KR100645813B1 - Detecting method for movement path of moving robot and moving robot using the method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 1 is a block diagram schematically illustrating a cleaning robot which is an example of a mobile robot according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇의 개략적으로 도시한 블럭도이다. Figure 2 is a schematic block diagram of a cleaning robot as an example of a mobile robot according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇의 이동경로 감지 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart schematically illustrating a process of detecting a moving path of a cleaning robot, which is an example of a mobile robot according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 이동로봇에 관한 것으로 보다 상세하게는 카메라로부터 입력되는 영상 정보를 이용하여 이동로봇의 진행 방향을 산출하고 그에 따른 이동로봇의 진행상태를 제어하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a mobile robot, and more particularly, to a technology for calculating a moving direction of a mobile robot by using image information input from a camera and controlling a moving state of the mobile robot.
로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발산업에 사용되면 서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소로봇이다.Robots have been developed for industrial use and as part of factory automation, or have been used to collect or collect information on behalf of humans in extreme environments that humans cannot tolerate. This field of robotics has been developed in recent years as it is used in the cutting-edge space development industry, and until recently, human-friendly home robots have been developed. A representative example of such a human-friendly home robot is a cleaning robot.
이동로봇의 하나인 청소로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 구동하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기이다. 이같은 청소로봇은 먼지 또는 이물질을 흡입하는 일반적인 진공 청소기의 구성이외에 해당 청소로봇을 주행시키는 좌륜 및 우륜모터를 포함하는 주행장치와, 청소구역내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 다수의 감지센서와, 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서 등으로 구성되어 있다. A cleaning robot, a mobile robot, is a device that inhales dust or foreign substances while driving itself in a certain cleaning area such as a house or an office. In addition to the construction of a general vacuum cleaner that sucks in dust or foreign substances, such a cleaning robot includes a driving device including a left and right wheel motors that drive the cleaning robot, and a plurality of detections for driving without colliding with various obstacles in the cleaning area. It consists of a sensor and a microprocessor which controls the whole apparatus.
상술한 바와 같이 좌륜 및 우륜모터를 포함하는 주행장치를 통해 주행하는 이동로봇은 일정한 구역을 스스로 주행하기 때문에 그 이동경로 및 주행장치가 정상적인 이동을 하는지 감지하고 제어하는 것이 필수적이다. 따라서, 종래에는 자이로 또는 가속도 센서를 주행장치의 좌륜 및 우륜모터에 설치하고, 해당 모터의 회전상태를 이용하여 이동로봇의 이동경로 및 정상적인 이동을 하고 있는지 감지하였다. As described above, since a mobile robot traveling through a traveling device including a left wheel and a right wheel motor travels a certain area by itself, it is essential to detect and control whether the moving path and the traveling device move normally. Therefore, in the related art, a gyro or an acceleration sensor is installed in the left and right wheel motors of the traveling device, and the moving path and the normal movement of the mobile robot are detected using the rotation state of the corresponding motor.
그러나 이와 같은 방법은 주행수단 단순히 이동로봇의 구동상태만을 감지하기 때문에 이동로봇이 실제로 이동하는 경로와 구동 상태에 따라 감지되는 이동경로가 달라지는 문제점이 있다. However, such a method simply detects only the driving state of the moving means, and thus there is a problem in that the moving path sensed according to the moving path and the driving state of the moving robot is different.
예를 들어 주행중에 우륜모터와 연결된 바퀴의 미끌림과 같은 장애가 발생하였으때 실제로 자이로 또는 가속도 센서에는 정상적인 회전속도로 감지되어 이동로 봇은 정상적으로 이동하고 있는 것으로 감지된다. 그러나 우륜바퀴에는 미끌림이 발생하기 때문에 이동로봇은 정상적인 이동이 아닌 우측으로 진행하는 이동상태를 보인다. For example, when an obstacle such as slippage of a wheel connected to a right-wheel motor occurs while driving, the gyro or acceleration sensor is detected at a normal rotational speed, and the mobile robot is normally detected as moving. However, since the sliding occurs on the right wheel, the mobile robot moves to the right side instead of the normal movement.
