KR100531813B1

KR100531813B1 - 이동로봇의 도킹 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100531813B1
Application number: KR10-2003-0021132A
Authority: KR
Inventors: 김세완
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2005-11-30
Also published as: KR20040086939A

Abstract

본 발명은 이동로봇의 도킹 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이동로봇이 충전대 복귀하는 경우에, 그 충전대와 이동로봇이 데이터 통신을 수행하여, 이동로봇의 위치를 실시간으로 보정함으로써, 보다 신속하고 정밀하게 이동로봇이 충전대에 도킹되도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 위치 기준 데이터와 이동 로봇의 위치를 도킹 위치로 인도하기 위한 데이터를 송출하는 적외선 송신포트와, 이동 로봇에서 송신되는 현재 위치 정보 및 방향 정보를 수신하는 적외선 수신포트를 구비하는 충전대와; 상기 충전대에서 송신되는 위치 기준 데이터와 위치 보정 데이터를 수신하는 적외선 수신포트와, 자신의 위치 및 방향정보를 송신하는 적외선송신포트를 구비하여, 상기 충전대와 적외선 데이터 통신을 수행하는 이동로봇으로 이루어진다.

Description

이동로봇의 도킹 시스템 및 방법{DOCKING SYSTEM AND METHOD FOR MOBILE ROBOT}

본 발명은 이동로봇의 도킹장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 이동로봇이 충전대 복귀하는 경우에, 그 충전대와 이동로봇이 데이터 통신을 수행하여, 이동로봇의 위치를 실시간으로 보정함으로서, 보다 신속하고 정밀하게 이동로봇이 충전대에 도킹되도록 한 이동로봇의 도킹 시스템 및 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 로봇 청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소한다.

이러한 로봇 청소기는 거리센서를 통해 청소구역내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 이에 따라 로봇 청소기의 좌륜모터와 우륜모터를 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해가면서 청소구역을 청소한다.

도1은 종래 이동 로봇의 도킹 시스템에 대한 일실시예의 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와같이, 작업 공간상을 배터리전압에 의해, 자율적으로 이동하는 로봇 청소기(2)와 그 로봇 청소기(2)를 수용하여, 그 로봇 청소기(2)의 전원을 충전하는 충전대(1)로 구성되는 로봇 청소기의 충전장치에 있어서, 상기 충전대 (1)의 충전단자(4)로 상기 로봇 청소기(2)를 안내하기 위해, 사용자에 의해 임의로 그려지는 도킹라인과; 상기 충전대(1)의 좌우끝에 부착되어, 로봇 청소기 (2)를 상기 도킹라인으로 인도하기 위한 초음파를 발생하는 초음파 발생기(3)와; 상기 로봇 청소기(3)에 탑재되어, 초음파를 수신하여 상기 도킹라인까지의 거리 연산을 위한 정보를 제공하는 초음파 수신기(5)와; 상기 로봇 청소기(2)에 탑재되어, 상기 도킹라인을 감지하는 도킹라인 감지센서(6)를 구비하며.이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 로봇 청소기(2)는, 청소작업을 수행하다가, 현재 배터리전압의 잔량이 기준전압보다 작으면, 현재 청소작업을 중단하고 충전모드로 전환한다.

이때, 로봇청소기(2)는 내장되어 있는 초음파수신기(5)를 이용하여 충전대 (1)의 초음파 발생기(3)에서 발생하는 초음파를 수신하여 그 충전대(1)의 대락적인 위치를 파악한후, 그 위치로 이동한다.

여기서, 상기 로봇청소기(2)는 월-팔로윙(Wall-Following) 방식으로 충전대 (1)의 대력적인 위치로 이동한다.

이렇게 로봇청소기(2)가 이동하다가, 로봇청소기(2)의 하단에 부착된 도킹라인 감지센서(6)가 도킹라인을 감지하면, 로봇청소기(2)는 초음파 송수신을 중단하고 그 도킹라인을 따라 이동하여 한번에 충전단자(4)에 도킹한다.

상기 도킹라인은, 사용자에 의해, 초기 충전대 설치시 충전단자(4)를 기준으로 그려지고, 상기 초음파발생기(3) 및 초음파수신기(5)는, 적외선 발생기 및 적외선 수신기로 대체하여 사용하여도 무방하다.

상술한 월-팔로윙(Wall-Following) 방식으로 이용하여 로봇청소기가 충전대로 복귀하는 경우에, 충전대는 항상 벽면에 부착되어야 하고, 또한 로봇 청소기는 벽면을 따라 이동해야 하므로 충전대에 도킹하는데 걸리는 시간이 길어지는 문제점이 있다.

