KR100492591B1 - Robot cleaner and his collision detection method - Google Patents

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KR100492591B1
KR100492591B1 KR10-2003-0021129A KR20030021129A KR100492591B1 KR 100492591 B1 KR100492591 B1 KR 100492591B1 KR 20030021129 A KR20030021129 A KR 20030021129A KR 100492591 B1 KR100492591 B1 KR 100492591B1
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Abstract

본 발명은 로봇 청소기 및 그의 충돌감지방법에 관한 것으로, MEMS기술을 이용하여 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하여 선형 가속도를 측정함으로써, 외부와의 기계적 접촉을 감지할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 로봇 청소기 본체의, x,y,z축중 어느 한 축방향으로 임의의 위치에 부착되어, 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하는 가속도센서와; 상기 가속도신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈변환부와; 상기 디지탈신호를 기설정된 충돌 데이터와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 충돌을 감지한후, 상기 디지탈신호를 소정 처리하여 충돌량을 산출하여 그에 따라 로봇 청소기의 이동방향을 제어하고, 충돌이 감지되면 가속도 방향으로 충돌의 방향을 인식하여, 그 충돌방향을 회피하도록 운전제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.The present invention relates to a robot cleaner and a collision detection method thereof, and to measure a linear acceleration by measuring an acceleration change as a change in electric charge amount using a MEMS technology, so that mechanical contact with the outside can be detected. To this end, the present invention is an acceleration sensor attached to any position in the axial direction of any one of the x, y, z axis of the robot cleaner body, and measuring the acceleration change as the change in the charge amount; An analog / digital converter for converting the acceleration signal into a digital signal; Compare the digital signal with preset collision data, detect a collision based on the result of the comparison, calculate a collision amount by processing the digital signal, and control the movement direction of the robot cleaner accordingly, and detect the collision. And a microcomputer that recognizes the direction of the collision in the acceleration direction and controls the operation to avoid the collision direction.

Description

로봇 청소기 및 그의 충돌감지방법{ROBOT CLEANER AND HIS COLLISION DETECTION METHOD} Robot cleaner and collision detection method {ROBOT CLEANER AND HIS COLLISION DETECTION METHOD}

본 발명은 로봇 청소기 및 그의 충돌감지방법에 관한 것으로, 특히 MEMS기술을 이용하여 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하여 선형 가속도를 측정함으로써, 외부와의 기계적 접촉을 감지할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a robot cleaner and a collision detection method thereof, and in particular, by measuring a change in acceleration by a change in charge amount by using a MEMS technology to measure linear acceleration, so as to detect mechanical contact with the outside.

일반적으로, 이동로봇은, 자체에 부착된 다수의 초음파센서에서 초음파를 발생하여, 반사되는 초음파를 탐지하여 거리를 탐지하거나 방향을 감지한다.In general, the mobile robot generates ultrasonic waves from a plurality of ultrasonic sensors attached thereto, and detects the reflected ultrasonic waves to detect a distance or a direction.

이동로봇의 대표적인 예인 로봇청소기는, 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소한다.A robot cleaner, which is a representative example of a mobile robot, automatically cleans an area to be cleaned by inhaling foreign substances such as dust from the floor while driving itself in the area to be cleaned without a user's manipulation.

즉, 로봇 청소기는 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파센서를 통해 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하여, 로봇 청소기의 좌륜모터와 우륜모터를 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해 가면서 청소구역을 청소한다.That is, the robot cleaner determines the distance to the obstacles such as furniture, office supplies, and walls installed in the cleaning area through a plurality of ultrasonic sensors detecting the distance and direction, and selectively drives the left and right wheel motors of the robot cleaner. Clean the cleaning area by changing direction.

