KR100524707B1 - Mapping method by path trace for mobile robot - Google Patents

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KR100524707B1 KR10-2003-0021440A KR20030021440A KR100524707B1 KR 100524707 B1 KR100524707 B1 KR 100524707B1 KR 20030021440 A KR20030021440 A KR 20030021440A KR 100524707 B1 KR100524707 B1 KR 100524707B1
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Abstract

본 발명은 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법에 관한 것으로, 장애물 인식용센서와 구동륜에 설치된 거리계에 의해 감지되는 경로의 위상학과 기하학적 특성을 적용하여 복잡한 형상의 실내공간에 대한 맵핑을 수행할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 이동 로봇에 있어서, 장애물 인식센서로 장애물을 회피하여 이동하면서 경로를 생성하고, 그 경로를 거리계의 정보를 바탕으로 벡터로 연결하여 초기 경로자취를 생성하는 과정과; 초기 경로자취의 첫번째 벡터와 마지막 벡터 사이의 각도를 계산하고, 상기 첫번째 벡터와 마지막 벡터를 평행하게 만들기 위한 각 벡터의 변환각을 계산하는 과정과; 상기 각 벡터의 변환각에 의해 경로를 변환하고, 각각의 변환된 경로에 대하여 위상학적 조건과 거리조건을 계산하는 과정과; 상기 변환된 경로들중 위상학적 조건이 최대가 되고,거리조건이 최소가 되는 최적변환경로를 검출하는 과정과; 상기 최적 변환경로의 시작점과 끝점이 일치되도록 변환하여, 폐형상의 실내지도로 맵핑하는 과정으로 이루어진다.The present invention relates to a mapping method by a path trace of a mobile robot, and to apply a topological and geometrical characteristic of a path detected by a sensor for obstacle recognition and a distance meter installed in a driving wheel, to perform mapping of a complex space to an indoor space. It would be. To this end, the present invention provides a mobile robot, comprising: generating a path while avoiding an obstacle with an obstacle recognition sensor and moving the path, and generating an initial path trace by connecting the path as a vector based on information of a rangefinder; Calculating an angle between a first vector and a last vector of an initial path trace, and calculating a conversion angle of each vector to make the first vector and the last vector parallel; Converting paths by the conversion angle of each vector, and calculating topological and distance conditions for each converted path; Detecting an optimal conversion path in which the topological conditions are the maximum and the distance conditions are the minimum among the converted paths; The process is performed by converting the starting point and the ending point of the optimal conversion path to coincide with each other and mapping them to a closed indoor map.

Description

이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법{MAPPING METHOD BY PATH TRACE FOR MOBILE ROBOT}Mapping method by path trace of mobile robot {MAPPING METHOD BY PATH TRACE FOR MOBILE ROBOT}

본 발명은 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법에 관한 것으로, 특히 장애물 인식용센서와 구동륜에 설치된 거리계에 의해 감지되는 경로의 위상학과 기하학적 특성을 적용하여 복잡한 형상의 실내공간에 대한 맵핑을 수행할 수 있도록 한 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mapping method by a path trace of a mobile robot, and in particular, by applying topological and geometrical characteristics of a path detected by a sensor for obstacle recognition and a distance meter installed on a driving wheel, mapping to a complex space of an indoor space can be performed. The present invention relates to a mapping method based on a path trace of a mobile robot.

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 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view showing a general robot cleaner.

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 있다.  In addition, an ultrasonic sensor 17 for transmitting and receiving ultrasonic waves is installed at the front center portion of the cleaner body 1.

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 an exemplary view showing a rectangular area mapping of a robot cleaner using a beacon in the related art. The robot cleaner starts from a starting point of a rectangular area in which an obstacle exists and moves while avoiding the obstacle with an obstacle recognition sensor. 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.

