KR100437157B1 - Robot cleaner and system and method of rejoining the same with external charging apparatus - Google Patents
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Abstract
로봇 청소기와 그 시스템 및 외부 충전장치 추적 방법이 개시된다. 외부장치와 무선으로 통신하면서 작업을 수행하는 로봇 청소기는 복수의 바퀴를 구동하는 구동부와, 주행방향에 수직한 상방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체상에 설치된 상방 카메라와, 외부 충전장치와 결합된 상태에서 작업지시 신호가 수신되면, 외부 충전장치 상방 이미지를 상방 카메라부터 수신하여 저장하고, 외부 충전장치로부터 목적하는 작업장소로 이동되도록 구동부를 제어하며, 외부 충전장치로 복귀시에는 상방 카메라에 의해 촬상된 이미지와 기억된 충전장치 상방 이미지를 비교하면서 외부 충전장치의 위치를 추적하는 제어부;를 포함한다. 이러한 로봇 청소기와 그 시스템 및 충전장치 추적방법에 의하면, 로봇 청소기가 충전장치와 결합된 상태로 대기하면서, 작업시작 이전에 충전장치 상방의 이미지를 기억시킨 다음 작업완료시 또는 작업중 충전필요시 기억된 충전장치 상방 이미지와 현재의 상방 이미지를 비교하면서 충전장치를 추적하기 때문에 외부 간섭신호에 의한 위치 인식오류가 감소되어 충전장치 추적이 보다 용이해진다.A robot cleaner, a system thereof, and an external charging device tracking method are disclosed. The robot cleaner which performs work while communicating wirelessly with an external device includes a driving unit for driving a plurality of wheels, an upper camera installed on the main body so as to capture an upper image perpendicular to the driving direction, and an external charging device. When the work instruction signal is received in the state, the image of the upper side of the external charging device is received and stored from the upper camera, the driving unit is controlled to be moved from the external charging device to the desired work place, and when the return to the external charging device is performed by the upper camera. And a controller which tracks the position of the external charging device while comparing the captured image with the stored charging device upper image. According to such a robot cleaner, its system and a charging device tracking method, while the robot cleaner waits in a state in which the robot cleaner is coupled with the charging device, the robot cleaner stores an image above the charging device before starting work, Since the charging device is tracked while comparing the upper image of the charging device with the current upper image, the location recognition error due to the external interference signal is reduced, which makes tracking the charging device easier.
Description
본 발명은 로봇 청소기 및 그 시스템 및 외부 충전장치 추적 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 외부 충전장치로의 복귀를 효율적으로 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그 시스템 및 외부 충전장치 추적 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a robot cleaner, a system and an external charging device tracking method, and more particularly, to a robot cleaner, a system and an external charging device tracking method that can efficiently return to the external charging device.
통상적으로, 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 청소구역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지, 이물질을 흡입하는 청소작업을 수행하는 기기를 말한다.In general, the robot cleaner refers to a device that performs a cleaning operation of sucking dust and foreign substances from the floor while driving itself in a cleaning area to be cleaned without a user's manipulation.
로봇 청소기는 센서를 통해 청소구역내에 설치된 가구, 사무용품, 벽과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고, 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 제어하면서 청소구역을 청소한다.The robot cleaner determines the distance to obstacles such as furniture, office supplies, and walls installed in the cleaning area through the sensor, and cleans the cleaning area while controlling the collision with the obstacle using the determined information.
이러한 로봇 청소기는 구동에 필요한 전력을 공급하는 배터리가 설치되어 있고, 충전 필요시 외부 충전장치와 충전할 수 있도록 구성된다.The robot cleaner is provided with a battery for supplying power required for driving, and is configured to be charged with an external charging device when charging is required.
충전필요시 외부 충전장치로 로봇 청소기가 자동으로 복귀할 수 있도록 하기 위해서는 충전장치의 위치를 파악할 수 있어야 한다.In order for the robot cleaner to automatically return to the external charging device when charging is required, the location of the charging device must be known.
로봇 청소기가 충전장치의 위치를 추적하기 위한 종래의 방법은, 외부 충전장치에서 고주파신호를 발생하고, 로봇 청소기가 충전장치에서 발생된 고주파신호를 수신하여 수신된 고주파신호의 세기에 따라 충전기의 위치를 찾는다.Conventional method for the robot cleaner to track the position of the charging device, the high-frequency signal generated from the external charging device, the robot cleaner receives the high-frequency signal generated by the charging device to position the charger according to the strength of the received high-frequency signal Find it.
