KR100621415B1 - 이동로봇의 자기위치 검출시스템 및 검출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동로봇의 자기위치 검출시스템 및 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동로봇에 탑재된 카메라로 특정위치에 형성된 적외선 인식표지를 촬영하여 이동로봇이 현재 놓여있는 자기위치를 실시간으로 검출하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 이동로봇의 자기위치 검출시스템은, 다수개의 조사구멍(50, 60)을 구비하고, 상기 조사구멍을 통해 적외선 광을 소정의 평면에 조사하여 발광 인공표지(30, 40)을 형성시키는 인공표지 조사장치(10); 및 상기 인공표지 조사장치(10)와 데이터를 송수신하기 위한 제 2통신부(23)를 구비하고, 장착된 카메라(21)로 상기 발광 인공표지(30, 40)를 촬영하여, 자기위치를 산출하는 이동로봇(20);으로 구성되되, 상기 인공표지 조사장치(10)는, 적외선 대역의 광을 발생하는 광발생부(11)와; 상기 이동로봇(20)과 데이터를 송수신하기 위한 제 1통신부(12)와; 광 전달 경로 상에 방해요소가 개입되었는지를 판단하기 위한 초음파센서로 구성된 제 1센서부(13)와; 상기 인공표지 조사장치(10)의 각 구성부에 전원을 공급하는 제 1전원부(14); 및 상기 인공표지 조사장치(10)의 각 구성부에 연결되어 제어하는 제 1제어부(15)로 이루어진 점을 특징을 특징으로 한다.
이동로봇, 조사장치, 발광 인공표지, 자기위치, 카메라

Description

이동로봇의 자기위치 검출시스템 및 검출방법{System and method for detecting the self-position of a mobile robot}
도 1은 본 발명에 따른 자기위치 검출시스템의 전체적인 개요도.
도 2는 본 발명에 따른 자기위치 검출시스템의 상세 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 발광 인공표지의 제 1실시예.
도 4는 본 발명에 따른 발광 인공표지의 제 2실시예.
도 5는 본 발명에 따른 발광 인공표지의 제 3실시예.
도 6은 본 발명에 따른 자기위치 검출방법을 나타낸 순서도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
　 10 : 인공표지 조사장치 11 : 광발생부
　 12 : 제 1 통신부 13 : 제 1센서부
20 : 이동로봇 21 : 카메라
23 : 제 2통신부 30, 40 : 발광 인공표지
101, 201, 301 : 제 1인식표지 102, 202, 302 : 제 2인식표지
본 발명은 이동로봇의 자기위치 검출시스템 및 검출방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동로봇에 탑재된 카메라로 특정위치에 형성된 적외선 인식표지를 촬영하여 이동로봇이 현재 놓여있는 자기위치를 실시간으로 검출하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이동로봇의 이동성을 극대화하기 위한 선결 기술로서 이동로봇의 자기위치 인식기술이 필요하다. 상기의 자기위치 인식기술을 기반으로 지도 구축, 경로 설정, 장애물 회피 등의 로봇 조종에 관한 기능들을 구현할 수 있으며 또한 효율적인 공간의 운항이 가능해진다. 따라서 상기의 조종 기능들의 성능 향상을 위해서는 자기위치 인식기술의 정밀도 및 정확도가 요구된다.
이동 로봇의 자기위치 인식기술은 상대적 자기위치 인식기술과 절대적 자기위치 인식기술로 구분할 수 있다. 다시 말해서, 엔코더(Encoder), 초음파센서, 또는 레이저 등을 응용한 거리계측 장치를 사용하여 이동 로봇의 상대적인 자기위치를 인식하는 기술과, 카메라 등의 영상처리 장치를 이용하여 소정 위치에 부착된 인공의 인식표지나 자연 사물의 위치를 검출함으로써 이동 로봇의 절대적인 자기위치를 인식하는 기술로 구분된다.