그러나, 상술한 종래 이동로봇의 실내 영역 맵핑방법은, 구동륜에 부착된 거리계에서 획득되는 정보이외에도 부가적인 정보를 얻을 수 있는 부가적인 센서(자이로센서,비콘,레이저 거리계,이미지센서)를 사용해야 하므로 비용이 증가되는 문제점이 있다.However, the above-described method for mapping the indoor area of the conventional mobile robot has to use additional sensors (gyro sensor, beacon, laser range finder, image sensor) that can obtain additional information in addition to the information obtained from the rangefinder attached to the driving wheel. There is an increasing problem.

또한, 이동로봇이 복잡한 장애물이 있는 실내공간을 주행하는 경우에, 그 이동로봇에 설치된 거리계에 의해 지도를 작성하면 이동로봇의 회전운동이 많이 발생하여 오차가 누적되는 문제점이 있다.In addition, when the mobile robot travels in an indoor space with complicated obstacles, when the map is created by a rangefinder installed on the mobile robot, a lot of rotational movements of the mobile robot occur, thereby causing errors to accumulate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 장애물 인식용센서와 구동륜에 설치된 거리계에 의해 감지되는 경로의 위상학과 기하학적 특성을 적용하여 복잡한 형상의 실내공간에 대한 맵핑을 수행할 수 있도록 한 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by applying the topological and geometric characteristics of the path detected by the obstacle sensor and the distance meter installed in the driving wheel to perform the mapping to the indoor space of a complex shape. An object of the present invention is to provide a mapping method based on a path trace of a mobile robot.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동 로봇에 있어서장애물 인식센서로 장애물을 회피하여 이동하면서 경로를 생성하고, 그 경로를 거리계의 정보를 바탕으로 벡터로 연결하여 초기 경로자취를 생성하는 과정과;초기 경로자취의 첫번째 벡터와 마지막 벡터 사이의 각도를 계산하고, 상기 첫번째 벡터와 마지막 벡터를 평행하게 만들기 위한 각 벡터의 변환각을 계산하는 과정과;상기 각 벡터의 변환각에 의해 경로를 변환하고, 각각의 변환된 경로에 대하여 위상학적 조건과 거리조건을 계산하는 과정과;상기 변환된 경로들중 위상학적 조건이 최대가 되고,거리조건이 최소가 되는 최적변환경로를 검출하는 과정과;상기 최적 변환경로의 시작점과 끝점이 일치되도록 변환하여, 폐형상의 실내지도로 맵핑하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, in the mobile robot to avoid obstacles by moving obstacles to create a path while moving, and to generate the initial path trace by connecting the path to the vector based on the information of the rangefinder Calculating an angle between the first vector and the last vector of the initial path trace, and calculating a conversion angle of each vector for making the first vector and the last vector parallel; Calculating a topological condition and a distance condition for each converted path; and detecting an optimal conversion path in which the topological condition becomes the maximum and the distance condition becomes the minimum among the converted paths; And converting the start point and the end point of the optimal conversion path to coincide with each other and performing mapping to a closed indoor map. The.

이하, 본 발명에 의한 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the operation and effects of the mapping method by the path trace of the mobile robot according to the present invention will be described in detail.

도3은 본 발명 이동로봇의 직사각형 영역 맵핑방법에 대한 동작흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a rectangular area mapping method of the mobile robot according to the present invention.

도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 장애물 인식센서 및 거리계를 이용하여 초기 경로자취를 생성하는 과정(SP1)과; 상기 초기 경로자취를 최적 변환경로로 변환하는 과정(SP2)과; 상기 최적 변환경로의 시작점과 끝점이 일치되도록 변환하여, 폐형상의 실내지도로 맵핑하는 과정(SP3)으로 이루어지며, 이와같은 같은 본 발명의 동작을 설명한다.As shown in FIG. 3, the present invention provides a process SP1 for generating an initial path trace using an obstacle recognition sensor and a rangefinder; Converting the initial path trace to an optimal conversion path (SP2); A process of converting the start point and the end point of the optimal conversion path to coincide with each other and mapping the indoor map to a closed indoor map (SP3) will be described.

