KR100645813B1 - Detecting method for movement path of moving robot and moving robot using the method - Google Patents

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Abstract

A method for detecting a movement path of a mobile robot and the mobile robot thereby are provided to detect the actual moving direction of the mobile robot by periodically inputting image from a camera, and to monitor the moving state and the abnormal state of the mobile robot by comparing the actual moving direction according to image from the camera with moving direction calculated from pulse in proportion to rpm of left and right wheel motors. A mobile robot includes a camera unit(160) taking a picture of image from a lens and outputting image, a driving unit(130) having left and right wheel motors(131,132) traveling the mobile robot according to control signals, and a rotation detection unit outputting pulse information by detecting rotary speed of the left or right wheel motor, a memory(170) storing operation program for driving the mobile robot and image from the camera, and a microprocessor(150) storing image from the camera and calculating and outputting the processing direction of the mobile robot by comparing image with the stored image. The microprocessor comprises a travel control unit(151) controlling the driving unit, a proceeding direction calculation unit(152) calculating and outputting the proceeding direction of the mobile robot by comparing image from the camera with image from the memory in moving the mobile robot, and a state detection unit calculating the proceeding direction and speed according to pulse from a rotation detection unit and outputting the control signal by detecting the abnormal state of the mobile robot according to the moving direction. The mobile robot is formed of a cleaning robot.

Description

이동로봇의 이동경로 감지 방법과 그를 이용한 이동로봇{Detecting method for movement path of Moving robot and Moving robot using the method} How to detect movement path of the mobile robot and the robot moves with him {Detecting method for movement path of Moving robot and Moving robot using the method}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 1 is a diagram schematically showing the one example the cleaning robot of the mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇의 개략적으로 도시한 블럭도이다. Figure 2 is a block diagram schematically showing one example of a mobile robot of the robot cleaner 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. Figure 3 is a flow diagram schematically illustrating a moving path of the sensing process, one example cleaning robot of the mobile robot according to an 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 in more detail relates to a mobile robot is calculated for the direction of movement of the mobile by using the image information inputted from the camera and the robot to a technique for controlling the progress of the mobile robot according thereto.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. The robot has been developed for industrial use has been used in the extreme part of the plant used, or no man can withstand the automation environment rather than human beings to collect or gather information. 이러한 로봇공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발산업에 사용되면 서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. These robotics came to be reached by the Standing evolved in recent instance when using the most advanced space development industries, the recent human-friendly household robots subjected to development. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소로봇이다. A typical example of such a human-friendly household robots is the robot cleaner.

이동로봇의 하나인 청소로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 구동하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기이다. One of the cleaning robot mobile robot is a self-powered device with constant cleaning areas such as housing or office, inhaling dust or debris. 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. Such cleaning robot detects multiple to the running and driving device comprising a left and right wheel motor for driving the robot cleaner in addition to the configuration of a general vacuum cleaner for sucking dust or debris, without colliding with various obstacles in the cleaning area It is composed of a microprocessor, etc. for controlling the sensor and the apparatus as a whole.

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. Traveling over a traveling device comprising a left and right wheel motor as described above, the mobile robot is detected, and it is necessary to control that the movement route and the traveling device are the normal movement because driving itself a certain zone. 따라서, 종래에는 자이로 또는 가속도 센서를 주행장치의 좌륜 및 우륜모터에 설치하고, 해당 모터의 회전상태를 이용하여 이동로봇의 이동경로 및 정상적인 이동을 하고 있는지 감지하였다. Accordingly, it is conventional to detect the presence and install the gyro or accelerometer in the left and right wheels of the motor driving apparatus, by using the rotational state of the motor and the movement route and the normal movement of the mobile robot.

그러나 이와 같은 방법은 주행수단 단순히 이동로봇의 구동상태만을 감지하기 때문에 이동로봇이 실제로 이동하는 경로와 구동 상태에 따라 감지되는 이동경로가 달라지는 문제점이 있다. However, this method has a problem in varying the travel path is detected according to the path and a driving situation in which the mobile robot is actually moving, because only simply detecting the driving state of the mobile robot driving means.

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. For example, when the acceleration sensor or the gyro actually hayeoteu while driving failure such as slipping of the wheels connected to the right wheel motor it has been detected as a normal rotation speed is detected in the robot normally moves to the mobile. 그러나 우륜바퀴에는 미끌림이 발생하기 때문에 이동로봇은 정상적인 이동이 아닌 우측으로 진행하는 이동상태를 보인다. However, right wheel, the wheels slip due to the generation mobile robot exhibits a moving state to proceed to the right side than the normal movement.