따라서, 종래의 방법으로는 주행장치 이상발생시 실제의 이동하는 주행 경로를 감지할 수 없어 이를 수정할 수 없는 문제점이 있다. Therefore, the conventional method has a problem that can not detect the actual traveling route when the driving device abnormality occurs, it can not be corrected.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 카메라로 입력되는 영상정보를 이용하여 이동로봇이 실제로 이동하는 방향을 감지할 수 있는 이동로봇의 이동경로 감지 방법과 그를 이용한 이동로봇을 제공하는데 있다. The present invention was devised to solve such a problem, and its purpose is to detect a moving path of a mobile robot that can detect a direction in which the mobile robot actually moves by using image information input to a camera, and a mobile robot using the same. To provide.
나아가 영상정보와 주행수단에 사용되는 모터의 회전정보를 이용하여 이동로봇의 이상 주행 발생시 이를 감지하여 통보할 수 있는 이동로봇의 이동경로 감지 방법과 그를 이용한 이동로봇을 제공하는데 있다. Furthermore, the present invention provides a method of detecting a moving path of a mobile robot and a mobile robot using the same, which can detect and notify when an abnormal driving of the mobile robot occurs by using image information and rotation information of a motor used for driving means.
상술한 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇은 이동로봇에 구비된 카메라로부터 소정주기로 실시간 입력되는 영상들의 변화정도를 이용하여 해당 이동로봇의 진행 방향을 산출한다. 이를 위하여 본 발명에 따른 이동로봇은 인가되는 제어신호에 따라 이동로봇를 주행시키는 좌륜 및 우륜모터를 포함하는 구동부와, 렌즈로부터 입력되는 영상을 촬상하여 출력하는 카메라부와, 이동로봇의 구동을 위한 운영 프로그램이 저장되며, 카메라부로부터 출력되는 영상이 저장하는 메모리와, 이동로봇 장치 전반을 제어하되, 구동부의 동작을 제어하는 주행 제어부 와, 이동로봇 이동시 카메라로부터 소정 주기로 실시간 입력되는 영상과 메모리에 저장된 이전 영상의 변화정도를 통해 이동로봇의 진행방향을 산출하고, 산출된 진행방향을 출력하는 진행방향 산출부를 포함하는 마이크로프로세서를 포함하여 구성된다. The mobile robot according to the preferred embodiment of the present invention calculates the moving direction of the corresponding mobile robot by using the degree of change of images input in real time at predetermined intervals from the camera provided in the mobile robot. To this end, the mobile robot according to the present invention includes a driving unit including a left wheel and a right wheel motor for driving the mobile robot according to an applied control signal, a camera unit for capturing and outputting an image input from a lens, and operating for driving the mobile robot. The program is stored, the memory to store the image output from the camera unit, the mobile robot device to control the overall movement, the driving control unit for controlling the operation of the drive unit, the image and memory stored in real time input from the camera at a predetermined period when moving the mobile robot The microprocessor includes a microprocessor including a moving direction calculator configured to calculate a moving direction of the mobile robot based on the degree of change of the previous image, and output the calculated moving direction.
따라서, 카메라로부터 소정 시간주기로 입력되는 영상들간의 변화정도를 이용하여 실제 이동로봇이 이동하는 방향을 감지할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, it is possible to sense the direction in which the actual mobile robot moves by using the degree of change between images input from the camera at a predetermined time period.
본 발명의 또다른 양상에 따라 본 발명에 따른 이동로봇은 이동로봇을 주행시키는 좌륜 및 우륜모터의 회전 속도를 감지하고, 카메라로부터 입력되는 영상을 통해 산출된 이동로봇의 이동방향을 이용하여 청송로봇의 정상적인 이동상태를 감지할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 또다른 양상에 따른 이동로봇은 좌륜 및 우륜모터의 회전 속도를 감지하여 출력하는 회전 검출부를 더 포함하고, 마이크로프로세서는 회전 검출부에 의해 측정된 속도 정보와, 진행방향 산출부로부터 출력되는 진향 방향을 통해 이동로봇의 이동상태를 산출하여 출력하는 진행상태 감지부를 더 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, the mobile robot according to the present invention detects the rotational speed of the left wheel and the right wheel motor for driving the mobile robot, and uses the moving direction of the mobile robot calculated through the image input from the camera. It can detect the normal movement state of. To this end, the mobile robot according to another aspect of the present invention further includes a rotation detection unit for detecting and outputting rotation speeds of the left and right wheel motors, and the microprocessor includes speed information measured by the rotation detection unit and a travel direction calculation unit. The mobile terminal may further include a progress state sensing unit configured to calculate and output a movement state of the mobile robot through the output direction.