먼저, 장애물 인식센서 및 거리계를 이용하여 초기 경로자취를 생성한후, 그 초기 경로자취를 이동로봇에 설치된 거리계의 정보를 바탕으로, 도4와 같은 벡터 (1,2,3...N)들의 연결로 표시한다(SP1). First, an initial path trace is generated by using an obstacle recognition sensor and a rangefinder, and then the initial path trace is generated based on the information of the rangefinder installed on the mobile robot, as shown in FIG. 4 (1, 2, 3 ... N). (SP1).

즉, 장애물 인식센서로 장애물을 회피하여 이동하면서 경로를 생성하고, 그 경로를, 거리계의 정보를 바탕으로 벡터로 연결하여 초기 경로자취를 생성한다.That is, the obstacle recognition sensor generates a path while moving to avoid the obstacle, and generates the initial path trace by connecting the path as a vector based on the information of the rangefinder.

그 다음, 상기 초기 경로자취를 최적의 변환경로로 변환한다(SP2).Then, the initial path trace is converted into an optimal conversion path (SP2).

즉, 초기 경로자취의 첫번째 벡터와 마지막 벡터 사이의 각도(α)를 계산하고, 상기 첫번째 벡터와 마지막 벡터를 평행하게 만들기 위한 각 벡터의 변환각(β)을 계산한 다음, 그 각각의 변환각(β)에 대하여 경로를 변환하여 변환된 경로 (1',2',...N')를 얻은 다음, 각각의 변환된 경로에 대하여 위상학적 조건을 계산하고, 각각의 변환된 경로들의 거리조건을 계산한후, 상기 변환된 경로들중 위상학적 조건이 최대가 되고 거리 조건이 최소가 되는 최적 변환경로를, 도5와 같이 검출한다.That is, the angle α between the first vector and the last vector of the initial path trace is calculated, the conversion angle β of each vector for making the first vector and the last vector parallel, and then the respective conversion angles thereof. transform the paths for (β) to obtain the transformed paths (1 ', 2', ... N '), then calculate the topological conditions for each transformed path, and calculate the distance of each transformed path After calculating the condition, an optimal conversion path of which the topological condition is maximum and the distance condition is minimum among the converted paths is detected as shown in FIG.

여기서, 상기 각 벡터의 변환각에 의해 경로를 변환하는 경우에, 경로의 첫번째 벡터는 회전시키지 않고, 소정번째 벡터는 소정의 변환각 만큼 회전하여 변환시키거나, 변환된 경로의 첫번째 벡터와 마지막 벡터는 평행하고 동일한 방향으로 변환시킨다.Here, in the case of converting a path by the conversion angle of the respective vectors, the first vector of the path is not rotated, and the predetermined vector is rotated by a predetermined conversion angle to be converted, or the first and last vectors of the converted path are transformed. Translates in parallel and in the same direction.

또한, 상기 각각의 변환된 경로에 대하여 위상학적 조건을 계산하는 방법은, 우선 변환된 경로의 시작점과 종료점을 연결하는 벡터(N+1)'를 가산하고, 변환된 경로의 각각의 선분에 대하여, 각 선분의 내부의 시작과 끝점이 아닌 임의의 점에 대하여 각도를 계산한 다음, 그 계산된 각도들의 합을 계산한후, 그 각도들의 합으로 위상학적 조건을 계산한다.In addition, the method for calculating the topological condition for each transformed path, first adds a vector (N + 1) 'connecting the start point and the end point of the transformed path, and for each line segment of the transformed path The angle is calculated for any point that is not the start and end points of each line segment, then the sum of the calculated angles is calculated, and then the topological condition is calculated from the sum of the angles.