따라서, 종래의 방법으로는 주행장치 이상발생시 실제의 이동하는 주행 경로를 감지할 수 없어 이를 수정할 수 없는 문제점이 있다. Thus, by the conventional method it can not detect the traveling route to the actual movement of the case of more than the traveling device has a problem that it can not correct them.

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 invention to be designed to solve the above problems, and its object is moved in the movement to use the image information input to the camera detects the direction in which the mobile robot is actually moving the robot path detection method 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, by using the rotation information of the motor used in the image information and the traveling means to provide a moving path detection method for a mobile robot in case at least the traveling movement to notify detects the robot of the mobile robot using the same.

상술한 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇은 이동로봇에 구비된 카메라로부터 소정주기로 실시간 입력되는 영상들의 변화정도를 이용하여 해당 이동로봇의 진행 방향을 산출한다. In a predetermined cycle from a camera provided in a mobile robot is a mobile robot according to an embodiment of the present invention described above by using the degree of change of the input image in real time and calculates the traveling direction of the mobile robot. 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. And a drive section including a left and right wheel motor for driving movement robotreul in accordance with the control signals the mobile robot is to be applied according to the present invention, the camera unit for picking up and outputting an image received from the lens to this, the operation for the driving of a mobile robot and the program is stored, a memory for the picture that is output from the camera unit stored, the mobile robotic device, but controls the panel, is stored in the traveling control unit for controlling the operation of the drive section, the image and the memory with real-time input in a predetermined cycle from a mobile robot moving camera via the degree of change from the previous video output to the direction of movement of the mobile robot, and is constituted by a microprocessor including a moving direction calculating and outputting the calculated moving direction.

따라서, 카메라로부터 소정 시간주기로 입력되는 영상들간의 변화정도를 이용하여 실제 이동로봇이 이동하는 방향을 감지할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, an advantage that can detect the direction in which the actual mobile robot moving by using the degree of change between the images input from the camera in a predetermined cycle time.

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. A mobile robot according to the present invention according to another aspect of the present invention detects the rotational speed of the left and right wheel motor for driving the moving robot, and by using the direction of movement of the mobile robot is calculated through the image input from the camera Chungsong robot normal may sense the state of moving. 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. A mobile robot according to still another aspect of the invention To this end, further comprises a rotation detector that outputs to sense the rotational speed of the left and right wheel motors and the microprocessor is from the speed information and the moving direction calculation unit measured by the rotation detector through jinhyang direction output it may further include a progress detected to output the calculated movement state of the mobile robot.

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, compared to the traveling direction it is calculated through a pulse that is proportional to the actual moving direction and the number of left and rotation of the right wheel motor driving part calculated by the image information input from the camera at the same time monitor the moving state and the presence of error in the actual mobile robot It has the advantage that you can.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통해 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, it will be described in detail the present invention through the preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to easily understand and reproduce. 또한, 본 발명의 이동로봇을 그 대표적인 예인 청소로봇으로 가정하여 상세히 설명하기로 한다. Further, assuming the mobile robot of the present invention to its typical examples cleaning robot will be described in detail.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 1 is a diagram schematically showing the one example the cleaning robot of the mobile robot according to an embodiment of the present invention. 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. Cleaning according to the invention, as illustrated robot and the driving unit 130 comprises the left and right wheel motors 131 and 132 for driving cleaning robotreul in response to a control signal which is applied in addition to the basic configuration of the cleaning robot, an image inputted from the lens and a camera section 160 which captures the output, and the operation program is stored for driving the cleaning robot, and the memory 170 to the video output from the camera section 160 storage, micro to control the overall cleaning robots It is configured to include a processor 150.

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. Suction means (110) to look at the basic configuration of a robot cleaner includes a dust sensor for detecting dust or foreign matter in the cleaning area, inhale the dust or foreign matter detected by the dust detecting sensor and, by suction means (110) and a dust accommodating means for accommodating the dust collecting dust and foreign matter 120, and the driving unit 130 to drive the cleaning robot, and a battery 140 for supplying a driving power of the suction device and the traveling device, the first half of the cleaning robot It is configured to include a microprocessor 150 for control. 이러한 청소로봇의 기본 구성은 이미 주지된 구성이 될 수 있어 그 상세한 설명은 생략한다. The basic configuration of such a cleaning robot can be an already known configuration and a detailed description thereof will be omitted.

