KR100266988B1 - Recognition device and method for cleaning area of robot cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법에 관한 것으로, CCD카메라를 구동시켜 청소구역의 주변환경을 촬영하는 CCD카메라구동부와, 레이저광송출소자를 구동시켜 상기 CCD카메라가 촬영하는 청소구역의 주변환경내에 레이저광포인트를 형성시키는 레이저광송출소자구동부와, 카메라모터를 구동시켜 상기 CCD카메라 및 레이저광송출소자를 회전시키는 카메라모터구동부와, 상기 CCD카메라구동부와 레이저광송출소자구동부 및 카메라모터구동부를 각각 제어하여, 상기 CCD카메라 및 레이저광송출소자를 소정각도로 회전시키면서 레이저광포인트가 형성된 청소구역의 주변환경을 촬영하고, 상기 CCD카메라가 촬영한 주변환경의 영상을 입력받아 청소구역의 형태를 인식하는 제어부를 포함하여 구성되어, CCD카메라와 레이저광송출소자를 이용하여 청소구역의 형태를 정확하게 인식하고, 이와 같이 인식된 청소구역의 형태에 따라 주행경로를 결정하여 결정된 주행경로를 따라 청소를 수행함으로써, 청소구역을 신속 정확하게 청소할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus and method for recognizing a cleaning area type of a robot cleaner, comprising: a CCD camera driver for driving a CCD camera to photograph a surrounding environment of the cleaning area; A laser light emitting device driver for forming a laser light point in the surrounding environment of the zone, a camera motor driver for driving the camera motor to rotate the CCD camera and the laser light emitting device, the CCD camera driver and a laser light emitting device driver; The camera motor driving unit is controlled to photograph the surrounding environment of the cleaning area in which the laser light point is formed while rotating the CCD camera and the laser light emitting device at a predetermined angle, and the image of the surrounding environment photographed by the CCD camera is input and cleaned. Containing a control unit for recognizing the shape of the zone, CCD camera and laser light emitting device By accurately recognizing the shape of the cleaning area by using, and by determining the driving path according to the shape of the cleaning zone thus recognized, cleaning along the determined driving path, there is an effect that can be quickly and accurately cleaning the cleaning area.
Description
본 발명은 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 로봇 청소기로부터 청소구역의 주변환경까지의 거리를 측정하여 청소구역의 형태를 인식하는 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for recognizing a cleaning area of a robot cleaner, and more particularly, to a method for recognizing a shape of a cleaning area by measuring a distance from the robot cleaner to the surrounding environment of the cleaning area. An apparatus and a method thereof are provided.
통상적으로, 로봇 청소기란 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기를 말한다.In general, the robot cleaner refers to a device that automatically cleans an area to be cleaned by inhaling foreign substances such as dust from the floor surface while driving itself in the area to be cleaned without a user's operation.
이러한 로봇 청소기는 거리센서를 통해 청소구역내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 이에 따라 로봇 청소기의 좌륜모터와 우륜모터를 선택적으로 구동함으로써, 스스로 방향을 전환해가면서 청소구역을 청소한다.The robot cleaner determines the distance to the obstacles such as furniture, office supplies, and walls installed in the cleaning area through the distance sensor, and selectively drives the left and right wheel motors of the robot cleaner according to the distance, thereby changing the direction by itself. Clean it.
그러나, 상기와 같은 종래의 로봇 청소기는 청소구역의 형태를 파악하는 기능이 없으므로, 청소구역의 형태에 상관없이 장애물 감지센서등과 같은 각종센서의 출력 및 미리 설정된 프로그램에 따라 청소구역을 주행하면서 청소를 수행하기 때문에, 청소구역을 청소하는 시간이 많이 걸리 뿐만 아니라 청소가 정확하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.However, the above-described conventional robot cleaner does not have a function of grasping the shape of the cleaning area, and thus cleaning while driving the cleaning area according to the output of various sensors such as an obstacle detection sensor and a predetermined program regardless of the shape of the cleaning area. Because it performs, it takes a lot of time to clean the cleaning area, there was a problem that the cleaning is not made correctly.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 고체촬상관소자카메라(이하, CCD카메라라고 칭함)와 레이저광송출소자를 이용하여 청소구역의 형태를 정확히 인식하고, 이와 같이 인식된 청소구역의 형태에 의해 결정된 주행경로를 따라 청소를 수행하는 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems of the prior art, by using a solid state imaging device camera (hereinafter referred to as CCD camera) and a laser light emitting device to accurately recognize the shape of the cleaning area, and thus recognized An object of the present invention is to provide an apparatus and method for recognizing a cleaning area type of a robot cleaner which performs cleaning along a driving path determined by the type of cleaning area.