KR20160056559A - Traveling system and method of robot using a pointer - Google Patents

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KR20160056559A
KR20160056559A KR1020140156933A KR20140156933A KR20160056559A KR 20160056559 A KR20160056559 A KR 20160056559A KR 1020140156933 A KR1020140156933 A KR 1020140156933A KR 20140156933 A KR20140156933 A KR 20140156933A KR 20160056559 A KR20160056559 A KR 20160056559A
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pointer
robot
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KR1020140156933A
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Inventor
정창현
김승진
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한화테크윈 주식회사
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    • 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
    • G05D1/0234—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons
    • G05D1/0236—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons in combination with a laser
    • 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
    • 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

Abstract

Provided are a system and a method to drive a robot using a pointer. According to an embodiment of the present invention, the system to drive the robot using the pointer comprises: a pointer pointing to a desired position on a ceiling; and a robot confirming the pointed position, and correcting the position by receiving a current position of the pointer from the pointer. As such, the present invention is capable of enabling the robot to track the pointed position by moving the pointer in accordance with a speed of the robot.

Description

포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템 및 방법{TRAVELING SYSTEM AND METHOD OF ROBOT USING A POINTER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a traveling system and method for a robot using a pointer,

본 발명은 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포인터를 이용하여 원하는 위치를 천정에 표시하고 로봇은 그 표시를 인식하여 현재 로봇의 위치를 보정할 수 있는 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a robot navigation system and method using a pointer, and more particularly, to a robot navigation system which displays a desired position on a ceiling using a pointer, and a robot recognizes the display and uses a pointer And more particularly, to a traveling system and method of a robot.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 중요 부분을 담당하고 있으며, 로봇을 응용한 분야가 점차 확대되고 있다. 예를 들어, 의료 분야의 로봇, 우주 항공 분야의 로봇 등이 개발되고 있으며, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다. 최근 가정에 점차적으로 보급되고 있는 로봇 청소기가 대표적이다.Robots have been developed for industrial use and are an important part of factory automation. Robot application fields are increasing. For example, medical robots and aerospace robots are being developed, and home robots that can be used in ordinary homes are being developed. Robot vacuum cleaners, which are gradually becoming popular in the home, are a typical example.

이러한 로봇의 원활한 이동을 위해 위치를 인식할 수 있어야 하며, 실외에서는 GPS를 기반으로 한 위치 인식이 보편적으로 사용되고 있다. 그러나, 실내에서는 GPS의 신호 수신이 불가능하므로 적외선, 초음파, RF(Radio Frequency) 신호, UWB(Ultra Wideband), 영상 정보 등을 기반으로 한 실내 위치 인식 방법들이 사용되고 있다.In order to move these robots smoothly, it is necessary to be able to recognize the position. In outdoor, GPS-based position recognition is widely used. However, since GPS signals can not be received indoors, indoor location recognition methods based on infrared rays, ultrasonic waves, RF (Radio Frequency) signals, UWB (Ultra Wideband), and image information are used.

그런데, 실내에서 위치를 인식하기 위해, 이동하는 범위 내 곳곳에 실내 환경의 사물 및 위치 식별을 위한 특정 표지의 설치가 필요하거나, 고가의 센서 또는 카메라 등을 필요로 한다.However, in order to recognize the position in the room, it is necessary to install a specific mark for identification of the object and the location of the indoor environment in various places within the moving range, or an expensive sensor or a camera is required.

한국공개특허 제2005-0011053호　(2005.01.29 공개)Korean Patent Publication No. 2005-0011053 (published on Jan. 29, 2005) 일본공개특허 제2004-0089825호　(2004.10.22 공개)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-0089825 (published on October 22, 2004) 미국등록특허 US 8634958호　(2014.01.21 공고)US Patent No. 8634958 (published on January 21, 2014)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포인터를 이용하여 원하는 위치를 천정에 표시해 주고, 로봇이 그 표시를 인식하여 현재 로봇의 위치를 보정할 수 있는 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention provides a traveling system and method of a robot using a pointer that displays a desired position on a ceiling using a pointer and allows the robot to recognize the display and correct the position of the current robot do.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템은, 천장에 원하는 위치를 포인팅(pointing)하는 포인터; 및 상기 포인팅된 위치를 확인하고, 상기 포인터로부터 현재 포인터의 위치를 전송 받아 위치를 보정하는 로봇을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a traveling system for a robot using a pointer, comprising: a pointer for pointing a desired position on a ceiling; And a robot for confirming the pointed position, receiving the position of the current pointer from the pointer, and correcting the position.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법은, 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법에 있어서, 상기 포인터에서 조사되는 레이저로 천장에 원하는 위치를 포인팅(pointing)하는 단계; 상기 포인팅된 위치를 상기 로봇의 카메라로 확인하는 단계; 상기 포인터로부터 현재 포인터의 위치를 전송 받는 단계; 및 상기 로봇의 위치를 보정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a traveling method of a robot using a pointer, the method comprising: pointing a desired position on a ceiling with a laser irradiated from the pointer; step; Confirming the pointed position with a camera of the robot; Receiving a position of a current pointer from the pointer; And correcting the position of the robot.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법은, 복수의 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법에 있어서, 제 1포인터에서 포인팅된 위치를 상기 로봇의 카메라로 확인하는 단계; 상기 제1 포인터로부터 현재 제1 포인터의 위치를 전송 받는 단계; 상기 로봇의 위치를 보정하는 단계; 제 2포인터에서 포인팅된 위치를 상기 로봇의 카메라로 확인하는 단계; 상기 제2 포인터로부터 현재 제2 포인터의 위치를 전송 받는 단계; 및 상기 로봇의 위치를 보정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of running a robot using a plurality of pointers, the method comprising: identifying a pointed position of the first pointer with a camera of the robot; step; Receiving a position of a current first pointer from the first pointer; Correcting the position of the robot; Confirming a pointed position in a second pointer with a camera of the robot; Receiving a position of a current second pointer from the second pointer; And correcting the position of the robot.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따르면, 로봇의 이동 공간 내에 포인터 장치 외에 다른 표식을 부착할 필요가 없다.According to the present invention, there is no need to attach other markers in addition to the pointer device in the moving space of the robot.

