KR100645817B1

KR100645817B1 - 이동로봇의 버츄얼 월 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100645817B1
Application number: KR1020050066974A
Authority: KR
Inventors: 류호선; 우춘규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2006-11-23

Abstract

본 발명은 이동로봇에 관한 것으로 보다 상세하게는 이동로봇의 임무 수행 구역 이탈을 방지하는 신호 발신 장치의 구동을 이동로봇의 근접상태에 따라 제어할 수 있는 이동로봇 제어 시스템 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템은 일정한 구역을 이동하면서 고유의 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동 신호를 발산하는 이동로봇과; 상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하며, 상기 이동로봇이 소정 거리 이상 이격될 경우 그 구동을 종료하되, 소정 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치;를 포함하여 구성된다.

이동로봇, 비컨(Beacon), 지그비(Zigbee), 버츄얼 월(Virtual Wall)

Description

이동로봇의 버츄얼 월 시스템 및 그 방법{Virtual wall system of moving robot and method thereof}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다.

도 2는 도 1에 따른 이동로봇의 일례인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 3은 도 1에 따른 신호 발신 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 제어 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

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 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소로봇이다.

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 구성 이외에 해당 청소로봇을 주행시키는 좌륜 및 우륜모터를 포함하는 주행장치와, 청소구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 다수의 감지센서와, 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서 등으로 구성되어 있다.

일반적으로 이동로봇이 임무를 수행하는 구역에는 이동로봇이 해당 임무수행 구역으로부터의 이탈을 방지하기 위해서 임무수행 구역의 경계에 일정한 방향으로 적외선 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치를 구비한 가상 벽 시스템이 설치된다. 이동로봇은 주행 중에 신호 발신 장치로부터 발신되는 적외선 신호를 감지하면, 해당 발신 영역을 넘어가지 않도록 주행 방향을 전환한다.

종래의 가상 벽 시스템은 이동로봇이 임무수행 중 항상 신호 발신 장치가 켜져 있어야 하기 때문에 사용자가 이동로봇을 구동시킴과 동시에 다수의 신호 발신 장치도 함께 구동시켜야하며 이동로봇이 임무수행을 종료하였을 경우에는 사용자가 직접 신호 발신 장치의 구동을 종료하여야 한다.

그러나 이와 같은 가상 벽 시스템은 사용자가 이동로봇 임무 종료 후에 신호 발신 장치를 종료하지 않을 경우 신호 발신 장치는 계속 구동하게 됨으로써 불필요한 전력 소모가 발생한다. 또한, 이동로봇이 이동하는 구역과 멀리 떨어진 지역에 설치된 신호 발신 장치는 그 이용 빈도가 적기 때문에 불필요한 전력 소모된다.

따라서, 이러한 불필요한 전력 소모로 인해 배터리의 잦은 충전 및 교체해야 하며, 아울러, 사용자가 직접 다수의 신호 발신 장치를 온/오프해야하는 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 그 목적은 주행중인 이동로봇의 근접 상태를 감지하여 자동으로 구동 및 구동 종료되는 신호 발신 장치를 이용한 이동로봇의 버츄얼 월 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

나아가, 양방향 통신을 이용하여 이동로봇이 신호 발신 장치의 상태정보 및 해당 신호 발신 장치가 설치된 지역의 환경정보를 수집하여 사용자에게 제공하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 일 양상에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템은 이동로봇의 주행 구역의 경계에 일정한 방향으로 예를 들면, 적외선 신호와 같은 이동로봇의 방향 전환 신호를 조사하는 신호 발신 장치가 설치된다. 신호 발신 장치는 이동로봇의 근접상태를 감지하여 구동한다. 이동로봇은 제한된 구역을 이동하면서 예를 들면, 청소임무와 같은 임무를 수행하며, 소정 범위로 신호 발신 장치의 구동 신호를 출력한다.

사용자에 의해 이동로봇의 구동 명령이 입력되면, 이동로봇은 소정 범위로 신호 발신 장치의 구동 신호를 출력하면서 정해진 구역을 랜덤 또는 정해진 코스에 의해 이동하면서 임무를 수행한다.

