KR100690653B1 - Gyroscope correction method for robot cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법에 관한 것으로, 로봇 청소기에 보정기구를 부착하고, 그 로봇 청소기를 각속도가 발생하지 않을때까지 보정면에 접근한 다음, 그 보정면과 일정거리 만큼 떨어져서 360도 정회전을 실행한후, 그 보정면과 현재의 각도를 측정하여 그 측정된 각도만큼을 보정함으로써, 로봇 청소기의 위치 인식 오류를 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 자이로 스코프 보정모드가 선택되면, 로봇 청소기의 전면에 보정기구를 부착하고, 그 보정기구가 부착된 로봇 청소기를 보정면에 접근하여 상기 보정기구로 밀착하는 과정과; 상기 로봇 청소기를 보정면에서 소정 거리만큼 이격시킨후, 일정 각도 만큼 회전하는 과정과; 상기 일정각도만큼 회전 후, 상기 로봇 청소기를 다시 보정면에 밀착시키고, 그 로봇 청소기의 보정기구와 보정면이 이루는 각도를 계산하는 과정과; 상기 계산된 각도를 자이로 스코프의 각도에 가감하여 보정하는 과정으로 이루어진다.The present invention relates to a method for calibrating a gyroscope of a robot cleaner, and attaching a correction mechanism to the robot cleaner, approaching the robot cleaner until the angular velocity does not occur, and then moving the robot cleaner 360 degrees away from the correction plane by a predetermined distance. After the forward rotation is performed, the corrected surface and the present angle are measured and corrected by the measured angle, thereby preventing the position recognition error of the robot cleaner. To this end, when the gyroscope correction mode is selected, the present invention includes the steps of attaching a correction mechanism to the front of the robot cleaner, and bringing the robot cleaner with the correction mechanism close to the correction surface to be in close contact with the correction mechanism; Spaced apart the robot cleaner by a predetermined distance from the correction surface and rotating the robot cleaner by a predetermined angle; After rotating by the predetermined angle, bringing the robot cleaner into close contact with the correction surface, and calculating an angle between the correction mechanism and the correction surface of the robot cleaner; The calculation is performed by adding or subtracting the calculated angle to the angle of the gyroscope.
Description
도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for a traveling device of a conventional robot cleaner.
도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도2 is a flow chart illustrating a driving method of a conventional robot cleaner.
도3은 본 발명 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법에 대한 동작흐름도.Figure 3 is an operation flow chart for a gyroscope correction method of the robot cleaner of the present invention.
도4는 본 발명 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법의 실시예를 보인 개략도.Figure 4 is a schematic diagram showing an embodiment of a gyroscope correction method of the present invention robot cleaner.
본 발명은 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법에 관한 것으로, 특히 로봇 청소기에 보정기구를 부착하고, 그 로봇 청소기를 각속도가 발생하지 않을때까지 보정면에 접근한 다음, 그 보정면과 일정거리 만큼 떨어져서 360도 정회전을 실행한후, 그 보정면과 현재의 각도를 측정하여 그 측정된 각도만큼을 보정함으로써, 로봇 청소기의 위치 인식 오류를 방지하도록 한 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calibrating a gyroscope of a robot cleaner, and more particularly, by attaching a calibration mechanism to the robot cleaner, approaching the robot cleaner until the angular velocity does not occur, and then separating the robot cleaner by a certain distance. The present invention relates to a gyroscope correction method of a robot cleaner which prevents a position recognition error of the robot cleaner by measuring the corrected surface and the current angle after correcting the 360 degree forward rotation.
통상적으로, 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기를 말한다.In general, the robot cleaner refers to a device that automatically cleans an area to be cleaned by suctioning foreign substances such as dust from the floor while driving itself in the area to be cleaned without a user's operation.
이러한 로봇청소기는 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 청소경로를 주행하면서 청소동작을 수행하도록 되어 있는데, 이와 같이 기설정된 청소 경로를 자동적으로 주행하면서 청소동작을 수행하기 위해서는 로봇청소기의 위치와 주행거리 및 장애물등을 감지하기 위해 많은 수의 센서들이 사용된다.The robot cleaner is configured to perform a cleaning operation while driving a predetermined cleaning path according to a built-in program. In order to perform the cleaning operation while automatically driving the preset cleaning path, the position, the driving distance, and the obstacle of the robot cleaner are A large number of sensors are used to detect the back.