또한, 포인터에 의해 포인팅된 위치와 로봇의 현재 위치의 오차를 줄이는 방향으로 로봇이 이동만 하면 로봇의 위치가 보정이 되므로, 복잡한 영상 처리 알고리즘 등이 불필요하다.Further, since the position of the robot is corrected only when the robot moves in the direction of reducing the error between the position pointed by the pointer and the current position of the robot, a complicated image processing algorithm and the like are unnecessary.

그리고, 로봇의 속도에 맞춰 포인터를 움직여서 로봇이 포인팅된 위치를 추적(Tracking)하는 것이 가능하다.Then, it is possible to track the point where the robot is pointed by moving the pointer according to the speed of the robot.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템의 개략적인 실시 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 포인터의 개략적인 외관을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 포인터가 실내에서 자신의 위치를 확인하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 포인터가 실내에서 원하는 위치를 포인팅하는 것을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 로봇이 포인터에 의해 포인팅된 위치를 확인하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 포인터에 의해 포인팅된 위치를 기초로 로봇이 현재의 위치를 보정하는 것을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 로봇이 포인터에 의해 포인팅된 위치를 스캐닝(scanning)하는 것을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 포인터에 의해 포인팅된 위치를 기초로 로봇이 이동 방향을 보정하는 것을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법의 순서도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a running system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing that the pointer of FIG. 3 confirms its position in a room.
FIG. 5 is a diagram illustrating the pointer of FIG. 3 pointing to a desired position in a room.
FIG. 6 is a view showing a position where a robot is pointed by a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view showing that the robot corrects a current position based on a position pointed by a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a robot scanning a position pointed by a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing that the robot corrects the moving direction based on the position pointed by the pointer in the traveling system of the robot using the pointer according to the embodiment of the present invention.
10 is a flowchart of a method of traveling a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템의 개략적인 실시 상태를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing a running system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템은, 포인터(100) 및 로봇(200)을 포함하며, 상기 포인터(100)를 이용하여 실내 공간(S)에서 로봇(200)의 위치를 보정한다. 구체적으로, 포인터(100)가 실내 공간(S)의 천장(ceiling)에 원하는 위치를 포인팅(pointing)하고, 상기 포인팅된 위치(P)를 로봇(200)에서 확인하고, 상기 로봇(200)이 상기 포인터(100)로부터 현재 포인터(100)의 위치를 전송 받아 위치를 보정하게 된다. 즉, 포인터(100)를 이용하여 로봇의 위치를 천정에 표시하고, 로봇(200)은 카메라 등을 이용하여 그 표시를 인식하여 현재의 위치 및/또는 방향 등을 보정할 수 있다.Referring to FIG. 1, a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention includes a pointer 100 and a robot 200. The robot 100 includes a pointer 100, The position of the robot 200 is corrected. Specifically, the pointer 100 points to a ceiling of the indoor space S at a desired position, the pointed position P is confirmed by the robot 200, and the robot 200 The position of the current pointer 100 is received from the pointer 100 and the position is corrected. That is, the position of the robot is displayed on the ceiling using the pointer 100, and the robot 200 can recognize the display using a camera or the like to correct the current position and / or direction.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서, 포인터(100)는 포인팅을 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사부(110), 포인터(100)를 팬(pan) 운동시키는 팬 구동부(120), 상기 포인터(100)를 틸트(tilt) 운동시키는 틸트 구동부(130), 및 상기 팬 구동부(120) 및 틸트 구동부(130)를 제어하여 상기 레이저의 포인팅 위치를 제어하는 포인터 제어부(140)를 포함한다. 또한, 포인터(100)는 레이저 조사부(110)에서 조사되는 레이저를 이용하여 포인터(100)부터 천장까지의 높이와, 포인터(100)부터 측면 벽까지의 거리를 측정하는 측정부(150), 상기 높이 및 거리를 기초로 3차원 공간 상에서 상기 포인터(100)의 현재 위치를 인식하는 포인터 위치 인식부(160), 및 로봇(200)과 통신하는 포인터 통신부(170)를 더 포함한다.Referring to FIG. 2, in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention, the pointer 100 includes a laser irradiation unit 110 for irradiating a laser for pointing, a pan 100, A tilt driving unit 130 that tilts the pointer 100 and a fan driving unit 120 and a tilt driving unit 130 to control the pointing position of the laser And a pointer control unit 140. The pointer 100 includes a measurement unit 150 for measuring the height from the pointer 100 to the ceiling and the distance from the pointer 100 to the side wall using the laser irradiated by the laser irradiation unit 110, A pointer position recognition unit 160 for recognizing the current position of the pointer 100 in a three-dimensional space on the basis of height and distance, and a pointer communication unit 170 for communicating with the robot 200.