도 1은 일반적인 로봇 청소기를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 개략도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing a general robot cleaner, Figure 2 is a schematic diagram of FIG.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 로봇 청소기는 청소기 본체(1)의 내측에 흡입력을 발생시키기 위한 팬 모터(2)가 장착되어 있고, 그 팬 모터(2)의 전방에는 팬 모터(2)에 의해 흡입되는 먼지나 오물을 집진하는 필터(3)가 내장된 필터 컨테이너(4)가 착,탈가능하게 설치되어 있다.As shown therein, the conventional robot cleaner is equipped with a fan motor 2 for generating a suction force inside the cleaner body 1, and in front of the fan motor 2 by the fan motor 2. A filter container 4 having a built-in filter 3 for collecting dust and dirt to be sucked in is detachably installed.

그리고, 상기 필터 컨테이너(4)의 전면에는 흡입되는 먼지나 오물이 흡입되는 흡입관(5)이 연통되도록 설치되어 있고, 그 흡입관(5)의 하단부에는 바닥(6)의 먼지나 오물을 쓸어 올리기 위한 브러쉬(7)가 회전가능하게 설치된 흡입헤드(8)가 구비되어 있다.In addition, the front of the filter container (4) is installed so that the suction pipe (5) is sucked in the dust or dirt sucked in, the lower end of the suction pipe (5) for sweeping up the dust or dirt of the bottom (6) The suction head 8 is provided with the brush 7 rotatably installed.

또한, 상기 팬 모터(2)의 하측에는 정,역회전이 가능한 한쌍의 구동바퀴(9)가 일정간격으로 두고 설치되어 있고, 상기 흡입헤드(8)의 후위에는 청소기 본체 (1)의 후위를 지지하도록 보조바퀴(10)가 설치되어 있다.In addition, a pair of drive wheels 9 capable of forward and reverse rotation are provided below the fan motor 2 at regular intervals, and behind the suction head 8 is a rear of the cleaner body 1. Auxiliary wheel 10 is installed to support.

그리고, 상기 청소기 본체(1)의 후면에는 충전단자(11)를 구비한 충전단자부 (12)가 설치되어 있고, 실내의 벽면(13)에 설치된 전원단자부(14)에는 충전단자부 (12)에 접속될 수 있도록 접속단자(15)가 구비되어 있어서, 충전단자(11)가 접속단자(15)에 접속된 상태에서 본체(1) 내측의 충전 밧데리(16)에 충전을 할 수 있도록 되어 있다.In addition, a charging terminal unit 12 having a charging terminal 11 is installed at a rear surface of the cleaner main body 1, and a charging terminal unit 12 is connected to a power terminal unit 14 installed at a wall surface 13 of the room. The connection terminal 15 is provided so that the charging battery 16 inside the main body 1 can be charged while the charging terminal 11 is connected to the connection terminal 15.

또한, 상기 청소기 본체(1)의 전면 중앙부에는 초음파를 송수신하는 초음파센서(17)가 설치되어 있고, 그 초음파센서(17)의 좌,우측에, 초음파를 송신한후 반사되는 초음파를 수신하여 장애물을 감지하거나 목표물과의 거리를 측정하기 위한 다수개의 초음파센서(31~35)가, 도2와 같이 일정간격으로 이격되어 설치되어 있다.  In addition, an ultrasonic sensor 17 for transmitting and receiving ultrasonic waves is provided at the front center of the cleaner body 1, and the ultrasonic waves 17 are transmitted to the left and right sides of the ultrasonic sensor 17 to receive ultrasonic waves that are reflected and obstruct the obstacle. A plurality of ultrasonic sensors 31 to 35 for sensing the distance or measuring the distance to the target are installed at regular intervals as shown in FIG. 2.

그리고, 상기 전원단자부(14)의 하측에는 충전단자부(12)를 전원단자부(14)쪽으로 유도하기 위한 광신호를 발광하는 발광부(19)가 설치되어 있고, 상기 충전단자부(12)의 하측에는 상기 발광부(19)에서 발광되는 광신호를 수광할 수 있도록 수광부(20)가 설치되어 있다.A light emitting unit 19 for emitting an optical signal for guiding the charging terminal unit 12 toward the power terminal unit 14 is provided below the power terminal unit 14, and below the charging terminal unit 12. The light receiving unit 20 is installed to receive the light signal emitted from the light emitting unit 19.