그 다음, 상기 최적 변환경로의 시작점과 끝점이 일치되도록 변환하면, 도6과 같은 경로를 나타내는 폐형상의 실내지도로 맵핑되는데(SP3), 상기 최적 변환경로의 첫번째 벡터와 마지막 벡터를 제외한 나머지 벡터들은 각각 일정각도 만큼 회전시켜, 미리 정해둔 좌표축에 대하여 각각의 벡터의 투영길이들의 합이 영이되도록 수행하는데, 즉 하기의 수학식을 만족하도록 하여 폐형상의 실내지도를 맵핑한다.Next, when the start point and the end point of the optimal conversion path are converted to coincide with each other, they are mapped to a closed indoor map indicating a path as shown in FIG. 6 (SP3), and the remaining vectors except for the first vector and the last vector of the optimal conversion path Each of them rotates by a predetermined angle so that the sum of the projection lengths of each vector is zero with respect to a predetermined coordinate axis, that is, the following indoor equation is satisfied to map a closed indoor map.

[수학식][Equation]

이때, , At this time, ,

여기서, 는 각각 최적 변환경로의 각각의 벡터들이 X,Y축에 투영된 길이.here, Is the length of each vector of the optimal conversion path projected on the X and Y axes.

는 최적 변환경로들의 각각의벡터와 X축 사이의 각. Is the angle between each vector and the X-axis of the optimal conversion paths.

는 변환된 최적변환경로의 각각의 벡터들과 X축사이의 각 Is the angle between each vector of the transformed optimal transform path and the X axis.

다시 말해서,본 발명은 장애물 인식센서 및 거리계를 이용하여 초기 경로자취를 생성하고, 초기 경로자취를 최적 변환경로로 변환하여 그 최적 변환경로의 시작점과 끝점이 일치되도록 변환하여, 폐형상의 실내지도로 맵핑한다.In other words, the present invention generates an initial path trace using an obstacle recognition sensor and a distance meter, converts the initial path trace into an optimal conversion path, and converts the starting path and the end point of the optimal conversion path to coincide with each other. Map to.

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, 장애물 인식용센서와 구동륜에 설치된 거리계에 의해 감지되는 경로의 위상학과 기하학적 특성을 적용하여 복잡한 형상의 실내공간에 대한 맵핑을 수행함으로써, 거리계에 의한 누적오차를 제거하여정밀한 실내지도를 작성하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention applies a topological and geometrical characteristic of a path sensed by a sensor for obstacle recognition and a rangefinder installed on a driving wheel to perform mapping to an indoor space of a complex shape, thereby accumulating cumulative errors by the rangefinder. It is effective to create a precise indoor map by removing it.

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 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법에 대한 동작흐름도.Figure 3 is a flow chart for the mapping method by the path trace of the mobile robot of the present invention.

도4는 도3에 있어서, 초기 경로자취를 생성하는 모습을 보인도.4 is a view showing the generation of an initial path trace in FIG.

도5는 도3에 있어서, 최적 변환경로로 변환하는 모습을 보인도.FIG. 5 is a diagram showing the conversion to the optimal conversion path in FIG. 3; FIG.

도6은 도3에 있어서, 폐형상의 실내지도를 작성하는 모습을 보인도.FIG. 6 is a diagram showing a state of creating a closed indoor map in FIG. 3; FIG.

Claims (7)

