KR100725516B1 - Robot cleaning System - Google Patents

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KR100725516B1
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송정곤
고장연
김광수
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삼성광주전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 청소로봇으로부터 전송된 영상을 사용자가 외부의 모니터로 직접 보면서 제어할 수 있도록 하는 로봇 청소 시스템에 관한 것이다. 시스템은 장착된 카메라로부터 영상데이터를 생성하여 제 1 RF신호로 송신하며, 수신된 제 2 RF신호로부터 제어데이터를 분석하여 위치이동 및 청소를 수행하는 청소로봇과, 청소로봇으로부터 전송된 제 1 RF신호를 수신하여 영상데이터로 변환하며, 전달된 제어데이터를 변환하여 제 2 RF신호로 송신하는 데이터 송수신장치 및 데이터 송수신장치로부터 전달된 영상데이터를 이미지로 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 제어명령에 따라 청소로봇의 위치이동 및 청소작업을 제어하기 위한 제어데이터를 데이터 송수신장치에 출력하는 스테이션으로 이루어진다. 이에 따라 사용자가 원거리에서 청소로봇의 작업 상태를 직접 보면서 작업지시를 할 수 있어 원하는 정도의 섬세한 청소를 할 수 있게 되며, 영상처리를 외부에서 수행하게 되므로 청소로봇에 영상처리보드가 필요치 않아 소형화 및 제작비용이 유리하게 된다.
The present invention relates to a robot cleaning system that allows a user to directly control the image transmitted from the cleaning robot while looking at an external monitor. The system generates image data from a mounted camera and transmits the image data as a first RF signal, and analyzes the control data from the received second RF signal to perform position movement and cleaning, and a first RF transmitted from the cleaning robot. Receives a signal and converts it into image data, converts the transmitted control data and displays the image data transmitted from the data transceiver and the data transceiver transmitted as the second RF signal as an image, according to the control command input from the user It consists of a station that outputs control data for controlling the position movement and cleaning operation of the cleaning robot to the data transmitting and receiving device. As a result, the user can perform the work instruction while watching the working status of the cleaning robot directly from a long distance, enabling detailed cleaning as desired. Since the image processing is performed externally, the image processing board is not required for the cleaning robot. The manufacturing cost is advantageous.

청소로봇, 스테이션, 모니터, 위치이동, 원격제어 Cleaning Robot, Station, Monitor, Moving Position, Remote Control

Description

로봇 청소 시스템{Robot cleaning System}Robot cleaning system

도 1은 종래 청소로봇의 블록도,1 is a block diagram of a conventional cleaning robot,

도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소 시스템의 개요도,2 is a schematic diagram of a robot cleaning system according to the present invention;

도 3은 도 2에 보인 청소로봇의 블록도, 3 is a block diagram of the cleaning robot shown in FIG.

도 4는 도 2에 보인 스테이션의 블록도, 그리고4 is a block diagram of the station shown in FIG. 2, and

도 5는 도 4의 모니터 화면에 실내구조도 및 청소로봇의 아이콘이 실제 청소로봇의 실내 위치에 대응되어 표시됨을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an indoor structure diagram and an icon of a cleaning robot corresponding to an indoor position of an actual cleaning robot on a monitor screen of FIG. 4.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *

10, 180 : 리모콘 수신부 20, 120 : 자기위치인식부10, 180: remote control receiver 20, 120: magnetic position recognition unit

21, 31, 121, 131 : 카메라 22, 32 : 영상처리보드21, 31, 121, 131: camera 22, 32: image processing board

30, 130 : 장애물감지부 33, 122, 132 : 센서30, 130: obstacle detection unit 33, 122, 132: sensor

40 , 110 : 주행부 40, 110: running part

41a, 41b, 51, 111a, 111b, 131 : 모터구동부41a, 41b, 51, 111a, 111b, 131: motor drive part