도면중 미설명 부호 21은 제어수단이고, 22는 배기구이다.In the figure, reference numeral 21 denotes a control means, and 22 denotes an exhaust port.

상기와 같은 구성되어 있는 종래의 로봇 청소기를 이용하여 청소를 할때는, 사용자가 동작버튼을 누르면 충전 밧데리(16)의 전원이 팬 모터(2)에 인가되어 팬 모터(2)가 구동이 되어 지는데, 그와 같이 구동되어지는 팬 모터(2)에 의해 필터 컨테이너(4)에 흡입력이 발생되고, 그 흡입력에 의해 바닥(6)의 먼지나 오물이 흡입헤드(8)로 흡입된 후, 흡입관(5)을 통하여 필터(3)에서 포집되어 진다.When cleaning using a conventional robot cleaner configured as described above, when the user presses the operation button, the power of the charging battery 16 is applied to the fan motor 2 to drive the fan motor 2, A suction force is generated in the filter container 4 by the fan motor 2 driven as described above, and dust or dirt on the bottom 6 is sucked into the suction head 8 by the suction force. Is collected by the filter (3).

또한, 제어수단(21)의 제어신호에 의해 구동바퀴(9)를 구동시켜서 청소기 본체(1)를 이동시킴에 따라 일정영역의 청소가 자동으로 이루어지게 된다.In addition, the cleaning of a predetermined area is automatically performed by moving the cleaner body 1 by driving the driving wheel 9 by the control signal of the control means 21.

한편, 자동청소를 수행하는 동안 충전 밧데리(16)의 전압레벨이 도시 생략된 전압감지부를 통해 감지되고, 제어수단(21)에서 전압감지부를 통해 감지된 충전 밧데리(16)의 전압레벨이 설정된 소정레벨 이하로 되면 제어수단에 의해 자동청소기의 청소가 정지되는 한편, 제어수단(21)은 현재위치를 내부 메모리에 기억시킨 다음, 메모리에 저장되어 있는 복귀조정에 의해 청소기를 복귀시키기 위한 제어신호를 발생한다.Meanwhile, while the automatic cleaning is performed, the voltage level of the charging battery 16 is detected through the voltage detecting unit (not shown), and the voltage level of the charging battery 16 detected by the voltage sensing unit in the control unit 21 is set. When the level is below the level, the cleaning of the automatic cleaner is stopped by the control means, while the control means 21 stores the current position in the internal memory, and then returns a control signal for returning the cleaner by the return adjustment stored in the memory. Occurs.

따라서, 제어수단(21)의 제어신호에 의해 청소기 본체(1)가 전원단자부(14)측으로 이동되고, 청소기 본체(1)가 전원단자부(14)의 근처에 이르면, 전원단자부 (14)의 하측에 설치된 발광부(19)에서 발광되는 광신호가 충전단자부(12)의 하측에 설치된 수광부(20)에서 수광되고, 그 수광부(20)에서 수광되는 광신호에 의해 제어수단이 구동바퀴(9)를 구동제어함으로써, 충전단자부(12)가 전원단자부(14)측으로 접근된다.Therefore, when the cleaner main body 1 moves to the power supply terminal part 14 by the control signal of the control means 21, and the cleaner main body 1 approaches the power supply terminal part 14, the lower side of the power supply terminal part 14 is carried out. The optical signal emitted from the light emitting unit 19 installed in the light receiving unit 20 is received by the light receiving unit 20 provided below the charging terminal unit 12, and the control means controls the driving wheel 9 by the optical signal received from the light receiving unit 20. By the drive control, the charging terminal portion 12 approaches the power supply terminal portion 14 side.