따라서, 카메라로부터 입력되는 영상정보를 통해 산출한 실제 진행방향과 구동부의 좌륜 및 우륜모터의 회전수에 비례하는 펄스를 통해 산출한 진행방향을 비교하여 실제 이동로봇의 이동상태 및 이상유무를 동시에 감시할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, the moving direction and abnormality of the actual mobile robot are simultaneously monitored by comparing the actual moving direction calculated from the image information input from the camera with the driving direction calculated through the pulse proportional to the rotational speed of the left and right wheel motors of the driving unit. It has the advantage to do it.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통해 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. 또한, 본 발명의 이동로봇을 그 대표적인 예인 청소로봇으로 가정하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention. In addition, it will be described in detail assuming that the mobile robot of the present invention as a representative example of the cleaning robot.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 청소로봇은 청소로봇의 기본 구성 이외에 인가되는 제어신호에 따라 청소로봇를 주행시키는 좌륜 및 우륜모터(131, 132)를 포함하는 구동부(130)와, 렌즈로부터 입력되는 영상을 촬상하여 출력하는 카메라부(160)와, 청소로봇의 구동을 위한 운영 프로그램이 저장되며, 카메라부(160)로부터 출력되는 영상이 저장하는 메모리(170)와, 청소로봇 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서(150)를 포함하여 구성된다. 1 is a block diagram schematically illustrating a cleaning robot which is an example of a mobile robot according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown, the cleaning robot according to the present invention includes a
청소로봇의 기본 구성을 살펴보면 청소구역내의 먼지 또는 이물질을 감지하는 먼지 감지센서를 포함하고, 먼지 감지센서에 의해 감지된 먼지 또는 이물질을 흡입하는 흡입수단(110)과, 흡입수단(110)에 의해 집진된 먼지 및 이물질을 수납하는 먼지수납수단(120)과, 청소로봇을 주행시키는 구동부(130)와, 흡입장치 및 주행장치의 구동전원을 공급하는 배터리(140)와, 청소로봇의 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서(150)를 포함하여 구성된다. 이러한 청소로봇의 기본 구성은 이미 주지된 구성이 될 수 있어 그 상세한 설명은 생략한다. Looking at the basic configuration of the cleaning robot includes a dust sensor for detecting dust or foreign matter in the cleaning area, by the suction means 110 and the suction means 110 to suck the dust or foreign matter detected by the dust sensor Dust storage means 120 for storing the dust and foreign matter collected, the
카메라부(160)는 렌즈계(161)와, 렌즈계(161)로부터의 광신호를 아날로그 전기신호로 변환하는 촬상부(162)와, 촬상부(162)로부터 출력되는 신호를 처리하고 디지털로 변환한 후 마이크로프로세서(150)의 입력에 적합한 포맷으로 변환하는 변환부(163)와, 전체 모듈의 동작을 제어하는 카메라 제어부(164)를 포함한다. The
렌즈계(161)는 소형의 하나 혹은 복수의 렌즈로 구성되며, 빛을 집광하여 촬상부(162)에 공급한다. 촬상부(162)는 통상 CMOS 촬상소자 또는 CCD 촬상소자로 구성되며, 각 픽셀별로 빛을 전기적인 신호로 변환하여 클럭에 동기시켜 순차적으로 출력하는 공지의 소자이다. 변환부(163)는 촬상부(162)에서 출력되는 영상 밝기에 비례한 전류 또는 전압을 약간의 처리를 거쳐 디지털 데이터로 변환하여 출력한다. 또다른 실시예에 있어서, 변환부(163)는 주지된 카메라 모듈에 있어서와 같이, 촬영된 영상을 JPEG 포맷으로 압축하거나 MPEG 포맷으로 압축하는 코덱을 더 포함할 수 있다. The