42a, 42b, 52, 112a, 112b, 132 : 모터 42a, 42b, 52, 112a, 112b, 132: motor

43a, 43b : 바퀴 50, 130 : 진공청소부43a, 43b: wheel 50, 130: vacuum cleaner

53 : 흡입팬 60, 150, 260 : 제어부 53: suction fan 60, 150, 260: control unit

70, 170 : 전원부 100 : 청소로봇 70, 170: power supply 100: cleaning robot                 

140 : RF모듈 160 : 표시부 140: RF module 160: display unit

190 : 카메라 선택부 200 : 스테이션190: camera selection unit 200: station

210 : 인터페이스 320 : 영상데이터 신호처리부 210: Interface 320: Image data signal processor

230 : 모니터 240 : 모니터230: monitor 240: monitor

250 : 메모리 300 : 데이터 송수신장치250: memory 300: data transceiver

본 발명은 로봇 청소 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동통신망을 이용하여 청소로봇을 원격제어할 수 있도록 하는 이동통신망을 이용한 로봇 청소 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a robot cleaning system, and more particularly, to a robot cleaning system using a mobile communication network to remotely control a cleaning robot using a mobile communication network.

일반적으로 가정 내에서 가사노동이 이루어져야 할 부분중 청소는 진공청소기를 이용한다 할지라도 일일이 끌고 다니면서 해야 하므로 다른 가사에 비해 비교적 손이 많이 가는 작업이라 할 수 있다. In general, housework is to be done in the home, even if you use a vacuum cleaner, even if you have to carry it daily, it can be said that it is a relatively laborious task compared to other household chores.

이에 따라, 리모트콘트롤러(remote controller : 이하 '리모콘'이라 함)를 이용하여 청소작업 수행명령만 주면 자율적으로 이동하면서 청소를 수행하는 청소로봇에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있으며, 이러한 청소로봇에 집 안의 방재기능을 더한 복합기능을 갖는 모빌로봇에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.Accordingly, research and development of a cleaning robot that performs cleaning while moving autonomously by giving a command to perform cleaning work using a remote controller (hereinafter referred to as a 'remote controller') is in progress. Research on mobile robots that have complex functions plus disaster prevention functions is ongoing.

도 1은 종래 청소로봇의 블록도이다.1 is a block diagram of a conventional cleaning robot.

도면을 참조하면, 청소로봇은 몸체의 이동을 구현하는 주행부(40)와, 이동경 로상의 장애물을 감지하는 장애물감지부(30)와, 자신의 현재 위치를 인식할 수 있는 자기위치인식부(20)와, 플로어를 청소하기 위한 진공청소부(50)와, 각 부에 필요한 전원을 저장 및 충전하는 전원부(70) 및 각 부를 제어하는 제어부(60)를 구비한다. 또한, 청소로봇은 기동/정지를 원격지에서 제어할 수 있도록 리모콘 수신부(10)를 갖는다. Referring to the drawings, the cleaning robot includes a driving unit 40 for implementing the movement of the body, an obstacle detecting unit 30 for detecting an obstacle on the moving path, and a magnetic position recognition unit capable of recognizing its current position ( 20), a vacuum cleaner 50 for cleaning the floor, a power supply unit 70 for storing and charging power required for each unit, and a control unit 60 for controlling each unit. In addition, the cleaning robot has a remote control receiver 10 to control the start / stop remotely.

자기위치인식부(20) 및 장애물감지부(40)는 자기위치인식 및 장애물을 감지하기 위하여 각각 영상처리보드(22)(32) 및 카메라(21)(31)를 구비한다.The magnetic position recognition unit 20 and the obstacle detecting unit 40 are provided with image processing boards 22 and 32 and a camera 21 and 31, respectively, to detect magnetic position recognition and obstacles.