또한, 충전대에서 발신하는 신호를 이용하여 도킹하는 방식은, 로봇청소기가 충전대에 도킹할 때, 정확한 위치를 감지하기 위하여, 기구적으로 로봇 청소기를 조정해야 하므로 기구구조가 복잡해지고 충전대의 크기가 커지므로 비용상승의 원인을 제공한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이동로봇이 충전대 복귀하는 경우에, 그 충전대와 이동로봇이 데이터 통신을 수행하여, 이동로봇의 위치를 실시간으로 보정함으로써, 보다 신속하고 정밀하게 이동로봇이 충전대에 도킹되도록 한 이동로봇의 도킹 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위치 기준 데이터와 이동 로봇의 위치를 도킹 위치로 인도하기 위한 데이터를 송출하는 적외선 송신포트와, 이동 로봇에서 송신되는 현재 위치 정보 및 방향 정보를 수신하는 적외선 수신포트를 구비하는 충전대와; 상기 충전대에서 송신되는 위치 기준 데이터와 위치 보정 데이터를 수신하는 적외선 수신포트와, 자신의 위치 및 방향정보를 송신하는 적외선송신포트를 구비하여, 상기 충전대와 적외선 데이터 통신을 수행하는 이동로봇으로 이루어진 것을 특징으로 한다.상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적외선 송수신 포트를 통해 충전대의 적외선 송수신 포트와 도킹을 위한 데이터를 교환하는 이동로봇에 있어서, 상기 충전대의 적외선 송신포트를 통해 위치 기준 데이터를 발생하는 과정과; 이동로봇이, 상기 위치 기준 데이터를 수신하고, 그 위치 기준 데이터를 분석하여 충전대의 대략적인 위치를 파악하여 이동하면서, 자신의 현재 위치 및 방향정보를 적외선 송신포트를 통해 충전대로 송신하는 과정과; 충전대에서, 상기 이동 로봇에서 송신되는 위치 및 방향정보를 수신하여 분석하고, 그 분석결과에 따라 이동로봇을 도킹위치로 유도하기 위한 위치 보정데이터를 이동로봇으로 송신하는 과정과; 이동로봇이 상기 충전대에서 송신되는 위치보정 데이터를 수신하여 분석하고,그 분석결과에 근거하여 정확한 도킹위치에 도달한후, 충전대의 충전단자에 접속하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

삭제

이하, 본 발명에 의한 이동로봇의 도킹 시스템 및 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 도킹 시스템에 대한 구성을 보인 개략도이다.

도2에 도시한 바와같이, 본 발명은 위치 기준 데이터와 로봇의 위치를 도킹 위치로 인도하기 위한 데이터를 송출하는 적외선 송신포트(1)와, 이동 로봇의 현재 위치 정보 및 방향 정보를 수신하는 적외선 수신포트(2)를 구비하는 충전대 (100)와; 상기 충전대(100)로부터 위치 기준 데이터와 위치 보정 데이터를 수신하는 적외선 수신포트(3)와; 자신의 위치 및 방향정보를 송신하는 적외선송신포트(4)를 구비하여, 상기 충전대(100)와 적외선 데이터 통신을 수행하는 이동로봇(200)으로 이루어진다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 도킹방법에 대한 동작흐름도이다.

도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 적외선 송수신 포트를 통해 충전대의 적외선 송수신 포트와 도킹을 위한 데이터를 교환하는 이동로봇에 있어서, 상기 충전대(100)의 적외선 송신포트(1)를 통해 위치 기준 데이터를 발생하는 과정(SP1)과; 이동로봇(200)이, 상기 위치 기준 데이터에 의해, 충전대(100)의 대략적인 위치를 파악하여 이동하면서, 자신의 현재 위치 및 방향정보를 적외선 송신포트(4)를 통해 충전대(100)로 송신하는 과정(SP2)과; 충전대(100)에서, 이동 로봇(200)의 위치 및 방향 정보에 따라, 이동 로봇(200)을 도킹 위치로 유도하기 위한 위치 보정데이터를 이동 로봇(200)으로 송신하는 과정(SP3)과; 상기 충전대(100)의 위치보정 데이터에 의해, 정확한 도킹위치에 도달한후, 충전대(100)의 충전단자에 접속하는 과정 (SP4)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 이동로봇(200)은, 사용자의 명령에 따른 소정의 작업을 수행하다가, 작업이 종료되거나, 현재 배터리 전압의 잔량이 기준전압보다 작으면, 현재 실행중인 작업을 중단하고 충전대(100)로의 복귀를 수행한다.

