KR100700889B1 - navigation system and perception method for position self control robot - Google Patents

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KR100700889B1
KR100700889B1 KR1020050015023A KR20050015023A KR100700889B1 KR 100700889 B1 KR100700889 B1 KR 100700889B1 KR 1020050015023 A KR1020050015023 A KR 1020050015023A KR 20050015023 A KR20050015023 A KR 20050015023A KR 100700889 B1 KR100700889 B1 KR 100700889B1
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Abstract

본 발명은 이동수단이 장착된 본체를 가지는 자율이동로봇의 항법시스템 및 위치 인식방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 소정크기의 공간을 가지는 바닥면의 소정위치에 고유의 좌표값(Address value)을 가지며 서로 소정의 이격거리를 갖도록 형성되는 다수개의 이차원바코드와; 상기 본체의 하부 소정위치에 설치되어 이차원바코드를 읽도록 된 바코드리더와; 본체에 설치되어 바코드리더로 읽은 바닥면의 이차원바코드 고유의 좌표값으로 절대좌표를 인식하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a navigation system and a position recognition method of an autonomous mobile robot having a main body on which a moving unit is mounted. More particularly, the present invention relates to a coordinate value inherent in a predetermined position on a floor having a predetermined size of space. A plurality of two-dimensional barcodes having a predetermined distance from each other; A barcode reader installed at a lower predetermined position of the main body to read a two-dimensional barcode; It is installed in the main body and includes a control unit for recognizing the absolute coordinates as a coordinate value unique to the two-dimensional bar code of the bottom surface read by the barcode reader.

따라서, 자율이동로봇이 운행중일 때, 이동중인 현재의 위치를 자율이동로봇이 정확하게 인식할 수 있게 함으로써, 고정장애물이 용이하게 식별되고 장애물과의 상대적 거리를 신속하게 연산할 수 있게 하여 최적의 이동방향 및 이동경로가 설정되도록 하는 자율이동로봇의 항법시스템 및 위치 인식방법을 제공한다.Therefore, when the autonomous mobile robot is in operation, the autonomous mobile robot can accurately recognize the current position of the moving robot so that the fixed obstacles can be easily identified and the relative distance from the obstacle can be quickly calculated for optimum movement. The present invention provides a navigation system and a position recognition method of an autonomous mobile robot for setting a direction and a moving path.

이차원바코드, 바코드리더, 절대좌표, 상대좌표, 자율이동로봇, 항법 2D barcode, barcode reader, absolute coordinates, relative coordinates, autonomous mobile robot, navigation

Description

자율이동로봇의 항법시스템 및 위치 인식방법{navigation system and perception method for position self control robot}Navigation system and perception method for position self control robot}

도 1은 종래 오도메트리 좌표계에서의 위치 및 방향 인식개념을 도시한 도면.1 is a view illustrating a position and direction recognition concept in a conventional odometry coordinate system.

도 2는 종래 RFID 좌표계에서의 위치 및 방향 인식개념을 도시한 도면.2 is a view illustrating a position and direction recognition concept in a conventional RFID coordinate system.

도 3은 종래 RFID 카드의 상호간섭에 의한 오류 발생의 개념을 도시한 도면.3 is a diagram illustrating a concept of error occurrence due to mutual interference of a conventional RFID card.

도 4는 본 발명의 자율이동로봇의 항법시스템을 전체 도시한 도면.Figure 4 is a view showing the entire navigation system of the autonomous mobile robot of the present invention.

도 5a는 본 발명의 이차원바코드를 도시한 도면.5A shows a two-dimensional bar code of the present invention.

도 5b는 본 발명의 이차원바코드의 다른예를 도시한 도면.Fig. 5B shows another example of the two-dimensional bar code of the present invention.

도 6a는 본 발명의 바닥재 중 타일 상부의 이차원바코드를 도시한 도면.Figure 6a is a view showing a two-dimensional bar code of the upper part of the flooring of the present invention.

도 6b는 본 발명의 바닥재 중 마루 상부의 이차원바코드를 도시한 도면.Figure 6b is a view showing a two-dimensional bar code on the floor of the flooring of the present invention.

도 6c는 본 발명의 바닥재 중 장판의 구조 및 장판 상부로 노출되는 이차원바코드를 도시한 도면.Figure 6c is a view showing the structure of the jangpan of the flooring of the present invention and a two-dimensional bar code exposed to the top of the jangpan.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

101 : 자율이동로봇 102 : 이차원바코드101: autonomous mobile robot 102: two-dimensional bar code

103 : 바코드리더 104 : 이동영역103: barcode reader 104: moving area

104a : 바닥면 105 : 코팅지104a: bottom surface 105: coated paper

106 : 시트지 110 : 바닥재106: sheet 110: flooring

111 : 타일 112 : 장판111 tile 112

113 : 마루(나무마루, 온돌마루, 강화마루 등)113: floor (wood floor, ondol floor, reinforced floor, etc.)

본 발명은 이동수단이 장착된 본체를 가지는 자율이동로봇의 항법시스템 및 위치 인식방법에 관한 것으로, 특히, 자율이동로봇이 운행중일 때, 이동중인 현재의 위치를 정확하게 인식할 수 있게 함으로써, 고정장애물이 식별되고 장애물과의 상대적 거리를 신속하게 연산하도록 하여 최적의 이동방향 및 이동경로가 설정되도록 하는 자율이동로봇의 항법시스템 및 위치 인식방법을 제공한다.The present invention relates to a navigation system and a position recognition method of an autonomous mobile robot having a main body equipped with a moving means, and in particular, when the autonomous mobile robot is in operation, it is possible to accurately recognize the current position of the moving, fixed obstacles The navigation system and position recognition method of the autonomous mobile robot are identified, and the relative distance from the obstacle is quickly calculated so that the optimum moving direction and the moving path are set.