한편, 신호 발신 장치는 이동로봇의 근접 상태 즉, 이동로봇으로부터 소정 범위로 출력되는 구동 신호의 유무를 감지하고, 구동 신호가 감지되었을 경우 일정한 방향으로 예를 들면, 적외선 신호와 같은 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산한다.

이동로봇은 진행중에 신호 발신 장치로부터 발산되는 방향 전환 신호가 감지되면, 진행중이던 방향을 전환하여 해당 지역을 이탈하지 않도록 한다. 이동로봇이 방향을 전환하여 진행하면서 더 이상 구동 신호가 수신되지 않는 경우 신호 발신 장치는 그 구동을 종료한다.

따라서, 다수의 신호 발신 장치는 이동로봇의 근접 상태에 따라 자동으로 그 구동을 온오프 함으로써, 신호 발신 장치의 불필요한 전력 소모를 방지하고, 사용자가 직접 다수의 신호 발신 장치를 온/오프해야하는 불편함을 방지하는 장점을 갖는다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템의 신호 발신 장치는 이동로봇으로부터 발신되는 구동 신호를 수신하여 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇으로 전송한다.

이동로봇은 신호 발신 장치로부터 전송되는 상태정보를 수신하여 저장하고, 저장된 상태정보를 사용자가 소지한 무선 조작기로 전송하여 상용자에게 제공한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따라 신호 발신 장치와 이동로봇은 지그비 통신 규약에 따른 양방향 통신이 가능하며, 신호 발신 장치에는 소정 주기로 장치 배터리의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로와, 신호 발신 장치가 위치한 지역의 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부를 더 포함한다.

이에 따라 신호 발신 장치로부터 이동로봇으로 전송되는 상태정보는 신호 발신 장치의 배터리의 잔량에 따른 충전 요청 정보 또는 해당 신호 발신 장치가 위치한 지역의 온도, 습도 및 이동로봇의 통과 여부 정보와 같은 환경정보를 포함한다.

따라서, 이동로봇은 신호 발신 장치로부터 전송되는 상태정보를 무선 조작기를 통해 사용자에게 보다 유용한 정보를 제공할 수 있는 장점을 갖는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 기술되는 바람직한 실시 예를 통해 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템을 개략적으로 도시한 개요도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템은 일정한 구역을 이동하면서 고유의 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동 신호를 발산하는 이동로봇(100)과, 이동로봇(100)으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하며, 이동로봇(100)이 소정 거리 이상 이격될 경우 그 구동을 종료하되, 소정 방향으로 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치(200)를 포함하여 구성된다.

이동로봇(100)은 탑재된 프로그램에 따라 정해진 구역을 스스로 이동하면서 임무를 수행한다. 상용화된 대표적인 예로 청소로봇(100)을 들 수 있으며, 청소로봇(100)은 정해진 구역을 자유롭게 주행하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 이동로봇(100)이다.

본 발명에 따른 이동로봇(100)은 도 2를 통해 상세히 설명하기로 하며, 아울러 본 발명의 이동로봇(100)을 그 일례인 청소로봇(100)으로 가정하여 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 따른 이동로봇의 일례인 청소로봇을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 청소로봇(100)은 그 기본 구성 이외에 소정 범위로 신호 발신 장치(200)의 구동 신호를 발산하며, 구동된 신호 발신 장치(200)와 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈(180)과, 신호 발신 장치(200)로부터 발산되는 방향 전환 신호를 감지하는 신호 감지부(190)와, 청소로봇(100)의 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서(170)를 포함하여 구성된다.

청소로봇(100)의 기본 구성을 살펴보면 청소구역 내의 먼지 또는 이물질을 감지하는 먼지 감지센서를 포함하고, 먼지 감지센서에 의해 감지된 먼지 또는 이물질을 흡입하는 흡입수단(110)과, 흡입수단(110)에 의해 집진 된 먼지 및 이물질을 수납하는 먼지수납수단(120)과, 청소로봇(100)을 주행시키는 주행부(130)와, 흡입수단(110) 및 주행부(130)의 구동 전원을 공급하는 배터리(140)와, 소정 주기마다 배터리(140)의 잔량을 감지하여 그 값이 소정 값 이하일 경우 배터리 충전 요청 신 호를 출력하는 배터리 감지회로(150)와, 청소로봇(100)의 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서(170)를 포함하여 구성된다.