메모리(170)는 예를 들면, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 비 휘발성 메모리 소자로 구성되며, 청소로봇의 구동을 위한 운영 프로그램이 저장되어 있다. 본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 메모리(170)는 카메라부(160)로부터 소정 주기마다 촬영되어 출력되는 입력되는 영상을 순차적으로 저장한다. 이렇게 메모리(170)에 저장된 영상들은 마이크로프로세서(150)에 의해 엑세스 제어된다. The
구동부(130)는 마이크로프로세서(150)로부터 출력되는 제어신호에 따라 좌륜 및 우륜모터(131, 132)를 구동시켜 청소로봇을 주행시킨다. 구동부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)는 청소로봇을 주행시키는 좌/우 바퀴와 연결되어 있다. 따라서, 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전속도와 방향에 따라 청소로봇은 전후좌우로 주행한다. The
마이크로프로세서(150)는 구동부(130)의 동작을 제어하는 주행 제어부(151) 와, 청소로봇 이동시 카메라로부터 소정 주기로 실시간 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상의 변화정도를 통해 청소로봇의 진행방향을 산출하고, 산출된 진행방향을 출력하는 진행방향 산출부(152)를 포함하여 구성된다. The
주행 제어부(151)는 청소로봇의 운영 프로그램으로부터 출력되는 제어명령에 따라 청소로봇을 주행시키는 구동부(130)를 제어한다. The
진행방향 산출부(152)는 소정 주기마다 카메라부(160)로부터 입력되는 영상을 메모리(170)에 순차적으로 저장하고, 청소로봇이 구동부(130)에 의해 주행됨에 따라 소정 주기 마다 입력되는 실시간 영상과 메모리(170)에 저장된 영상을 비교하여 두 영상간 변화정도를 통해 청소로봇의 진행방향을 산출하여 출력한다. The moving
진행방향 산출부(152)는 소정 주기 예를 들면, 초당 60프레임의 촬영이 가능한 카메라의 경우 10프레임 간격으로 카메라부(160)로부터 입력되는 영상을 순차적으로 메모리(170)에 저장한다. 청소로봇이 구동되고 있지 않은 즉, 정지상태인 경우 이때 카메라로부터 실시간으로 입력되는 영상은 메모리(170)에 저장된 이전 영상과 변화정도가 없다. 따라서 진행방향 산출부(152)는 현재 청소로봇이 정지하고 있음을 감지한다. The moving
사용자로부터 청소로봇의 구동명령이 입력되면 마이크로프로세서(150)의 주행 제어부(151)는 구동부(130)로 제어신호를 전송하고, 구동부(130)는 이를 수신하여 좌륜 및 우륜모터(131, 132)를 구동시켜 청소로봇을 주행시킨다. 카메라부(160)는 정해진 주기 마다 렌즈로부터 입력되는 영상을 진행방향 산출부(152)로 출력한다. 진행방향 산출부(152)는 카메라부(160)로부터 입력되는 실시간 영상과 메 모리(170)에 저장된 이전 영상을 비교하여 변화정도를 산출한다. When the driving command of the cleaning robot is input from the user, the
예를 들면 진행방향 산출부(152)는 실시간으로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상에서 동일한 물체의 영상속 위치를 비교하여 청소로봇의 좌우 진행방향 및 진행속도를 산출한다.For example, the moving
이때 두 영상간의 변화정도는 메모리(170)에 저장된 이전 영상과 실시간으로 입력된 영상에서 동일한 물체가 화면상에서 이동한 위치정보를 통해 산출한다. 예를 들어 설명하면, 정지시 입력되어 메모리(170)에 저장된 영상에 벽면에 설치된 콘센트가 중앙에 위치하였다고 가정하고 실시간으로 입력된 영상에서 해당 콘센트가 오른쪽으로 치우쳐져 있다면, 진행방향 산출부(152)는 저장된 이전 영상에서 중앙에 위치한 기준 물체인 콘센트와 실시간으로 입력된 영상에서 검색된 콘센트가 오른쪽으로 이동하였음을 감지하여 해당 청소기가 좌측으로 진행중임을 판단할 수 있다. 실시간으로 입력된 영상을 다시 메모리(170)에 저장되어 이후 카메라부(160)로부터 입력되는 영상과 비교하는 기준 영상이 된다. In this case, the degree of change between the two images is calculated through the position information of the same object moved on the screen from the previous image stored in the
또한, 진행방향 산출부(152)는 실시간으로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상에서 동일한 물체의 크기 예를 들면, 픽셀수를 비교하여 청소로봇의 전후의 진행 방향을 산출한다. 예를 들어, 실시간으로 입력되는 영상에서 콘센트가 차지하는 크기 즉, 픽셀정보가 50×50이고, 메모리(170)에 저장된 이전 영상에서의 콘센트의 픽셀정보가 40×40일 경우 방향 산출의 기준 물체인 콘센트가 영상 속에서 차지하는 크기가 작아졌다는 것을 알수 있다. 이를 통해 청소로봇이 뒤로 이동하고 있음을 판단할 수 있다. 따라서, 진행방향 산출부(152)는 실시간으로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 영상속의 기준 물체의 크기에 따른 변화량을 통해 전후 이동방향을 감지할 수 있다. In addition, the moving