그 다음, 충전단자부(12)의 충전단자(11)가 전원단자부(14)의 접속단자(15)에 접촉이 되고, 전원단자부(14)에 의해 공급되어지는 전원에 의해 청소기 본체(1) 내의 충전 밧데리(16)의 충전이 이루어진다.Then, the charging terminal 11 of the charging terminal unit 12 is brought into contact with the connection terminal 15 of the power supply terminal unit 14, and the inside of the cleaner main body 1 by the power supplied by the power supply terminal unit 14. The charging battery 16 is charged.

이러한 로봇청소기는 주어진 명령에 의해서 자체에 저장되어 있는 맵 정보로 주행하여 청소작업을 수행하는데, 사용자의 명령에 의해 작업을 수행하는 이러한 방식은 레이아웃이 변경되지 않는 한 반복된다. Such a robot cleaner runs on the map information stored in itself by a given command and performs the cleaning operation. This method of performing the operation by the user's command is repeated unless the layout is changed.

그러나, 작업공간의 레이아웃이 변화되어 장애물이 위치가 바뀌는 경우에, 상기 로봇청소기의 주행 등을 제어하기 위해서는 변경된 레이아웃에 맞는 맵을 다시 작성한다.However, in the case where the layout of the workspace is changed and the obstacle is changed in position, in order to control the running of the robot cleaner or the like, a map suitable for the changed layout is recreated.

도2는 종래 비콘(Beacon)을 이용한 로봇청소기의 직사각형 영역맵핑을 보인 실시예도로서, 로봇청소기가 장애물이 존재하는 직사각형 영역의 실내를 시작점에서 출발하여 장애물 인식센서로 장애물을 회피하면서 주행하여 거리계에 의한 경로자취를 생성한다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of rectangular area mapping of a robot cleaner using a beacon in the related art, in which a robot cleaner starts from a starting point of a rectangular area where an obstacle exists and runs while avoiding an obstacle with an obstacle recognition sensor to a rangefinder. Create a path trace by

이때, 상기 로봇청소기는 실내환경을 이동하는 중에 특별한 지점에 설치된 비콘(41~47)으로부터 신호를 받아 실내영역의 부가적인 정보를 획득한다.At this time, the robot vacuum cleaner receives additional information of the indoor area by receiving a signal from the beacons 41 to 47 installed at a special point while moving the indoor environment.

따라서, 상기 로봇 청소기는 거리계에 의한 경로자취와 비콘신호를 바탕으로 직사각형 영역을 맵핑한다.Therefore, the robot cleaner maps a rectangular area based on a path trace by a rangefinder and a beacon signal.

상술한 로봇 청소기는, 영역의 주행하면서 장애물과 충돌하게 되는데, 일반적으로, 기계적인 용수철이 장착된 범퍼를 가지고 충돌을 감지한다.The above-described robot cleaner collides with an obstacle while traveling in an area. In general, the robot cleaner detects a collision with a bumper equipped with a mechanical spring.

이러한 범퍼는 장애물과 충돌시, 용수철을 통하여 회로기판에 부착된 스위치를 누르거나 또는 적외선 픽업을 차단하여 충돌을 감지한다.When the bumper collides with an obstacle, it detects a collision by pressing a switch attached to a circuit board through a spring or blocking an infrared pickup.