그러나, 이와 같이 검출된 고주파신호의 세기에 따라 충전장치의 위치를 추적하는 방법은, 고주파 신호의 세기가 외부요인(반사파, 방해파 등)에 의해 변동될 수 있고, 이러한 고주파 신호의 세기 변동에 의해 충전장치의 위치를 정확하게 찾기 가 어려울 수 있다.However, in the method for tracking the position of the charging device according to the intensity of the detected high frequency signal, the intensity of the high frequency signal may be changed by external factors (reflected waves, jammers, etc.), and the charge of the high frequency signal may be changed. Finding the exact location of the device can be difficult.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 외부 충전장치로의 복귀를 효율적으로 수행할 수 있는 로봇청소기와 그 시스템 및 외부 충전장치 추적 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and an object thereof is to provide a robot cleaner, a system and an external charging device tracking method capable of efficiently performing a return to the external charging device.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 커버를 분리한 상태를 나타내 보인 사시도 이고,1 is a perspective view showing a state in which the cover of the robot cleaner according to the present invention is removed;
도 2는 도 1의 로봇 청소기가 적용된 로봇 청소기 시스템을 나타내 보인 블록도 이고,FIG. 2 is a block diagram illustrating a robot cleaner system to which the robot cleaner of FIG. 1 is applied.
도 3은 도 2의 중앙제어장치를 나타내 보인 블록도이고,3 is a block diagram showing the central control device of FIG.
도 4는 도 1의 로봇 청소기로 전력을 충전하는 외부 충전장치의 일 예를 나타내 보인 사시도이고,4 is a perspective view illustrating an example of an external charging device for charging power with the robot cleaner of FIG. 1;
도 5는 본 발명에 따른 외부 충전장치 추적 과정을 나타내 보인 플로우도이다.5 is a flowchart illustrating an external charging device tracking process according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
10: 로봇 청소기 11: 흡진부10: robot cleaner 11: reducer
12: 센서부 13: 전방 카메라12: sensor unit 13: front camera
14: 상방 카메라 15: 구동부14: upward camera 15: drive unit
16: 기억장치 17: 송/수신부16: Storage 17: Transmitter / Receiver
18: 제어부 19: 배터리18: control unit 19: battery
20: 배터리 충전량 검출부 30: 외부 충전장치20: battery charge detection unit 30: external charging device
40: 원격 제어기 41: 무선 중계기40: remote controller 41: wireless repeater
50: 중앙 제어장치50: central control unit
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로봇 청소기는 외부장치와 무선으로 통신하면서 작업을 수행하는 로봇 청소기에 있어서, 복수의 바퀴를 구동하는 구동부와; 주행방향에 수직한 상방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체상에 설치된 상방 카메라와; 외부 충전장치와 결합된 상태에서 작업지시 신호가 수신되면, 상기 외부 충전장치 상방 이미지를 상기 상방 카메라부터 수신하여 저장하고, 상기 외부 충전장치로부터 목적하는 작업장소로 이동되도록 상기 구동부를 제어하며, 상기 외부 충전장치로 복귀시에는 상기 상방 카메라에 의해 촬상된 이미지와 기억된 충전장치 상방 이미지를 비교하면서 상기 외부 충전장치의 위치를 추적하는 제어부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the robot cleaner according to the present invention comprises a robot cleaner for performing a task while wirelessly communicating with an external device, comprising: a driving unit for driving a plurality of wheels; An upper camera provided on the main body so as to capture an upper image perpendicular to the traveling direction; When a work instruction signal is received in a state coupled with an external charging device, the image of the upper image of the external charging device is received and stored from the upper camera, and the driving unit is controlled to be moved from the external charging device to a desired work place. And a control unit for tracking the position of the external charging device while comparing the image captured by the upper camera with the stored charging device upper image when returning to the external charging device.