포인터(100)는 레이저를 조사하여 포인팅 위치를 표시할 수 있으며, 팬/틸트(Pan/Tilt) 구동이 가능하다. 포인터(100)의 팬/틸트 구동에 의해 레이저의 조사 방향을 조정할 수 있고, 이에 따라 천장의 원하는 위치에 레이저를 포인팅할 수 있다. 또한, 포인터(100)는 천장이 잘 보이는 테이블 등에 설치하며, 설치 후 레이저를 이용하여 현재의 높이와 위치를 측정하여 맵(Map) 상에 자신의 위치를 인식할 수 있다. 물론, 다른 측정 장치를 이용하여 포인터(100)의 설치 위치를 인식할 수도 있다. 이러한 포인터(100)의 위치는 로봇(200)과 통신하여 정보 교환이 가능하다.The pointer 100 can display a pointing position by irradiating a laser and can perform pan / tilt driving. The irradiation direction of the laser can be adjusted by the pan / tilt driving of the pointer 100, so that the laser can be pointed at a desired position of the ceiling. The pointer 100 is installed on a table having a well-viewable ceiling. After installation, the pointer 100 can measure its current height and position using a laser to recognize its position on a map. Of course, the installation position of the pointer 100 may be recognized using another measuring apparatus. The position of the pointer 100 can communicate with the robot 200 to exchange information.

또한, 포인터(100)는 구분 가능한 하나의 실내, 일례로 각 방마다 하나씩 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 복수개가 설치될 수도 있다. 구체적으로, 로봇(200)이 이동하는 영역이 미리 설정된 기준 영역을 초과하는 경우, 포인터(100)가 상기 기준 영역별로 각각 설치될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 층 또는 복수개의 방으로 이루어지거나, 상기 복수개의 층 및 복수개의 방으로 이루어진 실내에서는 각 층, 각 방마다 각각 포인터(100)를 설치할 수 있고, 로봇(200)이 이동함에 따라 상기 로봇(200)의 위치를 보정할 수 있는 영역을 확장시킬 수 있다. 또한, 넓은 실내의 경우, 1개의 포인터(100)가 전 영역을 커버하지 못할 경우, 1개의 포인터(100)가 최대한 커버할 수 있는 한계 영역, 즉 미리 설정된 기준 영역의 위치마다 포인터(100)를 추가로 설치하여 로봇(200)이 이동함에 따라 위치를 보정할 수 있는 영역을 확장시킬 수 있다. 이 경우에도, 포인터(100)는 천장이 잘 보이는 테이블 등에 설치하며, 설치 후 레이저를 이용하여 현재의 높이와 위치를 측정하여 맵(Map) 상에 자신의 위치를 인식할 수 있다. 물론, 다른 측정 장치를 이용하여 포인터(100)의 설치 위치를 인식할 수도 있다. 각각의 포인터(100)의 위치는 각 포인터(100)간, 또는 로봇(200)과 통신하여 정보 교환이 가능하다.In addition, the pointer 100 can be divided into one room, for example, one room, or a plurality of the rooms can be installed. Specifically, when the area where the robot 200 moves exceeds a preset reference area, the pointer 100 may be installed for each of the reference areas. For example, in the case of a plurality of layers or a plurality of rooms, or in a room formed by the plurality of layers and the plurality of rooms, the respective pointers 100 may be provided for each layer and each room. As the robot 200 moves It is possible to expand the area where the position of the robot 200 can be corrected. In the case of a large room, when one pointer 100 can not cover the entire area, the pointer 100 is limited to a limit area where one pointer 100 can cover the maximum, that is, It is possible to expand the area where the position can be corrected as the robot 200 moves. In this case, the pointer 100 is installed on a table having a well-viewable ceiling, and after its installation, its position can be recognized on a map by measuring the current height and position using a laser. Of course, the installation position of the pointer 100 may be recognized using another measuring apparatus. The positions of the respective pointers 100 can be exchanged between the pointers 100 or by communicating with the robot 200.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서, 로봇(200)은 천장의 포인팅된 위치를 촬영하는 촬영부(210), 로봇(200)에 구동력을 제공하여 로봇(200)을 이동시키는 로봇 구동부(220), 상기 로봇(200)의 이동에 따른 현재 위치를 인식하는 로봇 위치 인식부(230), 포인터(100)와 통신하는 로봇 통신부(240), 및 상기 촬영부(210), 상기 로봇 구동부(220), 상기 로봇 위치 인식부(230), 상기 로봇 통신부(240)를 제어하는 로봇 제어부(250)를 포함한다. In the traveling system of the robot using the pointer according to an embodiment of the present invention, the robot 200 includes a photographing unit 210 for photographing the pointed position of the ceiling, a driving unit 200 for providing driving force to the robot 200, A robot communication unit 240 for communicating with the pointer 100, and a communication unit 240 for communicating with the robot 100. The robot communication unit 240 communicates with the robot 100. The robot communication unit 240 communicates with the robot 100, And a robot control unit 250 for controlling the robot driving unit 220, the robot position recognizing unit 230, and the robot communication unit 240.