일반적으로, 자율이동로봇은 산업분야에 널리 사용되고 발전되어온 로봇(Robot)이 응용발전된 것으로, 근래에는 관공서, 오피스, 각 가정 등에서 널리 활용되고 있다.In general, autonomous mobile robots are robots that have been widely used and developed in the industrial field, and have been developed in recent years. Recently, autonomous mobile robots have been widely used in public offices, offices, and homes.

이러한 자율이동로봇 등은 현재 사용자가 직접 콘트롤하지 않아도 자율주행하면서 청소하여야 할 면적을 자율적으로 청소하는 무인청소기에도 활용되고 있으며, 여기서, 상기한 자율이동로봇이 자율이동을 하기 위해서 해결되어야 할 최우선의 과제는 스스로가 자신의 현위치를 정확히 인식하고, 이동할 방향 및 거리를 정확히 연산하는 것이다.Such autonomous mobile robots are currently also used in unmanned vacuum cleaners that autonomously clean the area to be cleaned while autonomous driving without the user's direct control, where the autonomous mobile robot is the first priority to be solved in order to autonomously move. The challenge is to recognize yourself exactly where you are, and to calculate the direction and distance you want to travel.

이러한 과제를 해결하기 위한 종래의 방법으로는 오도메트리(odometry)를 예 로 들 수 있는데, 이 오도메트리가 적용된 자율이동로봇은 주행거리계(odometer) 또는 휠 센서(wheel sensor)를 이용하여 속도 정보를 얻고 자성 센서 등을 이용하여 방위각 정보를 얻어 초기 위치에서 다음 위치까지의 이동거리 및 방향에 대한 정보를 연산하여 자신의 위치와 방향을 인식하였다.As a conventional method for solving this problem, an odometry may be used. The autonomous mobile robot to which the odometry is applied may use speed information using an odometer or a wheel sensor. We obtained the azimuth angle information using magnetic sensor and calculated the information about the moving distance and direction from the initial position to the next position to recognize its position and direction.

일반적인 오도메트리 좌표계에서의 위치 및 방향 인식 개념은 도 1에 도시된 바와 같이, 오도메트리 좌표계에서 자율이동로봇(1)의 위치는 자율이동로봇(1)의 회전중심(2)이 위치한 지점의 좌표 xr와 yr로 결정되며, 방향은 자율이동로봇(1)의 정면방향과 x축 사이의 각도 tr로 결정된다.As shown in FIG. 1, a position and orientation recognition concept in a general odometry coordinate system is a position of an autonomous mobile robot 1 in an odometry coordinate system where a rotation center 2 of an autonomous mobile robot 1 is located. Is determined by the coordinates x r and y r , and the direction is determined by the angle t r between the front direction of the autonomous mobile robot 1 and the x-axis.

오도메트리는 외부로부터 별도의 정보입력없이 자체적으로 발생하는 정보에 의존하는 것으로 매우 높은 샘플링 속도로 위치정보를 획득하기 때문에 위치정보의 업데이트가 빠르다.Odometry relies on the information generated by itself without additional information input from the outside, and the location information is updated quickly because the location information is obtained at a very high sampling rate.

뿐만 아니라, 비교적 짧은 거리에서는 정확도가 매우 높으며, 비용도 저렴하다. 그러나, 오도메트리는 적분을 통해 위치와 방향을 계산하기 때문에 주행거리가 증가할수록 측정 오차가 누적되는 큰 단점을 가지고 있다. 특히, 이동영역의 바닥재의 상태에 따라 미끄러짐 등이 발생할 수 있는데, 이로 인해 발생하는 오차가 전혀 보정되지 못하고 그대로 누적되기 때문에 정밀도가 저하되는 문제점이 발생한다.In addition, the accuracy is very high and the cost is low at relatively short distances. However, since odometry calculates position and direction through integration, measurement errors accumulate as driving distance increases. In particular, slip may occur according to the state of the flooring material of the moving area, which causes a problem that precision is lowered because the error generated is not corrected at all and accumulates as it is.

상기한 오도메트리를 이용한 위치 및 방향인식방법을 개량한 방법으로는 RFID(Radio Frequency Identification) 카드 및 RFID리더를 이용한 것이 있다.An improved method of recognizing the position and direction using the odometry includes a radio frequency identification (RFID) card and an RFID reader.

즉, 고유의 위치 정보가 부여된 다수개의 RFID 카드를 자율이동로봇이 이동할 영역의 바닥(5)에 매설해 놓으면, 자율이동로봇(1)이 이 이동 영역의 바닥면을 이동하면서 RFID 리더를 통해 RFID 카드를 검출하여 고유의 위치정보를 판독함으로써 자율이동로봇 자신의 현위치를 인식할 수 있게 되는 것이다.That is, when a plurality of RFID cards to which unique location information is given are embedded in the bottom 5 of the area where the autonomous mobile robot will move, the autonomous mobile robot 1 moves through the bottom of the mobile area and moves through the RFID reader. By detecting the RFID card and reading the unique location information, the robot can recognize its current location.