위와 같은 구성을 갖는 청소로봇은 리모콘 수신부(10)를 통해 청소작업이 지시되면, 제어부(10)에서 초기화를 실행한 후 자기위치인식부(20)의 카메라(21)를 작동시켜 현재위치가 촬영되도록 하고, 촬영을 통해 생성된 영상데이터를 영상처리보드(22)에 전달되도록 하여 신호처리가 되도록 한다. 그러면 제어부(60)는 영상처리보드로(22)부터 전달된 영상데이터를 분석하여 자신의 현재 위치를 분석한다. 그 후, 제어부(60)는 주행부(40)의 좌우측 바퀴(43a)(43b)용 모터(42a)(42b)의 모터구동부(41a)(4b)에 제어신호를 전송하여 몸체가 이동될 수 있도록 한다. 이때, 제어부(60)는 장애물감지부(30)의 카메라(31)를 작동시키고, 영상처리보드(32)에서 신호처리된 영상데이터를 수신하여 장애물에 대응할 수 있도록 주행부(40)를 제어한다. 그리고 청소로봇이 해당장소로 이동되면, 진공청소부(50)에 제어신호를 출력하여 해당 위치에서 청소작업이 수행될 수 있도록 하며, 설정된 경로를 따라 청소작업을 수행할 수 있도록 주행부(40)에 제어신호를 출력하여 몸체를 회전 및 이동시킨다. When the cleaning robot having the above configuration is instructed to clean through the remote control receiver 10, the controller 10 performs initialization and then operates the camera 21 of the magnetic position recognition unit 20 to shoot the current position. In addition, the image data generated through photographing is transmitted to the image processing board 22 to be signal processed. Then, the controller 60 analyzes its current position by analyzing the image data transmitted from the image processing board 22. Thereafter, the control unit 60 transmits a control signal to the motor driving units 41a and 4b of the motors 42a and 42b for the left and right wheels 43a and 43b of the driving unit 40 to move the body. Make sure At this time, the controller 60 operates the camera 31 of the obstacle detecting unit 30 and controls the driving unit 40 to receive image data processed by the image processing board 32 so as to respond to the obstacle. . When the cleaning robot is moved to the corresponding place, the control signal is output to the vacuum cleaner 50 so that the cleaning operation may be performed at the corresponding position, and the driving unit 40 may perform the cleaning operation along the set path. The control signal is output to rotate and move the body.                         

이상과 같이 작동되는 청소로봇은 이동중에 설정된 샘플링 주기마다 장애물 파악 동작을 수행하여 전방의 장애물을 회피할 수 있으며, 마찬가지로 설정된 샘플링 주기마다 자기위치 인식 동작을 수행하여 요구된 위치로 정확히 이동을 할 수 있게 된다. The cleaning robot operated as described above can avoid obstacles in front of each obstacle by performing the obstacle grasping operation at each sampling period set during the movement, and likewise, it can accurately move to the required position by performing the magnetic position recognition operation at each sampling period set. Will be.

또한, 청소로봇은 위와 같이 자기위치를 인식하고 주행 경로상의 장애물을 감지하기 위하여 CCD(charge coupled device)카메라를 이용하는데, 이때, 촬영된 영상데이터의 크기가 매우 크므로, 영상데이터를 별도로 신호처리하기 위한 영상데이터 처리용 프로세서를 통상적으로 이용하고 있다. In addition, the cleaning robot uses a CCD (charge coupled device) camera to recognize the magnetic position as described above and to detect obstacles in the driving path. In this case, since the size of the captured image data is very large, the image data is separately processed. Processors for processing image data are generally used.

그러나 이러한 종래의 청소로봇에 있어서는 영상데이터 처리용 프로세서가 실장된 각 영상처리보드(23,45)가 청소로봇 몸체 내에 설치되는 관계로 청소로봇의 몸체를 소형화시키는데 다소 어려움이 따르는 문제점이 있었다. However, in the conventional cleaning robot, there is a problem in that it is difficult to miniaturize the body of the cleaning robot because each image processing board 23 and 45 on which the image data processing processor is mounted is installed in the cleaning robot body.