실내 공간(S)을 이동하는 로봇(200)에는 촬영부(210)가 항상 천장을 촬영하고 있다. 예를 들어, 로봇(200)의 상부에는 촬영부(210)의 역할을 하는 카메라 모듈이 있고, 상기 카메라 모듈이 로봇(200)이 이동하더라도 항상 천장을 향하고 있도록 한다. 또한, 로봇(200)의 로봇 위치 인식부(230)는 로봇 구동부(220)에 설치된 주행기록장치(예를 들어, 엔코더, 속도계 등)를 이용하여 실시간으로 자신의 위치를 인식할 수 있다. 그리고, 로봇 통신부(240)는 포인터(100)와 통신하여 포인터(100)의 위치를 전송 받을 수 있고, 주기적으로 포인터(100)에 로봇의 현재 예상 위치를 알려 줄 수 있다. 포인터(100)는 전송 받은 로봇(200)의 예상 위치로 포인팅하기 때문에 포인터(100)에 의해 포인팅된 위치는 로봇(200)에서 쉽게 확인할 수 있다. 그런데, 로봇(200)은 맵(Map) 상에 없는 장애물을 넘어가거나 바퀴에 슬립 등으로 인하여 오차가 발생할 수 있으며, 이 오차를 천장의 원하는 위치에 표시되는 포인팅된 위치를 이용하여 보정한다.The photographing unit 210 always photographs the ceiling of the robot 200 moving in the indoor space S. For example, a camera module serving as a photographing unit 210 is provided at an upper portion of the robot 200, so that the camera module always faces the ceiling even when the robot 200 moves. The robot position recognition unit 230 of the robot 200 can recognize its position in real time using a traveling recording device (for example, an encoder, a speedometer, and the like) provided in the robot driving unit 220. The robot communication unit 240 can receive the position of the pointer 100 by communicating with the pointer 100 and periodically inform the pointer 100 of the current expected position of the robot. Since the pointer 100 points to a predicted position of the robot 200, the position pointed by the pointer 100 can be easily confirmed by the robot 200. [ However, the robot 200 may cause an error due to an overhang which is not on a map or a slip on a wheel, and the error is corrected using a pointed position displayed at a desired position on the ceiling.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 포인터의 개략적인 외관을 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 도 3의 포인터가 실내에서 자신의 위치를 확인하는 것을 도시한 도면이다. 그리고, 도 5는 도 3의 포인터가 실내에서 원하는 위치를 포인팅하는 것을 도시한 도면이다.3 is a schematic view of a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram showing that the pointer of FIG. 3 confirms its position in the room. 5 is a view showing that the pointer of FIG. 3 points to a desired position in the room.

도 3을 참조하면, 포인터(100)는 로봇(200)에게 원하는 포인팅 위치를 표시해 주는 레이저 조사부(110)가 상부에서 레이저를 조사하며, 상기 레이저 조사부(110)를 팬 구동부(120) 및 틸트 구동부(130)가 팬/틸트 구동한다. 여기에서, 최상부에 레이저 조사부(110), 그 아래에 틸트 구동부(130) 및 팬 구동부(120)가 배치되어 있으나, 그 설계 위치를 변경할 수 있음은 물론이다. 또한, 포인터 제어부(140), 측정부(150), 포인터 위치 인식부(160), 포인터 통신부(170) 등은 하나의 모듈로 구현할 수도 있고, 별개의 모듈로 구현할 수도 있다.3, the pointer 100 irradiates a laser from an upper portion of a laser irradiation unit 110 for displaying a desired pointing position to the robot 200, and the laser irradiation unit 110 is connected to a fan driving unit 120 and a tilt driving unit 120. [ (130) performs pan / tilt driving. Here, although the laser irradiation unit 110, the tilt driving unit 130, and the fan driving unit 120 are arranged at the uppermost portion, it is needless to say that the design position can be changed. The pointer control unit 140, the measurement unit 150, the pointer position recognition unit 160, and the pointer communication unit 170 may be implemented as a single module or as separate modules.