RFID 좌표계에서의 위치 및 방향 인식개념을 도시한 도 2를 참조하면, 이동 영역의 바닥에 격자 모양으로 매설된 다수의 RFID 카드(3)들 중에서 현재 자율이동로봇(1)에 의해 검출된 RFID 카드(3)의 좌표 xc와 yc로 결정된다. 각각의 RFID 카드(3)에는 고유번호가 저장되며, 자율이동로봇(1)에는 이 고유번호에 대응하는 RFID 좌표값을 참조 테이블의 형태로 가지고 있다. 자율이동로봇(1)은 RFID 리더(4)를 통해 RFID 카드(3)를 검출하여 고유번호를 획득하고, 참조 테이블에서 해당 고유번호에 대응하는 RFID 좌표값을 찾아내 자신의 현재위치를 인식하게 된다.Referring to FIG. 2 illustrating a concept of position and direction recognition in an RFID coordinate system, an RFID card currently detected by an autonomous mobile robot 1 among a plurality of RFID cards 3 buried in a grid at the bottom of a moving area. It is determined by the coordinates x c and y c of (3). Each RFID card 3 stores a unique number, and the autonomous mobile robot 1 has an RFID coordinate value corresponding to the unique number in the form of a reference table. The autonomous mobile robot (1) detects the RFID card (3) through the RFID reader (4) to obtain a unique number, find the RFID coordinate value corresponding to the unique number in the reference table to recognize its current position do.

상기한 RFID를 이용한 위치 및 방향 인식방법은 RFID 카드(3)의 분포 밀도에 따라 자율이동로봇(1)의 위치 및 방향 인식의 정밀도가 결정된다. RFID 카드(3)의 분포밀도가 지나치게 낮으면 자율이동로봇(1)의 정밀한 위치 및 방향인식은 기대할 수 없고, RFID 카드(3)의 분포 밀도가 지나치게 높으면 도 3에 도시된 바와 같이 RFID 카드(3a)(3b)(3c)에서 출력되는 RF신호들 사이의 상호간섭에 의해 고유번호의 판독에 오류가 발생할 수 있다.In the position and direction recognition method using the RFID, the accuracy of position and direction recognition of the autonomous mobile robot 1 is determined according to the distribution density of the RFID card 3. If the distribution density of the RFID card 3 is too low, the precise position and direction recognition of the autonomous mobile robot 1 cannot be expected. If the distribution density of the RFID card 3 is too high, the RFID card ( An error may occur in reading the unique number due to mutual interference between RF signals output from 3a) (3b) and 3c.

따라서, 오류가 발생하지 않도록 하기 위해서는 RFID 카드(3)의 매설 분포 밀도를 적절한 범위로 제한할 수 밖에 없는데, 이 제한은 RFID를 이용한 위치 및 방향 인식방법의 정밀도를 떨어뜨리는 원인이 된다. 또한 RFID 카드(3)들이 매설된 장소에 자기장을 흡수하는 물체가 있는 경우에도 오류가 발생할 수 있다.Therefore, in order to prevent an error from occurring, the embedding distribution density of the RFID card 3 must be limited to an appropriate range, which causes a decrease in the accuracy of the position and orientation recognition method using the RFID. In addition, an error may occur when there is an object absorbing a magnetic field in a place where the RFID cards 3 are embedded.

뿐만 아니라, 상기한 RFID 방법에서는 방향을 인식하기 위해 도 3과 같이 적어도 두 개의 RFID 카드(3a)(3b)(3c)를 동시에 인식해야 하는데 RFID 카드(3)의 분포 밀도가 충분히 높지 않으면 방향을 인식하는 것이 곤란하게 된다.In addition, in the above-described RFID method, at least two RFID cards 3a, 3b, and 3c must be simultaneously recognized as shown in FIG. 3 in order to recognize the direction, but if the distribution density of the RFID card 3 is not high enough, the direction is changed. It becomes difficult to recognize.

특히, 상기한 RFID 방법은 RFID 카드(3)를 바닥(5)에 매설해야 하는 불편함이 있으며, RFID 카드(3)가 손상되었을 경우 바닥면 전체를 보수하거나 해당 RFID 카드(3)만을 발췌하고, 여기에 RFID 카드(3)를 다시 매설해야 되기 때문에 외관이 좋지 못한 문제점이 있다.In particular, the RFID method is inconvenient to embed the RFID card (3) on the floor (5), if the RFID card (3) is damaged, repair the entire floor or extract only the RFID card (3) Here, there is a problem that the appearance is not good because the RFID card 3 must be embedded again.

아울러, 상기한 RFID 카드(3)를 넓은 면적에 사용할 경우 다수개의 RFID 카드(3)가 사용되어야 하므로써, 자율이동로봇(1)을 운영하는 데에 있어서 고가의 설치비용이 지출됨은 물론 유지보수시에도 파손의 주의가 필요하며 고가의 유지보수비가 지출되는 문제점이 발생하게 된다.In addition, when the RFID card 3 is used in a large area, a plurality of RFID cards 3 must be used, so that an expensive installation cost is required in operating the autonomous mobile robot 1 as well as during maintenance. In addition, it is necessary to pay attention to damage, and expensive maintenance costs are caused.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 자율이동로봇의 현위치(절대좌표)를 인접한 절대좌표의 식별수단과 간섭되지 않도록 하여 손쉽게 획득하게 하고, 설정된 영역내의 장애물을 인식하면 현재의 정확한 위치로부터 장애물과의 상대적 좌표 및 거리를 신속하고도 정확하게 연산 또는 인식할 수 있게 하여 이동방향 및 거리를 안정적으로 제어하도록 하는 목적을 제공한다.The present invention devised to solve the above problems, the current position (absolute coordinate) of the autonomous mobile robot is easily obtained so as not to interfere with the identification means of the adjacent absolute coordinates, and if the obstacle in the set area is recognized the current correct It is possible to calculate or recognize the relative coordinates and distance from the position to the obstacle quickly and accurately, to provide an object to stably control the direction and distance of movement.