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치는, CCD카메라를 구동시켜 청소구역의 주변환경을 촬영하는 CCD카메라구동부와, 레이저광송출소자를 구동시켜 상기 CCD카메라가 촬영하는 청소구역의 주변환경내에 레이저광포인트를 형성시키는 레이저광송출소자구동부와, 카메라모터를 구동시켜 상기 CCD카메라 및 레이저광송출소자를 회전시키는 카메라모터구동부와, 상기 CCD카메라구동부와 레이저광송출소자구동부 및 카메라모터구동부를 각각 제어하여, 상기 CCD카메라 및 레이저광송출소자를 소정각도로 회전시키면서 레이저광포인트가 형성된 청소구역의 주변환경을 촬영하고, 상기 CCD카메라가 촬영한 주변환경의 영상을 입력받아 청소구역의 형태를 인식하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The cleaning area type recognition apparatus of the robot cleaner according to the present invention for achieving the above object includes a CCD camera driver for photographing the surrounding environment of the cleaning area by driving a CCD camera, and driving the laser light transmitting element to photograph the CCD camera. A laser light emitting device driver for forming a laser light point in the surrounding environment of the cleaning area, a camera motor driver for driving the camera motor to rotate the CCD camera and the laser light emitting device, the CCD camera driver and the laser light emitting device By controlling the driving unit and the camera motor driving unit, the CCD camera and the laser light emitting device are rotated at a predetermined angle to photograph the surrounding environment of the cleaning area in which the laser light point is formed, and the image of the surrounding environment photographed by the CCD camera is input. And a control unit configured to recognize the shape of the cleaning area.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소구역형태 인식방법은, 레이저광송출소자를 구동시켜 레이저광을 청소구역의 주변환경을 향해 송출하는 레이저광송출단계와, 상기 레이저광송출단계에서 송출된 레이저광에 의해 형성된 레이저광포인트를 포함하는 주변환경을 CCD카메라를 사용하여 촬영하는 촬영단계와, 상기 촬영단계에서 촬영된 주변환경의 영상으로부터 주변환경까지의 거리를 측정하는 거리측정단계와, 상기 CCD카메라 및 레이저광송출소자를 소정각도 회전시키는 회전단계와, 상기 CCD카메라 및 레이저광송출소자가 360도 이상 회전하였는가를 판단하여 360도 이상 회전하지 않았으면 상기 레이저광송출단계를 반복 수행하는 회전각도판단단계와, 상기 회전각도판단단계에서 CCD카메라 및 레이저광송출소자가 360도 이상 회전하였으면 상기 거리측정단계에서 측정한 거리정보로부터 청소구역의 형태를 인식하는 청소구역형태인식단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the cleaning area type recognition method of the robot cleaner according to the present invention for achieving the above object, the laser light transmitting step of transmitting a laser light toward the surrounding environment of the cleaning area by driving the laser light emitting device, A photographing step of photographing a surrounding environment including a laser light point formed by the laser light emitted in the laser light emitting step by using a CCD camera, and measuring a distance from the image of the surrounding environment photographed in the photographing step to the surrounding environment A distance measuring step, a rotating step of rotating the CCD camera and the laser light emitting device by a predetermined angle, and determining whether the CCD camera and the laser light emitting device are rotated by 360 degrees or more, and not rotating the light by more than 360 degrees. The rotation angle judging step of repeating the sending step, the CCD camera and the laser light transmission in the rotation angle judging step When you have 360 degrees or more it is characterized in that the rotor is configured to include a cleaning section form recognition step of recognizing the shape of the cleaning area from the distance information measured by the distance measuring step.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 개략적인 정면도,1 is a schematic front view of a robot cleaner according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 개략적인 배면도,2 is a schematic rear view of the robot cleaner according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 청소구역형태 인식장치를 포함하는 로봇 청소기의 개략적인 블록도,3 is a schematic block diagram of a robot cleaner including a cleaning area type recognition device according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소구역형태 인식방법의 순서도,4 is a flow chart of the cleaning area type recognition method of the robot cleaner according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법에서 청소구역의 주변환경을 촬영하는 방법을 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining a method for photographing the surrounding area of the cleaning area in the cleaning area type recognition apparatus and method of the robot cleaner according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법에서 주변환경까지의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a method for measuring the distance to the surrounding environment in the cleaning area type recognition apparatus and method thereof of the robot cleaner according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 주행 로봇 101 : 흡입브러쉬100: driving robot 101: suction brush
102 : 흡입관 103 : 보조바퀴102: suction pipe 103: auxiliary wheel
104 : 충전용 단자 105 : 와이드센서104: charging terminal 105: wide sensor
110 : CCD카메라 115 : CCD카메라구동부110: CCD camera 115: CCD camera driver
120 : 카메라모터 125 : 카메라모터구동부120: camera motor 125: camera motor drive unit
130 : 레이저광송출소자 135 : 레이저광송출소자구동부130: laser light transmitting device 135: laser light transmitting device driver
140 : 좌륜모터 141 : 좌륜140: left wheel motor 141: left wheel
145 : 좌륜모터구동부 150 : 좌륜엔코더145: left wheel motor drive unit 150: left wheel encoder
155 : 우륜모터 156 : 우륜155: right wheel motor 156: right wheel
160 : 우륜모터구동부 165 : 우륜엔코더160: right-wheel motor drive unit 165: right-wheel encoder
170 : 주행로봇 제어부 175 : 주행로봇 밧데리170: driving robot control unit 175: driving robot battery
200 : 핸디 청소기 205 : 조작부200: Handy Cleaner 205: Control Panel
210 : 흡입모터 215 : 흡입모터구동부210: suction motor 215: suction motor drive unit
220 : 청소기 제어부 225 : 청소기 밧데리220: cleaner control unit 225: cleaner battery
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 개략적인 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 개략적인 배면도이다.1 is a schematic front view of a robot cleaner according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic rear view of the robot cleaner according to the present invention.