도 4를 참조하면, 포인터(100)는 천장이 잘 보이는 테이블(T) 위나 TV(미도시) 위 등에 설치하며, 설치 후 레이저를 이용하여 현재의 높이(h)와 위치(x, y)를 인식하여 실내 공간(S) 상에 자신의 위치를 인식한다. 여기에서, 실내 공간(S)은 맵(map)으로 표현될 수 있고, 위치는 2차원 평면 상의 좌표로 표현될 수 있다. 그러므로, 포인터(100)에서 높이(h) 및 측면 벽까지의 거리(x, y)를 측정하여 맵(map)에 표시할 수 있으며, 3차원인 실내 공간에서의 포인터(100)의 위치를 정확히 확인할 수 있다. 또한, 포인터(100)의 설치 시 다른 측정 장치를 이용하여 설치 위치를 Map 상에 표시할 수도 있다.Referring to FIG. 4, the pointer 100 is installed on a table T or a TV (not shown) having a well-viewable ceiling. After the installation, a laser is used to change the current height h and the position And recognizes its own position on the indoor space S. Here, the indoor space S can be represented by a map, and the position can be expressed by coordinates on a two-dimensional plane. Therefore, the height (h) and the distance (x, y) from the pointer 100 to the side wall can be measured and displayed on a map, and the position of the pointer 100 in the three- Can be confirmed. In addition, when the pointer 100 is installed, the installation position may be displayed on the Map using another measuring apparatus.

도 5를 참조하면, 포인터(100)가 맵(map)으로 표현되는 실내 공간(S) 상에서 자신의 평면 좌표에서의 위치(x, y)와 천장(C)까지의 높이(h)를 알고 있기 때문에 Pan/Tilt 각도를 제어하여 원하는 위치를 정확히 포인팅 하는 것이 가능하다. 이때, L은 레이저 조사부(110)의 레이저가 조사되는 시작점을 의미하며, P는 레이저가 도달하는 종료점, 즉 포인팅된 위치를 의미한다, 여기에서, Pan/Tilt 각도는 팬 구동부(120) 및 틸트 구동부(130)의 패닝(Panning) 및 틸팅(Tilting) 동작에 의해 제어 가능하다. 포인터(100)에 의해 포인팅된 위치(P)는 로봇(200)에 전송되어 로봇(200)의 위치 보정에 사용된다.5, the height (h) from the position (x, y) to the ceiling (C) in the plane coordinate of the user is known on the indoor space S in which the pointer 100 is represented by a map Therefore, it is possible to precisely point the desired position by controlling the Pan / Tilt angle. Herein, L denotes a starting point at which the laser of the laser irradiating unit 110 is irradiated, and P denotes an ending point, i.e., a pointed position, at which the laser reaches. Here, the Pan / And can be controlled by a panning and a tilting operation of the driving unit 130. The position P pointed by the pointer 100 is transmitted to the robot 200 and used for position correction of the robot 200. [