바람직하게는 상기 외부충전장치와 결합가능하게 상기 본체상에 설치된 배터리의 충전량을 검출하는 배터리 충전량 검출부;를 더 구비하고,Preferably, further comprising a battery charge detection unit for detecting the charge amount of the battery installed on the main body to be coupled to the external charging device,
상기 제어부는 상기 배터리 충전량 검출부로부터 충전요청신호가 수신되면, 수행작업을 중단하고, 상기 외부 충전장치로 복귀하도록 상기 구동부를 제어한다.When the charge request signal is received from the battery charge detection unit, the controller stops an operation and controls the drive unit to return to the external charging device.
상기 제어부는 수행작업이 완료되었을 때 상기 외부 충전장치로 복귀하도록 상기 구동부를 제어한다.The controller controls the driving unit to return to the external charging device when the performing work is completed.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로봇 청소기 시스템은 복수의 바퀴를 구동하는 구동부와, 주행방향에 수직한 상방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체상에 설치된 상방 카메라를 구비한 로봇 청소기 및 상기 로봇 청소기와 무선으로 교신하는 원격 제어기를 구비하는 로봇 청소기 시스템에 있어서, 상기 원격 제어기는 상기 로봇 청소기가 외부 충전장치와 결합된 상태에서 작업지시 신호가 수신되면, 상기 외부 충전장치 상방 이미지를 상기 상방 카메라부터 수신하여 저장하고, 상기 외부 충전장치로부터 목적하는 작업장소로 이동되도록 상기 로봇 청소기를 제어하며, 상기 외부 충전장치로 복귀시에는 상기 상방 카메라에 의해 촬상된 이미지와 기억된 충전장치 상방 이미지를 비교하면서 상기 로봇 청소기가 상기 외부 충전장치에 결합될 수 있도록 상기 로봇 청소기를 제어한다.In addition, in order to achieve the above object, the robot cleaner system according to the present invention is a robot cleaner having a driving unit for driving a plurality of wheels, and an upper camera installed on the main body so as to capture an image of the upper direction perpendicular to the driving direction. And a remote controller for wirelessly communicating with the robot cleaner, wherein the remote controller is configured to display an image above the external charger when the work instruction signal is received while the robot cleaner is coupled to an external charger. Receives and stores from the upper camera, and controls the robot cleaner to be moved from the external charging device to a desired work place, and upon returning to the external charging device, the image captured by the upper camera and the stored charging device above. While comparing the images, the robot vacuum cleaner To and controls the robot cleaner to be coupled.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로봇 청소기의 외부 충전장치 추적 방법에 있어서,In addition, in the tracking method of the external charging device of the robot cleaner according to the present invention in order to achieve the above object,
외부 충전장치에 로봇 청소기가 결합된 상태에서 작업지시신호가 수신되면, 상방 카메라에 의해 촬상된 충전기 상방의 이미지를 저장하는 단계와; 로봇 청소기를 주행시켜 지시된 작업을 수행하는 단계와; 상기 작업단계에서 충전량이 부족하거나, 작업이 완료되면 상기 상방카메라에 의해 촬상된 현재 이미지와 기억된 충전기 상방 이미지를 비교하면서 상기 외부 충전장치 위치를 추적 및 상기 로봇 청소기를 상기 외부 충전장치 위치로 복귀시키는 단계;를 포함한다.Storing an image above the charger captured by the upper camera when a work instruction signal is received while the robot cleaner is coupled to the external charging device; Driving the robot cleaner to perform the indicated task; When the amount of charge is insufficient in the operation step or when the operation is completed, the location of the external charging device is tracked and the robot cleaner returns to the location of the external charging device while comparing the current image captured by the upper camera with the stored charger upper image. It comprises; a.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇 청소기와 그 시스템 및 외부 충전장치 추적방법을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a robot cleaner according to a preferred embodiment of the present invention, a system and an external charging device tracking method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 커버를 분리한 상태를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 로봇 청소기가 적용되는 로봇 청소기 시스템을 나타내 보인 블럭도이다.1 is a perspective view illustrating a state in which a cover of a robot cleaner according to the present invention is removed, and FIG. 2 is a block diagram illustrating a robot cleaner system to which the robot cleaner of FIG. 1 is applied.
도면을 참조하면, 로봇 청소기(10)는 흡진부(11), 센서부(12), 전방카메라(13), 상방 카메라(14), 구동부(15), 기억장치(16), 송/수신부(17), 제어부(18) 및 배터리(19)를 구비한다.Referring to the drawings, the robot cleaner 10 includes a suction unit 11, a sensor unit 12, a front camera 13, an upper camera 14, a driving unit 15, a storage device 16, and a transmission / reception unit ( 17), a control unit 18 and a battery 19.