이러한 청소로봇(100)의 기본 구성중 흡입수단(110), 먼지수납수단(120), 배터리(140) 및 배터리 감지회로(150)는 이미 주지된 구성이 될 수 있어 그 상세한 설명은 생략한다.

메모리(160)는 예를 들면, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자로 구성되며, 청소로봇(100)의 구동을 위한 운영 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 본 발명의 특징적인 양상에 따라 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 식별정보를 포함하는 상태정보를 저장한다. 이렇게 메모리(160)에 저장된 운영 프로그램과 신호 발신 장치(200)별 상태정보는 마이크로프로세서(170)에 의해 엑세스 제어된다.

무선 통신 모듈(180)은 일종의 무선 통신 모뎀으로써, 소정 범위로 신호 발신 장치(200)의 구동 신호를 발산하며, 구동된 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 해당 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 수신한다. 무선 통신 모듈(180)에 의해 수신된 상태정보는 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보별로 메모리(160)에 저장된다.

신호 감지부(190)는 구동 신호에 의해 구동되는 신호 발신 장치(200)로부터 발신되는 예를 들면, 일정한 방향성을 가지는 적외선과 같은 방향 전환 신호를 감지하여 마이크로프로세서(170)로 출력한다. 이러한 신호 감지부(190)는 신호 발신 장치(200)로부터 다양한 형태로 발산되는 방향 전환 신호를 감지할 수 있는 감지수 단이면 족하며, 예를 들면, 신호 발신 장치(200)로부터 발신되는 신호가 적외선일 경우 적외선 감지 센서일 수 있다.

주행부(130)는 마이크로프로세서(170)로부터 출력되는 제어신호에 따라 좌륜 및 우륜모터(131, 132)를 구동시켜 청소로봇(100)을 주행시킨다. 주행부(130)의 좌륜 및 우륜모터(131, 132)는 청소로봇(100)을 주행시키는 좌/우 바퀴와 연결되어 있다. 따라서, 좌륜 및 우륜모터(131, 132)의 회전속도와 방향에 따라 청소로봇(100)은 전후좌우로 주행한다.

마이크로프로세서(170)는 청소로봇(100)의 장치 전반을 제어하며, 주행부(130)의 동작을 제어하는 주행 제어부(171)와, 신호 감지부(190)로부터 출력되는 방향 전환 신호에 따라 해당 청소로봇(100)의 진행 방향을 전환하도록 주행 제어부(171)로 제어신호를 출력하는 방향 전환 처리부(172)를 포함하여 구성된다.

주행 제어부(171)는 청소로봇(100)의 운영 프로그램으로부터 출력되는 제어명령에 따라 청소로봇(100)을 주행시키는 주행부(130)를 제어한다.

방향 전환 처리부(172)는 신호 감지부(190)에 의해 감지되는 신호 발신 장치(200)의 방향 전환 신호를 수신하여 청소로봇(100)이 해당 구역을 벗어나지 않도록 주행 제어부(171)로 방향 전환에 따른 제어 신호를 출력한다.

신호 발신 장치(200)는 이동로봇(100)이 정해진 구역 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 것으로 이동로봇(100)의 주행 구역의 경계에 설치되며, 일정한 방향으로 예를 들면, 적외선 신호와 같은 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 조사하는 장치이다. 이러한 신호 발신 장치(200)의 일례로 비컨(Beacon)이 있다. 이동로봇 (100)은 신호 발신 장치(200)에 의해 발신되는 방향 전환 신호를 감지하게 되면, 진행중이던 이동방향을 전환하여 주행함으로써 구역 외부로의 진행을 방지한다.

이러한 신호 발신 장치(200)의 설명은 도 3을 통해 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 도 1에 따른 신호 발신 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 장치 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리(210)와, 이동로봇(100)으로부터 발산되는 구동 신호를 수신하며, 이동로봇(100)과 데이터를 송수신하는 무선 통신부(220)와, 일정한 방향으로 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발산하는 신호 발신부(230)와, 신호 발신 장치의 식별정보가 저장되는 메모리(240)와, 장치 전반을 제어하되, 무선 통신부(220)로부터 출력되는 구동 신호에 따라 신호 발신부(230)의 구동을 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부(250)를 포함하여 구성된다.