상기의 상대적인 자기위치 인식기술의 특징은 이동 로봇에 장착된 거리계측 장치를 이용하여 외부장치의 도움 없이도 이동로봇의 자율주행이 가능한 장점이 있는 반면에, 주행시간이 증가함에 따라 위치 오차가 누적될 수 있으며, 특히 이러한 위치 오차의 누적은 장애물을 회피할 때 더욱 심화된다. 또한, 이동로봇의 이동 중 에 부주의로 인하여 또는 인위적으로 이동로봇의 위치가 변화되는 경우에는 변화된 자기위치를 감지하지 못하여 새로운 이동경로로 신속하게 수정하지 못하는 단점이 있다.
따라서 최근에는 이동로봇이 자기위치를 필요할 때 재추정할 수 있는 절대적인 자기위치 인식기술이 다양한 방향으로 연구되고 있는데, 그 주요 방법은 CCD/CMOS 카메라를 사용하는 영상처리 방식이 있다. 상기의 영상처리 방식은 공간상에 배치된 주변 사물의 위치를 검출하여 이동로봇의 위치를 검출하는 방법이 이상적이지만, 이동로봇이 위치하는 실제 공간상의 조명의 변화, 또는 주변 사물의 위치이동 등에 대응할 해결책이 적절하지 않기 때문에 인공표지에 의한 절대적인 자기위치 인식기술이 개발되고 있다.
인공표지에 의한 자기위치 인식기술은, 이동로봇이 이동하는 공간의 상부에, 예를 들면 천장 등에 특정한 형태의 인공표지를 부착하여, 이동로봇에 장착된 CCD/CMOS 카메라로 천장 영상을 촬영하고 영상 내의 인공표지 위치를 인식하여 로봇의 위치를 결정한다.
인공표지의 다양한 형식에 따라 영상 내의 인공표지를 인식하는 방법은 다양하게 존재한다.
일반적인 정적 인공표지는 천장 상에 일정 형태의 마크 또는 색이 특이한 마크를 붙여둔 형태를 예로 들 수 있는데, 한국 공개특허공보(10-2002-0039806)와 한국 공개특허공보(10-2002-0038295)에는 기준판과 기준판에 형성된 일정간격을 갖는 복수의 점으로 구성된 인식마크를 천장에 부착한 위치 인식기술을 보이고 있다. 그 러나 상기 종래의 기술은 인공표지를 설치하는 자체는 간단하나 아무리 효율적인 형태의 표지라 할지라도 조명의 영향에 따라 검출이 불가능한 경우가 존재하며, 또한 천장 상에 인공표지와 유사한 모양의 다른 물체가 없어야만 한다는 조건을 가질 뿐만 아니라, 실내의 미관에 좋지 않다는 단점을 내포하고 있다.
또 다른 종래의 인공표지 방식은 램프나 발광 다이오드를 이용하여 이동로봇이 위치한 실내의 천장을 향해 광을 조사하는 방식이 있다. 하지만, 상기의 방법은 조사되는 광 자체의 집속도가 낮아 광의 분포범위가 넓어져서 조사된 인공표지가 넓게 형성되고, 또한　인공표지를 촬영하는 로봇의 위치에 따라 최종적으로 계산된 이동로봇의 위치 오차가 크게 나타난다. 예를 들면 인공표지가 둥근 원형으로 조사된 경우, 이동로봇의 촬영 위치에 따라 인공표지의 형상이 타원 또는 어느 한쪽으로 길게 된 형상으로 촬영되고 인공표지 바로 밑에서 촬영되는 경우와는 다른 형태을 갖게 되어 로봇의 위치 오차가 커지는 문제점이 있다.
따라서 천장에 있는 조형물과 동일한 경우가 거의 없으며, 조명에 영향을 받지 않으며, 인공표지의 크기를 작게 하여도 용이하게 인공표지를 구분하여 이동로봇의 위치를 정확히 인식할 수 있는 이동로봇의 자기위치 검출시스템 및 검출방법에 대한 발명의 필요성이 제기되어 왔다.