또한, 진행방향 산출부(152)는 기준 물체의 이동거리 및 크기의 변화를 이용하여 해당 진행속도를 산출한다. 카메라부(160)에 의해 소정 시간 주기로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상에서 기준 물체의 이동 거리를 산출하거나, 기준 물체의 크기 변화량을 통해 해당 청소로봇이 진행하는 속도를 검출해 낼수 있다. In addition, the moving
따라서, 본 발명에 따른 이동로봇은 카메라부(160)로부터 실시간으로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상간의 변화정도를 통해 이동로봇의 이동방향 및 이동속도를 산출함으로써, 실제 이동로봇이 이동하는 방향을 정확하게 산출할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, the mobile robot according to the present invention calculates the moving direction and the moving speed of the mobile robot through the degree of change between the image input in real time from the
도 2는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 본 발명의 또다른 양상에 따른 청소로봇은 구동부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전속도와 진행방행 산출부에 의해 산출된 청소로봇의 이동방향을 통해 청소로봇의 이동상태를 감지할 수 있다. 2 is a block diagram schematically showing a cleaning robot as an example of a mobile robot according to another embodiment of the present invention. The cleaning robot according to another aspect of the present invention is a movement state of the cleaning robot through the rotational speed of the left and right wheel motors (131, 132) of the
본 발명의 또다른 실시 예에 따른 청소로봇의 구동부(130)는 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전 속도를 감지하여 출력하는 회전 검출부(133)를 더 포함하고, 마이크로프로세서(150)는 회전 검출부(133)에 의해 측정된 속도 정보와, 진행방향 산출부(152)로부터 출력되는 진향 방향을 통해 상기 청소로봇의 이동상태를 산출하여 출력하는 진행상태 감지부(153)를 더 포함한다. The driving
회전 검출부(133)는 청소로봇을 주행시키는 구동부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전 속도를 감지하여 출력한다. 회전 검출부(133)는 좌륜모터(131)의 회전수 즉, 좌륜모터(131)의 회전에 비례하는 펄스 신호를 발생하여 청소로봇이 우측으로 이동하는 주행거리 및 속도를 측정하는 좌륜 검출부(133-1)와, 우륜모터(132)의 회전수 즉, 우륜모터(132)의 회전에 비례하는 펄스 신호를 발생하여 청소로봇이 좌측으로 이동하는 주행거리 및 속도를 측정하는 우륜 검출부(133-2)로 구성된다. The
마이크로프로세서(150)의 주행 제어부(151)가 구동부(130)로 제어신호를 출력하면, 구동부(130)는 해당 제어신호에 따라 좌륜 또는 우륜모터(131, 132)를 구동시켜 청소로봇을 주행 시키며, 이때 회전 검출부(133)의 좌륜 검출부(133-1)와 우륜 검출부(133-2)는 각각의 모터의 회전수에 비례하는 펄스를 발생시켜 진행상태 감지부(153)로 출력한다. When the driving
진행상태 감지부(153)는 진행방향 산출부(152)로부터 출력되는 해당 청소로봇의 진행 방향 정보와 회전 검출부(133)의 좌륜 및 우륜 검출부(133-1, 133-2)로부터 출력되는 펄스를 이용하여 해당 청소로봇의 진행방향 및 속도를 포함하는 주행 상태를 감지한다. The progress
주행 제어부(151)로부터 구동부(130)로 출력되는 제어신호가 청소로봇의 우측으로의 진행이라고 가정하면, 구동부(130)는 주행 제어부(151)의 제어신호에 따라 좌륜모터(131)의 회전수를 증가시킴과 동시에 우륜모터(132)의 회전수는 그대로 유지 시킨다. 이에 좌륜 및 우륜모터(131, 132)에 구비된 좌륜 및 우륜 검출부 (133-1, 133-2)는 각 모터의 회전수에 비례하는 펄스를 발생시켜 진행상태 감지부(153)로 출력한다. Assuming that the control signal output from the
한편, 진행방향 산출부(152)는 도 1을 통해 설명한 바와 같이 실시간으로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상의 변화정도를 이용하여 해당 청소로봇의 진행방향 및 진행속도를 산출하여 진행상태 감지부(153)로 출력한다. Meanwhile, the moving