그러나, 상술한 범퍼는 용수철 장치의 기구설계가 복잡하고, 또한 온/오프 동작만을 수행하기 때문에 충돌의 강도나 충격량은 감지하지 못하여, 충돌의 크기에 따른 로봇의 이동방향에 대한 정밀 제어를 수행하지 못하는 문제점이 있다. However, the above-mentioned bumper has a complicated mechanism design of the spring device and only performs on / off operation. Therefore, the bumper cannot detect the strength or impact amount of the collision, and thus does not perform precise control of the moving direction of the robot according to the size of the collision. There is a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, MEMS기술을 이용하여 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하여 선형 가속도를 측정함으로써, 외부와의 기계적 접촉을 감지할 수 있도록 한 로봇 청소기 및 그의 충돌감지방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by measuring a linear acceleration by measuring the change in acceleration using a change in the amount of charge using the MEMS technology, the robot cleaner to detect the mechanical contact with the outside and its collision The purpose is to provide a detection method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇 청소기 본체의, x,y,z축중 어느 한 축방향으로 임의의 위치에 부착되어, 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하는 가속도센서와;상기 가속도신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈변환부와;상기 디지탈신호를 기설정된 충돌 데이터와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 충돌을 감지한후, 상기 디지탈신호를 소정 처리하여 충돌량을 산출하여 그에 따라 로봇 청소기의 이동방향을 제어하고, 충돌이 감지되면 가속도 방향으로 충돌의 방향을 인식하여, 그 충돌방향을 회피하도록 운전제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is an acceleration sensor attached to any position in the axial direction of the robot cleaner body, any one of the x, y, z axis, and measuring the acceleration change by the change in the charge amount; An analog / digital conversion unit for converting the digital signal into a digital signal; comparing the digital signal with preset collision data, detecting a collision based on the comparison result, and then processing the digital signal to calculate a collision amount The robot cleaner may be configured to include a microcomputer that controls the moving direction of the robot cleaner, recognizes the direction of the collision in the acceleration direction when the collision is detected, and controls the driving to avoid the collision direction.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇 청소기의 본체상에, x,y,z축중 어느 한방향으로 센서를 구비한 로봇 청소기에 있어서, 로봇 청소기의 선형이동에 따른 전하량의 변화로, 가속도신호를 추출하는 단계와; 상기 가속도신호를 디지탈신호로 변환하는 단계와; 상기 디지탈신호로 변환된 선형가속도신호를 기설정된 충돌데이터와 비교하는 단계와; 상기 비교결과, 선형 가속도신호가 기설정된 충돌데이터 보다 크면 로봇 청소기가 충돌되었음을 감지한후, 상기 선형 가속도신호를 적분하여 속도를 구하고, 그 속도로 충돌량을 산출하는 단계로 수행함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the robot cleaner having a sensor on one side of the x, y, z axis on the main body of the robot cleaner, the acceleration by the change in the amount of charge according to the linear movement of the robot cleaner, Extracting the signal; Converting the acceleration signal into a digital signal; Comparing the linear acceleration signal converted into the digital signal with predetermined collision data; As a result of the comparison, when the linear acceleration signal is larger than the predetermined collision data, the robot cleaner detects that the collision has occurred, and then integrates the linear acceleration signal to obtain a speed and calculates the collision amount based on the speed.

이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기 및 그의 충돌감지방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.우선, 상기 MEMS기술, 자이로센서등은 통상적으로 쓰이는 용어로서, 상기 MEMS(Micro Electro Mechanical System)기술은, 전자기계 소자를 작은 마이크로 규모로 제작하는 기술을 나타내는 것인데, 주로 마이크로 미러, RF고주파에 사용되는 스위치, 가속도 또는 각속도를 측정하는 센서, 바이오칩을 제작하기 위한 플랫폼등에 사용되고, 또한 자이로 센서는, 관성을 갖는 진동체에 회전각속도가 인가되면 질량과 공진속도 및 인가된 각속도에 비례하여 발생하는 코리올리힘에 해당하는 전기적신호가 생성되는데, 이러한 전기적 신호를 이용하여 물체의 회전 각속도를 측정하는 센서임을 밝혀두는 바이다.도3은 본 발명 로봇청소기의 개략적인 구성을 보인 블록도이다.Hereinafter, operations and effects of the robot cleaner and the collision detection method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, the MEMS technology, a gyro sensor, and the like are commonly used terms, and the MEMS (Micro Electro) Mechanical system technology refers to a technology for manufacturing electromechanical devices on a small micro scale, and is mainly used for micro mirrors, switches used for RF high frequency, sensors for measuring acceleration or angular velocity, and platforms for manufacturing biochips. In the gyro sensor, when the rotational angular velocity is applied to an inertial vibrating body, an electrical signal corresponding to a Coriolis force generated in proportion to the mass, the resonance speed, and the applied angular velocity is generated. 3 is a schematic diagram of the robot cleaner of the present invention. It is a block diagram showing a castle.