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 camera unit 160 processes the signal outputted from the lens system 161 and lens system imaging unit 162 and imaging unit 162 which converts the optical signal from 161 to an analog electrical signal and converted into a digital after includes a converting unit 163 for converting into a format suitable to an input of a microprocessor 150, a camera controller 164 that controls operations of the module.

렌즈계(161)는 소형의 하나 혹은 복수의 렌즈로 구성되며, 빛을 집광하여 촬상부(162)에 공급한다. Lens system 161 is composed of one or a plurality of small lenses, to converge the light is supplied to the imaging unit 162. The 촬상부(162)는 통상 CMOS 촬상소자 또는 CCD 촬상소자로 구성되며, 각 픽셀별로 빛을 전기적인 신호로 변환하여 클럭에 동기시켜 순차적으로 출력하는 공지의 소자이다. Image pick-up unit 162 is comprised of a conventional CMOS imaging device or a CCD image sensor, a device known to convert light into an electrical signal in synchronism with the clock output in sequence for each pixel. 변환부(163)는 촬상부(162)에서 출력되는 영상 밝기에 비례한 전류 또는 전압을 약간의 처리를 거쳐 디지털 데이터로 변환하여 출력한다. Conversion unit 163 and outputs through some process the current or voltage in proportion to the image brightness is output from the image pickup unit 162 is converted into the digital data. 또다른 실시예에 있어서, 변환부(163)는 주지된 카메라 모듈에 있어서와 같이, 촬영된 영상을 JPEG 포맷으로 압축하거나 MPEG 포맷으로 압축하는 코덱을 더 포함할 수 있다. In yet another embodiment, the conversion unit 163 as in the known camera module, it is possible to compress the captured image in JPEG format, or further comprises a CODEC for compression in the MPEG format.

메모리(170)는 예를 들면, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 비 휘발성 메모리 소자로 구성되며, 청소로봇의 구동을 위한 운영 프로그램이 저장되어 있다. Memory 170, for example, consists of a nonvolatile memory device such as EEPROM or flash memory, the operating program is stored for driving the cleaning robot. 본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 메모리(170)는 카메라부(160)로부터 소정 주기마다 촬영되어 출력되는 입력되는 영상을 순차적으로 저장한다. Memory 170 according to the present invention in accordance with a characteristic aspect of the present invention stores the images input to be output is taken at every predetermined period from the camera unit 160 in order. 이렇게 메모리(170)에 저장된 영상들은 마이크로프로세서(150)에 의해 엑세스 제어된다. This image is stored in memory 170 are accessed by the control microprocessor 150.

구동부(130)는 마이크로프로세서(150)로부터 출력되는 제어신호에 따라 좌륜 및 우륜모터(131, 132)를 구동시켜 청소로봇을 주행시킨다. Drive section 130 drives the left and right wheel motors 131 and 132 according to the control signal outputted from the microprocessor 150, thereby driving the robot cleaner. 구동부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)는 청소로봇을 주행시키는 좌/우 바퀴와 연결되어 있다. Left and right wheel motors 131 and 132 of the driving unit 130 is connected to the right / left wheels to drive the cleaning robot. 따라서, 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전속도와 방향에 따라 청소로봇은 전후좌우로 주행한다. Thus, the left and right wheel motors 131 and 132 to clean with the rotation speed and direction of the robot is traveling back and forth.

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. Of the microprocessor 150 is driving the control unit 151, and a cleaning robot with a degree of change from the previous image stored in the image and a memory 170 that is real-time input a predetermined cycle from the cleaning robot when moving the camera for controlling the operation of the driving unit 130 calculating a moving direction, and is configured to include a moving direction calculating section 152 outputs the calculated moving direction.

주행 제어부(151)는 청소로봇의 운영 프로그램으로부터 출력되는 제어명령에 따라 청소로봇을 주행시키는 구동부(130)를 제어한다. Driving control unit 151 controls the driving unit 130 to drive the cleaning robot in accordance with the control command outputted from the operating program of the cleaning robot.

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. Moving direction calculation unit 152 a predetermined period for each store an image input from the camera section 160 in sequence in memory 170, and the real-time the cleaning robot to be input in every predetermined period as the driving by the driving unit 130, imaging and between the two images as compared to the image stored in the memory 170, and outputs the calculated moving direction of the cleaning robot through the degree of change.