상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 주행 로봇(100)과 핸디 청소기(200)로 이루어지는데, 상기 핸디 청소기(200)는 상기 주행 로봇(100)와 결합/분리 가능하도록 되어 있고, 상기 주행 로봇(100)에는 먼지등의 이물질을 흡입하기 위한 흡입브러쉬(101)와 흡입관(102), 주행 로봇(100)의 주행 안정성을 높이기 위한 보조바퀴(103), 주행 로봇(100)의 밧데리(미도시)로 충전용 전원을 공급하기 위한 충전용 전원단자(104)가 구비되어 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the robot cleaner according to the present invention includes a traveling robot 100 and a handy cleaner 200. The handy cleaner 200 is coupled to the traveling robot 100. It is detachable, and the traveling robot 100 includes a suction brush 101 for suctioning foreign substances such as dust, an intake pipe 102, and an auxiliary wheel 103 for increasing driving stability of the traveling robot 100. A charging power supply terminal 104 is provided to supply charging power to a battery (not shown) of the traveling robot 100.
상기 흡입관(102)은 상기 핸디 청소기(200)를 주행 로봇(100)에 결합시 상기 핸디 청소기(200)의 흡입구(미도시)와 상기 흡입브러쉬(101)를 연통시키도록 형성되어 있다.The suction pipe 102 is configured to communicate the suction port (not shown) of the handy cleaner 200 with the suction brush 101 when the handy cleaner 200 is coupled to the traveling robot 100.
또한, 상기 주행 로봇(100)의 전면에는 장애물을 감지하기 위한 복수개의 적외선송신소자(106)와 적외선수신소자(107)로 이루어진 와이드센서(105)가 구비되어 있으며, 상기 주행 로봇(100)의 상부에는 CCD카메라(110)와 레이저광송출소자(130)가 구비되어 있고, 상기 주행 로봇(100)의 하부에는 좌륜(141)과 우륜(156)을 각각 구동시키는 좌륜모터(140) 및 우륜모터(155)와, 상기 좌륜모터(140)와 우륜모터(155)의 회전상태를 감지하는 좌륜엔코더(150)와 우륜엔코더(165)가 구비되어 있다.In addition, the front surface of the traveling robot 100 is provided with a wide sensor 105 consisting of a plurality of infrared transmitting element 106 and infrared receiving element 107 for detecting obstacles, The upper part is provided with a CCD camera 110 and a laser light emitting device 130, the lower part of the traveling robot 100, the left wheel motor 140 and the right wheel motor for driving the left wheel 141 and the right wheel 156, respectively. 155 and a left wheel encoder 150 and a right wheel encoder 165 for detecting a rotation state of the left wheel motor 140 and the right wheel motor 155 are provided.
그리고, 상기 핸드 청소기(200)에는 핸디 청소기(200)를 주행 로봇(100)에 결합시 상기 주행 로봇(100)의 흡입관(102)과 연통되는 흡입구(미도시)와, 흡입력을 발생하는 흡입모터(미도시) 및, 상기 흡입모터(미도시)에 의해 발생된 흡입력에 의해 흡입된 먼지등의 이물질이 저장되는 집진실(미도시)이 구비되어 있다.The hand cleaner 200 includes a suction port (not shown) in communication with the suction pipe 102 of the travel robot 100 and a suction motor that generates suction force when the handy cleaner 200 is coupled to the travel robot 100. (Not shown) and a dust collecting chamber (not shown) for storing foreign substances such as dust sucked by the suction force generated by the suction motor (not shown).
한편, 도 3은 본 발명에 따른 청소구역형태 인식장치를 포함하는 로봇 청소기의 개략적인 블록도로서, 본 발명에 따른 청소구형형태 인식장치를 포함하는 로봇 청소기는, 주행 로봇(100)과, 핸디 청소기(200) 및, 상기 핸디 청소기(200)를 상기 주행 로봇(100)에 결합시 상기 주행 로봇(100)과 핸디 청소기(200)를 전기적으로 연결하는 전원콘넥터(302)와 제어신호콘넥터(304)로 이루어진 콘넥터부(300)를 포함하여 구성되어 있다.3 is a schematic block diagram of a robot cleaner including a cleaning area shape recognition device according to the present invention, wherein the robot cleaner including the cleaning sphere shape recognition device according to the present invention includes a traveling robot 100 and a handyman. When the cleaner 200 and the handy cleaner 200 are coupled to the traveling robot 100, a power connector 302 and a control signal connector 304 that electrically connect the traveling robot 100 and the handy cleaner 200 to each other. It is configured to include a connector 300 made of a).
상기 주행 로봇(100)은, 와이드센서(105)와, CCD카메라(110), CCD카메라구동부(115), 카메라모터(120), 카메라모터구동부(125), 레이저광송출소자(130), 레이저광송출소자구동부(135), 좌륜모터(140), 좌륜모터구동부(145), 좌륜엔코더(150), 우륜모터(155), 우륜모터구동부(160), 우륜엔코더(165), 주행로봇 제어부(170) 및, 주행로봇 밧데리(175)를 포함하여 구성되어 있다.The traveling robot 100 includes a wide sensor 105, a CCD camera 110, a CCD camera driver 115, a camera motor 120, a camera motor driver 125, a laser light emitting device 130, and a laser. Light transmitting element driving unit 135, left wheel motor 140, left wheel motor driving unit 145, left wheel encoder 150, right wheel motor 155, right wheel motor driving unit 160, right wheel encoder 165, traveling robot control unit ( 170) and a traveling robot battery (175).