또한, 종래의 청소로봇은 리모트 콘트롤러에 의해 작동명령이 전달되면 프로그램된 내용에 따라 자동으로 청소를 수행하기 때문에 편리한 점은 있으나, 영상데이터를 통한 청소는 한계가 있어 사람이 원하는 정도의 섬세한 청소를 수행하지는 못한다는 문제점이 있었다. .In addition, the conventional cleaning robot is convenient because it automatically performs cleaning according to the programmed contents when an operation command is transmitted by the remote controller. However, cleaning through image data has a limitation, and thus, cleaning is performed as delicate as desired by a person. There was a problem that could not be performed. .

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 청소로봇에서 촬영된 영상을 원격지의 모니터를 통해 보면서 작업상태에 따라 사용자가 직접 제어할 수 있는 로봇 청소 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a robot cleaning system that can be directly controlled by the user according to the working state while watching the image captured by the cleaning robot through a remote monitor to solve the above problems.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇 청소 시스템은 장착된 카메라로부터 영상데이터를 생성하여 제 1 RF신호로 송신하며, 수신된 제 2 RF신호로부터 제어데이터를 분석하여 위치이동 및 청소를 수행하는 청소로봇과, 상기 청소로봇으로부터 전송된 상기 제 1 RF신호를 수신하여 상기 카메라에 의해 생성된 영상데이터와 동일한 영상데이터로 변환하며, 전달된 제어데이터를 변환하여 상기 제 2 RF신호로 송신하는 데이터 송수신장치 및 상기 데이터 송수신장치로부터 전달된 영상데이터를 이미지로 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 제어명령에 따라 상기 청소로봇의 위치이동 및 청소작업을 제어하기 위한 제어데이터를 상기 송수신장치에 출력하는 스테이션으로 이루어진다. Robot cleaning system of the present invention for achieving the above object is to generate the image data from the mounted camera to transmit the first RF signal, and to analyze the control data from the received second RF signal to perform the position movement and cleaning Receiving a cleaning robot and the first RF signal transmitted from the cleaning robot to convert the image data to the same as the image data generated by the camera, and converts the transmitted control data to the data transmitted to the second RF signal A station displaying image data transmitted from a transceiver and the data transceiver as an image, and outputting control data to the transceiver to control the position movement and cleaning operation of the cleaning robot according to a control command input from a user. Is done.

상기 청소로봇은 로봇의 몸체를 이동하기 위한 주행부와, 자신의 현재위치를 인식하기 위하여 카메라 및 센서를 구비한 자기위치인식부와, 이동경로상의 장애물을 감지하기 위하여 카메라 및 센서를 구비한 장애물감지부와, 플로어의 오염물을 수거하는 진공청소부와, 상기 자기위치인식부 및 장애물감지부로에 각각 구비된 카메라로부터 영상데이터를 전달받아 제 1 RF신호로 송신하고, 수신된 제 2 RF신호를 제어데이터로 변환하여 출력하는 RF모듈 및 상기 RF모듈로부터 전달된 제어데이터에 따라 위치이동 및 청소를 수행할 수 있도록 상기 각 부를 제어하는 제어부를 구비한다.The cleaning robot includes a driving unit for moving the body of the robot, a magnetic position recognition unit having a camera and a sensor for recognizing its current position, and a obstacle having a camera and a sensor for detecting an obstacle on a moving path. Receives image data from a camera provided in the water detection unit, the vacuum cleaner for collecting contaminants on the floor, and the magnetic position recognition unit and the obstacle detection unit, respectively, and transmits the image data as a first RF signal, and controls the received second RF signal. And a control unit for controlling each unit so as to perform position shifting and cleaning according to control data transmitted from the RF module and the RF module converting and outputting the data.