진행상태 감지부(153)는 회전 검출부(133)의 좌륜 및 우륜 검출부(133-1, 133-2)로부터 출력되는 펄스정보로부터 산출된 해당 청소로봇의 진행방향 및 진행 속도와, 진행방향 산출부(152)에 의해 산출된 진행방향 및 진행속도를 비교하여 두 정보가 동일한지를 체크하고, 그 결과에 따라 해당 청소로봇의 주행상태를 감지한다. The progress
예를 들어 설명하면, 청소로봇의 운영 프로그램의 제어명령에 따라 진행중인 청소로봇의 카메라부(160)로부터 입력되는 영상을 통해 산출된 즉, 실제의 진행방향이 좌회전인데 반해, 회전 검출부(133)의 좌륜 및 우륜 검출부(133-1, 133-2)에 의해 출력되는 펄스를 통해 산출된 진행방향이 직진이라면, 좌측 바퀴에 예를 들면, 미끌림 현상 또는 헛바퀴와 같은 이상 일어난 것으로 판단될 수 있다. For example, while the rotation direction of the
따라서, 본 발명에 따른 이동로봇은 카메라를 통해 실제 이동하는 방향의 감지는 물론 실제 이동로봇의 이동상태를 동시에 감시할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, the mobile robot according to the present invention has an advantage of simultaneously monitoring the moving state of the actual mobile robot as well as detecting the actual moving direction through the camera.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇의 이동경로 감지 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 청소로봇의 이동경로 감지 방법은 사용자가 청소로봇의 조작명령을 입 력하면(S101), 운영 프로그램은 사용자의 조작명령에 따라 소정 주기마다 입력되는 영상을 촬영하여 마이크로 프로세서의 진행방향 산출부(152)로 출력하도록 카메라부(160)로 구동명령을 출력하고(S102), 카메라부(160)는 구동명령에 따라 구동됨괴 동시에 촬영한 영상을 진행방향 산출부(152)로 전송하며(S103), 진행방향 산출부(152)는 해당 영상을 메모리(170)에 저장한다(S104). 또한, 운영 프로그램은 사용자의 조작명령에 따라 주행 제어부(151)로 구동명령을 출력한다(S105). 주행 제어부(151)는 청소로봇 주행을 위해 구동부(130)로 제어신호로 출력하며, 구동부(130)는 좌륜 및 우륜모터(131, 132)를 구동시켜 청소로봇을 주행시킨다(S106). 3 is a flowchart schematically illustrating a process of detecting a moving path of a cleaning robot, which is an example of a mobile robot according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown, the moving path detection method of the cleaning robot according to the present invention, when the user inputs the operation command of the cleaning robot (S101), the operating program to take an image input every predetermined period according to the user's operation command The driving command is output to the
한편, 카메라부(160)는 소정 주기마다 렌즈로부터 입력되는 영상을 진행방향 산출부(152)로 출력하고(S107), 진행방향 산출부(152)는 카메라부(160)로부터 입력되는 실시간 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상을 비교하여 변화정도에 따른 진행방향 및 속도를 산출한다(S108), (S109). 예를 들면 진행방향 산출부(152)는 실시간으로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상에서 동일한 물체의 영상속 위치를 비교하여 청소로봇의 좌우 진행방향 및 진행속도를 산출하여 진행상태 감지부(153)로 출력한다. On the other hand, the
또한, 진행방향 산출부(152)는 기준 물체의 이동거리 및 크기의 변화를 이용하여 해당 진행속도를 산출한다. 카메라부(160)에 의해 소정 시간 주기로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 이전 영상에서 기준 물체의 이동 거리를 산출하거나, 기준 물체의 크기 변화량을 통해 해당 청소로봇이 진행하는 속도를 검출하여 진행상태 감지부(153)로 출력한다. In addition, the moving
한편, 구동부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)에는 해당 모터의 회전수에 비례하는 펄스를 발생시켜 진행상태 감지부(S110)로 출력하는 좌륜 및 우륜 검출부(133-1, 133-2)를 포함하는 회전 검출부(133)를 포함하고 있다. On the other hand, the left and