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도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 로봇 청소기 본체의, x,y,z축중 어느 한 축방향으로 임의의 위치에 부착되어, 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하는 가속도센서(100)와; 상기 가속도신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈변환부 (200)와; 상기 디지탈신호를 기설정된 충돌 데이터와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 충돌을 감지한후, 상기 디지탈신호를 소정 처리하여 충돌량을 산출하여 그에 따라 로봇 청소기의 이동방향을 제어하는 마이크로컴퓨터(300)를 구비한다.As shown in Fig. 3, the present invention includes an acceleration sensor 100 attached to an arbitrary position in any one of the x, y, and z axes of the robot cleaner main body to measure the change in acceleration as the change in charge amount; An analog / digital converter (200) for converting the acceleration signal into a digital signal; The microcomputer 300 compares the digital signal with predetermined collision data, detects a collision based on the comparison result, and then processes a predetermined amount of the digital signal to calculate a collision amount to control a moving direction of the robot cleaner accordingly. ).

도4는 본 발명 로봇청소기의 충돌감지방법에 대한 동작흐름도이다.4 is an operation flowchart of a collision detection method of the robot cleaner of the present invention.

도4에 도시한 바와같이, 본 발명은 로봇 청소기의 선형이동에 따른 전하량의 변화로, 가속도신호를 추출하는 단계(SP1)와; 상기 가속도신호를 디지탈신호로 변환하는 단계(SP2)와; 상기 디지탈신호로 변환된 선형가속도신호를 기설정된 충돌데이터와 비교하는 단계(SP3)와; 상기 비교결과, 선형 가속도신호가 기설정된 충돌데이터 보다 크면 로봇 청소기가 충돌되었음을 감지한후, 상기 선형 가속도신호를 적분하여 속도를 구하고, 그 속도로 충돌량을 산출하는 단계(SP4,SP5)로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.As shown in FIG. 4, the present invention provides a method for extracting an acceleration signal by changing a charge amount according to a linear movement of a robot cleaner (SP1); Converting the acceleration signal into a digital signal (SP2); Comparing the linear acceleration signal converted into the digital signal with predetermined collision data (SP3); As a result of the comparison, if the linear acceleration signal is larger than the predetermined collision data, the robot cleaner detects that the collision has occurred, and then integrates the linear acceleration signal to obtain a speed, and calculates the collision amount at the speed (SP4, SP5). This operation of the present invention will be described.

먼저, 가속도센서(100)는, 로봇 청소기 본체의, x,y,z축중 어느 한 축방향으로 임의의 위치에 부착되어, 임의의 물체와 충돌되면, 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하여 그에 따른 가속도신호를 아날로그/디지탈변환부(200)에 인가한다.First, the acceleration sensor 100 is attached to any position in the axial direction of the x, y, z axis of the robot cleaner main body, and when collided with any object, the acceleration change is measured as the change in the charge amount and the acceleration accordingly The signal is applied to the analog / digital converter 200.

여기서, 상기 가속도센서(100)는, 압전소자의 압력변화에 기초한 전압을 변동을 이용하여 회전각속도를 측정하는 자이로 센서로 대체되어도 무방하다.Here, the acceleration sensor 100 may be replaced with a gyro sensor for measuring the rotational angular velocity by using a change in the voltage based on the pressure change of the piezoelectric element.