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. Calculation section 152, the traveling direction is a predetermined period, for example, stored in a memory 170, an image input from the camera unit 160 to the frame 10 spacing the case of a camera taking 60 frames per second in order. 청소로봇이 구동되고 있지 않은 즉, 정지상태인 경우 이때 카메라로부터 실시간으로 입력되는 영상은 메모리(170)에 저장된 이전 영상과 변화정도가 없다. The cleaning robot is not driven i.e., when the stop state wherein the image is input in real time from the camera does not have a previous image and the degree of change stored in the memory 170. 따라서 진행방향 산출부(152)는 현재 청소로봇이 정지하고 있음을 감지한다. Therefore, the traveling direction calculating section 152 detects that the current cleaning robot stop.

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. When the driving command of the cleaning robot input by the user driving the control unit 151 transmits a control signal to the driving unit 130, driving unit 130 receives it left and right wheel motors 131 and 132 of the microprocessor 150 thereby to drive the driving of the cleaning robot. 카메라부(160)는 정해진 주기 마다 렌즈로부터 입력되는 영상을 진행방향 산출부(152)로 출력한다. The camera unit 160 outputs the image received from the lens at a fixed cycle to the traveling direction calculation section 152. The 진행방향 산출부(152)는 카메라부(160)로부터 입력되는 실시간 영상과 메 모리(170)에 저장된 이전 영상을 비교하여 변화정도를 산출한다. Calculating section 152 calculates the moving direction is changed much compared to the previous image stored in the real-time image and the memory 170 is input from the camera unit 160.

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 calculates the right and left travel direction and traveling speed of the robot cleaner by comparing the example images in the same position of the objects in the previous image stored in the moving direction calculation unit 152 and image memory 170 are input in real time.

이때 두 영상간의 변화정도는 메모리(170)에 저장된 이전 영상과 실시간으로 입력된 영상에서 동일한 물체가 화면상에서 이동한 위치정보를 통해 산출한다. The degree of change between the two images is calculated by the position information moves on the screen, the same object in the previous picture and the input image in real time is stored in memory 170. 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. For example, if there is input when stopping the receptacle is installed on the wall surface on the image stored in the memory 170 is biased to an appropriate receptacle in the image input by the real-time is assumed that in the center-right, portion (152 calculates the traveling direction will be described ) can be found by detecting the outlet from the previous image stored in the reference object, the outlet and the real time at the center hayeoteum input image to the right to decide that the cleaner is in progress to the left. 실시간으로 입력된 영상을 다시 메모리(170)에 저장되어 이후 카메라부(160)로부터 입력되는 영상과 비교하는 기준 영상이 된다. Is stored in the image input in real time back to the memory 170 is a reference image to compare with the image inputted from the camera unit after 160.

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. In addition, calculates a front-rear direction of the progress of the moving direction calculation unit 152 is cleaned by the robot in the previous image stored in the image memory 170 to be input in real time, for example, the size of the same object, a comparison of the number of pixels. 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. For example, that the size outlet occupied in the image input in real time, the reference object of the pixel information is 50 × 50, and when the pixel information of the outlet of the previous image stored in the memory (170) 40 × 40 in one direction calculated You can learn jyeotdaneun outlet is smaller in size accounted image. 이를 통해 청소로봇이 뒤로 이동하고 있음을 판단할 수 있다. This is a cleaning robot may judge that the move back through. 따라서, 진행방향 산출부(152)는 실시간으로 입력되는 영상과 메모리(170)에 저장된 영상속의 기준 물체의 크기에 따른 변화량을 통해 전후 이동방향을 감지할 수 있다. Therefore, it is possible to detect the moving direction calculation unit 152 forward and backward through a change amount according to the size of the image in the reference object and stored in the image memory 170 to be input in real time the movement direction.

또한, 진행방향 산출부(152)는 기준 물체의 이동거리 및 크기의 변화를 이용하여 해당 진행속도를 산출한다. In addition, the calculation unit 152, the traveling direction by using the moving distance and the change in size of the reference object, and calculates the pace. 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. Naelsu to calculate the movement distance of the reference object from the previous image stored in the image and a memory 170 to be input in a predetermined cycle time by a camera unit 160, or through a size change of the reference object detecting the rate at which the cleaning robot proceeds have.