또한, 포인터(100)에 의해 포인팅된 위치에 형성되는 형상은 다양한 특징을 가지는 형상일 수 있으며, 로봇(200)이 보다 정밀한 위치 보정을 할 수 있게 하거나, 직관적인 위치 이동 및 특정 미션을 수행할 수 있도록 하는 의미를 가지는 형상일 수 있다. 예를 들어, 포인터(100)에 의해 천장에 맺히는 형상이 화살표 형상을 가질 수 있고, 화살표의 방향이 로봇(200)이 이동하려는 방향을 지시할 수 있다. 또다른 예로, 포인터(100)에 의해 천장에 맺히는 형상이 특정 기호, 문자 등을 표시함으로써, 로봇(200)의 위치 이동 등을 지시하거나, 로봇(200)이 수행하여야 할 미션 등을 명령(command)할 수 있다.In addition, the shape formed at the pointed position by the pointer 100 may be a shape having various features, and the robot 200 may perform a more precise positional correction, or may perform an intuitive position movement and a specific mission Or the like. For example, the shape formed on the ceiling by the pointer 100 may have an arrow shape, and the direction of the arrow may indicate a direction in which the robot 200 moves. As another example, when the shape formed on the ceiling by the pointer 100 indicates a specific symbol, a character, or the like, the robot 200 can be instructed to move the position of the robot 200 or the mission to be performed by the robot 200 can be commanded )can do.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 로봇이 포인터에 의해 포인팅된 위치를 확인하는 것을 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 포인터에 의해 포인팅된 위치를 기초로 로봇이 현재의 위치를 보정하는 것을 도시한 도면이다. 또한, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 로봇이 포인터에 의해 포인팅된 위치를 스캐닝(scanning)하는 것을 도시한 도면이다. 그리고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템에서 포인터에 의해 포인팅된 위치를 기초로 로봇이 이동 방향을 보정하는 것을 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view showing a position where a robot is pointed by a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention. 7 is a diagram showing a robot correcting a current position based on a position pointed by a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention. 8 is a diagram showing a robot scanning a position pointed by a pointer in a traveling system of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a view showing that the robot corrects the moving direction based on the position pointed by the pointer in the traveling system of the robot using the pointer according to the embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 실내 공간 상에서 이동하는 로봇(200)의 상부에는 천장(C)을 촬영하는 촬영부(210)가 배치되며, 로봇 구동부(220)에 의해 로봇(200)이 움직이더라도 상기 촬영부(210)는 항상 천장(C)을 촬영하여 영상으 획득할 수 있다. 즉, 로봇(200)의 자세와 상관 없이 촬영부(210)가 항상 천장(C)을 향하도록 되어있다. 그런데, 로봇(200)은 실내 공간을 표시하는 맵(Map) 상에 없는 장애물을 넘어가거나 바퀴에 슬립 등으로 인하여 현재 예상 위치와 오차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이, 현재 예상 위치는 포인터(100)에 의해 포인팅된 위치(P)와 동일하여야 하나, 실제 위치(R)와 포인팅된 위치(P)가 상이할 수 있고, 이러한 오차를 로봇(200)이 이동하여 보정하게 된다.6, a photographing unit 210 for photographing a ceiling C is disposed above a robot 200 moving in an indoor space. Even if the robot 200 moves by the robot driving unit 220, The unit 210 can always capture the ceiling C and acquire the image. That is, the photographing unit 210 always faces the ceiling C irrespective of the attitude of the robot 200. However, the robot 200 may exceed the obstacle that is not on the map indicating the indoor space, or may incur an error in the current expected position due to the slip on the wheel. For example, as shown in FIG. 6, the current expected position should be the same as the position P pointed by the pointer 100, but the actual position R and the pointed position P may be different , And the robot 200 moves and corrects the error.

도 7을 참조하면, 로봇(200)이 획득한 영상(I)에서 실제 위치(R)가 포인팅된 위치(P)와 상이하므로, 로봇 제어부(250)가 로봇 구동부(220)를 제어하여 로봇(200)을 포인팅된 위치(P)로 이동시켜 그 오차를 보정할 수 있다.7, since the actual position R of the image I obtained by the robot 200 is different from the point P at which the actual position R is pointed, the robot control unit 250 controls the robot driving unit 220, 200 can be moved to the pointed position P and the error can be corrected.

도 8을 참조하면, 포인터(100)는 로봇(200)에서 전송 받은 로봇(200)의 예상 위치(R)로 포인팅할 수 있다. 이에 따라, 포인터(100)에서 조사된 레이저의 포인팅된 위치(P)는 로봇(200)에서 영상(I)을 통해 쉽게 확인할 수 있다. 영상(I)에서 포인터(100)에 의해 포인팅된 위치(P')가 벗어나 로봇(200)에서 포인팅된 위치(P')를 찾지 못할 경우 로봇의 영상에 잡힐 때까지 주변을 스캐닝한다. 로봇(200)은 영상(I)에 포인터(100)의 포이팅 위치가 잡히면 포인터(100)로부터 현재 포인터(100)의 위치를 전송 받아 위치를 보정한다.Referring to FIG. 8, the pointer 100 may point to a predicted position R of the robot 200 received from the robot 200. Accordingly, the pointed position P of the laser irradiated from the pointer 100 can be easily confirmed by the robot 200 through the image I. [ If the position P 'pointed by the pointer 100 is out of the image I and the point P' pointed by the robot 200 is not found, the robot 100 scans the periphery until it is caught by the robot's image. The robot 200 receives the position of the pointer 100 from the pointer 100 and corrects the position of the pointer 100 when the pointer 100 is positioned on the image I. [