상기한 목적은, 이동수단이 장착된 본체(101a)를 가지는 자율이동로봇의 항법시스템에 있어서, 소정크기의 공간을 가지는 바닥면(104a)의 소정위치에 고유의 좌표값(Address value)을 가지며 서로 소정의 이격거리를 갖도록 형성되는 다수개의 이차원바코드(102)와; 상기 본체(101a)의 하부 소정위치에 설치되어 이차원바코드(102)를 읽도록 된 바코드리더(103)와; 상기 본체(101a)에 설치되어 바코드리더(103)로 판독한 바닥면(104a)의 이차원바코드(102) 고유의 좌표값으로 절대좌표를 인식하도록 된 제어부(도시하지 않음)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 항법시스템에 의해 달성된다.The above object is, in the navigation system of an autonomous mobile robot having a main body (101a) equipped with a moving means, having a unique address value at a predetermined position on the bottom surface 104a having a predetermined size of space. A plurality of two-dimensional barcodes 102 formed to have a predetermined distance from each other; A barcode reader 103 installed at a lower predetermined position of the main body 101a to read the two-dimensional barcode 102; And a control unit (not shown) installed in the main body 101a and configured to recognize absolute coordinates as unique coordinate values of the two-dimensional barcode 102 of the bottom surface 104a read by the barcode reader 103. Is achieved by the navigation system of autonomous mobile robot.

여기서, 상기 바닥면(104a)은 바닥에 시공되는 타일(111), 장판(112), 나무마루(113), 온돌마루(113), 합판마루(113), 강화마루 중 적어도 어느 하나로 이루어진 바닥재(110)이며, 이 바닥재(110) 중 장판(112)은 인쇄층(112a)과, 인쇄층(112a) 상부에 형성되는 투명스킨층(112b)과, 투명스킨층(112b) 상부에 형성되는 표면처리층(112c)을 포함하며, 상기 인쇄층(112a)과 투명스킨층(112b)과 표면처리층(112c) 중 어느 하나에 이차원바코드(102)가 다수개 인쇄되도록 하는 것이 바람직하다.Here, the bottom surface 104a is a floor material made of at least one of a tile 111, a floor plate 112, a wooden floor 113, an ondol floor 113, a plywood floor 113, and a reinforced floor which are constructed on the floor ( 110, the flooring plate 112 of the flooring 110 is a print layer 112a, a transparent skin layer 112b formed on the printed layer 112a, and a surface formed on the transparent skin layer 112b. It is preferable that a plurality of two-dimensional barcodes 102 are printed on any one of the printing layer 112a, the transparent skin layer 112b, and the surface treatment layer 112c.

여기서, 상기 바닥재(110)에 형성된 이차원바코드(102)의 상부면에 코팅되는 코팅지(105)를 더 포함하며, 상기 바닥면(104a)에 형성되는 이차원바코드(102)는 별개의 시트지(106)에 인쇄되어 바닥면(104a)에 부착되는 것과 바닥면(104a)에 직접 인쇄하는 것 중 어느 하나로 하는 것이 바람직하다.The two-dimensional barcode 102 formed on the bottom surface 104a may further include a coated paper 105 coated on the top surface of the two-dimensional barcode 102 formed on the flooring material 110. It is preferable to use any one of being printed on and attached to the bottom surface 104a and printing directly on the bottom surface 104a.

한편, 이동수단이 장착된 본체(101a)를 가지는 자율이동로봇의 위치 및 이동 방향 인식방법에 있어서, 바닥면(104a)에 형성된 다수개의 이차원바코드(102) 중 적어도 어느 하나를 본체(101a)의 바코드리더(103)로 읽어 현위치의 좌표값을 획득하는 절대좌표 획득단계와; 상기 절대좌표 획득단계에서 획득한 절대좌표를 제어부(도시하지 않음)가 전달받아 절대좌표를 인식하는 절대좌표 인식단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 위치 및 이동방향 인식방법에 의해 달성된다.Meanwhile, in the method for recognizing the position and the moving direction of the autonomous mobile robot having the main body 101a on which the moving means is mounted, at least one of the plurality of two-dimensional bar codes 102 formed on the bottom surface 104a of the main body 101a is used. An absolute coordinate acquiring step of reading the barcode reader 103 to obtain a coordinate value of the current position; It is achieved by the method of recognizing the position and movement direction of the autonomous mobile robot, characterized in that it comprises an absolute coordinate recognition step of receiving the absolute coordinate obtained in the absolute coordinate acquisition step to receive the absolute coordinate to recognize the absolute coordinate. .

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

먼저, 본 발명에 의한 자율이동로봇(101)은 형태를 한정하지 않는다.First, the autonomous mobile robot 101 according to the present invention is not limited in form.

그리고, 본 발명은 정확한 절대좌표를 제어부가 획득하여 이동수단을 제어하도록 함으로써 효과적인 이동이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.In addition, the present invention is to ensure that the effective movement can be made by the control unit to obtain the exact absolute coordinates to control the movement means.