이에 따라, 상기 아날로그/디지탈변환부(200)는 상기 가속도신호를 디지탈신호로 변환하여 마이크로컴퓨터(300)에 인가하고, 상기 마이크로컴퓨터(300)는 상기 디지탈신호를 기설정된 충돌데이터와 비교하여 충돌을 감지한후, 상기 디지탈 신호를 소정 신호처리로 정확한 충돌량을 산출하여 그에 따라 로봇 청소기의 이동방향을 제어한다.Accordingly, the analog / digital conversion unit 200 converts the acceleration signal into a digital signal and applies it to the microcomputer 300, and the microcomputer 300 collides the digital signal with preset collision data. After the detection, the digital signal calculates an accurate collision amount by predetermined signal processing and controls the moving direction of the robot cleaner accordingly.

즉, 상기 마이크로컴퓨터(300)는, 충돌이 감지되면 가속도 방향으로 충돌의 방향을 인식하여, 그 충돌방향을 회피하도록 운전제어한다.That is, when the collision is detected, the microcomputer 300 recognizes the direction of the collision in the acceleration direction and controls the operation to avoid the collision direction.

보다 상세하게, 도4를 참조하여 설명하면, 우선, 로봇 청소기가 이동하면서, 그 로봇 청소기의 선형이동에 따른 전하량의 변화로 가속도신호를 추출한다(SP1).More specifically, with reference to FIG. 4, first, as the robot cleaner moves, the acceleration signal is extracted due to the change in the amount of charges according to the linear movement of the robot cleaner (SP1).

그 다음, 상기 추출된 가속도신호를 디지탈신호로 변환한후, 그 디지탈신호를 기설정된 충돌데이터와 비교한다(SP2,SP3).Next, after converting the extracted acceleration signal into a digital signal, the digital signal is compared with predetermined collision data (SP2, SP3).

상기 비교결과, 선형 가속도신호가 기설정된 충돌데이터 보다 크면 로봇 청소기가 충돌되었음을 감지한후, 상기 선형 가속도신호를 적분하여 속도를 구하고, 그 속도로 충돌량을 산출한다(SP4,SP5).As a result of the comparison, if the linear acceleration signal is larger than the predetermined collision data, the robot cleaner detects that the collision has occurred, and then integrates the linear acceleration signal to obtain a speed and calculates the collision amount at the speed (SP4, SP5).

이후, 로봇 청소기는, 충돌에 따른 방향과 충돌량에 따라, 이동방향을 결정하여 이동한다.Thereafter, the robot cleaner determines the movement direction and moves according to the direction and the collision amount according to the collision.

다시 말해서,본 발명은 로봇 청소기가 장애물에 충돌되면, 로봇 청소기의 선형이동에 따른 전하량의 변화로, 가속도신호를 추출하고, 그 상기 가속도신호를 디지탈신호로 변환한 다음, 상기 디지탈신호로 변환된 선형가속도신호를 기설정된 충돌 데이터와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 선형 가속도신호가 기설정된 충돌데이터 보다 크면 로봇 청소기가 충돌되었음을 감지한후, 상기 선형 가속도신호를 적분하여 속도를 구하고, 그 속도로 충돌량을 산출하여, 로봇 청소기의 이동방향을 결정한다.In other words, when the robot cleaner collides with an obstacle, the acceleration signal is extracted by changing the amount of charge according to the linear movement of the robot cleaner, and the acceleration signal is converted into a digital signal and then converted into the digital signal. The linear acceleration signal is compared with the preset collision data, and based on the comparison result, if the linear acceleration signal is larger than the predetermined collision data, the robot cleaner detects that the collision has occurred, and then integrates the linear acceleration signal to obtain a speed. The collision amount is calculated at the speed, and the moving direction of the robot cleaner is determined.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.The specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, MEMS나 Piezoelectric 또는 스프링 가속도계를 이용하여 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하여 선형 가속도를 측정함으로써, 외부와의 기계적 접촉을 감지하여 로봇의 이동 방향을 정밀하게 제어하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention measures linear acceleration by measuring an acceleration change as a change in charge amount using a MEMS, a piezoelectric or a spring accelerometer, thereby precisely controlling the direction of movement of the robot by detecting mechanical contact with the outside. It works.