상기 와이드센서(105)는 주행 로봇(100)의 전면에 위치한 장애물을 감지하여 상기 주행로봇 제어부(170)로 입력하는 것으로, 가로로 배열된 복수개의 적외선송신소자(106)와, 상기 복수개의 적외선송신소자(106)에서 송출된 적외선이 장애물에 반사된 적외선을 수신하는 적외선수신소자(107)로 이루어져 있다.The wide sensor 105 detects an obstacle located in front of the traveling robot 100 and inputs it to the traveling robot control unit 170. The plurality of infrared transmitting devices 106 arranged horizontally and the plurality of infrared rays are provided. The infrared ray transmitted from the transmitting element 106 is composed of an infrared ray receiving element 107 for receiving infrared rays reflected by obstacles.
상기 CCD카메라구동부(115)는 상기 주행로봇 제어부(170)의 제어에 따라 상기 CCD카메라(110)를 구동시켜 상기 CCD카메라(110)가 청소구역의 주변환경을 촬영하여 상기 주행로봇 제어부(170)로 입력하도록 하고, 상기 카메라모터구동부(125)는 상기 주행로봇 제어부(170)의 제어에 따라 상기 카메라모터(120)를 구동시켜 상기 CCD카메라(110) 및 레이저광송출소자(130)를 회전시키도록 되어 있다.The CCD camera driver 115 drives the CCD camera 110 under the control of the traveling robot controller 170 so that the CCD camera 110 photographs the surrounding environment of the cleaning area so that the traveling robot controller 170 The camera motor driver 125 rotates the CCD camera 110 and the laser light emitting device 130 by driving the camera motor 120 under the control of the driving robot controller 170. It is supposed to be.
이때, 상기 카메라모터(120)는 상기 주행로봇 제어부(170)가 원하는 각도로 CCD카메라(110)를 정확하게 회전시키기 용이하도록 스텝핑모터로 구현된다.In this case, the camera motor 120 is implemented as a stepping motor so that the driving robot controller 170 can easily rotate the CCD camera 110 at a desired angle.
그리고, 상기 레이저광송출소자구동부(135)는 상기 주행로봇 제어부(170)의 제어에 따라 레이저광송출소자(130)를 구동시켜 상기 CCD카메라(110)가 촬영하는 청소영역의 주변환경에 레이저광포인트를 형성시키도록 되어 있다.In addition, the laser light emitting device driver 135 drives the laser light emitting device 130 under the control of the traveling robot controller 170 to generate a laser light in a surrounding environment of the cleaning area photographed by the CCD camera 110. It is intended to form a point.
이때, 상기 레이저광송출소자(130)는 상기 CCD카메라(110)와 일체로 회전하도록 고정되어 있음과 동시에 상기 CCD카메라(110)가 촬영하는 주변환경에 레이저광포인트를 형성하도록 전면을 향해 소정각도로 고정되어 있다.At this time, the laser light emitting device 130 is fixed to rotate integrally with the CCD camera 110 and at a predetermined angle toward the front surface to form a laser light point in the surrounding environment photographed by the CCD camera 110. It is fixed as.
상기 좌륜모터구동부(145) 및 우륜모터구동부(160)는 상기 주행로봇 제어부(170)의 제어에 따라 좌륜모터(140) 및 우륜모터(155)를 구동시켜 주행 로봇(100)을 주행시키도록 되어 있고, 상기 좌륜엔코더(150) 및 우륜엔코더(165)는 상기 좌륜모터(140) 및 우륜모터(155)의 회전상태를 감지하여 상기 주행로봇 제어부(170)로 입력하도록 되어 있다.The left wheel motor driver 145 and the right wheel motor driver 160 drive the left wheel motor 140 and the right wheel motor 155 to drive the travel robot 100 under the control of the travel robot controller 170. The left wheel encoder 150 and the right wheel encoder 165 detect rotational conditions of the left wheel motor 140 and the right wheel motor 155 and input the same to the driving robot controller 170.
상기 주행로봇 제어부(170)는 핸디 청소기(200)가 주행 로봇(100)에 결합된 상태에서 콘넥터부(300)의 제어신호콘넥터(304)를 통해 상기 핸디 청소기(200)의 청소기 제어부(220)로부터 청소시작신호가 입력받아 주행 로봇(100)의 전체 동작을 제어하도록 되어 있는 것으로, 상기 청소기 제어부(220)로부터 청소시작신호가 입력되면 레이저광송출소자구동부(135)를 제어하여 레이저광송출소자(130)가 주변환경을 향해 레이저광을 송출시키도록 하고, 상기 CCD카메라구동부(115)와 카메라모터구동부(125) 및 레이저광송출소자구동부(135)를 제어하여 CCD카메라(110) 및 레이저광송출소자(130)를 소정각도로 회전시키면서 레이저광포인트가 형성된 청소구역의 주변환경을 촬영한다.The traveling robot controller 170 may operate the cleaner controller 220 of the handy cleaner 200 through the control signal connector 304 of the connector 300 while the handy cleaner 200 is coupled to the traveling robot 100. The cleaning start signal is inputted from the controller to control the entire operation of the traveling robot 100. When the cleaning start signal is inputted from the cleaner controller 220, the laser beam transmitting element driver 135 is controlled to control the laser beam transmitting element. The CCD 130 transmits laser light toward the surrounding environment, and controls the CCD camera driver 115, the camera motor driver 125, and the laser light emitting device driver 135 to control the CCD camera 110 and the laser light. The environment around the cleaning area in which the laser light point is formed while rotating the transmitting device 130 at a predetermined angle is photographed.