그러나, 이러한 로봇 청소기는, 설정된 청소 경로를 정확하게 주행하여 청소를 수행하기 위해 수많은 고가의 센서들이 설치되기 때문에 내부 구조가 복잡해지고 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.However, such a robot cleaner has a problem in that the internal structure becomes complicated and the manufacturing cost increases because numerous expensive sensors are installed to perform the cleaning by accurately driving the set cleaning path.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 랜덤 방식에 의해 임의의 청소경로를 주행하여 청소를 수행하는 로봇 청소기가 개발되었다.In order to solve this problem, a robot cleaner has been developed which performs cleaning by driving an arbitrary cleaning path by a random method.
도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a traveling device of a conventional robot cleaner.
도1에 도시된 바와같이, 로봇 청소기가 일정 영역을 직진하다가, 충돌이 발생하면 그 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(1)와; 상기 장애물 감지부(1)에서 출력되는 신호에 의해, 로봇 청소기의 주행을 정지시킨 다음, 랜덤 방식으로 랜덤 각도를 생성하고, 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 로봇 청소기를 회전시키는 제어부(2)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(5)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(3)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 우륜 모터(6)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(4)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 1, the robot cleaner moves straight through a certain area, and when an collision occurs, an
도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도이다.2 is a flow chart illustrating a driving method of a conventional robot cleaner.
도2에 도시된 바와같이, 사용자에 의해, 청소명령이 발생하면 로봇 청소기를 직진시키면서, 장애물이 감지되는지를 판단하는 과정(SP1~SP3)과; 상기 판단결과, 장애물이 감지되면 로봇 청소기를 정지시킨후, 랜덤 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하는 과정(SP4)과; 상기 단계에서 생성된 랜덤각도를 회전각도로 하여, 로봇 청소기를 회전시키는 과정(SP5)과; 상기 회전된 로봇 청소기를 직진시키면서, 청소 완료를 판단하여, 청소완료이면 주행을 정지하는 과정(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 종래 기술을 설명한다.As shown in FIG. 2, when the cleaning command is generated by the user, the process of determining whether an obstacle is detected while driving the robot cleaner straight (SP1 to SP3); Stopping the robot cleaner when an obstacle is detected as a result of the determination, and generating a random random angle by a random method (SP4); Rotating the robot cleaner (SP5) using the random angle generated in the step as the rotation angle; While the rotating robot cleaner is straight, it is determined that the cleaning is completed, the process is made to stop the running (SP7) when the cleaning is completed, such a prior art will be described.
먼저, 사용자에 의해 청소 명령이 발생하면(SP1), 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키기 위하여, 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 구동속도를 일치시키기 위한 제어신호를 출력한다.First, when a cleaning command is generated by the user (SP1), the
이에 따라, 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시킨다.Accordingly, the left
이에 따라, 로봇 청소기는 직진한다(SP2).Accordingly, the robot cleaner moves straight (SP2).
이때, 장애물 감지부(1)는, 로봇 청소기가 임의의 장애물에 충돌하는 경우에 발생하는 충격량으로 장애물을 감지하여 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부 (2)에 인가한다.At this time, the
이에 따라, 상기 제어부(2)는, 상기 장애물 감지신호에 의해 주행을 정지시킨 다음, 랜던 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하고(SP4), 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 하기 위한 제어신호를 출력하는데, 이때 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 회전 방향에 따라 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 속도를 달리하도록 하는 제어신호를 좌륜모터 구동부(3) 및 우륜 모터 구동부(4)에 출력한다.Accordingly, the
이에 따라, 상기 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시켜, 로봇 청소기를 임의의 랜덤 각도로 회전시킨다 (SP5).Accordingly, the left
그 다음, 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키면서(SP6), 청소 완료로 판단되면 청소를 종료하고(SP7), 청소 완료가 되지 않았으면 상기 동작을 반복 수행한다.Then, the
상술한 로봇 청소기는, 주행시 회전 방향을 감지하기 위한 자이로스코프를 사용하는데, 즉 상기 자이로 스코프는 각속도를 측정하는 장비로서 인가되는 각속도에 비례하는 전압을 출력하여 회전 방향의 정도를 체크한다.The above-described robot cleaner uses a gyroscope for detecting a rotational direction when driving, that is, the gyroscope outputs a voltage proportional to an angular velocity applied as a device for measuring the angular velocity and checks the degree of the rotational direction.