배터리(210)는 신호 발신 장치(200)의 구동에 따른 전원을 공급하며, 예를 들면, 일반적인 1차 전지 또는 충전하여 장기적으로 사용 가능한 2차 전지가 사용될 수 있다.

무선 통신부(220)는 이동로봇(100)의 무선 통신 모듈(180)과 같은 일종의 통신 모뎀으로써, 이동로봇(100)으로부터 소정 범위로 발신되는 구동 신호를 수신하여 제어부(250)로 출력한다.

신호 발신부(230)는 이동로봇(100)이 임무를 수행하는 지역에서 벗어나는 것을 방지하기 위해 적외선과 같은 방향성을 가지는 신호를 발신하는 것으로, 예를 들면, 적외선 발신 장치가 될 수 있다. 다수의 신호 발신 장치(200)는 구동시 신 호 발신부(230)를 통해 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 발신하고, 이동로봇(100)은 해당 신호를 감지하여 진행 방향을 전환함으로써 임무 수행 지역의 이탈을 방지한다.

제어부(250)는 예를 들면, 마이크로 컨트롤러와 같은 집적회로로 구현될 수 있으며, 무선 통신부(220)에 의해 감지되어 출력되는 구동 신호를 수신하여 해당 신호 발신 장치(200)를 구동한다. 제어부(250)는 이동로봇(100)으로부터 구동 신호가 수신되면, 신호 발신부(230)가 동작하도록 제어 신호를 출력한다.

또한, 이동로봇(100)이 방향 전환 신호를 감지하여 주행 방향을 전환함에 따라 소정 범위로 발신하는 구동 신호가 무선 통신부(220)를 통해 수신되지 않을 경우 제어부(250)는 신호 발신 장치(200) 각 부분으로 인가되는 전원을 차단하여 그 구동을 중지 시킨다.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 또다른 양상에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템은 이동로봇(100)으로 조작명령을 무선으로 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 해당 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 수신하여 사용자에게 표시하는 무선 조작기(300)를 더 포함하며, 이동로봇(100)의 마이크로프로세서(170)는 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 식별정보를 포함하는 상태정보를 수신하여 메모리(160)에 저장하고, 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 출력하는 상태정보 전송부(173)를 더 포함한다.

무선 조작기(300)는 이동로봇(100)과 함께 제공되는 일종의 리모콘으로써, 사용자로부터 입력되는 조작명령을 무선 통신을 통해 이동로봇(100)으로 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 전송되는 조작명령 수신 여부 및 해당 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 수신하여 사용자에게 표시한다.

신호 발신 장치(200)의 제어부(250)는 무선 통신부(220)를 통해 이동로봇(100)으로부터 전송되는 구동 신호에 따라 구동하고, 이때 이동로봇(100)으로 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보를 포함하는 상태정보를 전송한다. 이동로봇(100)의 마이크로프로세서(170)의 상태정보 전송부(173)는 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 식별정보를 포함하는 상태정보를 수신하여 메모리(160)에 저장하고, 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 출력한다.

무선 조작기(300)는 이동로봇(100)으로부터 전송되는 해당 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 수신하고, 표시수단을 통해 디스플레이함으로써, 사용자에게 이동로봇(100)의 진행 상태 및 해당 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 제공할 수 있다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 이동로봇(100) 버츄얼 월 시스템의 이동로봇(100)과 신호 발신 장치(200) 및 무선 조작기(300)는 지그비(Zigbee) 통신 규약에 따라 통신한다. 따라서, 신호 발신 장치(200)는 지그비 모듈이 탑재된 이동로봇(100)과 통신하는 지그비 비컨(Beacon)이 될 수 있다.

지그비(Zigbee)는 홈오토메이션 및 무선데이터 네트워크를 위한 표준 규격으로 저전력, 저비용, 저속이 특징이다.

반경 30ｍ 내에서 20∼250kbps의 속도로 데이터를 전송하며 하나의 무선 네 트워크에 최대 255대의 기기를 연결할 수 있다. 작은 크기로 전력 소모량이 적고 가격이 저렴하여 홈네트워크 등 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 핵심 기술로 각광받고 있다.