도1은 일반적인 로봇 청소기를 보인 종단면도Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a typical robot cleaner

도2는 종래 비콘(Beacon)을 이용한 로봇청소기의 직사각형 영역맵핑을 보인 실시예도.Figure 2 is an embodiment showing a rectangular area mapping of the robot cleaner using a conventional beacon (Beacon).

도3은 본 발명 로봇 청소기의 개략적인 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the robot cleaner of the present invention.

도4는 본 발명 로봇 청소기의 충돌감지방법에 대한 동작흐름도.Figure 4 is a flow chart for the collision detection method of the present invention robot cleaner.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

100:가속도 센서 200:아날로그/디지탈변환부100: acceleration sensor 200: analogue / digital conversion part

300:마이크로컴퓨터300: microcomputer

Claims (4)

로봇 청소기 본체의, x,y,z축중 어느 한 축방향으로 임의의 위치에 부착되어, 가속도 변화를 전하량 변화로 측정하는 가속도센서와;An acceleration sensor attached to an arbitrary position in any one of the x, y, and z axes of the robot cleaner main body and measuring the change in acceleration as the change in electric charge amount; 상기 가속도신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈변환부와;An analog / digital converter for converting the acceleration signal into a digital signal; 상기 디지탈신호를 기설정된 충돌 데이터와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 충돌을 감지한후, 상기 디지탈신호를 소정 처리하여 충돌량을 산출하여 그에 따라 로봇 청소기의 이동방향을 제어하고, Compare the digital signal with preset collision data, detect a collision based on the comparison result, and process the digital signal to calculate a collision amount to control a moving direction of the robot cleaner according to the result. 충돌이 감지되면 가속도 방향으로 충돌의 방향을 인식하여, 그 충돌방향을 회피하도록 운전제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.And a microcomputer for recognizing the direction of the collision in the acceleration direction and controlling the driving to avoid the collision direction when the collision is detected. 삭제delete 제1 항에 있어서, 가속도 센서는,The method of claim 1, wherein the acceleration sensor, 압전소자의 압력변화에 기초한 전압의 변동을 이용하여 회전각속도를 측정하는 자이로 센서로 대체되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.And a gyro sensor that measures rotational angular velocity using a change in voltage based on a change in pressure of the piezoelectric element. 로봇 청소기의 본체상에, x,y,z축중 어느 한방향으로 센서를 구비한 로봇 청소기에 있어서, In the robot cleaner provided with a sensor in one of x, y and z axes on the main body of the robot cleaner, 로봇 청소기의 선형이동에 따른 전하량의 변화로, 가속도신호를 추출하는 단계와;Extracting an acceleration signal due to a change in the charge amount according to the linear movement of the robot cleaner; 상기 가속도신호를 디지탈신호로 변환하는 단계와;Converting the acceleration signal into a digital signal; 상기 디지탈신호로 변환된 선형가속도신호를 기설정된 충돌데이터와 비교하는 단계와;Comparing the linear acceleration signal converted into the digital signal with predetermined collision data; 상기 비교결과, 선형 가속도신호가 기설정된 충돌데이터 보다 크면 로봇청소기가 충돌되었음을 감지한후, 상기 선형 가속도신호를 적분하여 속도를 구하고, 그 속도로 충돌량을 산출하는 단계로 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충돌감지방법.As a result of the comparison, if the linear acceleration signal is greater than the predetermined collision data, the robot cleaner detects that the collision, and then integrates the linear acceleration signal to obtain a speed, and calculates the collision amount at that speed How to detect a collision of a vacuum cleaner.
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