흡진부(11)는 공기를 흡입하면서 대향되는 바닥의 먼지를 집진할 수 있도록 본체(10a) 상에 설치되어 있다. 이러한 흡진부(11)는 알려진 다양한 방식에 의해 구성될 수 있다. 일 예로서, 흡진부(11)는 흡입모터(미도시)와, 흡입모터의 구동에 의해 바닥과 대향되게 형성된 흡입구 또는 흡입관을 통해 흡입된 먼지를 집진하는 집진실을 구비한다.The suction part 11 is provided on the main body 10a so that the dust | floor of the floor which opposes while collecting air may be collected. Such a suction part 11 may be configured by various known methods. As an example, the dust collecting unit 11 includes a suction motor (not shown) and a dust collecting chamber for collecting dust sucked through a suction port or a suction pipe formed to face the floor by driving the suction motor.
센서부(12)는 외부로 신호를 송출하고, 반사된 신호를 수신할 수 있도록 몸체의 측면 둘레에 소정 간격으로 배치되어 있는 장애물 검출 센서(12a)와, 주행거리를 측정할 수 있는 주행거리 검출센서(12b)를 구비한다.The sensor unit 12 transmits a signal to the outside and the obstacle detection sensor 12a disposed at predetermined intervals around the side of the body to receive the reflected signal, and the mileage detection capable of measuring the mileage distance. The sensor 12b is provided.
장애물 검출 센서(12a)는 적외선을 출사하는 적외선 발광소자(12a1)와, 반사된 광을 수신하는 수광소자(12a2)가 수직상으로 쌍을 이루어 외주면을 따라 다수가 배열되어 있다. 또 다르게는 장애물 검출센서(12a)는 초음파를 출사하고, 반사된 초음파을 수신할 수 있도록 된 초음파 센서가 적용될 수 있다. 장애물 검출센서(12a)는 장애물 또는 벽과의 거리를 측정하는데도 이용된다.In the obstacle detection sensor 12a, a plurality of infrared light emitting elements 12a1 for emitting infrared rays and light receiving elements 12a2 for receiving reflected light are vertically paired and arranged along the outer circumferential surface thereof. Alternatively, the obstacle detection sensor 12a may emit an ultrasonic wave, and an ultrasonic sensor configured to receive the reflected ultrasonic wave may be applied. The obstacle detecting sensor 12a is also used to measure the distance from the obstacle or the wall.
주행거리 검출센서(12b)는 바퀴(15a 내지 15d)의 회전수를 검출하는 회전검출 센서가 적용될 수 있다. 예컨대, 회전 검출센서는 모터(15e)(15f)의 회전수를 검출하도록 설치된 엔코더가 적용될 수 있다.The traveling distance detection sensor 12b may be a rotation detection sensor for detecting the rotation speed of the wheels 15a to 15d. For example, the rotation detection sensor may be an encoder installed to detect the rotation speed of the motor (15e) (15f).
전방 카메라(13)는 전방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체(10a)상에 설치되어 촬상된 이미지를 제어부(18)로 출력한다.The front camera 13 is installed on the main body 10a so as to capture the front image and outputs the captured image to the controller 18.
상방 카메라(14)는 상방의 이미지를 촬상할 수 있도록 본체(10a)상에 설치되어 촬상된 이미지를 제어부(18)로 출력한다.The upper camera 14 is provided on the main body 10a so as to capture an image from above, and outputs the captured image to the control unit 18.
구동부(15)는 전방의 양측에 설치된 두 개의 바퀴(15a)(15b)와, 후방의 양측에 설치된 두 개의 바퀴(15c)(15d), 후방의 두 개의 바퀴(15c)(15d)를 각각 회전 구동시키는 모터(15e)(15f) 및 후방의 바퀴(15c)(15d)에서 발생되는 동력을 전방의 바퀴로 전달할 수 있도록 설치된 타이밍벨트(15g)를 구비한다. 구동부(15)는 제어부(18)의 제어신호에 따라 각 모터(15e)(15f)를 독립적으로 정방향/역방향 회전 구동시킨다. 방향회전은 각 모터의 회전수를 다르게 구동하면 된다.The driving unit 15 rotates two wheels 15a and 15b provided at both sides of the front, two wheels 15c and 15d and two wheels 15c and 15d at the rear, respectively. And a timing belt (15g) provided so as to transmit power generated by the motors (15e) (15f) and the rear wheels (15c) (15d) to be driven to the front wheels. The driver 15 independently drives the respective motors 15e and 15f to rotate in the forward / reverse direction according to the control signal of the controller 18. In the directional rotation, the rotation speed of each motor may be driven differently.