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. Thus, by moving the robot according to the present invention calculates the moving direction and the moving speed of the mobile robot through a degree of change between the previous image stored in the image and a memory 170 to be input in real time from the camera unit 160, the actual mobile robot It has an advantage capable of accurately calculating the moving direction.

도 2는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 2 is a diagram schematically showing the one example the cleaning robot of the mobile robot according to an embodiment of the present invention. 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. Cleaning robot according to another aspect of the present invention is the moving state of the cleaning robot through the moving direction of the robot cleaner is calculated by the rotational speed and the progress banghaeng calculating section of the left and right wheel motors 131 and 132 of the driving unit 130 It can be detected.

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. In driving unit 130 of the robot cleaner according to another embodiment further comprises a rotation detector 133 for sensing the rotational speed by the output of the left and right wheel motors 131 and 132, and the microprocessor 150 of the present invention the speed information, and the status detecting unit 153 to output the calculated movement state of the cleaning robot through the jinhyang direction output from the moving direction calculating section 152 measured by the rotation detector 133 is further included.

회전 검출부(133)는 청소로봇을 주행시키는 구동부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전 속도를 감지하여 출력한다. Rotation detector 133, and outputs the detected rotational speed of the left and right wheel motors 131 and 132 of the driving unit 130 to drive the cleaning robot. 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. Rotation detector 133 is jwaryun revolutions that is, jwaryun jwaryun rotation detector (133- which generates a pulse signal proportional to the measured running distance and speed at which the robot cleaner moves to the right of the motor 131 of the motor 131 1) and a right wheel rotational speed that is, right wheel right wheel detection unit (133-2 to measure the running distance and the speed of moving the robot cleaner is left to generate a pulse signal proportional to the rotation) of the motor 132 of the motor 132 It consists of a.

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. If the driving controller 151 of the microprocessor 150 outputs a control signal to the driving unit 130, a drive 130 drives the jwaryun or right wheel motors 131 and 132 according to the control signal sikimyeo running the cleaning robot , wherein jwaryun detection unit (133-1) of the rotation detector 133 and the right wheel detection unit (133-2), and outputs to the status detection unit 153 generates a pulse that is proportional to the revolutions of each motor.

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 status detection unit 153 is a pulse outputted from the left and right wheel detection unit (133-1, 133-2) of the moving direction information with the rotation detecting section 133 of the cleaning robot output from the moving direction calculating section 152 used to detect the running condition including the moving direction and velocity of the robot cleaner.

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. From the driving control unit 151 controls signal output to the driving unit 130 is assuming that the progression of the cleaning robot right, the driving unit 130 can rotate the jwaryun motor 131 in response to a control signal of the driving control unit 151 at the same time increasing the number of revolutions of the right wheel motor 132 is maintained as it is. 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. In the left and right wheels on the left and right wheel motor comprising detecting (131, 132) (133-1, 133-2) is to generate a pulse that is proportional to the rotational speed of each motor and outputs it to the status detection unit 153.

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. On the other hand, proceeding to calculate the traveling direction and traveling speed of the robot cleaner by using the degree of change from the previous image stored in the image and a memory 170 to be input in real time, as described by the moving direction calculation unit 152, FIG. 1 and outputs the state detection unit 153.

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 status detection unit 153 and the traveling direction and traveling speed of the robot cleaner is calculated from the pulse information outputted from the left and right wheel detection unit (133-1, 133-2) of the rotation detector 133, a calculating unit traveling direction two checks whether the information is the same as compared to the traveling direction and traveling speed calculated by the 152, and detects a running state of the cleaning robot in accordance with the result.

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, when, a response to a control command of the cleaning robot operating program calculated by the image input from the camera unit 160 of the ongoing cleaning robot that is, inde actual direction of the left turn, while, the rotation detector 133, described If the two straight travel direction calculated by the pulse output by the left and right wheel detection unit (133-1, 133-2), it may be determined to have occurred over the same, for example, the left wheel, and a slip phenomenon or heotbakwi.