진행상태 감지부(153)는 회전 속도 감지부의 좌륜 및 우륜 검출부(133-1, 133-2)를 통해 입력되는 펄스정보를 통해 진행방향 정보를 산출한다(S111). 진행상태 감지부(153)는 펄스정보를 통해 산출한 진행방향 정보와 진행방향 산출부(152)를 통해 입력되는 영상을 통해 산출된 진행방향 정보를 비교하여(S112), 두 정보가 일치하는 경우 정상적인 진행 및 구동을 하고 있음을 확인하고, 청소로봇의 구동을 계속 유지한다. The progress
그러나, 두 정보가 일치하지 않을 경우 구동부(130)에 이상이 발생하였음을 확인하고 그 구동을 중지시키거나 예를 들면, 경고음과 같은 수단을 통해 사용자에게 통보한다(S113). However, if the two information does not match, it is confirmed that the abnormality has occurred in the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이동로봇의 이동경로 감지 방법과 그를 이용한 이동로봇은 카메라로부터 소정 시간주기로 입력되는 영상들간의 변화정도를 이용하여 실제 이동로봇이 이동하는 방향을 감지할 수 있는 장점을 갖는다. As described above, the movement path detection method of the mobile robot and the mobile robot using the same according to the present invention can detect the direction in which the actual mobile robot moves by using the degree of change between images input from the camera at a predetermined time period. Has
또한, 카메라로부터 입력되는 영상정보를 통해 산출한 실제 진행방향과 구동부의 좌륜 및 우륜모터의 회전수에 비례하는 펄스를 통해 산출한 진행방향을 비교하여 실제 이동로봇의 이동상태 및 이상유무를 동시에 감시할 수 있는 장점을 갖는다. In addition, by comparing the actual moving direction calculated from the image information input from the camera and the driving direction calculated by the pulse proportional to the rotational speed of the left and right wheel motor of the drive unit, the movement status and abnormality of the actual mobile robot are simultaneously monitored. It has the advantage to do it.
이상에서 본 발명은 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출 가능한 많은 변형 예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다. The present invention has been described above with reference to preferred embodiments, but is not limited thereto, and is interpreted by the appended claims, which are intended to cover many modifications that will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Should be done.
Claims (7)
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KR1020050048455A KR100645813B1 (en) | 2005-06-07 | 2005-06-07 | Detecting method for movement path of moving robot and moving robot using the method |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=37712526
Family Applications (1)
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR20040009960A (en) * | 2002-07-26 | 2004-01-31 | 삼성광주전자 주식회사 | Robot cleaner and system and method of controlling thereof |
KR20050024167A (en) * | 2003-09-05 | 2005-03-10 | 학교법인 인하학원 | A Method of Static and Moving Obstacles Detection and Avoidance using Optical Flow for Moving Mobile Robots |
-
2005
- 2005-06-07 KR KR1020050048455A patent/KR100645813B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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1020040009960 |
1020050024167 |
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