따라서, 본 발명에 의하면 바닥면(104a)은 기존 건물의 바닥면(104a)을 그대로 이용할 수도 있으며, 별도로 제작된 장판 및 타일을 이용할 수도 있는 것으로, 기존의 바닥면(104a)에 소정의 간격으로 이차원바코드(102)를 인쇄하거나 도 5b와 같이 이차원바코드(102)가 인쇄된 시트(106)를 부착할 수도 있으며, 별도의 타일(111), 장판(112) 및 마루(온돌마루, 나무마루, 강화마루 등)(113)의 바닥재(110)에 이차원바코드(102)를 인쇄하거나 이차원바코드(102)가 인쇄된 시트(106)를 부착하여 사용할 수도 있다는 것이다.Therefore, according to the present invention, the floor surface 104a may use the floor surface 104a of the existing building as it is, or may use a separately produced floorboard and tile, and the predetermined floor surface 104a may be used at a predetermined interval. The two-dimensional barcode 102 may be printed or a sheet 106 on which the two-dimensional barcode 102 is printed may be attached as shown in FIG. 5B, and a separate tile 111, a floor covering 112, and a floor (ondol floor, wood floor, It is also possible to use the two-dimensional bar code 102 by printing the two-dimensional bar code 102 on the flooring 110 of the reinforcement floor, etc.) (113).

다시 말하면, 옥내, 외에 시공되는 바닥재(110)는 도 6a, 도 6b, 도 6c에 도시된 바와 같이 타일(111), 장판(112), 마루(113) 등이 있으며, 타일(111)의 경우에는 타일(111)의 표면에 이차원바코드(102)를 인쇄한 후, 도 4와 도 6a에 도시된 바와 같이 코팅지(105)를 코팅하도록 하여 이차원바코드(102)가 타일(111)의 표면에 작용하는 물리적인 에너지(예를 들면, 마찰력, 긁힘, 마모현상 등)에 손상되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 타일(111)을 제작하는 과정에서 제품의 품질을 향상시키기 위하여 코팅층을 형성할 수도 있는 바, 이때, 타일(111)의 표면에 이차원바코드(102)를 인쇄한 후, 액상의 코팅층(도시하지 않음)이 도포될 수 있게 하고, 이 코팅층이 경화되게 함으로써, 이차원바코드(102)가 물리적인 에너지로부터 보호될 수 있게 할 수도 있다.In other words, indoors, as well as the flooring 110 is constructed as shown in Figures 6a, 6b, 6c, there is a tile 111, floor covering 112, floor 113 and the like, in the case of the tile 111 After the two-dimensional barcode 102 is printed on the surface of the tile 111, the two-dimensional barcode 102 acts on the surface of the tile 111 by coating the coated paper 105 as shown in FIGS. 4 and 6A. It is desirable to prevent damage to physical energy (for example, frictional force, scratches, abrasion, etc.), and in some cases, to form a coating layer in order to improve the quality of the product during the manufacturing process of the tile 111. In this case, in this case, after printing the two-dimensional barcode 102 on the surface of the tile 111, the liquid coating layer (not shown) can be applied, and the coating layer is cured, thereby making the two-dimensional barcode 102 May be protected from physical energy.

본 발명은 상기한 바와 같이 코팅지(105)나 코팅층을 구분하여 한정하지는 않는 것으로, 이는 바닥면(104a) 또는 바닥재(110)의 표면에 형성된 이차원바코드(102)가 물리적인 에너지에 의해 손상되지 않도록 하기 위한 기술적 해결수단으로서 일예를 제시한 것 뿐이고 이는 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있으므로 이를 한정할 수 없다는 것이다.The present invention is not limited to the coating paper 105 or the coating layer as described above, so that the two-dimensional bar code 102 formed on the bottom surface 104a or the surface of the flooring 110 is not damaged by physical energy. Only one example is provided as a technical solution for this purpose, and the present invention may be modified in various forms and thus may not be limited thereto.

단지, 이러한 코팅지(105) 및 코팅층은 표면에 인쇄된 이차원바코드(102)가 물리적인 에너지로부터 보호되고 후술하는 바코드리더(103)가 읽을 수 있게 바코드리더에 노출될 수 있게 한다는 점에서 이를 한정할 수는 있다.However, such coated paper 105 and coating layer may be limited in that the two-dimensional barcode 102 printed on the surface is protected from physical energy and exposed to the barcode reader so that the barcode reader 103 described later can read it. There is a number.

한편, 상기 타일(111)과 마찬가지로 강화마루, 온돌마루, 나무마루 등 마루(113)로 분류되는 바닥재(110)도 이차원바코드(102)를 표면에 인쇄한 후 코팅지(105)를 코팅하여 이차원바코드(102)가 물리적인 에너지로부터 보호될 수 있게 할 수도 있으며, 마루(113)를 제작하는 과정에서 표면을 윤택하게 하고, 품질이 향상될 수 있게 하기 위한 코팅층 도포 전에 이차원바코드(102)를 인쇄한 후, 코팅층이 도포되어 경화되게 함으로써, 이차원바코드(102)가 물리적인 에너지로부터 보호되게 한다.On the other hand, like the tile 111, the flooring material 110, which is classified as flooring 113, such as reinforced floor, ondol floor, wood floor, and the like, is printed on the surface of the two-dimensional barcode 102, and then coated with a coating paper 105 to the two-dimensional barcode. The two-dimensional bar code 102 may be printed before application of the coating layer to improve the surface and to improve the quality during the fabrication of the floor 113. The coating layer is then applied and allowed to cure, thereby allowing the two-dimensional barcode 102 to be protected from physical energy.