상기 스테이션은 상기 데이터 송수신장치와 데이터를 인터페이싱하기 위한 인터페이스와, 상기 인터페이스를 통해 수신된 영상데이터를 화면에 표시될 수 있도록 신호처리하는 영상처리부와, 상기 영상처리부를 통해 신호처리된 영상데이터를 화면에 표시하는 모니터와, 사용자의 입력을 전달하는 입력수단 및 미리 인스톨된 프로그램에 따라 상기 영상처리부 및 모니터를 제어하며, 상기 입력수단을 통해 입력된 명령에 따라 상기 제어데이터룰 생성하여 상기 인터페이스를 통해 출력하는 제어부를 구비한다.The station displays an interface for interfacing data with the data transmitting and receiving device, an image processing unit for signal processing so that image data received through the interface can be displayed on the screen, and image data signal-processed through the image processing unit. The image processing unit and the monitor are controlled according to a monitor displayed on the screen, an input means for transmitting a user's input, and a pre-installed program, and the control data is generated according to a command input through the input means. It is provided with the control part to output.

상기 스테이션의 제어부는 상기 입력수단을 통한 사용자의 요청에 의해 상기 모니터 화면에 미리 기억된 집안의 구조도와 함께 상기 청소로봇의 현재위치를 아이콘으로 디스플레이될 수 있도록 한다.The control unit of the station may display the current position of the cleaning robot as an icon together with the structure diagram of the house previously stored on the monitor screen at the request of the user through the input means.

또한, 상기 스테이션의 제어부는 사용자가 상기 입력수단을 통해 상기 모니터 화면에 디스플레이 된 청소로봇의 아이콘을 상기 모니터 화면에 디스플레이 된 실내 구조도 상의 임의의 위치로 이동시키면, 상기 모니터 화면 상에서 상기 청소로봇의 아이콘이 이동된 상기 임의의 위치에 대응하여 상기 청소로봇이 실내에서 이동될 수 있도록 제어데이터를 상기 데이터 송수신장치로 출력한다.In addition, the control unit of the station, if the user moves the icon of the cleaning robot displayed on the monitor screen through the input means to any position on the indoor structure diagram displayed on the monitor screen, the cleaning robot on the monitor screen The control data is output to the data transmitting and receiving device so that the cleaning robot can be moved in the room corresponding to the arbitrary position where the icon is moved.

여기서 상기 스테이션은 가정용 컴퓨터 또는 홈서버를 이용할 수 있으며, 위에서 언급한 기능만을 수행하는 독립된 장치일 수 있다.Here, the station may use a home computer or a home server and may be an independent device that performs only the above-mentioned functions.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 청소 시스템을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a robot cleaning system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 로봇 청소 시스템의 개요를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an outline of a robot cleaning system according to the present invention.

도면을 참조하면, 로봇 청소 시스템은 청소로봇(100), 데이터 송수신장치(300), 스테이션(200)으로 이루어진다.Referring to the drawings, the robot cleaning system consists of a cleaning robot 100, the data transmitting and receiving device 300, the station 200.

청소로봇(100)은 장착된 카메라로부터 영상데이터를 생성하여 제 1 RF신호로 데이터 송수신장치(300)에 송신하며, 데이터 송수신장치(300)로부터 제어데이터가 담긴 제 2 RF신호를 수신한다. 그리고 제 2 RF 신호에 포함된 제어데이터에 따라 몸체의 위치이동 및 청소를 수행한다. The cleaning robot 100 generates image data from the mounted camera and transmits the image data to the data transceiver 300 as a first RF signal, and receives a second RF signal containing control data from the data transceiver 300. Then, the body is moved and cleaned according to the control data included in the second RF signal.

데이터 송수신장치(300)는 청소로봇(100)으로부터 전송된 제 1 RF신호를 수신하여 영상데이터로 변환하여 스테이션(200)에 전달하며, 스테이션(200)으로부터 전달된 제어데이터를 제 2 RF신호로 변환하여 청소로봇(100)에 송신한다.The data transceiver 300 receives the first RF signal transmitted from the cleaning robot 100, converts the image into image data, and transmits the image data to the station 200, and transmits the control data transmitted from the station 200 to the second RF signal. The conversion is sent to the cleaning robot 100.