또한, 적외선 통신 또는 알에프 통신과 달리 지그비(Zigbee)는 라우터 기능이 있어 Ad-hoc network 구성이 가능하여 지그비 통신 모듈이 구비된 다양한 외부기기들과 네트워크 구성이 가능하다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 소정 주기로 장치 배터리(210)의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 제어부(250)로 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로(260)를 더 포함한다.

배터리 감지회로(260)는 신호 발신 장치(200)에 내장되어 구동 전원을 공급하는 배터리(210)로부터 인가되는 전압을 소정의 저항비를 통해 분압하고, 분압된 감지 전압의 레벨에 따라 배터리(210)의 잔량을 확인하고, 전압이 기준 전압 값에 못 미칠 경우 충전 요청 신호를 제어부(250)로 출력한다.

제어부(250)는 배터리 감지회로(260)로부터 출력되는 충전 요청 신호에 따라 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다. 이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 무선 조작기(300)로 전송하고, 무선 조작기(300)는 해당 신호 발신 장치(200)의 배터리 충전 요청을 표시하여 사용자에게 제공한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 본 발명에 따른 신호 발신 장치(200)는 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100) 의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부(270)를 더 포함한다.

환경정보 수집부(270)는 예를 들면, 온도, 습도 및 가스 누출 감지 센서와 같은 다수의 센서로 구성되며, 센서에 의해 센싱된 환경정보는 제어부(250)로 출력된다. 제어부(250)는 환경정보 수집부(270)에 의해 수집된 환경정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다.

이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)로부터 수신되는 환경정보를 포함하는 상태정보를 무선 조작기(300)로 전송하고, 무선 조작기(300)는 해당 신호 발신 장치(200)로부터 수집된 해당 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부를 표시하여 사용자에게 제공한다. 따라서, 사용자는 이동로봇(100)에 의해 수집되는 다양한 정보를 무선 조작기(300)를 통해 손쉽게 확인할 수 있는 장점을 갖는다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 제어 과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 제어 방법은 사용자가 이동로봇(100)에 구비된 입력수단 또는 이동로봇(100)과 함께 제공된 무선 조작기(300)를 이용하여 구동명령을 입력하면(S101), 이동로봇(100)은 이를 수신하여 일정한 구역을 랜덤 또는 정해진 코스에 따라 주행하며 예를 들면, 해당 이동로봇(100)이 청소로봇인 경우 구역 내의 먼지 또는 이물질을 흡입하는 청소 기능을 수행한다.

한편, 신호 발신 장치(200)는 이동로봇(100)이 정해진 구역 외부로 이탈하는 것을 방지하기 위한 것으로 이동로봇(100)의 주행 구역의 경계에 다수 개 설치되며, 일정한 방향으로 예를 들면, 적외선 신호와 같은 이동로봇(100)의 방향 전환 신호를 조사하는 장치이다.

이동로봇(100)은 소정 범위로 신호 발신 장치(200)의 구동 신호를 발신하면서 주행하며(S103), 신호 발신 장치(200)는 이동로봇(100)이 근접 상태 즉, 소정 범위로 발신하는 구동 신호를 수신 유무에 따라 구동한다.

신호 발신 장치(200)는 이동로봇(100)으로부터 출력되는 구동신호를 수신 여부에 따라 구동하며(S105), 구동신호가 수신되는 경우 일정한 방향으로 방향 전환 신호를 출력한다(S107). 이와 동시에 해당 신호 발신 장치(200)에 부여된 고유의 식별정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다(S109).

이동로봇(100)은 신호 발신 장치(200)로부터 전송되는 상태정보를 수신하여, 이동로봇(100)으로 조작명령을 무선으로 전송하며, 이동로봇(100)으로부터 해당 신호 발신 장치(200)의 상태정보를 수신하여 사용자에게 표시하는 무선 조작기(300)로 출력한다(S111). 무선 조작기(300)는 수신된 상태정보를 디스플레이한다(S113).