본 발명의 목적은 앞서 설명한 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로, 실내 공간상에서 일반적인 조명변화에 무관하며, 미관에 악영향을 미치지 않 으며, 정밀한 자기위치 인식이 가능한 자기위치 검출시스템 및 검출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 집속도가 높은 광을 사용하여 인공표지의 크기를 작게 하여도 용이하게 인공표지를 구분하여 이동로봇의 위치를 정확히 인식할 수 있는 이동로봇의 자기위치 검출시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 이동로봇의 이동 중에 사람의 부주의로 인하여 이동로봇의 경로가 변경되거나 또는 인위적으로 이동로봇의 위치가 변화되더라도, 신속하게 이동로봇의 새로운 자기위치를 검출할 수 있는 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 이동로봇의 자기위치 검출시스템은, 다수개의 조사구멍(50, 60)을 구비하고, 상기 조사구멍을 통해 적외선 광을 소정의 평면에 조사하여 발광 인공표지(30, 40)을 형성시키는 인공표지 조사장치(10); 및 상기 인공표지 조사장치(10)와 데이터를 송수신하기 위한 제 2통신부(23)를 구비하고, 장착된 카메라(21)로 상기 발광 인공표지(30, 40)를 촬영하여, 자기위치를 산출하는 이동로봇(20);으로 구성되되,
상기 인공표지 조사장치(10)는, 적외선 대역의 광을 발생하는 광발생부(11)와; 상기 이동로봇(20)과 데이터를 송수신하기 위한 제 1통신부(12)와; 광 전달 경로 상에 방해요소가 개입되었는지를 판단하기 위한 초음파센서로 구성된 제 1센서부(13)와; 상기 인공표지 조사장치(10)의 각 구성부에 전원을 공급하는 제 1전원부(14); 및 상기 인공표지 조사장치(10)의 각 구성부에 연결되어 제어하는 제 1제어부(15);로 이루어진 점을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 자기위치 검출방법은, 이동로봇(20)에서 위치측정 명령을 발생시키는 단계; 카메라(21)로 소정의 면을 촬영하는 단계; 상기 촬영 단계에서 촬영된 영상 내에 움직이는 물체의 존재 여부를 감지하는 단계; 상기 감지단계에서 움직이는 물체가 존재하지 않는 경우, 인공표지 조사장치(10)로 발광 명령을 송신하는 단계; 상기 인공표지 조사장치(10)에 의해 조사된 적외선에 의해 형성된 발광 인공표지(30, 40)를 카메라(21)로 촬영하는 단계; 상기 촬영단계에서 촬영된 영상 내에 발광 인공표지(30, 40)의 존재 유무를 판단하는 단계; 상기 판단단계에서 발광 인공표지(30, 40)가 존재하면, 관측된 발광 인공표지의 좌표 상에서 이동로봇(20)의 자기위치를 연산하는 단계; 및 상기 연산단계의 결과를 주행부(24)로 전송하여 이동로봇(20)을 구동하는 단계;를 포함하는 점을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자기위치 검출시스템의 전체적인 구성을 도시한다.
도시된 바와 같이 자기위치 검출시스템은, 적외선 레이저 광원을 가지며, 상기 레이저를 이용하여 이동로봇이 위치한 실내의 천장에 인공표지를 조사(照射)하는 인공표지 조사장치(10)와, CCD/CMOS 카메라(21)를 장착하여 상기 발광 인공표지(30, 40)를 촬영하여 자기위치를 산출하는 이동로봇(20)으로 구성된다. 상기 인공표지 조사장치(10)에 구비된 다수개의 조사구멍(50, 60)을 통과한 적외선 레이저 광이 천장에 상을 맺어 다수개의 발광 인공표지(30, 40)를 형성한다.
상술한 자기위치 검출시스템은 발광 인공표지(30, 40)를 기준으로 하는 좌표계 상에서 로봇의 현재 위치를 검출하기 위해, 이동로봇(20)에서 무선통신을 통해 인공표지 조사장치(10)에 광 조사명령을 내리면, 두 개 이상의 적외선 레이저광이 천장을 향해서 조사되어 발광 인공표지(30, 40)를 형성한다. 이때 이동로봇에 탑재된 카메라(21)를 통하여 발광 인공표지(30, 40)를 촬영하고, 영상처리 과정을 통해 연산하여 인공표지 좌표계상에서 로봇의 현재 위치를 인식한다.