그리고, 상기 장판(112)은 일반적으로 도 6c에 도시된 바와 같이 하부로부터 이면층(112d), 하부발포층 또는 비발포층(112e), 기재층(112f), 상부비발포층 또는 발포층(112g)의 구조를 가지며, 이 상부비발포층 또는 발포층(112g)의 상부에는 장판(112)의 무늬모양 등의 도안이 인쇄되는 인쇄층(112a)이 형성되며, 무늬모양 등의 도안이 인쇄된 인쇄층(112a)의 상부에 코팅 또는 라미네이팅되어 인쇄층(112a)에 인쇄된 무늬모양 등의 도안이 물리적인 에너지로부터 보호되도록 투명스킨층(112b)이 형성된다.In addition, the floor plate 112 is generally a rear layer 112d, a lower foaming layer or a non-foaming layer 112e, a base layer 112f, a top non-foaming layer or a foam layer (from the bottom as shown in FIG. 6C). 112g), the upper non-foamed layer or the foam layer (112g) is formed on the top of the printing layer 112a for printing a pattern, such as the pattern of the long plate 112 is formed, a pattern such as a pattern is printed The transparent skin layer 112b is formed to be coated or laminated on the printed layer 112a so that a pattern such as a pattern printed on the printed layer 112a is protected from physical energy.

아울러, 경우에 따라서는 상기 투명스킨층(112b)의 상부에 표면처리층(112c)을 형성하여 자외선으로부터 도료가 보호되도록 하는 구조로 이루어질 수도 있다.In addition, in some cases, a surface treatment layer 112c may be formed on the transparent skin layer 112b so as to protect the paint from ultraviolet rays.

따라서, 본 발명에 따른 바닥재(110) 중 상기 장판(112)은 제조과정에서 인쇄층(112a), 투명스킨층(112b) 중 어느 하나에 이차원바코드(102)를 인쇄함으로써, 인쇄층(112a)에 이차원바코드(102)가 인쇄될 경우에는 투명스킨층(112b) 및 표면처리층(112c)이 이차원바코드(102)를 물리적인 에너지로부터 보호하고, 투명스킨층(112b)에 이차원바코드(102)가 인쇄될 경우에는 표면처리층(112c)이 이차원바코드(102)를 물리적인 에너지로부터 보호할 수 있게 하는 것이 바람직하다.Therefore, the flooring plate 112 of the flooring 110 according to the present invention prints the two-dimensional barcode 102 on any one of the printing layer 112a and the transparent skin layer 112b in the manufacturing process, thereby printing layer 112a. When the two-dimensional barcode 102 is printed on the transparent skin layer 112b and the surface treatment layer 112c, the two-dimensional barcode 102 is protected from physical energy, and the two-dimensional barcode 102 on the transparent skin layer 112b. When is printed, it is preferable that the surface treatment layer 112c be able to protect the two-dimensional barcode 102 from physical energy.

상기한 표면처리층(112c)에 이차원바코드(102)를 인쇄하고자 할 경우에는 이차원바코드(102)가 형성되지 않은 상태에서 제작된 장판의 경우에 적용되며, 장판의 구조에 따라서 표면에 표면처리층(112c)이 노출될 수도 있으며, 투명스킨층 (112b)이 노출될 수도 있는 것으로, 이러한 경우 기제작된 장판은 바닥면(104a)(바닥재(110)의 표면)에 이차원바코드(102)를 인쇄하고, 도 4에 도시된 바와 같이 바닥면(104a)(바닥재(110)의 표면)에 코팅지(105)를 코팅하여 이차원바코드(102)가 보호될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.When the two-dimensional barcode 102 is to be printed on the surface treatment layer 112c, the two-dimensional barcode 102 is applied to a sheet manufactured in a state in which no two-dimensional barcode 102 is formed, and the surface treatment layer is formed on the surface according to the structure of the sheet. 112c may be exposed, and the transparent skin layer 112b may be exposed. In this case, the fabricated floorboard may print the two-dimensional barcode 102 on the bottom surface 104a (the surface of the flooring 110). In addition, as shown in FIG. 4, it is preferable to coat the coated paper 105 on the bottom surface 104a (the surface of the flooring 110) so that the two-dimensional barcode 102 may be protected.

여기서 말하는 이차원바코드(102)는 도 5a에 도시된 바와 같이 다양한 폭을 가진 도형 및 문양의 배열패턴으로 정보를 표현하는 부호 또는 부호체계로서, 본 발명에서는 다양한 이차원바코드(102)가 적용될 수 있다.Here, the two-dimensional bar code 102 is a code or code system representing information in an arrangement pattern of figures and patterns having various widths as shown in FIG. 5A, and various two-dimensional bar codes 102 may be applied to the present invention.

즉, 이차원바코드(102)는 도 5a에 도시된 바와 같이 양축(X축 방향, Y축 방향)으로 데이터를 배열시켜 평면화시킨 것으로서, 이 이차원바코드(102)는 좁은 영역에 많은 데이터를 고밀도로 표현할 수 있다는 점과 공간 이용률이 매우 높다는 점과, 심볼이 오염되거나 훼손되어 데이터가 손상되더라도 오류를 검출하여 복원하는 능력이 탁월하며, 흑백 엘리먼트가 변에 구속되어 있지 않아 심볼 인쇄 및 판독이 쉽고 심볼의 판독을 360°다방향으로 할 수 있다는 가장 큰 장점을 갖고 있다.That is, the two-dimensional barcode 102 is a flattened by arranging data in both axes (X-axis direction, Y-axis direction) as shown in FIG. 5A. The two-dimensional barcode 102 can express a large amount of data in a narrow area with high density. It has the ability to detect and recover errors even if the data is corrupted due to contamination or corruption of the symbol, and the black and white elements are not constrained to the sides for easy symbol printing and reading. The biggest advantage is that the reading can be made 360 ° in multiple directions.