스테이션(100)은 데이터 송수신장치(300)로부터 전달된 영상데이터를 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 제어명령에 따라 청소로봇(100)의 위치이동 및 청소지시를 하기 위한 제어데이터를 데이터 송수신장치(300)에 출력한다.The station 100 displays the image data transmitted from the data transmitting and receiving device 300, and transmits and receives the control data for the position movement and cleaning instruction of the cleaning robot 100 in accordance with the control command input from the user )

도 3은 본 발명에 따른 청소로봇(100)의 블록도이다.3 is a block diagram of a cleaning robot 100 according to the present invention.

도면을 참조하면, 청소로봇(100)은 로봇의 몸체를 이동하기 위한 주행부(110)와, 자신의 현재위치를 인식하기 위하여 카메라(121) 및 센서(122)를 구비한 자기위치인식부(120)와, 이동경로상의 장애물을 감지하기 위하여 카메라(131) 및 센서(132)를 구비한 장애물감지부(130)와, 플로어의 오염물을 수거하는 진공청소부(134)와, 자기위치인식부(120) 및 장애물감지부(130)로부터 전달된 영상데이터를 제 1 RF신호로 변환하여 송신하고, 수신된 제 2 RF신호를 제어데이터로 변환하여 출력하는 RF모듈(140) 및 RF모듈(140)로부터 전달된 제어데이터에 따라 위치이동 및 청소를 수행할 수 있도록 각 부를 제어하는 제어부(150)를 구비한다. 표시부(160)는 청소로봇(100)의 이상 상태를 외부로 표시한다. 또한, 청소로봇(100)은 사용자가 직접 리모콘을 조작하여 전송한 기동, 위치이동, 청소수행 및 기동정지 신호 등에 제어부가 응답할 수 있도록 마련된 리모콘 수신부(180)를 구비하며, 장애물감지 및 위치인식을 위하여 그리고 충돌 및 낙하 등으로부터 몸체를 보호하기 위하여 각종 센서(미도시)를 구비한다. 또한, 각 부에 전원을 공급하며, 외부 충전기(미도시)로부터 전원을 충전할 수 있도록 구성된 전원부(170)를 구비한다.Referring to the drawing, the cleaning robot 100 is a magnetic position recognition unit having a driving unit 110 for moving the body of the robot, and a camera 121 and a sensor 122 to recognize its current position ( 120, an obstacle detecting unit 130 including a camera 131 and a sensor 132 to detect obstacles on the movement path, a vacuum cleaner 134 for collecting contaminants on the floor, and a magnetic position recognition unit ( 120 and the RF module 140 converts the image data transmitted from the obstacle detecting unit 130 into a first RF signal, and converts the received second RF signal into control data and outputs the converted RF data. It is provided with a control unit 150 for controlling each unit to perform the position movement and cleaning in accordance with the control data transmitted from. The display unit 160 displays an abnormal state of the cleaning robot 100 to the outside. In addition, the cleaning robot 100 has a remote control receiving unit 180 is provided so that the control unit can respond to the start, position movement, cleaning performance and start stop signal transmitted by the user directly operating the remote control, obstacle detection and position recognition And various sensors (not shown) for protecting the body from collision and dropping. In addition, the power supply unit 170 is provided with a power supply unit 170 configured to charge power from an external charger (not shown).

여기서 구동부(110)는 각각 우측 및 좌측의 바퀴를 움직일 수 있도록 각 모터구동부(111a)(111b)의 동작에 따라 구동되는 모터(112a)(112b)를 구비하며, 진공청소부(134) 역시 플로어의 먼지를 흡입할 수 있도록 흡입팬을 구동하기 위하여 모터구동부(135)를 갖는 흡입모터(136)를 구비한다.Here, the driving unit 110 includes motors 112a and 112b which are driven according to the operation of each of the motor driving units 111a and 111b so as to move the wheels on the right and the left sides, respectively, and the vacuum cleaner 134 also includes the floor of the floor. A suction motor 136 having a motor driving unit 135 is provided to drive a suction fan to suck dust.