또한, 상기 주행로봇 제어부(170)는 상기 CCD카메라(110)로부터 레이저광포인트가 형성되 주변환경의 영상을 입력받아 청소구역의 형태를 인식한 다음, 이와 같이 인식된 청소구역의 형태에 따라 주행 로봇(100)의 주행경로를 결정하여 결정된 주행경로를 따라 주행 로봇(100)이 주행하도록 좌륜모터구동부(145)와 우륜모터구동부(160)를 제어한다.In addition, the driving robot control unit 170 receives a laser light point from the CCD camera 110, receives an image of the surrounding environment, recognizes the shape of the cleaning area, and then moves the robot according to the shape of the cleaning area. The driving path 100 is determined to control the left wheel motor driving unit 145 and the right wheel motor driving unit 160 so that the driving robot 100 travels along the determined driving path.
또, 상기 주행로봇 제어부(170)는 주행 로봇(100)을 주행시킬 때, 상기 와이드센서(105)와, 좌륜엔코더(150), 우륜엔코더(165)로부터 입력된 신호에 따라 주행 로봇(100)이 주행경로를 따라 정확하게 주행하도록 제어한다.In addition, when the traveling robot control unit 170 drives the traveling robot 100, the traveling robot 100 according to signals input from the wide sensor 105, the left wheel encoder 150, and the right wheel encoder 165. Control to travel correctly along this driving route.
그리고, 상기 주행로봇 밧데리(170)는 충전용 전원단자(104)를 통해 외부 충전장치로부터 전원을 입력받아 충전하였다가 상기 주행 로봇(100)을 구동시키는데 필요한 전원을 공급함과 동시에, 핸디 청소기(200)가 주행 로봇(100)에 결합되면 콘넥터부(300)의 전원콘넥터(302)를 통해 상기 핸디 청소기(200)로 전원을 공급하도록 되어 있다.In addition, the mobile robot battery 170 receives power from an external charging device through the charging power terminal 104 and charges the power, and supplies the power required to drive the mobile robot 100, and at the same time, the handy cleaner 200. ) Is coupled to the traveling robot 100 to supply power to the handy cleaner 200 through the power connector 302 of the connector 300.
한편, 상기 핸디 청소기(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 조작부(205)와 흡입모터(210), 흡입모터구동부(215), 청소기제어부(220) 및, 청소기 밧데리(225)를 포함하여 구성되어 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the handy cleaner 200 includes an operation unit 205, a suction motor 210, a suction motor driver 215, a cleaner control unit 220, and a cleaner battery 225. Consists of.
상기 조작부(205)는 사용자의 조작에 따라 핸디 청소기(200)를 동작시키는 위한 청소시작신호를 청소기 제어부(220)로 입력하도록 되어 있고, 상기 청소기 제어부(220)는 상기 조작부(205)로부터 청소시작신호가 입력되면 흡입모터(210)를 구동시키도록 흡입모터구동부(215)를 제어함과 동시에 콘넥터부(300)의 제어신호콘넥터(304)를 통해 상기 주행로봇 제어부(170)로 청소시작신호를 입력하도록 되어 있다.The operation unit 205 is configured to input a cleaning start signal for operating the handy cleaner 200 to the cleaner control unit 220 according to a user's operation, and the cleaner control unit 220 starts cleaning from the operation unit 205. When the signal is input, while controlling the suction motor driver 215 to drive the suction motor 210 and at the same time through the control signal connector 304 of the connector 300 to the cleaning robot control unit 170 to start the cleaning signal It is supposed to be entered.
상기 흡입모터 구동부(215)는 상기 청소기 제어부(220)의 제어에 따라 흡입모터(210)를 구동시켜 흡입력을 발생시키고, 상기 청소기 밧데리(225)는 상기 콘넥터부(300)의 전원콘넥터(302)를 통해 상기 주행 로봇(100)의 주행로봇 밧데리(175)로부터 전원을 공급받아 충전되도록 되어 있다.The suction motor driver 215 drives the suction motor 210 under the control of the cleaner controller 220 to generate suction power, and the cleaner battery 225 is a power connector 302 of the connector 300. Through the power supply from the driving robot battery 175 of the traveling robot 100 is to be charged.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 로봇 청소기의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the robot cleaner according to the present invention configured as described above in detail.
핸디 청소기(200)를 주행 로봇(100)에 결합시키면, 콘넥터부(300)의 전원콘넥터(302)를 통해 주행 로봇(100)과 핸디 청소기(200)의 전원라인이 서로 접속되고, 콘넥터부(300)의 제어신호콘넥터(304)를 통해 주행 로봇(100)과 핸디 청소기(200)의 신호라인이 서로 접속된다.When the handy cleaner 200 is coupled to the traveling robot 100, power lines of the traveling robot 100 and the handy cleaner 200 are connected to each other through the power connector 302 of the connector unit 300, and the connector unit ( Signal lines of the traveling robot 100 and the handy cleaner 200 are connected to each other through the control signal connector 304 of 300.