따라서, 본 발명에 따른 이동로봇은 카메라를 통해 실제 이동하는 방향의 감지는 물론 실제 이동로봇의 이동상태를 동시에 감시할 수 있는 장점을 갖는다. Accordingly, the mobile robot according to the invention has the advantage of being able to monitor the moving state of the actual detection of the direction of travel, as well as the actual mobile robot by the camera at the same time.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이동로봇의 한 예인 청소로봇의 이동경로 감지 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다. Figure 3 is a flow diagram schematically illustrating a moving path of the sensing process, one example cleaning robot of the mobile robot according to an embodiment of the present invention. 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). As shown, the movement path detection method of the robot cleaner according to the present invention by the user and when the input operation commands of the cleaning robot (S101), the operating program is taken images input in every predetermined period in response to an operation command of the user outputting a driving command to the camera unit 160 to output to the moving direction calculation unit 152 of the microprocessor, and (S102), the camera 160 is traveling direction output a picture recorded at the same time driving doemgoe in accordance with the drive command section ( 152) and the transmission (S103), the traveling direction calculating section 152 stores the image in a memory (170) (S104). 또한, 운영 프로그램은 사용자의 조작명령에 따라 주행 제어부(151)로 구동명령을 출력한다(S105). Further, the operating program and outputs a driving command to the driving control unit 151 in accordance with an operation command of the user (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). Driving control unit 151 then outputs a control signal to the driving unit 130 to drive the cleaning robot, a drive unit 130 drives the left and right wheel motors 131 and 132 drive the cleaning robot (S106).

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). On the other hand, the camera unit 160 outputs the image received from the lens for every predetermined period as a moving direction calculating section 152 (S107), the traveling direction calculating section 152 is real-time video that is input from the camera unit 160 and the is compared to the previous image stored in the memory 170, calculates the moving direction and speed according to the degree of change (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. For example, moving direction calculation unit 152 is the status detected by comparing the image in the position of the same objects in the previous image stored in the image and a memory 170 to be input in real time by calculating the right and left travel direction and traveling speed of the cleaning robot and outputs it to the unit 153.

또한, 진행방향 산출부(152)는 기준 물체의 이동거리 및 크기의 변화를 이용하여 해당 진행속도를 산출한다. In addition, the calculation unit 152, the traveling direction by using the moving distance and the change in size of the reference object, and calculates the pace. 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. Proceeds to calculate a movement distance of the reference object from the previous image stored in the image and a memory 170 to be input in a predetermined cycle time by a camera unit 160, or through a size change of the reference object detecting the rate at which the cleaning robot proceeds and outputs the state detection unit 153.

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, left and right wheels of the motor driving unit 130 (131, 132) is to generate a pulse that is proportional to the number of revolutions of the motor the status detection unit (S110) which outputs a left and right wheel detection unit (133-1, 133- 2) it includes a rotation detector 133 comprising a.

진행상태 감지부(153)는 회전 속도 감지부의 좌륜 및 우륜 검출부(133-1, 133-2)를 통해 입력되는 펄스정보를 통해 진행방향 정보를 산출한다(S111). The progress of the detecting unit 153 calculates the moving direction information with the pulse information input through the rotational speed detecting left and right wheel detection unit (133-1, 133-2) portion (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 status detecting unit 153 if the comparison in (S112), the two information matches the travel direction information calculated through the image input via the unit 152 the traveling direction information and the moving direction calculation is calculated from the pulse information confirmed that the normal progression and drive, and keep the operation of the cleaning robot.

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, we find a match, if not to make the at least a driving unit 130 has occurred and stops the driving or, for example, and notifies the user through a means such as a beep (S113).

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. , The advantage that can detect the direction in which the actual mobile robot moving by using the degree of change between the images input in a predetermined cycle time from the mobile robot moving path detection method for a mobile robot and using the same is the camera according to the present invention, as described above has the.

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. Further, by comparing the traveling direction it is calculated through a pulse that is proportional to the actual moving direction and the number of left and rotation of the right wheel motor driving part calculated by the image information input from the camera at the same time monitor the moving state and the presence of error in the actual mobile robot It has the advantage that you can.

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 with reference to the preferred embodiment is not limited to this, analysis by the appended claims intended to cover many modification it can derive become apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention from above It should be.