그러나, 상술한 자이로 스코프는 같은 모델이라 하여도 각속도에 따른 전압출력이 서로 다른 경우가 빈번히 발생한다.However, even if the gyroscope described above is the same model, the voltage output according to the angular velocity is frequently different.
이에 따라, 상기 자이로스코프를 채용한 로봇 청소기의 주행시, 자이로 스코프의 에러로 인하여 위치인식 오류가 발생하는 문제점이 있다.Accordingly, when the robot cleaner employing the gyroscope runs, there is a problem that a position recognition error occurs due to an error of the gyroscope.
상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 로봇 청소기에 보정기구를 부착하고, 그 로봇 청소기를 각속도가 발생하지 않을때까지 보정면에 접근한 다 음, 그 보정면과 일정거리 만큼 떨어져서 360도 정회전을 실행한후, 그 보정면과 현재의 각도를 측정하여 그 측정된 각도만큼을 보정함으로써, 로봇 청소기의 위치 인식 오류를 방지하도록 한 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention in view of the above problems, attaching a correction mechanism to the robot cleaner, approaching the robot cleaner until the angular velocity does not occur, and then 360 degrees away from the correction surface by a certain distance After performing forward rotation of the figure, by measuring the correction angle and the current angle and corrected by the measured angle, to provide a gyroscope correction method of the robot cleaner to prevent the position recognition error of the robot cleaner. have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
자이로 스코프 보정모드가 선택되면, 로봇 청소기의 전면에 보정기구를 부착하고, 그 보정기구가 부착된 로봇 청소기를 보정면에 접근하여 상기 보정기구로 밀착하는 과정과;
상기 로봇 청소기를 보정면에서 소정 거리만큼 이격시킨후, 일정 각도 만큼 회전하는 과정과;
상기 일정각도만큼 회전 후, 상기 로봇 청소기를 다시 보정면에 밀착시키고, 그 로봇 청소기의 보정기구와 보정면이 이루는 각도를 계산하는 과정과;
상기 계산된 각도를 자이로 스코프의 각도에 가감하여 보정하는 과정을 수행함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object,
If a gyroscope correction mode is selected, attaching a correction mechanism to the front of the robot cleaner, and bringing the robot cleaner equipped with the correction mechanism into close proximity to the correction mechanism;
Spaced apart the robot cleaner by a predetermined distance from the correction surface and rotating the robot cleaner by a predetermined angle;
After rotating by the predetermined angle, bringing the robot cleaner into close contact with the correction surface, and calculating an angle between the correction mechanism and the correction surface of the robot cleaner;
And a process of correcting by adding or subtracting the calculated angle to the angle of the gyroscope.
이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the gyroscope correction method of the robot cleaner according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도3은 본 발명 로봇 청소기의 자이로 스코프 보정방법에 대한 동작 흐름도이다.3 is an operation flowchart of a gyroscope correction method of the robot cleaner of the present invention.
도3에 도시한 바와같이 본 발명은, 사용자에 의해, 자이로 스코프 보정모드를 선택하면, 로봇 청소기의 전면에, 보정기구를 부착하는 과정(SP1,SP2)과; 상기 로봇 청소기를, 각속도가 발생하지 않을때까지 보정면에 접근하여 보정기구로 밀착 하는 과정(SP3)과; 상기 로봇 청소기를 보정면에서 소정거리 만큼 이격시킨후, 360도 정회전을 실행하는 과정(SP4,SP5)과; 상기 360도 정회전 실행후, 로봇 청소기를 다시 보정면에 밀착시켜, 로봇 청소기의 보정기구와 보정면이 이루는 각도를 계산하는 과정(SP6)과; 상기 계산된 각도만큼을, 자이로 스코프의 각도에 가감하여 보정하는 과정(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.As shown in FIG. 3, the present invention provides a method (SP1, SP2) for attaching a correction mechanism to the front of a robot cleaner when a user selects a gyroscope correction mode; Bringing the robot cleaner into close proximity to the correction surface until the angular velocity does not occur (SP3); Spaced apart the robot cleaner by a predetermined distance from the correction surface, and executing a forward rotation of 360 degrees (SP4, SP5); After performing the forward rotation of 360 degrees, bringing the robot cleaner back into close contact with the correction surface, and calculating an angle between the correction mechanism and the correction surface of the robot cleaner (SP6); A process SP7 is performed by adding or subtracting the calculated angle to the angle of the gyroscope to explain the operation of the present invention.