또한, 자기위치인식부(120)에 마련된 카메라(121)는 천정을 향해 설치되며, 장애물감지부(130)에 마련된 카메라(131)는 청소로봇(100)의 전방을 향하여 설치된다. 그리고 청소로봇(100)은 제어부(150)의 제어신호에 응답하여 자기위치인식부(120)의 카메라(121) 및 장애물감지부(130)의 카메라(131)를 선택적으로 작동시키기 위한 카메라 선택부(190)를 더 구비한다.In addition, the camera 121 provided in the magnetic position recognition unit 120 is installed toward the ceiling, and the camera 131 provided in the obstacle detecting unit 130 is installed toward the front of the cleaning robot 100. And the cleaning robot 100 is a camera selection unit for selectively operating the camera 121 of the magnetic position recognition unit 120 and the camera 131 of the obstacle detection unit 130 in response to the control signal of the control unit 150. 190 is further provided.

도 4는 본 발명에 따른 스테이션의 블록도이다.4 is a block diagram of a station according to the present invention.

도면을 참조하면, 스테이션(200)은 데이터 송수신장치(300)와 데이터를 인터페이싱하기 위한 인터페이스(210)와, 인터페이스(210)를 통해 수신된 영상데이터를 화면에 표시될 수 있도록 신호처리하는 영상처리부(220)와, 영상처리부(220)를 통해 신호처리된 영상데이터를 화면에 표시하는 모니터(230)와, 사용자의 입력을 전달하는 입력수단(240) 및 메모리(250)에 저장된 프로그램에 따라 각 부를 제어하며, 입력수단(240)을 통해 입력된 명령에 따라 제어데이터를 생성하여 인터페이스(210)를 통해 출력하는 스테이션 제어부(260)를 구비한다.Referring to the figure, the station 200 is an interface 210 for interfacing data with the data transmitting and receiving apparatus 300, and an image processing unit for signal processing so that the image data received through the interface 210 to be displayed on the screen 220, a monitor 230 for displaying image data processed through the image processor 220 on a screen, and a program stored in the input means 240 and the memory 250 for transmitting user input. And a station controller 260 for generating a control data according to a command input through the input unit 240 and outputting the control data through the interface 210.

여기서 입력수단(240)은 키보드 및 마우스 등이 될 수 있으며, 터치패널을 이용할 수 있다.The input means 240 may be a keyboard, a mouse, or the like, and may use a touch panel.

스테이션 제어부(260)는 이러한 입력수단(240)을 통해 사용자가 로봇의 현재위치 파악을 요청하면, 미리 기억된 집안의 구조도와 함께 청소로봇(100)의 현재위치를 아이콘(A)으로 모니터(230) 화면에 디스플레이될 수 있도록 제어한다. The station control unit 260 monitors the current position of the cleaning robot 100 as an icon A together with the structure diagram of the house stored in advance when the user requests the current position of the robot through the input unit 240. Control to be displayed on the screen.

또한 제어부(260)는 도 5와 같이 사용자가 입력수단(240)을 통해 모니터(230) 화면에 디스플레이된 청소로봇(100)의 아이콘(A)을 모니터 화면에 디스플레이된 실내 구조도 상의 임의의 위치로 이동시키면, 모니터(230) 화면 상에서 청소로봇의 아이콘(A)이 이동된 임의의 위치에 대응하여 청소로봇(100)이 실내에서 실제로 이동될 수 있도록 제어데이터를 데이터 송수신장치(300)를 통해 청소로봇(100)에 출력한다.In addition, the control unit 260 is any position on the indoor structure diagram displayed on the monitor screen of the icon A of the cleaning robot 100 displayed on the monitor 230 screen through the input means 240 as shown in FIG. In order to move the control data through the data transmission / reception apparatus 300 so that the cleaning robot 100 can be actually moved indoors corresponding to any position where the icon A of the cleaning robot is moved on the monitor 230 screen. Output to the cleaning robot (100).

이상과 같은 본 발명에 따른 로봇 청소 시스템의 작동관계를 살펴본다.Looking at the operation of the robot cleaning system according to the present invention as described above.