본 발명에서는 집속도가 높은 레이저 광을 사용하므로, 인공표지의 형상을 작은 포인트로 형성할 수 있으며 또한 레이저 광은 고휘도로 조사되므로 광의 퍼짐에 의한 위치 오차 또는 인공표지를 촬영하는 이동로봇의 위치에 따른 기하학적 변화가 적으므로 이동로봇의 정확한 자기 위치를 계산해 낼 수 있다.
도2는 자기위치 검출시스템을 구성하고 있는 인공표지 조사장치(10) 및 이동로봇(20)의 상세 구성 블록도이다.
상기의 인공표지 조사장치(10)는, 파장이 750㎛ 이상으로 인간의 눈에는 보이지 않는 적외선 대역의 광원을 사용하는 광발생부(11)를 포함하고 있다. 상기 광발생부(11)의 광원을 만들기 위한 소자로는 적외선 레이저 등이 사용 가능하며, 천장에 조사된 광이 카메라에 의해 관측될 정도의 충분한 광량을 갖도록 하기 위해, 레이저의 경우 0.5mW 내지 0.8mW 의 출력 광을 갖는 것이 바람직하다.　
또한, 상기 인공표지 조사장치(10)는, 조사장치의 각 구성요소 등을 제어하는 제 1제어부(15)와, 이동로봇(20)과 제어관련 데이터를 송수신하기 위한 제 1통신부(12)를 구비한다. 또한, 검출시스템의 안전성을 확보하기 위한 제 1센서부(13)가 더 포함된다. 즉, 인공표지 조사장치(10)는 강한 레이저 광을 사용하기 때문에 조사장치 주변에 사람이 있는 경우에는 위험을 초래할 수 있어, 조사장치 주변의 일정 반경 내에 사람이 존재하는지, 또는 레이저 광을 차단하는 방해요소가 광 전달 경로에 개입되어 있는지 여부를 판단하기 위해 초음파 센서를 채택하여 제 1센서부(13)를 구성한다. 상기 제 1센서부(13) 및 광발생부(11)는 상기 제 1통신부(12)를 통해 입력되는 제어신호에 의해 필요한 경우에만 구동될 수 있다.
또한, 인공표지 조사장치(10)에는 제 1전원부(14)가 마련되어 인공표지 조사장치(10)의 전체 구성요소에 전원을 공급한다. 그러나 상기 인공표지 조사장치(10)로의 원활한 전원공급과 소모되는 전력의 양을 고려하여, 상기 인공표지 조사장치(10)를 이동로봇의 전원을 충전시키기 위해 실내에 별도로 마련된 충전스테이션(미도시)에 부착할 수도 있다. 이런 경우에는 충전스테이션의 전원부가 인공표지 조사장치(10)의 제 1전원부 역할을 한다.
한편, 상기의 이동로봇(20)은, 로봇 전체의 각 구성요소를 제어하는 제 2제어부(27)와, 이동로봇 본체의 이동을 제어하는 주행부(24)와, 발광 인공표지(30, 40)를 촬영하기 위한 카메라(21), 촬영 영상을 분석 처리하는 영상처리부(22)와, 장애물 등을 감지하는 제 2센서부(25)와, 이동로봇의 각 부분에 전원을 공급하는 제 2전원부(26) 및 상기 인공표지 조사장치(10)와 제어데이터를 송수신하기 위한 제 2통신부(23)를 포함하고 있다.　
상술한 자기위치 검출시스템에 있어서, 이동로봇(20)에 탑재된 카메라(21)에 의해 발광 인공표지(30, 40)를 용이하게 인식하기 위해, 이동로봇(20)과 인공표지 조사장치(10) 간에 통신을 통해 조사되는 광을, 예를 들어 초당 1회씩과 같이, 일정 주기의 켜짐과 꺼짐을 단속할 수 있다. 또한, 고출력 레이저 광을 조사하는 검출 시스템으로부터 실내에 위치한 사람의 안전성을 확보하기 위해, 인공표지 조사장치(10)가 레이저 광을 항상 조사하는 것이 아니라 이동로봇(20)의 제어명령에 의해 자기위치 측정을 위해 필요한 경우에만 레이저 광을 조사하도록 단속하는 것이 바람직하다.