이때, 상기 충전대(100)에서 위치기준 데이터를 적외선 송신포트(1)를 통해 송출하고, 이동 로봇(200)은 상기 위치기준 데이터를 적외선 수신포트(3)을 통해 입력받아 그 위치기준 데이터에 의해 자신의 현재 위치 정보 및 방향정보를 연산한후, 그 위치정보 및 방향정보를 적외선 송신포트(4)를 통해 송신한다.

그러면, 상기 충전대(100)는 적외선 수신포트(2)를 통해, 상기 이동 로봇 (200)의 현재 위치 정보 및 방향 정보를 수신하여, 상기 이동 로봇(200)을 충전대 (100)의 정확한 위치로 유도하기 위한 보정 데이터를 적외선 송신포트(1)를 통해 출력한다.

이에 따라, 상기 이동로봇(200)은, 상기 보정 데이터를 적외선 수신포트(3)를 통해 입력받아 그 보정 데이터에 의해 자신의 현재 위치를 도킹에 적합한 위치로 이동하여 충전대(100)에 도킹한다.

즉, 본 발명은 이동 로봇(200)이 충전대(100)와 데이터를 서로 교환하여 이동 로봇(200)을 실시간으로 도킹위치로 유도함으로써, 이동 로봇(200)을 충전대 (100)에 신속하고 정확하게 도킹시킨다.

보다 상세하게, 도3을 참조하여 설명하면, 우선 상기 충전대(100)의 적외선 송신포트(100)를 통해 위치 기준 데이터를 발생하면(SP1), 이동로봇(200)은 상기 위치 기준 데이터에 의해, 충전대(100)의 대략적인 위치를 파악하여 이동하면서, 자신의 현재 위치 및 방향정보를 적외선 송신포트(4)를 통해 충전대(100)로 송신한다(SP2).

그 다음, 상기 충전대(100)에서, 이동 로봇(200)의 위치 및 방향정보에 따라, 이동 로봇(200)을 도킹 위치로 유도하기 위한 위치 보정데이터를 이동로봇 (200)으로 송신하고(SP3), 이에 따라 상기 이동로봇(200)은, 상기 충전대(100)의 위치보정 데이터에 의해, 정확한 도킹위치에 도달한후, 충전대(100)의 충전단자에 접속한다(SP4).

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.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 충전대와 이동로봇이 데이터 통신을 수행하여, 이동로봇의 위치를 실시간으로 보정함으로써, 보다 신속하고 정밀하게 이동로봇이 충전대에 도킹되는 효과가 있다.

도1은 종래 로봇의 충전장치에 대한 일실시예의 구성을 보인 블록도.

도2는 본 발명 이동로봇의 도킹시스템에 대한 구성을 보인 개략도.

도3은 본 발명 이동로봇의 도킹방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100:충전대 200:이동 로봇

1,4:적외선 송신포트 2,3:적외선 수신포트

Claims

위치 기준 데이터와 이동 로봇의 위치를 도킹 위치로 인도하기 위한 데이터를 송출하는 적외선 송신포트와,

이동 로봇에서 송신되는 현재 위치 정보 및 방향 정보를 수신하는 적외선 수신포트를 구비하는 충전대와;

상기 충전대에서 송신되는 위치 기준 데이터와 위치 보정 데이터를 수신하는 적외선 수신포트와,

자신의 위치 및 방향정보를 송신하는 적외선송신포트를 구비하여, 상기 충전대와 적외선 데이터 통신을 수행하는 이동로봇으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동로봇의 도킹 시스템.
적외선 송수신 포트를 통해 충전대의 적외선 송수신 포트와 도킹을 위한 데이터를 교환하는 이동로봇에 있어서,

상기 충전대의 적외선 송신포트를 통해 위치 기준 데이터를 발생하는 과정과;

이동로봇이, 상기 위치 기준 데이터를 수신하고, 그 위치 기준 데이터를 분석하여 충전대의 대략적인 위치를 파악하여 이동하면서, 자신의 현재 위치 및 방향정보를 적외선 송신포트를 통해 충전대로 송신하는 과정과;

충전대에서, 상기 이동 로봇에서 송신되는 위치 및 방향정보를 수신하여 분석하고, 그 분석결과에 따라 이동로봇을 도킹위치로 유도하기 위한 위치 보정데이터를 이동로봇으로 송신하는 과정과;

이동로봇이 상기 충전대에서 송신되는 위치보정 데이터를 수신하여 분석하고,그 분석결과에 근거하여 정확한 도킹위치에 도달한후, 충전대의 충전단자에 접속하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 이동 로봇의 도킹방법