이동 로봇에 있어서In mobile robot 장애물 인식센서로 장애물을 회피하여 이동하면서 경로를 생성하고, 그 경로를 거리계의 정보를 바탕으로 벡터로 연결하여 초기 경로자취를 생성하는 과정과;Generating an initial path trace by generating a path while moving by avoiding an obstacle with an obstacle recognition sensor and connecting the path as a vector based on information of a rangefinder; 초기 경로자취의 첫번째 벡터와 마지막 벡터 사이의 각도를 계산하고, 상기 첫번째 벡터와 마지막 벡터를 평행하게 만들기 위한 각 벡터의 변환각을 계산하는 과정과;Calculating an angle between a first vector and a last vector of an initial path trace, and calculating a conversion angle of each vector to make the first vector and the last vector parallel; 상기 각 벡터의 변환각에 의해 경로를 변환하고, 각각의 변환된 경로에 대하여 위상학적 조건과 거리조건을 계산하는 과정과;Converting paths by the conversion angle of each vector, and calculating topological and distance conditions for each converted path; 상기 변환된 경로들중 위상학적 조건이 최대가 되고,거리조건이 최소가 되는 최적변환경로를 검출하는 과정과;Detecting an optimal conversion path in which the topological conditions are the maximum and the distance conditions are the minimum among the converted paths; 상기 최적 변환경로의 시작점과 끝점이 일치되도록 변환하여, 폐형상의 실내지도로 맵핑하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 이동로봇의 경로 자취에 의한 맵핑방법.And converting the start point and the end point of the optimal conversion path into a matched indoor map and performing mapping to a closed indoor map. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서, 상기 최적 변환경로의 시작점과 끝점이 일치되도록 변환하여, 폐형상의 실내지도로 맵핑하는 과정은, The process of claim 1, wherein the process of converting the start point and the end point of the optimal conversion path to coincide with each other and mapping the closed map to an indoor map comprises 상기 최적 변환경로의 첫번째 벡터와 마지막 벡터를 제외한 나머지 벡터들은 각각 일정각도 만큼 회전시켜, 미리 정해둔 좌표축에 대하여 각각의 벡터의 투영길이들의 합이 영이되도록, 하기의 수학식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법.The remaining vectors except for the first vector and the last vector of the optimal conversion path are rotated by a predetermined angle, so that the sum of the projection lengths of the respective vectors is zero with respect to a predetermined coordinate axis. Mapping method according to the path trace of the mobile robot. [수학식][Equation] 이때, , At this time, , 여기서, 는 각각 최적 변환경로의 각각의 벡터들이 X,Y축에 투영된 길이.here, Is the length of each vector of the optimal conversion path projected on the X and Y axes. 는 최적 변환경로들의 각각의벡터와 X축 사이의 각. Is the angle between each vector and the X-axis of the optimal conversion paths. 는 변환된 최적변환경로의 각각의 벡터들과 X축사이의 각. Is the angle between each vector and the X-axis of the transformed optimal transform path. 제1 항에 있어서, 상기 위상학적 조건과 거리조건을 계산하는 과정은,The method of claim 1, wherein the calculating of the topological condition and the distance condition comprises: 경로의 첫번째 벡터는 회전시키지 않고, 소정번째 벡터는 소정의 변환각 만큼 회전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법.And the first vector of the path is not rotated, and the predetermined vector is rotated by a predetermined conversion angle. 제1 항에 있어서, 상기 위상학적 조건과 거리조건을 계산하는 과정은,The method of claim 1, wherein the calculating of the topological condition and the distance condition comprises: 변환된 경로의 첫번째 벡터와 마지막 벡터는 평행하고 동일한 방향으로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법.And a first vector and a last vector of the converted path are parallel and converted in the same direction. 제1 항에 있어서,상기 위상학적 조건과 거리조건을 계산하는 과정은,The method of claim 1, wherein the calculating of the topological condition and the distance condition comprises: 변환된 경로의 시작점과 종료점을 연결하는 벡터를 가산하는 단계와;Adding a vector connecting the start point and the end point of the transformed path; 변환된 경로의 각각의 선분에 대하여, 각 선분의 내부의 시작과 끝점이 아닌 임의의 점에 대하여 각도를 계산하는 단계와;For each line segment of the transformed path, calculating an angle with respect to any point that is not a start and end point inside each line segment; 상기에서 계산된 각도들의 합을 계산하고, 그 각도들의 합으로 위상학적 조건을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 경로자취에 의한 맵핑방법.Computing the sum of the calculated angles, and calculating the topological condition by the sum of the angles.
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