따라서 본원 발명에 따른 자기위치 검출시스템은 적외선 영역을 택하여 가시광선영역을 벗어난 집속도가 높은 레이저 광을 사용하기 때문에 이동로봇과 조사장치 간의 상호 통신에 의해 광의 조사가 필요한 경우에만 광을 짧은 시간 동안만 조사되도록 단속하며, 또한 조사되는 광의 광로를 탐지하는 센서를 조사장치에 구비하여 사람이 광로 중에 있다고 판단되는 경우에는 레이저 광을 조사하지 않도록 제어하는 방식을 채용함으로써, 2중의 안전장치를 개시하고 있는 점이 특징이다.
도3 내지 도5는 본 발명에 따른 인공표지의 다양한 실시예를 보이고 있다.
상기 인공표지 조사장치(10)의 광발생부(11)에서 발생된 광은 다수개의 조사구멍(50, 60)을 통하여 천장으로 조사되어 발광 인공표지(30, 40)를 형성한다. 상기 발광 인공표지(30, 40)는 적외선 광이기에 카메라에 의해서 검출되지만 인간의 눈에는 보이지 않기 때문에, 천장의 미관에 영향을 미치지 않는다.
또한, 발광 인공표지(30, 40)의 형상 및 배열은 조사구멍(50, 60)을 이루고 있는 형상 또는 조사구멍에 설치된 필터 등에 의하여 다양한 형태로 형성될 수 있기 때문에, 천장 상에 존재하는 물체의 모양과 명확하게 구분되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 발광 인공표지(30, 40)는 제 1인식표지(101, 201, 301)와 제 2인식표지(102, 202, 302)로 구성된다.
도3 내지 도5에 도시된 발광 인공표지의 실시예에 있어서, 원형 점을 사용하는 제 1인식표지(101, 201, 301)는 기준점을 나타내며, 형상과는 무관하게 카메라가 검출이 가능한 광량을 갖는다.　 한편, 제 2인식표지(102, 202, 302)는 상대점을 나타내며, 기준점과의 구별이 용이한 형상이어야 하며 카메라가 검출이 가능한 광량을 갖는다. 도3에서는 십자 형상의 제 2인식표지(102), 도4에서는 X자 형상의 제 2인식표지(202)를 보이고 있으며, 도5에서는 제 1인식표지와 동일한 형상이지만 원형의 개수를 다르게 한 제 2인식표지(302)를 실시할 수 있다는 점을 보이고 있다.
또한, 도3 및 도4에 도시된 발광 인공표지(30, 40)를 형성하기 위해서는 조사장치(10)에 2개의 조사구멍(50, 60)이 구비되어야 하고, 도5에 보인 발광 인공표지를 형성하기 위해서는 3개의 조사구멍이 구비되어야 함을 알 수 있는데, 인공표지의 형상과 배열에 따라 조사구멍의 개수가 다양하게 변경될 수 있다는 점은 자명하다.
여기서 제 1인식표지(101, 201, 301)는 이동로봇의 기준위치를 확인하기 위한 인공표지이고, 제 2인식표지(102, 202, 302)는 제 1인식표지와의 관계에 의해 이동로봇(20)의 방향을 확인하기 위한 인공표지이다. 한편, 제 1인식표지(101, 201, 301) 및 제 2인식표지(102, 202, 302)의 크기는 두 인식표지간의 구별이 가능한 크기이며, 두 인식표지 간의 거리는 상호 구별이 가능한 소정의 거리이다.
상술한 구성을 갖는 자기위치 검출시스템에 있어서 이동로봇의 자기위치를 검출하는 방법을 도6을 참조하여 설명한다.
1) 먼저 이동로봇(20)에서 자기위치 측정이 필요한 경우에는 제 2제어부(27)에서 위치측정 명령을 발생시킨다(S100).
2) 상기의 위치측정 명령에 의해 이동로봇(20)에 부착된 카메라(21)는 천장의 영상을 촬영하여 영상처리부(22)로 보낸다(S110).