먼저, 사용자가, 로봇 청소기의 자이로 스코프를 보정하기 위한 보정모드를 선택한 다음(SP1), 그 로봇 청소기에 보정기구를 부착한다(SP2).First, the user selects a correction mode for correcting the gyroscope of the robot cleaner (SP1), and attaches a correction mechanism to the robot cleaner (SP2).
상기 보정기구는, 도4와 같이 평평한 막대형의 기구물로 이루어진다.The correction mechanism is made of a flat rod-like instrument as shown in FIG.
이런 상태에서, 로봇 청소기는, 도4의 (a)와 같이 각속도가 발생하지 않을 때까지,보정면으로 이동하여 그 보정면에 밀착한다(SP3).In this state, the robot cleaner moves to the correction surface and comes into close contact with the correction surface until no angular velocity occurs as shown in Fig. 4A (SP3).
그 다음, 상기 로봇 청소기는, 상기 보정면으로부터 일정 거리만큼 이동한후(SP4), 그 일정 거리 위치에서 자체적으로 360도 정회전을 실행한다(SP5). Next, the robot cleaner moves by a predetermined distance from the correction surface (SP4), and then executes a 360 degree forward rotation by itself at the predetermined distance position (SP5).
그 다음, 상기 로봇 청소기를 다시 보정면으로 이동시켜 보정면에 밀착시키는데(SP6), 이때 상기 로봇 청소기의 자이로 스코프의 각도오차가 발생한 경우에는 도4의 (b)와 같이, 보정면에 밀착하여도, 그 보정면과 로봇 청소기의 보정기구 사이에 일정 각도가 발생한다.Then, the robot cleaner is moved back to the correction surface to be in close contact with the correction surface (SP6). In this case, when an angle error of the gyroscope of the robot cleaner occurs, the robot cleaner is in close contact with the correction surface as shown in FIG. Also, a certain angle occurs between the correction surface and the correction mechanism of the robot cleaner.
따라서, 로봇 청소기는 자체 센서를 이용하여 보정면과 보정기구 사이의 각도를, 자이로 스코프 보정 각도로 계산하거나, 상기 도4의 (b)와 같이 각오차가 발생된 상태에서 로봇 청소기를 보정면에 밀착시키면서 자이로 스코프 보정각도를 계산한다(SP6).Therefore, the robot cleaner calculates the angle between the correction surface and the correction mechanism as a gyroscope correction angle using its own sensor, or closely attaches the robot cleaner to the correction surface in the state where an angular error is generated as shown in FIG. While calculating the gyroscope correction angle (SP6).
그 다음, 상기 로봇 청소기는, 상기에서 계산된 자이로 스코프 보정 각도를, 현재 자이로 스코프 각도에 가감하여 그 자이로 스코프의 각도 오차를 보정한다(SP7).Then, the robot cleaner corrects the angle error of the gyroscope by adding or subtracting the gyroscope correction angle calculated above to the current gyroscope angle (SP7).
다시 말해서 본 발명은,로봇 청소기에 보정기구를 부착하고, 그 로봇 청소기를 각속도가 발생하지 않을때까지 보정면에 접근한 다음, 그 보정면과 일정거리 만큼 떨어져서 360도 정회전을 실행한후, 그 보정면과 현재의 각도를 측정하여 그 측정된 각도만큼을 보정하도록 한 것이다.In other words, in the present invention, after attaching a correction mechanism to the robot cleaner, approaching the correction surface until the robot cleaner does not have an angular velocity, and performing a forward rotation of 360 degrees away from the correction surface by a certain distance, The corrected surface and the present angle are measured to correct the measured angle.
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.Specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇 청소기에 보정기구를 부착하고, 그 로봇 청소기를 각속도가 발생하지 않을때까지 보정면에 접근한 다음, 그 보정면과 일정거리 만큼 떨어져서 360도 정회전을 실행한후, 그 보정면과 현재의 각도를 측정하여 그 측정된 각도만큼을 보정함으로써, 로봇 청소기의 위치 인식 오류를 방지하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention attaches a correction mechanism to the robot cleaner, approaches the correction surface of the robot cleaner until the angular velocity does not occur, and then performs a 360 degree forward rotation away from the correction surface by a predetermined distance. After execution, by measuring the corrected surface and the current angle and correcting by the measured angle, there is an effect of preventing the position recognition error of the robot cleaner.
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