송/수신부(17)는 송신대상 데이터를 안테나(17a)를 통해 송출하고, 안테나(17a)를 통해 수신된 신호를 제어부(18)로 전송한다.The transmitter / receiver 17 transmits the data to be transmitted through the antenna 17a and transmits the signal received through the antenna 17a to the controller 18.
배터리(19)는 외부 충전장치(도 4참조)와 결합 및 분리 가능하게 본체(10a) 외측에 설치된 배터리 충전 전원단자(미도시)를 통해 충전할 수 있도록 본체(10a)상에 설치되어 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 로봇 청소기(10)가 외부 충전장치(30)와 결합된 상태에서는 상용 교류전원과 결합할 수 있는 전원코드(35)를 통해 인입된 전력이 충전장치(30)의 전력공급단자(31) 및 배터리 충전 전원단자를 통해 배터리(19)로 공급된다.The battery 19 is installed on the main body 10a so as to be charged through a battery charging power supply terminal (not shown) installed outside the main body 10a so as to be combined with and detachable from an external charging device (see FIG. 4). That is, as shown in FIG. 4, when the robot cleaner 10 is coupled to the external charging device 30, the power introduced through the power cord 35 that can be combined with commercial AC power is charged to the charging device 30. It is supplied to the battery 19 through the power supply terminal 31 and the battery charging power supply terminal.
배터리 충전량 검출부(20)는 배터리(19)의 충전량을 검출하고, 검출된 충전량이 설정된 하한 레벨에 도달하면 충전요청신호를 발생한다.The battery charge detection unit 20 detects the charge of the battery 19 and generates a charge request signal when the detected charge reaches the set lower limit level.
제어부(18)는 송/수신부(17)를 통해 수신된 신호를 처리하고, 각 요소를 제어한다. 본체(10a)상에 기기의 기능 설정을 조작하기 위한 다수의 키가 마련된 키입력장치(미도시)가 더 구비된 경우 제어부(18)는 키입력장치로부터 입력된 키신호를 처리한다.The controller 18 processes the signal received through the transmitter / receiver 17 and controls each element. When a key input device (not shown) is further provided on the main body 10a in which a plurality of keys are provided for manipulating the function setting of the device, the controller 18 processes the key signal input from the key input device.
제어부(18)는 비 작업 시에 외부 충전장치(30)와 결합된 상태로 충전하면서 대기할 수 있도록 각 요소를 제어한다. 이렇게 비 작업 시 외부 충전장치(30)와 결합된 상태로 대기하게 되면 배터리(19)의 충전량을 일정 범위내로 유지시킬 수 있게 된다.The controller 18 controls each element to wait while charging in a coupled state with the external charging device 30 during the non-working. When the non-working in the standby state coupled with the external charging device 30, it is possible to maintain the charge amount of the battery 19 within a certain range.
제어부(18)는 외부 충전장치(30)가 사용자에 의해 그 설치위치가 수시로 바뀔 때 작업수행 이후 외부 충전장치(30)로 효율적으로 복귀할 수 있도록 작업지시 신호가 수신되면, 외부 충전장치(30)에 결합된 상태에서 상방 카메라(14)에 의해 촬상된 충전장치 상방 이미지를 기억장치(16)에 저장시킨다.The controller 18 receives the work order signal so that the external charging device 30 can efficiently return to the external charging device 30 after the work is performed when the installation position of the external charging device 30 is changed from time to time by the user. ) Is stored in the storage device 16, the upper image of the charging device imaged by the upper camera 14 in the state of being coupled to the "
제어부(18)는 이후 지시된 작업을 완료하거나, 작업도중 배터리 충전량 검출부(20)로부터 충전요청신호가 입력되면, 기억된 충전장치 위치에 대응되는 상방 영상정보와 현재 상방 카메라(14)에 의해 취득된 이미지를 비교하여 외부 충전장치(30)의 위치를 추적하여, 외부 충전장치(30)로 복귀하도록 구동부(15)를 제어한다.When the controller 18 completes the operation indicated therein or receives a charge request signal from the battery charge detector 20 during the operation, the controller 18 acquires the upper image information corresponding to the stored charging device position and the current upper camera 14. The driving unit 15 is controlled to return to the external charging device 30 by tracking the position of the external charging device 30 by comparing the images.