3) 상기 촬영된 영상에 움직임이 있는지를 판단한다(S120). 천장 상에 움직임이 없는 경우에, 제 2제어부(27)는 제 2통신부(23)를 통해 인공표지 조사장치(10)로 발광 명령을 송신하고(S130), 인공표지 조사장치(10)는 제 1통신부(12)를 통해 수신된 상기 발광 명령에 따라 제 1제어부(15)가 광발생부(11)에 광 발생 신호를 전달하여 적외선을 천장으로 조사하여 발광 인공표지(30, 40)를 형성시킨다. 하지만 천장 상에 움직임이 있는 경우에는 상기 S110 단계를 다시 실행한다.
4) 인공표지 조사장치(10)로부터 발사된 적외선 레이저 광에 의해 천장에 형성된 발광 인공표지(30, 40)를 이동로봇에 부착된 카메라(21)에서 촬영한다(S140). 이때에 카메라(21)가 발광 인공표지(30, 40)를 용이하기 인식하고 실내 공간에 있는 사람의 안전성을 확보하기 위해 이동로봇(20)과 인공표지 조사장치(10) 상호 간에 통신부(12, 23)를 통해 제어신호를 송수신하여, 조사되는 광의 꺼짐과 켜짐을 단속할 수 있다.
5) 카메라(21)를 통해 촬영된 영상은 영상처리부(22)로 전송되어 천장 상에 발광 인공표지(30, 40)가 존재하는지를 판단한다(S150). 만일 천장의 영상에 발광 인공표지(30, 40)가 존재하지 않으면, 카메라(21)가 발광 인공표지(30, 40)를 정확히 촬영하지 못했다고 판단하여 상기 S140 단계를 다시 실행한다. 그러나 수회의 재촬영에도 불구하고 발광 인공표지(30, 40)가 존재하지 않는다면 인공표지 조사장치(10)의 고장으로 판단한다.
6) 만일 천장의 영상에 발광 인공표지(30, 40)가 존재하면, 영상처리부(22)는 관측된 인공표지의 좌표 상에서 이동로봇(20)의 현재 자기위치를 연산한다(S160).
7) 상술한 단계를 통해 연산된 이동로봇(20)의 자기위치는 제 2제어부(27)에 전달되어 로봇의 이동경로 연산에 사용되고, 상기 연산결과는 최종적으로 주행부(24)로 전달되어 이동로봇을 구동한다(S170).
여기서, 자기위치를 연산하는 단계를 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
인공표지를 조사하기 전에 촬영한 천장 영상을 전(前)영상이라 하고, 인공표지를 조사한 후에 촬영한 천장 영상을 후(後)영상이라 하고, 상기의 전영상과 후영상을 비교하여 차(差)영상을 산출한다. 상기 차영상에 임계값을 적용하여 임계값 이하의 휘도 값을 갖는 영상은 노이즈로 간주하여 제거한다. 노이즈를 제거한 후 남은 일정 휘도 값 이상의 인공표지 후보를 검출하고, 후보들의 거리 방향 등의 관 계를 이용하여 원하는 인공표지를 검출하고, 인공표지의 중심을 검출한다. 또한, 천장과 이동로봇이 주행하는 바닥면은 서로 평행을 이루고 이동로봇의 중심에는 카메라가 천장을 향해 수직으로 장착되어 있기 때문에 카메라가 촬영한 영상의 중심이 이동로봇의 중심이 된다.
따라서 상기에서 검출된 인공표지의 중심과 촬영된 천장 영상의 중심 또는 이동로봇의 중심 정보를 이용하여 거리 및 각도를 구함으로써 이동로봇의 자기위치를 연산할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이동로봇의 자기위치 검출시스템 및 검출방법에 의하면, 적외선 레이저를 이용한 발광 인공표지를 카메라로 촬영하여 정밀한 자기위치를 인식함으로써, 실내 공간상에서 일반적인 조명변화에 무관하고 미관을 해치지 않으면서 이동로봇의 자기위치를 실시간으로 검출할 수 있도록 하는 효과를 가질 뿐만 아니라, 이동로봇의 이동 중에 부주의로 인하여 또는 인위 적으로 이동로봇의 위치가 변화되더라도, 신속하게 이동로봇이 새로운 자기위치를 검출할 수 있어 이동로봇의 자유로운 주행을 보장하는 효과도 갖는다.　