이동로봇(100)이 주행중에 신호 발신 장치(200)로부터 발신되는 방향 전환 신호를 감지하게 되면(S115), 이동로봇(100)은 해당 구역을 벗어나지 않도록 진행 방향을 전환하여 이동한다(S117). 이동로봇(100)의 진행 방향 전환에 따라 소정 범위로 발신되는 구동 신호가 신호 발신 장치(200)로 수신되지 않을 경우 신호 발신 장치(200)는 그 구동을 종료한다(S119), (S121).

신호 발신 장치(200)에서 이동로봇(100)으로 전송되는 상태정보는 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보 외에 배터리 충전 정보와 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부를 포함한다.

신호 발신 장치(200)는 소정 주기로 장치 배터리(210)의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로(260)를 포함하고 있다.

배터리 감지회로(260)는 신호 발신 장치(200)에 내장되어 구동 전원을 공급하는 배터리(210)로부터 인가되는 전압을 소정의 저항비를 통해 분압하고, 분압된 감지 전압의 레벨에 따라 배터리(210)의 잔량을 확인하고, 전압이 기준 전압 값에 못 미칠 경우 충전 요청 신호를 신호 발신 장치(200)의 제어부(250)로 출력한다.

또한, 신호 발신 장치(200)는 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부(270)를 포함한다. 환경정보 수집부(270)는 예를 들면, 온도, 습도 및 가스 누출 감지 센서와 같은 다수의 센서로 구성되며, 센서에 의해 센싱된 환경정보는 신호 발신 장치(200)의 제어부(250)로 출력된다. 제어부(250)는 환경정보 수집부(270)에 의해 수집된 환경정보를 포함하는 상태정보를 이동로봇(100)으로 전송한다.

신호 발신 장치(200)는 이동로봇(100)으로부터 발신되는 구동 신호에 따라 구동하고, 이때 이동로봇(100)으로 해당 신호 발신 장치(200)의 식별정보와 배터리 충전 정보와 신호 발신 장치(200)가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 이동로봇(100)의 통과 여부를 포함하는 상태정보를 전송한다. 이동로봇(100)은 신 호 발신 장치(200)로부터 전송되는 식별정보를 포함하는 상태정보를 수신하여 메모리(160)에 저장하고, 무선 통신 모듈(180)을 통해 무선 조작기(300)로 출력하다.

본 발명의 특징적인 양상에 따라 본 발명에 따른 이동로봇 버츄얼 월 시스템의 이동로봇(100)과 신호 발신 장치(200) 및 무선 조작기(300)는 지그비(Zigbee) 통신 규약에 따라 통신한다. 지그비에 대한 설명은 이미 위에서 설명하였음으로 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 이동로봇의 버츄얼 월 시스템 및 그 방법은 다수의 신호 발신 장치는 이동로봇의 근접 상태에 따라 자동으로 그 구동을 온오프 함으로써, 신호 발신 장치의 불필요한 전력 소모를 방지하고, 사용자가 직접 다수의 신호 발신 장치를 온/오프해야하는 불편함을 방지하는 장점을 갖는다.

또한, 저전력 및 일대다 통신이 가능한 지그비 통신 규약을 이용하여 다수의 신호 발신 장치의 상태정보를 수집하여 사용자에게 제공함으로써, 신호 발신 장치의 배터리의 잔량에 따른 충전 요청 정보 또는 해당 신호 발신 장치가 위치한 지역의 온도, 습도 및 이동로봇의 통과 여부 정보와 같은 유용한 정보를 제공할 수 있는 장점을 갖는다.

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.

Claims

이동로봇의 버츄얼 월 시스템에 있어서,

일정한 구역을 이동하면서 고유의 임무를 수행하며, 소정 범위로 구동 신호를 발산하는 이동로봇과;

상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 감지하여 구동하며, 상기 이동로봇이 소정 거리 이상 이격될 경우 그 구동을 종료하되, 소정 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 다수의 신호 발신 장치;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 이동로봇이:

소정 범위로 상기 신호 발신 장치의 구동 신호를 발산하며, 구동된 신호 발신 장치와 데이터를 송수신하는 무선 통신 모듈과;

상기 신호 발신 장치로부터 발산되는 방향 전환 신호를 감지하는 신호 감지부와;

상기 신호 발신 장치로부터 전송되는 식별정보를 포함하는 상태정보를 저장하는 메모리와;