상기와 같이 주행 로봇(100)에 핸디 청소기(200)가 결합되면 상기 주행로봇(100)의 주행로봇 밧데리(175)로부터 핸디 청소기(200)를 구동시키기 위한 전원이 전원콘넥터(302)를 통해 핸디 청소기(200)로 공급되는데, 이때 핸디 청소기(200)의 청소기 밧데리(225)가 상기 전원콘넥터(302)에 접속되어 있음에 따라 상기 주행로봇 밧데리(175)로부터 전원을 공급받아 충전된다.When the handy cleaner 200 is coupled to the traveling robot 100 as described above, the power source for driving the handy cleaner 200 from the traveling robot battery 175 of the traveling robot 100 is a handy connector through the power connector 302. The cleaner 200 is supplied to the cleaner 200, and the battery 225 of the handy cleaner 200 is connected to the power connector 302 to be supplied with power from the driving robot battery 175.
이와 같이 청소기 밧데리(225)가 충전됨에 따라 핸디 청소기(200)를 주행 로봇(100)으로부터 분리시키더라도 상기 청소기 밧데리(225)에 충전된 전원에 의해 핸디 청소기(200)가 독립적으로 동작할 수 있다.As the cleaner battery 225 is charged as described above, even if the handy cleaner 200 is separated from the traveling robot 100, the handy cleaner 200 may operate independently by the power charged in the cleaner battery 225. .
즉, 핸디 청소기(200)가 주행 로봇(100)으로부터 분리된 상태에서, 사용자가 조작부(205)를 조작하여 청소시작신호를 청소기 제어부(220)로 입력하면 상기 청소기제어부(220)는 흡입모터(210)를 구동하도록 흡입모터구동부(215)를 제어하고, 이에 따라 흡입모터구동부(215)가 전원을 흡입모터(210)로 공급함으로써, 흡입모터(210)를 구동시켜 핸디 청소기(200)를 동작시키는 것이다.That is, when the handy cleaner 200 is separated from the traveling robot 100, when the user operates the operation unit 205 and inputs a cleaning start signal to the cleaner controller 220, the cleaner controller 220 may operate the suction motor ( The suction motor driver 215 is controlled to drive 210, and accordingly, the suction motor driver 215 supplies power to the suction motor 210, thereby driving the suction motor 210 to operate the handy cleaner 200. It is to let.
한편, 핸디 청소기(200)를 주행 로봇(100)에 결합시킨 상태에서, 사용자가 조작부(205)를 조작하여 청소시작신호를 청소기 제어부(220)로 입력하면 핸디 청소기(200)와 주행 로봇(100)이 동작하게 되는데, 이와 같은 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, when the handy cleaner 200 is coupled to the traveling robot 100, when the user operates the operation unit 205 and inputs a cleaning start signal to the cleaner control unit 220, the handy cleaner 200 and the traveling robot 100. ) Operates, and this operation is described with reference to FIG. 4 as follows.
도 4는 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소구역형태 인식방법의 순서도로서, 도 4에서 S는 단계(step)를 의미한다.4 is a flowchart illustrating a method for recognizing a cleaning area type of a robot cleaner according to the present invention, in which S denotes a step.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 단계(S1)에서는 청소기 제어부(220)가 조작부(205)로부터 청소시작신호가 입력되었는가를 판단하고, 상기 단계(S1)에서 조작부(205)로부터 청소시작신호가 청소기 제어부(220)로 입력되었다고 판단되면, 단계(S2)에서는 상기 청소기제어부(220)가 흡입모터(210)를 구동하도록 흡입모터구동부(215)를 제어함과 동시에 콘넥터부(300)의 제어신호콘넥터(304)를 통해 주행로봇 제어부(170)로 청소시작신호를 입력한다.As shown in FIG. 4, in step S1, the cleaner controller 220 determines whether a cleaning start signal is input from the operation unit 205, and in step S1, a cleaning start signal is received from the operation unit 205. If it is determined that the cleaner controller 220 is input, in step S2, the cleaner controller 220 controls the suction motor driver 215 to drive the suction motor 210 and at the same time a control signal of the connector 300. The cleaning start signal is input to the driving robot controller 170 through the connector 304.
따라서, 흡입모터구동부(215)는 상기 청소기 제어부(220)의 제어를 받아 흡입모터(210)로 전원을 공급하여 흡입모터(210)를 구동시킴으로써 흡입력을 발생한다.Therefore, the suction motor driver 215 generates suction power by driving the suction motor 210 by supplying power to the suction motor 210 under the control of the cleaner controller 220.
이때, 상기 핸디 청소기(200)의 흡입구(미도시)가 주행 로봇(100)의 흡입관(102)을 통해 흡입브러쉬(101)에 연통되어 있으므로, 상기 흡입모터(210)가 구동함에 따라 발생된 흡입력에 의해 상기 흡입브러쉬(101)에 근접한 먼지등의 이물질이 흡입브러쉬(101)와 흡입관(102) 및, 핸디 청소기(200)의 흡입구를 통해 핸디 청소기(200)의 집진실(미도시)로 흡입되는 것이다.At this time, the suction port (not shown) of the handy cleaner 200 is in communication with the suction brush 101 through the suction pipe 102 of the traveling robot 100, the suction force generated as the suction motor 210 is driven. The foreign matter such as dust close to the suction brush 101 is sucked into the dust collecting chamber (not shown) of the handy cleaner 200 through the suction port of the suction brush 101, the suction pipe 102, and the handy cleaner 200. Will be.
이어서, 단계(S3)에서는 주행로봇 제어부(170)가 레이저광을 송출하도록 레이저광송출소자구동부(135)를 제어하고, 상기 레이저광송출소자구동부(135)는 상기 주행로봇 제어부(170)의 제어에 따라 레이저광송출소자(130)를 구동시켜 청소구역의 주변환경을 향해 레이저광을 송출시킨다.Subsequently, in step S3, the driving robot control unit 170 controls the laser light transmitting element driver 135 to transmit the laser light, and the laser light transmitting element driver 135 controls the driving robot control unit 170. As a result, the laser light emitting device 130 is driven to transmit the laser light toward the surrounding environment of the cleaning area.