따라서, 어떤 방향에서 이 이차원바코드(102)를 읽더라도 방향에 제한이 없기 때문에 빠르게 판독할 수 있는 장점을 가지고 있어 본 발명에 적합하다.Therefore, even if this two-dimensional bar code 102 is read in any direction, since the direction is not limited, it can be read quickly and is suitable for the present invention.

아울러, 도 5b에 도시된 바와 같이 이차원바코드(102)가 인쇄된 시트(106)는 바닥면(104a) 또는 바닥재(110)에 인쇄된 이차원바코드(102)가 물리적으로 강한 힘에 의하여 파손되거나 훼손될 수도 있으며, 이러한 경우, 소정영역에 분포된 이차원바코드(102) 중 부분적으로 훼손되는 경우이기 때문에 바닥재(110)를 전부 교체하는 것은 불필요한 시공비용을 지출하는 것이므로 훼손된 이차원바코드(102)만을 발췌한 후 시트(106)를 바닥재(110)에 부착하여 시공비용을 절감시킬 수 있게 하는 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 5B, the sheet 106 on which the two-dimensional barcode 102 is printed is broken or damaged by the physical force of the two-dimensional barcode 102 printed on the bottom surface 104a or the flooring 110. In this case, since it is a case that is partially damaged of the two-dimensional bar code 102 distributed in a predetermined area, replacing the entire flooring material 110 is an unnecessary construction cost, so only the damaged two-dimensional bar code 102 is extracted After the seat 106 is attached to the flooring 110, it is desirable to be able to reduce the construction cost.

한편, 본 발명에 따른 자율이동로봇(101)의 위치 인식방법을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the position recognition method of the autonomous mobile robot 101 according to the present invention will be described with reference to FIG. 4.

먼저, 본 발명의 자율이동로봇(101)의 메모리(도시하지 않음)에는 주지된 바와 같이 이동할 영역의 범위(104)가 이미 설정되어 있으며, 이 설정된 범위(104)내에서의 절대좌표값이 저장된 상태이다.First, in the memory (not shown) of the autonomous mobile robot 101 of the present invention, a range 104 of an area to be moved is already set, as is well known, and an absolute coordinate value within this set range 104 is stored. It is a state.

따라서, 자율이동로봇(101)이 운행됨과 동시에 현재 자율이동로봇(101)이 위치된 바닥면(104a)을 바코드리더(103)가 스캔하여 이차원바코드(102)를 읽으며, 이 이차원바코드(102)에 기록된 좌표값을 획득하는 절대좌표 획득단계가 수행된다.Accordingly, the barcode reader 103 scans the bottom surface 104a on which the autonomous mobile robot 101 is currently operated and reads the two-dimensional barcode 102 by reading the two-dimensional barcode 102. Absolute coordinate acquisition step of acquiring the coordinate value recorded at is performed.

상기 절대좌표 획득단계에서 바코드리더(103)가 읽어들인 이차원바코드(102)의 정보(좌표값)은 제어부로 전달되어지며, 제어부는 전달된 이차원바코드(102)의 좌표값을 절대좌표로 인식하여 설정된 영역(104)내에서 현재 자율이동로봇(101)의 위치(절대적 위치)를 인식하게 된다.The information (coordinate value) of the two-dimensional bar code 102 read by the barcode reader 103 in the absolute coordinate acquiring step is transmitted to the control unit, and the control unit recognizes the transmitted coordinate value of the two-dimensional bar code 102 as absolute coordinates. The position (absolute position) of the current autonomous mobile robot 101 is recognized within the set area 104.

본 발명에서는 언급하지 않았지만 종래기술에서 설명한 바와 같이 오도메트리 좌표계와 본 발명에 의한 위치(절대좌표) 인식방법을 병행하여 사용함으로써 운행중에 출현되는 장애물을 식별하면 이동경로를 재설정할 수도 있으며, 비젼을 사용할 수도 있는 것으로 본 발명은 이를 한정하지 않으며, 단지, 본 발명은 절대좌표를 획득하기 위한 방법으로서 바닥면(104a)에 이차원바코드(102)를 형성하고 이 이차원바코드(102)를 자율이동로봇(101)의 저면에서 바코드리더(103)가 스캔하여 읽음으로써 절대좌표를 획득할 수 있다는 것에 한정된다.Although not mentioned in the present invention, as described in the related art, by using the odometry coordinate system and the position (absolute coordinate) recognition method according to the present invention in parallel, the movement path may be reset by identifying obstacles appearing during operation. The present invention is not limited to this, but the present invention merely forms a two-dimensional barcode 102 on the bottom surface 104a as a method for obtaining absolute coordinates, and uses the two-dimensional barcode 102 as an autonomous mobile robot. The bottom of 101 is limited to that the barcode reader 103 can obtain the absolute coordinate by scanning and reading.