상기 이동로봇을 주행시키는 주행부와;

상기 이동로봇의 장치 전반을 제어하며,

제어신호에 따라 상기 주행부의 구동을 제어하는 주행 제어부와,

상기 신호 감지부로부터 출력되는 방향 전환 신호에 따라 해당 이동로봇의 진행 방향을 전환하도록 상기 주행 제어부로 제어신호를 출력하는 방향 전환 처리부를 포함하는 마이크로프로세서;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:

장치 구동을 위한 전원을 공급하는 배터리와;

상기 이동로봇으로부터 발산되는 구동 신호를 수신하며, 상기 이동로봇과 데이터를 송수신하는 무선 통신부와;

상기 신호 발신 장치의 식별정보가 저장되는 메모리와;

일정한 방향으로 상기 이동로봇의 방향 전환 신호를 발산하는 신호 발신부와;

상기 장치 전반을 제어하되, 상기 무선 통신부로부터 출력되는 구동 신호에 따라 상기 신호 발신부의 구동을 제어하며, 상기 구동 신호가 수신되지 않을 경우 그 구동을 종료하도록 제어신호를 출력하는 제어부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치의 제어부가:

구동시 상기 이동로봇으로 해당 신호 발신 장치의 식별정보를 포함하는 상태정보를 상기 무선 통신부를 통해 전송하며;

상기 이동로봇의 마이크로프로세서가:

상기 신호 발신 장치로부터 전송되는 식별정보를 포함하는 상태정보를 수신하여 상기 메모리에 저장하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 출력하는 상태정보 전송부를 더 포함하며;

상기 시스템이:

상기 이동로봇으로 조작명령을 무선으로 전송하며, 상기 이동로봇의 상태정보 전송부로부터 해당 신호 발신 장치의 상태정보를 수신하여 사용자에게 표시하는 무선 조작기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:

소정 주기로 장치 배터리의 잔량을 감지하여 소정 값 이하일 경우 상기 제어부로 충전 요청 신호를 출력하는 배터리 감지회로를 더 포함하며;

상기 제어부가:

상기 배터리 감지회로로부터 출력되는 충전 요청 신호에 따라 배터리 충전 정보를 포함하는 상태정보를 상기 이동로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 5 항에 있어서, 상기 신호 발신 장치가:

상기 신호 발신 장치가 위치한 지역의 환경정보를 감지하는 환경정보 수집부를 더 포함하며;

상기 제어부가:

상기 환경정보 수집부로부터 수집된 환경정보를 포함하는 상태정보를 상기 이동로봇으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 6 항에 있어서, 상기 환경정보가:

해당 신호 발신 장치가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 상기 이동로봇의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 이동로봇, 신호 발신 장치 및 무선 조작기가:

지그비(Zigbee) 통신 규약에 따라 통신하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 이동로봇이 청소로봇인 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 시스템.
이동로봇 제어 방법에 있어서,

일정한 방향으로 이동로봇의 주행 방향 전환 신호를 출력하는 신호 발신 장치의 구동 신호를 소정 범위로 발산하는 단계와;

상기 구동 신호를 수신하여 구동되는 신호 발신 장치로부터 전송되는 식별정 보를 포함하는 상태 정보를 수신하는 단계와;

수신된 신호 발신 장치의 상태정보를 사용자가 소지하고 있는 무선 조작기로 전송하는 단계와;

상기 신호 발신 장치로부터 발산되는 주행 방향 전환 신호를 감지할 경우 해당 이동로봇의 진행 방향을 전환하여 주행하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 제어 방법.
제 10 항에 있어서, 상기 상태정보가:

해당 신호 발신 장치의 배터리 잔량 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 제어 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 상태정보가:

상기 신호 발신 장치가 설치된 지역의 환경정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 제어 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 환경정보가:

해당 신호 발신 장치가 위치한 지역의 온도, 습도, 가스 누출 상태 및 상기 이동로봇의 통과 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 제어 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 이동로봇과 신호 발신 장치가:

지그비(Zigbee) 통신 규약에 따라 통신하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 제어 방법.
제 9 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 이동로봇이 청소로봇인 것을 특징으로 하는 이동로봇의 버츄얼 월 제어 방법.