이어서, 단계(S4)에서는 주행로봇 제어부(170)가 청소구역의 주변환경을 촬영하도록 CCD카메라구동부(115)를 제어하고, 상기 CCD카메라구동부(115)는 상기 주행로봇 제어부(170)의 제어에 따라 CCD카메라(110)를 구동시키고, 이에 따라 상기 단계(S3)에서 송출된 레이저광에 의해 형성된 레이저광포인트를 포함하는 주변환경을 CCD카메라(110)가 촬영하여 주행로봇 제어부(170)로 입력한다.Subsequently, in step S4, the driving robot controller 170 controls the CCD camera driver 115 to photograph the surrounding environment of the cleaning area, and the CCD camera driver 115 controls the driving robot controller 170. Accordingly, the CCD camera 110 is driven, and accordingly, the CCD camera 110 captures and inputs the surrounding environment including the laser light point formed by the laser light transmitted in step S3 to the driving robot controller 170. do.
이어서, 단계(S5)에서는 주행로봇 제어부(170)가 상기 CCD카메라(110)로부터 레이저광포인트가 형성된 주변환경의 영상을 입력받아 주변환경까지의 거리를 측정한다.Subsequently, in step S5, the driving robot controller 170 receives an image of the surrounding environment in which the laser light point is formed from the CCD camera 110 and measures the distance to the surrounding environment.
이어서, 단계(S6)에서는 상기 주행로봇 제어부(170)가 상기 CCD카메라(110) 및 레이저광송출소자(130)를 소정각도로 회전시키도록 카메라모터구동부(125)를 제어하고, 상기 카메라모터구동부(125)는 상기 주행로봇 제어부(170)의 제어에 따라 카메라모터(120)를 구동시켜 상기 CCD카메라(110) 및 레이저광송출소자(130)를 소정각도 회전시킨다.Subsequently, in step S6, the driving robot controller 170 controls the camera motor driver 125 to rotate the CCD camera 110 and the laser light emitting device 130 at a predetermined angle, and the camera motor driver In operation 125, the camera motor 120 is driven under the control of the driving robot controller 170 to rotate the CCD camera 110 and the laser light emitting device 130 by a predetermined angle.
이때, 상기 레이저광송출소자(130)는 상기 CCD카메라(110)와 일체로 회전하도록 고정되어 있고, 상기 카메라모터(120)는 스텝핑모터로 구현됨에 따라, 주행로봇 제어부(170)가 원하는 소정각도로 CCD카메라(110) 및 레이저광송출소자(130)를 정확하게 회전시킬 수 있는 것이다.At this time, the laser light emitting device 130 is fixed to rotate integrally with the CCD camera 110, and the camera motor 120 is implemented as a stepping motor, the predetermined angle desired by the traveling robot controller 170 The CCD camera 110 and the laser light emitting device 130 can be rotated accurately.
이어서, 단계(S7)에서는 상기 주행로봇 제어부(170)가 상기 CCD카메라(110) 및 레이저광송출소자(130)가 360도 이상 회전하였는가, 즉 카메라모터(120)가 360도 이상 회전하였는가를 판단하여 360도 회전하지 않았으면 상기 단계(S3)을 반복 수행하고 카메라모터(120)가 360도 이상 회전하였으면 단계(S8)을 수행한다.Subsequently, in step S7, the driving robot controller 170 determines whether the CCD camera 110 and the laser light emitting device 130 have rotated 360 degrees or more, that is, whether the camera motor 120 has rotated 360 degrees or more. If it does not rotate 360 degrees by repeating the step (S3) and if the camera motor 120 is rotated more than 360 degrees to perform the step (S8).
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 주행로봇 제어부(170)는 CCD카메라구동부(115)와 카메라모터구동부(125) 및 레이저광송출소자구동부(135)를 각각 제어하여, CCD카메라(110) 및 레이저광송출소자(130)를 소정각도로 360도 회전시키면서 청소구역의 주변환경을 촬영하고, 상기 CCD카메라(110)는 촬영된 주변환경의 영상을 상기 주행로봇 제어부(170)로 입력한다.That is, as shown in FIG. 5, the driving robot controller 170 controls the CCD camera driver 115, the camera motor driver 125, and the laser light emitting device driver 135, respectively. While photographing the surrounding environment of the cleaning area while rotating the laser light emitting device 130 by a predetermined angle 360 degrees, the CCD camera 110 inputs the captured image of the surrounding environment to the driving robot controller 170.
이때, 레이저광송출소자(130)가 상기 CCD카메라(110)와 일체로 회전하므로, 상기 CCD카메라(110)에 의해 촬영된 주변환경의 영상에는 레이터광포이트가 항상 존재하게 된다.In this case, since the laser light emitting device 130 rotates integrally with the CCD camera 110, the radar light point always exists in the image of the surrounding environment photographed by the CCD camera 110.
그리고, 상기 주행로봇 제어부(170)는 상기 CCD카메라(110)로부터 레이저광포인트가 존재하는 주변환경의 영상을 입력받아 장애물 까지의 거리를 측정하게 된다.In addition, the driving robot controller 170 receives an image of the surrounding environment in which the laser light point exists from the CCD camera 110 and measures the distance to the obstacle.