즉, 제어부(18)는 외부 충전장치(30)로의 복귀모드 수행시 기억된 충전장치(30) 상방의 이미지와 현재의 상방 이미지를 비교하여 충전장치(30)로부터 이격된 거리 및 방향을 인식하고, 인식된 현위치로부터 목적하는 충전장치 위치로 복귀하도록 구동부(15)를 제어한다. 여기서 작업요청신호는 청소작업 또는 카메라(12)(14)를 통한 감시작업등을 포함한다. 목적하는 주행경로를 따라 이동시에는 엔코더로부터 측정된 주행거리와 현재 촬상된 상방 이미지와 기억된 영상과의 비교에 의해 인식된 현 위치를 이용하여 목적하는 주행경로를 추적하도록 구동부(15)를 제어한다.That is, the controller 18 compares the image above the charging device 30 and the current upper image stored in the return mode to the external charging device 30 to recognize the distance and the direction separated from the charging device 30. The drive unit 15 is controlled to return to the desired charging device position from the recognized current position. Here, the work request signal includes a cleaning operation or a monitoring operation through the cameras 12 and 14. When the vehicle moves along the target driving route, the driving unit 15 is controlled to track the target driving route using the current position recognized by the comparison of the traveling distance measured from the encoder with the currently captured upper image and the stored image. .
이상의 설명에서는 제어부(18)가 충전장치(30) 상방 이미지를 직접 생성하고, 생성된 상방 이미지를 이용하여 자체적으로 충전장치 위치를 복귀할 수 있는 예를 설명하였다.In the above description, the example in which the controller 18 directly generates the image of the charging device 30 directly and returns the position of the charging device by itself using the generated upper image has been described.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 로봇 청소기(10)의 충전장치(30)로의 복귀 제어에 대한 연산처리부담을 줄이기 위해 충전장치(30) 상방 이미지 저장 및 로봇 청소기의 복귀 제어를 외부에서 처리하도록 로봇 청소기 시스템이 구축된다.According to another aspect of the present invention, to reduce the processing overhead for the control of the return to the charging device 30 of the robot cleaner 10 to store the image above the charging device 30 and to control the return control of the robot cleaner from the outside. The robot cleaner system is built.
이를 위해 로봇 청소기(10)는 상방 카메라(14)에 의해 촬상된 상방 이미지를외부로 무선으로 송출하고, 외부로부터 수신된 제어신호에 따라 동작하도록 구성되고, 원격제어기(40)는 작업제어 및 충전장치(30)로의 복귀를 포함한 일련의 제어를 무선으로 로봇청소기(10)를 제어한다.To this end, the robot cleaner 10 is configured to wirelessly transmit an upper image captured by the upper camera 14 to the outside, and operate according to a control signal received from the outside, and the remote controller 40 controls job and charges. A series of controls, including return to device 30, control the robot cleaner 10 wirelessly.
원격제어기(40)는 무선중계기(41)와 중앙제어장치(50)를 구비한다.The remote controller 40 includes a wireless repeater 41 and a central controller 50.
무선 중계기(41)는 로봇 청소기(10)로부터 수신된 무선신호를 처리하여 유선을 통해 중앙제어장치(50)에 전송하고, 중앙제어장치(50)로부터 수신된 신호를 안테나(42)를 통해 무선으로 로봇 청소기(41)로 송출한다.The wireless repeater 41 processes the radio signal received from the robot cleaner 10 and transmits the radio signal to the central controller 50 through a wire, and wirelessly transmits the signal received from the central controller 50 through the antenna 42. Is sent to the robot cleaner 41.
중앙제어장치(50)는 통상적인 컴퓨터로 구축되며, 그 일예가 도 3에 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 중앙제어장치(50)는 중앙처리장치(CPU)(51), 롬(ROM)(52), 램(RAM)(53), 표시장치(54), 입력장치(55), 기억장치(56) 및 통신장치(57)를 구비한다.The central control unit 50 is constructed of a conventional computer, an example of which is shown in FIG. Referring to the drawings, the central control unit 50 includes a central processing unit (CPU) 51, a ROM 52, a RAM 53, a display unit 54, an input unit 55, The storage device 56 and the communication device 57 are provided.