Claims (7)

  1. 이동로봇에 있어서, A mobile robot,
    렌즈로부터 입력되는 영상을 촬영하여 출력하는 카메라부와; Camera unit for recording and outputting an image received from the lens;
    인가되는 제어신호에 따라 상기 이동로봇를 주행시키는 좌륜 및 우륜모터와, 상기 좌륜 및 우륜모터의 회전 속도를 감지하여 그에 대응하는 펄스정보를 출력하는 회전 검출부를 포함하는 구동부와; Depending on the applied control signal and the drive section comprises a rotation detector which detects the rotation speed of the left and right wheels move robotreul driving motor and the left and right wheel motor for outputting a pulse information corresponding thereto;
    상기 이동로봇의 구동을 위한 운영 프로그램이 저장되며, 상기 카메라부로부터 출력되는 영상을 저장하는 메모리와; And the operation program is stored for the operation of the mobile robot, and a memory for storing the image output from the camera section;
    상기 카메라로부터 입력되는 영상을 저장하고, 소정 주기로 입력되는 영상과 저장된 영상을 비교하여 상기 이동로봇의 진행방향을 산출하여 출력하는 마이크로프로세서;를 포함하되, Comprising: a; a microprocessor that stores the image inputted from the camera and, by comparing the image with stored images input in a predetermined cycle output by calculating a moving direction of the mobile robot
    상기 마이크로프로세서가: The microprocessor:
    상기 구동부의 동작을 제어하는 주행 제어부와; And a driving control unit for controlling operation of the driving unit;
    상기 이동로봇 이동시 상기 카메라로부터 소정 주기로 실시간 입력되는 영상과 상기 메모리에 저장된 이전 영상의 변화 정도를 통해 상기 이동로봇의 진행방향을 산출하여 출력하는 진행방향 산출부와; The mobile robot move the cycle from the camera through a predetermined degree of change from the previous image stored in the image memory and the real-time input and output the calculated moving direction to the traveling direction of the mobile robot and the calculating unit;
    상기 회전 검출부에 의해 측정된 펄스정보로부터 진행방향 및 속도를 산출하고, 산출된 진행방향 정보와 상기 진행방향 산출부로부터 출력되는 진행 방향을 통해 상기 이동로봇의 이상상태를 감지하여 제어신호를 출력하는 진행상태 감지부를 구비한 것을 특징으로 하는 이동로봇. Calculating a moving direction and speed from the pulse information measured by the rotation detector, and through travel direction output from the unit the calculated travel direction information and the moving direction calculated by detecting an abnormal state of the mobile robot and outputs a control signal a mobile robot, characterized in that comprising a detection progress.
  2. 삭제 delete
  3. 삭제 delete
  4. 제 1 항에 있어서, According to claim 1,
    상기 이동로봇이 청소로봇임을 특징으로 하는 이동로봇 Movement, characterized in that the mobile robot is cleaning robot
  5. 이동로봇의 이동경로 감지 방법에 있어서, In the movement path detection method for a mobile robot,
    a) 카메라로부터 입력되는 영상을 처리하여 메모리에 순차적으로 저장하는 단계와; a) processes the image input from the camera comprising: sequentially stored in the memory;
    b) 입력되는 구동명령에 따라 상기 이동로봇 주행시 상기 카메라로부터 입력되는 실시간 영상과 상기 메모리에 저장된 영상의 변화정도를 계산하여 이동로봇의 이동경로를 산출하여 출력하는 단계와; b) the step of output the calculated moving path of movement by calculating the degree of change of an image stored in the real-time image and the input from the memory when driving the camera, the mobile robot in accordance with a drive command is input and;
    c) 상기 이동로봇을 주행시키는 좌륜 및 우륜 모터의 회전 속도를 측정하여 해당 이동로봇의 진행방향 및 속도를 산출하여 출력하는 단계와; c) the step of output the calculated moving direction and velocity of the mobile robot by measuring the rotational speed of the left and right wheel motor for driving the said mobile robot and;
    d) 상기 c) 단계에 의해 측정된 속도 정보와, 상기 b) 단계에 의해 산출된 이동경로를 통해 상기 이동로봇의 이동상태를 산출하여 제어신호를 출력하는 단계; d) step of calculating a moving state of the mobile robot and outputs a control signal through the movement route calculated by the above c) the measured velocity by the phase information, wherein the step b);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 이동경로 감지 방법. How to detect the moving path of the mobile robot comprising: a.
  6. 삭제 delete
  7. 제 5 항에 있어서, 6. The method of claim 5,
    상기 이동로봇이 청소로봇임을 특징으로 하는 이동로봇의 이동 경로 감지 방법. How to detect the moving path of movement, it characterized in that the mobile robot is cleaning robot.
KR1020050048455A 2005-06-07 2005-06-07 Detecting method for movement path of moving robot and moving robot using the method KR100645813B1 (en)

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