로봇(200)의 이동 방식이 제자리 회전이 가능한 캐터필러(Caterpillar) 구동이나 디퍼런셜(Differential) 구동 방식 등인 경우, 포인터(100)를 이용한 위치 보정이 끝난 후, 방향을 포인팅 받아서 로봇(200)의 방향을 보정하는 것도 가능하다. 도 9에 도시한 바와 같이, 로봇(200)의 첫번째 영상(I1)에서 현재 위치(R)에서 포인팅된 위치(P1)로 위치 보정이 완료되면, 로봇(200)의 회전 방향을 보정한다. 이때, 두번째 영상(I2)에서와 같이 포인터(100)에서 로봇(200)이 회전하여할 방향으로 레이저를 조사하여 포인팅을 하고, 상기 2번째 포인팅된 위치(P2)를 향하여 로봇(200)이 회전한 후, 세번째 영상(I3)에 도시한 바와 같이 로봇(200)이 포인팅된 위치(P2)로 이동하게 된다. 이에 따라, 로봇(200)의 위치 보정뿐만 아니라 방향 보정이 가능하다.In the case where the moving method of the robot 200 is a Caterpillar driving method or a differential driving method capable of rotating in place, after the position correction using the pointer 100 is completed, the direction is pointed and the direction of the robot 200 It is also possible to correct it. 9, when the position correction from the first image I1 of the robot 200 to the point P1 pointed at the current position R is completed, the rotation direction of the robot 200 is corrected. At this time, as in the second image I2, the robot 200 rotates in the direction of the pointer 100 to irradiate laser in the direction to be pointed, and the robot 200 rotates toward the second pointed position P2. The robot 200 moves to the point P2 where the robot 200 is pointing, as shown in the third image I3. Accordingly, not only the positional correction of the robot 200 but also the directional correction is possible.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법의 순서도이다.10 is a flowchart of a method of traveling a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법은, 포인터(100)를 이용하여 로봇(200)을 주행시킴에 있어서, 상기 포인터(100)에서 조사되는 레이저로 천장에 원하는 위치를 포인팅(pointing)하고(S10), 상기 포인팅된 위치를 상기 로봇(200)의 카메라로 확인하고(S20), 상기 포인터(100)로부터 현재 포인터의 위치를 전송 받고(S30), 상기 로봇(200)의 위치를 보정한다(S40).10, a traveling method of a robot using a pointer according to an embodiment of the present invention is a method of traveling a robot 200 using a pointer 100, A desired position is pointed to the ceiling in step S10 and the pointed position is confirmed by the camera of the robot 200 in step S20. The position of the current pointer is received from the pointer 100 in step S30, The position of the robot 200 is corrected (S40).

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법은, 복수의 포인터(100)를 이용하여 로봇(200)을 주행시킬 수 있으며, 제 1포인터에서 포인팅된 위치를 로봇(200)의 카메라로 확인하고, 상기 제1 포인터로부터 현재 제1 포인터의 위치를 전송 받고, 상기 로봇(200)의 위치를 보정한다. 그런 후에, 제 2포인터에서 포인팅된 위치를 상기 로봇(200)의 카메라로 확인하고, 상기 제2 포인터로부터 현재 제2 포인터의 위치를 전송 받고, 상기 로봇(200)의 위치를 보정한다.The method of running a robot using a pointer according to another embodiment of the present invention may include moving a robot 200 using a plurality of pointers 100 and moving a point pointed by the first pointer to the robot 200, And receives the position of the first pointer from the first pointer and corrects the position of the robot 200. [ Then, the position of the second pointer is confirmed by the camera of the robot 200, the position of the second pointer is received from the second pointer, and the position of the robot 200 is corrected.

본 발명의 여러 실시예에 따른 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법을 통해, 로봇(200)의 이동 공간 내에 포인터(100) 외에 다른 표식을 부착할 필요가 없으며, 포인터(100)의 포인팅 위치와 로봇(200)의 현재 위치의 오차를 줄이는 방향으로 로봇(200)이 이동만 하면 위치 보정이 되기 때문에 복잡한 영상처리 알고리즘 등도 불필요하다. 또한, 로봇(200)의 속도에 맞춰 포인터(100)를 움직여서 로봇(200)이 포인터(100)에서 조사되는 레이저의 포인팅 위치를 트랙킹(tracking)하여 이동할 수 있다.It is not necessary to attach other markers in addition to the pointer 100 in the moving space of the robot 200 through the moving method of the robot using the pointer according to the various embodiments of the present invention and the pointing position of the pointer 100, 200 are moved only in the direction of reducing the error of the current position of the robot 200, a complicated image processing algorithm and the like are unnecessary. In addition, the pointer 200 can be moved by tracking the pointing position of the laser irradiated from the pointer 100 by moving the pointer 100 in accordance with the speed of the robot 200.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100: 포인터
110: 레이저 조사부 120: 팬 구동부
130: 틸트 구동부 140: 포인터 제어부
150: 측정부 160: 포인터 위치 인식부
170: 포인터 통신부
200: 로봇
210: 촬영부 120: 로봇 구동부
230: 로봇 위치 인식부 240: 로봇 통신부
150: 로봇 제어부100: Pointer
110: laser irradiation unit 120: fan driving unit
130: Tilt driver 140: Pointer controller
150: measuring unit 160: pointer position recognizing unit
170: Pointer communication section
200: Robot
210: photographing unit 120: robot driving unit
230: Robot position recognition unit 240: Robot communication unit
150:

Claims (9)