기억장치(56)에는 로봇 청소기(10)를 제어하며 로봇 청소기(10)로부터 전송된 신호를 처리하는 로봇 청소기 드라이버(56a)가 설치되어 있다.The storage device 56 is provided with a robot cleaner driver 56a that controls the robot cleaner 10 and processes a signal transmitted from the robot cleaner 10.
로봇 청소기 드라이버(56a)는 실행되면, 로봇 청소기(10)를 제어를 설정할 수 있는 메뉴를 표시장치(54)를 통해 제공하고, 제공된 메뉴에 대해 사용자로부터 선택된 메뉴항목이 로봇 청소기에 의해 실행될 수 있도록 처리한다. 상기 메뉴는 대분류로서 청소작업수행, 감시작업수행을 포함하고, 대분류에 대한 서브 선택 메뉴로서 작업대상 영역 선택 리스트, 작업방식등 적용되는 기기에서 지원할 수 있는 다수의 메뉴가 제공되는 것이 바람직하다.When the robot cleaner driver 56a is executed, the robot cleaner 10 provides a menu for setting the control through the display device 54, and the menu item selected by the user for the provided menu can be executed by the robot cleaner. Process. Preferably, the menu includes a cleaning operation and a monitoring operation as a large category, and a plurality of menus that can be supported by a device to be applied, such as a work target area selection list and a work method, are provided as a sub selection menu for the large category.
로봇 청소기 드라이버(56a)는 설정된 작업시기 또는 사용자에 의해입력장치(55)를 통해 작업지시 신호가 입력되면, 먼저 충전장치(30)에 결합되어 대기중인 로봇 청소기(10)의 상방 카메라(14)에 의해 촬상된 충전장치 상방 이미지를 로봇 청소기(10)로부터 수신 받고, 수신된 충전장치(30) 상방 이미지를 기억장치(56)에 저장한다. 이후, 로봇 청소기 드라이버(56a)는 지시된 작업이 수행될 수 있도록 로봇 청소기(10)를 제어한다. 로봇청소기(10)의 제어부(18)는 로봇 청소기 드라이버(56a)로부터 무선 중계기(41)를 통해 수신된 제어정보에 따라 구동부(15) 및/또는 흡진부(11)를 제어하며, 현재 상방 카메라(14)에 의해 촬상된 상방 이미지를 무선 중계기(41)를 통해 중앙제어장치(50)로 전송한다.When the robot cleaner driver 56a receives a work instruction signal through the input device 55 by the set work timing or the user, the robot cleaner driver 56a is first coupled to the charging device 30 and is waiting for the upper camera 14 of the robot cleaner 10 to be waiting. The charging device upper image captured by the robot cleaner 10 is received from the robot cleaner 10, and the received charging device 30 upper image is stored in the storage device 56. Thereafter, the robot cleaner driver 56a controls the robot cleaner 10 so that the indicated work can be performed. The control unit 18 of the robot cleaner 10 controls the driving unit 15 and / or the dust collecting unit 11 according to the control information received from the robot cleaner driver 56a through the wireless repeater 41, and is currently the upper camera. The upward image picked up by 14 is transmitted to the central controller 50 via the wireless repeater 41.
이러한 작업제어중 로봇 청소기로부터 배터리 충전요청신호 또는 작업완료신호가 무선중계기(41)를 통해 수신되면, 로봇 청소기 드라이버(56a)는 기억장치(56)에 기억된 충전장치 위치와 대응되는 상방 영상정보와 현재 상방 카메라(14)에 의해 취득되어 수신된 이미지를 비교하여 외부 충전장치(30)의 위치를 추적하여, 외부 충전장치(30)로 복귀하도록 로봇 청소기(10)를 제어한다.When the battery charge request signal or the work completion signal is received from the robot cleaner during the job control through the wireless repeater 41, the robot cleaner driver 56a may have upward image information corresponding to the location of the charger stored in the storage device 56. The robot cleaner 10 is controlled to return to the external charging device 30 by tracking the position of the external charging device 30 by comparing the image acquired by the current upper camera 14 with the received image.
