답 신호를 전방향으로 송신하지 않기 때문에 이동 로봇(10)이 회피 주행을 무시하고, 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "중 또는 약"과 "근접" 세기의 송신 신호에 대해서만 회피 주행을 알리게 된다.Even if the first
위에서 설명한 예는 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)를 "경계 영역 인지 모드"로 설정하였을 때 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하는 경우를 나타낸 것이고, 사용자가 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)를 "이주 모드"로 설정한 경우에는 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 이주 모드용 송신 신호를 좌우측 유도 영역으로 수신하여 이동 로봇(10)의 다른 방으로의 이동을 유도한다.In the example described above, when the
한편, 본 발명의 실시예에서는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 적외선 신호로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가시광선, 초음파, 레이저 신호를 이용하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있다.In the meantime, in the embodiment of the present invention, the signal transmitted from the
또한, 본 발명의 실시예에서는 비컨(20)에서 송신하는 신호를 적외선 신호로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가시광선, 초음파, 무선 주파수(Radio Frequency), 레이저 신호를 이용하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the signal transmitted from the
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇의 외관 투시도이다.2 is an external perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비컨의 외관 투시도이다.3 is an external perspective view of a beacon according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating the principle of operation of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of limiting a moving region of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 충돌을 방지하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of preventing collision of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도8 is a conceptual diagram illustrating the principle of operation of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇이 다른 방으로 이동하도록 유도하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of inducing a mobile robot to move to another room in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 비컨 설정 상태에 따른 이동 로봇의 신호 송출을 나타낸 표이다.10 is a table showing a signal transmission of a mobile robot according to a beacon setting state in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]
10 : 이동 로봇 20 : 비컨10: mobile robot 20: beacon
28 : 신호 설정 스위치 30 : 모드 설정 스위치28: Signal setting switch 30: Mode setting switch
100 : 송신부 102 : 수신부100: transmitting unit 102: receiving unit
110 : 배터리 감지부 114 : 로봇 제어부110: battery detection unit 114: robot control unit
200 : 제1지향성 수신부 202 : 제2지향성 수신부200: first directivity receiving unit 202: second directivity receiving unit
204 : 전방향 수신부 210 : 비컨 제어부204: forward direction receiving unit 210: beacon control unit
Claims (27)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP13151003.4A EP2581797B1 (en) | 2009-05-15 | 2010-05-05 | Beacon collision avoidance method for a mobile robot system |
| EP10161934A EP2256572B1 (en) | 2009-05-15 | 2010-05-05 | Mobile robot system and improved method of working space confinement |
| ES10161934T ES2402920T3 (en) | 2009-05-15 | 2010-05-05 | Mobile robot system and improved workspace confinement procedure |
| US12/662,942 US8688272B2 (en) | 2009-05-15 | 2010-05-12 | Mobile robot system and method of controlling the same |
| CN201010502527.6A CN102048499B (en) | 2009-10-26 | 2010-10-08 | Mobile robot system and control method thereof |
| US14/176,319 US9314925B2 (en) | 2009-05-15 | 2014-02-10 | Mobile robot system and method of controlling the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20090042784 | 2009-05-15 | ||
| KR1020090042784 | 2009-05-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100123581A KR20100123581A (en) | 2010-11-24 |
| KR101487781B1 true KR101487781B1 (en) | 2015-01-30 |
Family
ID=43408243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20090101527A KR101487781B1 (en) | 2009-05-15 | 2009-10-26 | Mobile robot system and control method thereof |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101487781B1 (en) |
| ES (1) | ES2402920T3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020022739A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 엘지전자 주식회사 | Robot cleaner and method for controlling same |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101317725B1 (en) * | 2012-05-15 | 2013-10-17 | 주식회사 한울로보틱스 | System for preventing cleaning robot and control method thereof |
| KR101498851B1 (en) * | 2014-01-21 | 2015-03-05 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | Intelligent vacuum cleaner system using visible light communication |
| KR101650178B1 (en) | 2014-12-15 | 2016-08-23 | 한솔테크닉스(주) | Radio charging device of robot cleaner |
| US10845817B1 (en) | 2016-08-11 | 2020-11-24 | Ali Ebrahimi Afrouzi | System and method for confining robotic devices |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100645817B1 (en) | 2005-07-22 | 2006-11-23 | 엘지전자 주식회사 | Virtual wall system of moving robot and method thereof |
| KR100794728B1 (en) | 2006-08-11 | 2008-01-15 | 주식회사 나인티시스템 | System and method of measuring robot in localization |
| KR20080072962A (en) * | 2005-12-02 | 2008-08-07 | 아이로보트 코퍼레이션 | Autonomous coverage robot navigation system |
-
2009
- 2009-10-26 KR KR20090101527A patent/KR101487781B1/en active IP Right Grant
-
2010
- 2010-05-05 ES ES10161934T patent/ES2402920T3/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100645817B1 (en) | 2005-07-22 | 2006-11-23 | 엘지전자 주식회사 | Virtual wall system of moving robot and method thereof |
| KR20080072962A (en) * | 2005-12-02 | 2008-08-07 | 아이로보트 코퍼레이션 | Autonomous coverage robot navigation system |
| KR100794728B1 (en) | 2006-08-11 | 2008-01-15 | 주식회사 나인티시스템 | System and method of measuring robot in localization |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020022739A1 (en) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | 엘지전자 주식회사 | Robot cleaner and method for controlling same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100123581A (en) | 2010-11-24 |
| ES2402920T3 (en) | 2013-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2581797B1 (en) | Beacon collision avoidance method for a mobile robot system | |
| CN102048499B (en) | Mobile robot system and control method thereof | |
| KR102329614B1 (en) | Cleaner and controlling method thereof | |
| US9476771B2 (en) | Control method for cleaning robots | |
| EP2312411B1 (en) | Docking station for a cleaning robot with duration coded guiding signals | |
| EP3054361B1 (en) | Apparatus and method for returning of a robot to a charging station | |
| US11148290B2 (en) | Plurality of robot cleaner and a controlling method for the same | |
| EP3911480B1 (en) | Mobile robot and method of controlling plurality of mobile robots | |
| JP5396577B2 (en) | Operating system | |
| KR101055124B1 (en) | Robot cleaner system and robot cleaner control method | |
| US20200081454A1 (en) | A robot cleaner and a controlling method for the same | |
| KR20200029969A (en) | A robot cleaner and a controlling method for the same | |
| KR101487781B1 (en) | Mobile robot system and control method thereof | |
| JP2004237075A (en) | Robot cleaner system provided with external charger and connection method for robot cleaner to external charger | |
| US11832782B2 (en) | Vacuum cleaner and method for controlling same | |
| KR20060118901A (en) | Position-reconizing system for a self-moving robot | |
| CN103948353A (en) | Docking station for robot cleaner and method for emitting docking guide signals to robot cleaner | |
| EP3911479B1 (en) | Mobile robot and method of controlling mobile robot | |
| US11969136B2 (en) | Vacuum cleaner and control method therefor | |
| CN108634872B (en) | Self-moving cleaning robot system | |
| KR102294815B1 (en) | Cleaner and controlling method thereof | |
| JP6942102B2 (en) | Self-propelled vacuum cleaner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171228 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181227 Year of fee payment: 5 |