즉, 레이저광송출소자(130)가 송출한 레이저광에 의해 형성되는 레이저광포인트의 높이는 레이저광포인트가 형성된 주변환경까지의 거리에 따라 달라지게 되므로, 이러한 원리를 이용하여 레이저광포인트가 형성된 주변환경까지의 거리를 측정하는 것이다.That is, since the height of the laser light point formed by the laser light transmitted by the laser light transmitting element 130 varies depending on the distance to the surrounding environment in which the laser light point is formed, the peripheral area where the laser light point is formed using this principle It is to measure the distance to the environment.
이때, 상기 CCD카메라(110)에 의해 촬영된 영상에서의 레이저광포인트의 높이는 실제 레이저광포인트가 형성된 주변환경까지의 거리와 비례하므로, 영상에서의 레이저광포인트의 높이에 따른 실제 주변환경까지의 거리정보를 데이터화하여 저장하고 있다가, 상기 CCD카메라(110)에 의해 촬영된 영상에서의 레이저광포인트의 높이에 대응하는 거리정보를 선택함으로써, 주변환경까지의 거리를 측정하는 것이다.In this case, since the height of the laser light point in the image photographed by the CCD camera 110 is proportional to the distance to the surrounding environment in which the actual laser light point is formed, the height of the laser light point in the image up to the actual surrounding environment is increased. The distance information is stored as data, and the distance to the surrounding environment is measured by selecting the distance information corresponding to the height of the laser light point in the image photographed by the CCD camera 110.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 영상에서의 레이저광포인트가 A점에 형성되면 레이저광포인트가 형성된 주변환경까지의 거리를 3M로 선택하고, 영상에서의 레이저광포인트가 B점에 형성되면 레이저광포인트가 형성된 주변환경까지의 거리를 4M로 선택하며, 영상에서의 레이저광포인트가 C점에 형성되면 레이저광포인트가 형성된 주변환경까지의 거리를 5M로 선택하는 것이다.For example, as shown in FIG. 6, when the laser light point in the image is formed at point A, the distance to the surrounding environment in which the laser light point is formed is selected as 3M, and the laser light point in the image is located at B point. When it is formed, the distance to the surrounding environment in which the laser light point is formed is selected as 4M. When the laser light point in the image is formed at C point, the distance to the surrounding environment in which the laser light point is formed is selected as 5M.
이어서, 상기 단계(S8)에서는 상기 주행로봇 제어부(170)가 지금까지 측정된 복수개의 거리정보를 이용하여 청소구역의 형태를 인식하고, 단계(S9)에서는 주행로봇 제어부(170)가 상기 단계(S8)에서 인식된 청소구역의 형태에 적합한 주행경로를 결정한다.Subsequently, in step S8, the driving robot control unit 170 recognizes the shape of the cleaning area by using the plurality of distance information measured so far, and in step S9, the driving robot control unit 170 performs the step ( Determine a driving route suitable for the type of cleaning area recognized in S8).
이어서, 단계(S10) 및 단계(S11)에서는 상기 주행로봇 제어부(170)가 청소를 완료할 때 까지 상기 단계(S9)에서 결정된 주행경로를 따라 주행 로봇(100)을 주행시키면서 청소를 수행한다.Subsequently, in steps S10 and S11, cleaning is performed while driving the driving robot 100 along the driving path determined in step S9 until the driving robot controller 170 completes the cleaning.
이어서, 상기 단계(S11)에서 청소가 완료되었다가 판단되면, 단계(S12)에서는 상기 주행로봇 제어부(170)가 주행 로봇(100)의 동작을 정지시킴과 동시에, 콘넥터부(300)의 제어신호콘넥터(304)를 통해 청소완료신호를 청소기제어부(220)로 입력하고, 이에 따라 상기 청소기 제어부(220)가 흡입모터(210)를 정지시키도록 상기 흡입모터구동부(215)를 제어하고, 상기 흡입모터구동부(215)는 상기 청소기 제어부(220)의 제어에 따라 흡입모터(210)로 인가되는 전원을 차단하여 흡입모터(210)를 정지시키는 것이다.Subsequently, when it is determined that the cleaning is completed in step S11, in step S12, the driving robot controller 170 stops the operation of the traveling robot 100 and at the same time, a control signal of the connector 300. The cleaning completion signal is input to the cleaner control unit 220 through the connector 304, and thus the cleaner control unit 220 controls the suction motor driving unit 215 to stop the suction motor 210. The motor driving unit 215 stops the suction motor 210 by cutting off the power applied to the suction motor 210 under the control of the cleaner controller 220.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, CCD카메라와 레이저광송출소자를 이용하여 청소구역의 형태를 정확하게 인식하고, 이와 같이 인식된 청소구역의 형태에 따라 주행경로를 결정하여 결정된 주행경로를 따라 청소를 수행함으로써, 청소구역을 신속 정확하게 청소할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the CCD camera and the laser beam emitting device are used to accurately recognize the shape of the cleaning area, and the driving path is determined according to the recognized shape of the cleaning area. By doing this, there is an effect that can clean the cleaning area quickly and accurately.
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| KR1019980023269A KR100266988B1 (en) | 1998-06-20 | 1998-06-20 | Recognition device and method for cleaning area of robot cleaner |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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- 1998-06-20 KR KR1019980023269A patent/KR100266988B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
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