Claims (6)

  1. 다수개의 조사구멍(50, 60)을 구비하고, 상기 조사구멍을 통해 적외선 광을 소정의 평면에 조사하여 발광 인공표지(30, 40)를 형성시키는 인공표지 조사장치(10); 및
    상기 인공표지 조사장치(10)와 데이터를 송수신하기 위한 제 2통신부(23)를 구비하고, 장착된 카메라(21)로 상기 발광 인공표지(30, 40)를 촬영하여, 자기위치를 산출하는 이동로봇(20);으로 구성되되,
    상기 인공표지 조사장치(10)는,
    적외선 대역의 광을 발생하는 광발생부(11)와;
    상기 이동로봇(20)과 데이터를 송수신하기 위한 제 1통신부(12)와;
    광 전달 경로 상에 방해요소가 개입되었는지를 판단하기 위한 초음파센서로 구성된 제 1센서부(13)와;
    상기 인공표지 조사장치(10)의 각 구성부에 전원을 공급하는 제 1전원부(14); 및
    상기 인공표지 조사장치(10)의 각 구성부에 연결되어 제어하는 제 1제어부(15); 로 이루어진 점을 특징으로 하는 이동로봇의 자기위치 검출시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자기위치 검출시스템은,
    이동로봇(20)의 상기 제 2통신부(23)와 인공표지 조사장치(10)의 상기 제 1 통신부(12)를 통해 제어신호를 상호 간에 송수신하여, 인공표지 조사장치(10)로부터 조사되는 광을 단속하는 점을 특징으로 하는 이동로봇의 자기위치 검출시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인공표지 조사장치(10)는,
    이동로봇용 충전스테이션에 부착되어, 상기 충전스테이션의 전원부가 상기 인공표지 조사장치(10)의 제 1전원부를 대신하는 점을 특징으로 하는 이동로봇의 자기위치 검출시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 발광 인공표지(30, 40)는,
    기준점을 나타내는 제 1인식표지(101, 201, 301); 및
    기준점과 이격되어 형성되되, 기준점과 상이한 형상 또는 배열을 가지며, 기준점에 대한 상대점을 나타내는 제 2인식표지(102, 202, 302); 로 이루어진 점을 특징으로 하는 이동로봇의 자기위치 검출시스템.
  5. 카메라(21)가 장착된 이동로봇(20)에서 자기위치를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 이동로봇(20)에서 위치측정 명령을 발생시키는 단계;
    상기 카메라(21)로 소정의 면을 촬영하는 단계;
    상기 촬영 단계에서 촬영된 영상 내에 움직이는 물체의 존재 여부를 감지하는 단계;
    상기 감지단계에서 움직이는 물체가 존재하지 않는 경우, 인공표지 조사장치(10)로 발광 명령을 송신하는 단계;
    상기 인공표지 조사장치(10)에 의해 조사된 적외선에 의해 형성된 발광 인공표지(30, 40)를 카메라(21)로 촬영하는 단계;
    상기 촬영단계에서 촬영된 영상 내에 발광 인공표지(30, 40)의 존재 유무를 판단하는 단계;
    상기 판단단계에서 발광 인공표지(30, 40)가 존재하면, 관측된 발광 인공표지의 좌표 상에서 이동로봇(20)의 자기위치를 연산하는 단계; 및
    상기 연산단계의 결과를 주행부(24)로 전송하여 이동로봇(20)을 구동하는 단계; 로 이루어진 점을 특징으로 하는 이동로봇의 자기위치 검출방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발광 인공표지를 촬영하는 단계는,
    이동로봇(20)과 인공표지 조사장치(10) 상호 간에 통신부를 통해 제어신호를 송수신하여, 인공표지 조사장치(10)로부터 조사되는 광을 단속하는 점을 특징으로 하는 이동로봇의 자기위치 검출방법.
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