상기한 바와 같이 본 발명은 자율이동로봇이 절대좌표를 획득 또는 인식하기 위하여 고가의 RFID 카드를 바닥에 매설하여야 하는 고비용의 문제점과, RFID 카드의 분포 밀도가 지나치게 높으면 RFID 카드에서 출력되는 RF신호들 사이의 상호간섭에 의해 고유번호의 판독에 오류가 발생함으로써, 이를 보정하기 위한 복잡한 알고리즘 및 장비의 추가적 설치문제를 간단하고도 저렴한 비용으로 해결할 수 있게 된 것으로, 바닥면(바닥재의 표면)에 형성되는 이차원바코드를 한번에 인쇄하거나 시트지에 별도로 인쇄하여 별개부착시킬 수 있으므로 유지보수 및 관리가 매우 편리하며 이들 이차원바코드를 스캔하여 읽어들이는 바코드리더가 이차원바코드를 읽을 때 이차원바코드에 의한 간섭조건이 배제되므로 절대좌표를 획득하기 위한 알고리즘이 간단하여 이동방향과 경로의 설정이 신속하게 처리될 수 있는 효과를 가지고, 특히, 이차원바코드는 저가에도 인쇄 또는 부착이 가능하므로 저렴한 비용으로 자율이동로봇을 채택한 무인청소기 등을 가정에서도 채용할 수 있어 일반 수요자들의 실생활을 편리하게 할 수 있는 효과를 가진다.As described above, the present invention provides a problem of high cost in that an autonomous mobile robot needs to embed an expensive RFID card on the floor in order to acquire or recognize absolute coordinates, and RF signals output from the RFID card when the distribution density of the RFID card is too high. The error of reading the unique number is caused by the mutual interference between them, and it is possible to solve the additional installation problem of the complicated algorithm and equipment to correct it at a simple and low cost. It is formed on the floor surface (the surface of the flooring material). It is very convenient to maintain and manage because two-dimensional barcodes can be printed at one time or printed separately on sheet paper. So the algorithm for obtaining absolute coordinates is simple Since the setting of the moving direction and the path can be processed quickly, in particular, the two-dimensional bar code can be printed or attached at a low cost, so that an unmanned vacuum cleaner adopting an autonomous mobile robot can be adopted at home at low cost. It has the effect that can make the real life of the thing convenient.

Claims (6)

이동수단이 구비된 본체를 가지는 자율이동로봇의 항법시스템에 있어서,In the navigation system of an autonomous mobile robot having a main body provided with a moving means, 소정크기의 공간을 가지는 바닥면의 소정위치에 고유의 좌표값(Address value)을 가지며 서로 소정의 이격거리를 갖도록 형성되는 다수개의 이차원바코드와;A plurality of two-dimensional barcodes having an intrinsic coordinate value at a predetermined position on a floor having a predetermined size of space and having a predetermined distance from each other; 상기 본체의 하부 소정위치에 설치되어 이차원바코드를 읽도록 된 바코드리더와;A barcode reader installed at a lower predetermined position of the main body to read a two-dimensional barcode; 상기 본체에 설치되어 바코드리더로 읽은 바닥면의 이차원바코드가 가지고 있는 고유의 좌표값으로 절대좌표를 인식하도록 된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 항법시스템.And a control unit installed in the main body and configured to recognize absolute coordinates as a unique coordinate value of a two-dimensional bar code of a floor read by a barcode reader. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 바닥면은 바닥에 시공되는 강화마루, 타일, 장판, 나무마루, 온돌마루, 합판마루 중 적어도 어느 하나로 이루어진 바닥재임을 특징으로 하는 자율이동로봇의 항법시스템.The floor surface is a navigation system of an autonomous mobile robot, characterized in that the flooring made of at least one of reinforced floor, tile, floorboard, wood floor, ondol floor, plywood floor to be installed on the floor. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 바닥재 중 장판은 인쇄층과, 인쇄층 상부에 형성되는 투명스킨층과, 투명스킨층 상부에 형성되는 표면처리층을 포함하며, 상기 인쇄층과 투명스킨층과 표 면처리층 중 어느 하나에 이차원바코드가 다수개 인쇄된 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 항법시스템.The floor covering of the flooring material includes a printing layer, a transparent skin layer formed on the printing layer, and a surface treatment layer formed on the transparent skin layer, and the printed layer, the transparent skin layer, and the surface treatment layer A navigation system for an autonomous mobile robot, characterized in that a plurality of two-dimensional bar code is printed. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 바닥재에 형성되는 이차원바코드의 상부면에 코팅되는 코팅지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 항법시스템.The navigation system of the autonomous mobile robot, characterized in that it further comprises a coated paper coated on the upper surface of the two-dimensional bar code formed on the flooring. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 바닥면에 형성되는 이차원바코드는 별개의 시트지에 인쇄되어 바닥면에 부착되는 것과 바닥면에 직접 인쇄하는 것 중 어느 하나임을 특징으로 하는 자율이동로봇의 항법시스템.The two-dimensional barcode formed on the bottom surface is printed on a separate sheet of paper, the navigation system of the autonomous mobile robot, characterized in that any one of being attached to the bottom surface and directly printed on the bottom surface. 이동수단이 구비된 본체를 가지는 자율이동로봇의 위치 인식방법에 있어서,In the position recognition method of the autonomous mobile robot having a main body provided with a moving means, 바닥면에 형성된 다수개의 이차원바코드 중 적어도 어느 하나를 본체의 바코드리더로 읽어 현위치의 좌표값을 획득하는 절대좌표 획득단계와;An absolute coordinate acquiring step of reading at least one of a plurality of two-dimensional barcodes formed on a bottom surface with a barcode reader of a main body to obtain a coordinate value of a current position; 상기 절대좌표 획득단계에서 획득한 절대좌표를 제어부가 전달받아 절대좌표를 인식하는 절대좌표 인식단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 위치 인식방법.And an absolute coordinate recognition step of receiving the absolute coordinate acquired in the absolute coordinate obtaining step and recognizing the absolute coordinate.
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