천장에 원하는 위치를 포인팅(pointing)하는 포인터; 및
상기 포인팅된 위치를 확인하고, 상기 포인터로부터 현재 포인터의 위치를 전송 받아 위치를 보정하는 로봇을 포함하는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템.A pointer for pointing the desired location on the ceiling; And
And a robot for confirming the pointed position and correcting the position by receiving the position of the current pointer from the pointer. 제 1항에 있어서,
상기 포인터는,
포인팅을 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
상기 포인터를 팬(pan) 운동시키는 팬 구동부;
상기 포인터를 틸트(tilt) 운동시키는 틸트 구동부; 및
상기 팬 구동부 및 틸트 구동부를 제어하여 상기 레이저의 포인팅 위치를 제어하는 포인터 제어부를 포함하는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템.The method according to claim 1,
The pointer,
A laser irradiation unit for irradiating a laser for pointing;
A fan driving unit for moving the pointer in a pan;
A tilt driver for tilting the pointer; And
And a pointer control unit for controlling the pointing position of the laser by controlling the fan driving unit and the tilt driving unit. 제 2항에 있어서,
상기 포인터는,
상기 레이저 조사부에서 조사되는 레이저를 이용하여 상기 포인터부터 상기 천장까지의 높이와, 상기 포인터부터 측면 벽까지의 거리를 측정하는 측정부;
상기 높이 및 거리를 기초로 3차원 공간 상에서 상기 포인터의 현재 위치를 인식하는 포인터 위치 인식부; 및
상기 로봇과 통신하는 포인터 통신부를 더 포함하는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템.3. The method of claim 2,
The pointer,
A measuring unit for measuring a height from the pointer to the ceiling and a distance from the pointer to the side wall using a laser irradiated by the laser irradiation unit;
A pointer position recognizing unit for recognizing a current position of the pointer on a three-dimensional space based on the height and the distance; And
And a pointer communication unit for communicating with the robot. 제 1항에 있어서,
상기 로봇은,
상기 포인팅된 위치를 촬영하는 촬영부;
상기 로봇에 구동력을 제공하여 로봇을 이동시키는 로봇 구동부;
상기 로봇의 이동에 따른 현재 위치를 인식하는 로봇 위치 인식부;
상기 포인터와 통신하는 로봇 통신부; 및
상기 촬영부, 상기 로봇 구동부, 상기 로봇 위치 인식부, 상기 로봇 통신부를 제어하는 로봇 제어부를 포함하는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템.The method according to claim 1,
The robot includes:
A photographing unit photographing the pointed position;
A robot driving unit for providing a driving force to the robot to move the robot;
A robot position recognition unit for recognizing a current position according to the movement of the robot;
A robot communication unit for communicating with the pointer; And
And a robot controller for controlling the photographing unit, the robot driving unit, the robot position recognizing unit, and the robot communication unit. 제 4항에 있어서,
상기 로봇은,
상기 촬영부가 항상 상기 천장을 촬영하는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템.5. The method of claim 4,
The robot includes:
Wherein the photographing section always photographs the ceiling. 제 1항에 있어서,
상기 로봇이 이동하는 영역이 미리 설정된 기준 영역을 초과하는 경우, 상기 포인터가 상기 기준 영역별로 각각 설치되는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the pointer is installed for each of the reference areas when the area to which the robot moves exceeds a preset reference area. 제 6항에 있어서,
상기 포인터가 복수 개인 경우, 상기 각 포인터의 위치가 각각의 포인터 간에 통신하거나, 또는 로봇과 통신하여 정보 교환이 가능한, 포인터를 이용한 로봇의 주행 시스템.The method according to claim 6,
Wherein a position of each of the pointers is communicated between the respective pointers or information can be exchanged by communicating with the robot when the pointers are plural. 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법에 있어서,
상기 포인터에서 조사되는 레이저로 천장에 원하는 위치를 포인팅(pointing)하는 단계;
상기 포인팅된 위치를 상기 로봇의 카메라로 확인하는 단계;
상기 포인터로부터 현재 포인터의 위치를 전송 받는 단계; 및
상기 로봇의 위치를 보정하는 단계를 포함하는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법.A method of running a robot using a pointer,
Pointing a desired position on the ceiling with the laser irradiated from the pointer;
Confirming the pointed position with a camera of the robot;
Receiving a position of a current pointer from the pointer; And
And correcting the position of the robot. 복수의 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법에 있어서,
제 1포인터에서 포인팅된 위치를 상기 로봇의 카메라로 확인하는 단계;
상기 제1 포인터로부터 현재 제1 포인터의 위치를 전송 받는 단계;
상기 로봇의 위치를 보정하는 단계;
제 2포인터에서 포인팅된 위치를 상기 로봇의 카메라로 확인하는 단계;
상기 제2 포인터로부터 현재 제2 포인터의 위치를 전송 받는 단계; 및
상기 로봇의 위치를 보정하는 단계를 포함하는, 포인터를 이용한 로봇의 주행 방법.A method of running a robot using a plurality of pointers,
Confirming a pointed position in a first pointer with a camera of the robot;
Receiving a position of a current first pointer from the first pointer;
Correcting the position of the robot;
Confirming a pointed position in a second pointer with a camera of the robot;
Receiving a position of a current second pointer from the second pointer; And
And correcting the position of the robot.
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