이하에서는 로봇 청소기의 충전장치 추적과정을 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the charging device tracking process of the robot cleaner will be described in more detail with reference to FIG. 3.
이하의 설명에서는 로봇청소기(10)가 충전장치(30)와 결합되어 대기중인 상태를 초기상태로 하여 설명한다.In the following description, the robot cleaner 10 is combined with the charging device 30 to be described as an initial state.
먼저, 작업지시가 수신됐는 지를 판단한다(단계 100).First, it is determined whether a work order has been received (step 100).
작업지시가 수신된 것으로 판단되면, 충전위치 상방 영상을 촬상하여 저장한다(단계110).If it is determined that the work order has been received, the image above the charging position is captured and stored (step 110).
충전 위치 상방 영상의 촬상 및 저장이 완료되면, 지시된 작업을 수행한다(단계 120). 즉, 청소작업지시가 수신되었으면, 충전장치(30)로부터 먼저 분리되도록 구동한 다음 청소구역을 주행하면서 흡진부(11)를 구동시켜 청소작업을 수행한다. 또 다르게, 감시작업 지시가 수신되었으면, 충전장치(30)로부터 감시 목적지로 이동한 다음 카메라(12)(14)로 감시대상 영역을 촬상하여 외부로 송출하거나 기록하는 작업을 수행한다.When the imaging and storage of the image above the charging position is completed, the indicated operation is performed (step 120). That is, when the cleaning operation instruction is received, the cleaning device is driven to be separated from the charging device 30 first, and then the driving unit 11 is driven while driving the cleaning area. Alternatively, if a monitoring operation instruction has been received, the camera moves to the monitoring destination from the charging device 30, and photographs the area to be monitored with the cameras 12 and 14, and transmits or records it to the outside.
다음은 작업이 완료됐는지를 판단한다(단계 130).Next, it is determined whether the operation is completed (step 130).
단계 130에서 작업이 완료되지 않았다고 판단되면, 충전이 필요한 지를 판단한다(단계 140).If it is determined in step 130 that the task has not been completed, it is determined whether charging is necessary (step 140).
작업이 완료됐거나, 충전이 필요하다고 판단되면, 상방 이미지를 촬상한다(단계 150).When the operation is completed or it is determined that charging is necessary, the image of the upper part is captured (step 150).
현재 촬상된 현재 이미지가 기억된 충전위치 이미지 인지를 판단한다(단계 160).It is determined whether the current image currently captured is a stored charging position image (step 160).
현재 촬상된 이미지가 충전 위치에 대응되는 이미지가 아니라고 판단되면, 로봇을 소정거리 주행시킨다(단계 170).If it is determined that the currently captured image is not an image corresponding to the charging position, the robot is driven a predetermined distance (step 170).
이후 현재 촬상된 상방 이미지가 기억된 충전이미지와 같이 질 때 까지 단계 150 내지 170루틴을 반복한다.After that, the steps 150 to 170 are repeated until the currently captured upper image becomes the same as the stored charged image.
이러한 과정을 통해 단계 160에서 현재의 상방 이미지가 충전위치 이미지와 같다고 판단되면, 충전장치와 결합하고, 충전장치로의 추적과정을 완료한다(단계 180).Through this process, if it is determined in step 160 that the current upper image is the same as the charging position image, it is combined with the charging device and completes the tracking process to the charging device (step 180).
지금까지 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 청소기와 그 시스템 및 충전장치 추적방법에 의하면, 로봇 청소기가 충전장치와 결합된 상태로 대기하면서, 작업시작 이전에 충전장치 상방의 이미지를 기억시킨 다음 작업완료시 또는 작업중 충전필요시 기억된 충전장치 상방 이미지와 현재의 상방 이미지를 비교하면서 충전장치를 추적하기 때문에 외부 간섭신호에 의한 위치 인식오류가 감소되어 충전장치 추적이 보다 용이해진다.As described so far, according to the robot cleaner, the system and the charging device tracking method according to the present invention, while the robot cleaner waits in a state in which it is coupled with the charging device, it stores an image above the charging device before starting work. When the charging device is tracked while comparing the current image of the charging device with the current image of the charging device when the work is completed or during charging, the tracking device can be easily tracked by reducing the position recognition error caused by the external interference signal.
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