먼저, 리모콘(미도시) 또는 데이터 송수신장치(300)로부터 전송된 기동신호가 수신되면 청소로봇(100)의 제어부(150)는 초기화를 수행한 후, 자기위치인식부(120)의 제 1 카메라(121)를 작동시켜 천정을 촬영하도록 한다. 그리고 촬영을 통해 생성된 영상데이터를 RF모듈(140)을 통해 제 1 RF신호로 변환하여 데이터 송수신장치(300)로 출력한다. 그러면 청소로봇(100)의 RF모듈(140)로부터 제 1 RF신호를 수신한 데이터 송수신장치(300)는 제 1 RF신호를 다시 영상데이터로 변환하여 케이블을 통해 스테이션(200)의 인터페이스(210)에 전달한다. 이렇 게 영상데이터가 인터페이스(210)에 수신되면, 스테이션의 제어부(260)는 인터페이스(210)를 통해 전달된 영상데이터를 참조하여 청소로봇(100)의 현재위치를 파악한다. 영상데이터를 참조하여 좌표를 분석하는 기법은 여러가지 방법이 있으나 여기서는 언급하지 않는다. 이렇게 청소로봇(100)의 위치가 파악되면, 스테이션(200)의 제어부(260)는 미리 저장된 실내 구조도와 함께 파악된 청소로봇(100)의 위치에 대응하여 청소로봇(100)의 아이콘(A)을 모니터 화면에 디스플레이되도록 한다. First, when a start signal transmitted from a remote controller (not shown) or a data transmitting / receiving apparatus 300 is received, the controller 150 of the cleaning robot 100 performs initialization, and then the first camera of the magnetic location recognition unit 120. Operate the 121 to photograph the ceiling. Then, the image data generated through the photographing is converted into the first RF signal through the RF module 140 and output to the data transmitting and receiving device 300. Then, the data transceiver 300 receiving the first RF signal from the RF module 140 of the cleaning robot 100 converts the first RF signal back into image data and interface 210 of the station 200 through a cable. To pass on. When the image data is received in the interface 210 in this way, the control unit 260 of the station determines the current position of the cleaning robot 100 with reference to the image data transmitted through the interface 210. There are various methods for analyzing coordinates by referring to image data, but they are not mentioned here. When the position of the cleaning robot 100 is determined as described above, the control unit 260 of the station 200 corresponds to the position of the cleaning robot 100 identified together with the pre-stored indoor structure diagram (A) of the cleaning robot 100. To be displayed on the monitor screen.

위와 같이 화면에 청소로봇(100)이 촬영한 영상데이터를 참조로 실내 구조도와 함께 청소로봇의 아이콘(A)이 표시되었을 때(도 5 참조), 사용자가 마우스를 이용하여 청소로봇의 아이콘(A)을 모니터(230) 화면에 디스플레이된 실내 구조도의 임의의 위치로 드래그하여 놓으면, 스테이션의 제어부(260)는 청소로봇(100)의 실제 이동을 제어하기 위한 제어데이터를 생성하여 인터페이스(210)로 출력한다. 그러면 데이터 송수신장치(300)는 청소로봇(100)의 실제 이동을 제어하기 위한 제어데이터를 케이블을 통해 전달받아 제 2 RF신호로 변환하여 청소로봇(100)에 전송하게 된다. 그러면 청소로봇(100)의 RF모듈(140)은 수신된 제 2 RF신호를 제어데이터로 변환하여 청소로봇의 제어부(150)에 전달하게 되고, 제어데이터를 전달받은 청소로봇의 제어부(150)는 수신된 제어데이터로부터 이동할 위치를 파악하고, 파악된 위치에 따라 좌우측 바퀴의 모터구동부(111a)(111b)에 제어신호를 출력하여 청소로봇(100)을 이동시킨다. 이때, 청소로봇의 제어부(150)는 장애물감지부(130)의 카메라(131)를 작동시켜 RF모듈(140)을 통해 이동경로의 전방에 대한 영상데이터를 스테이션(200)에 전달될 수 있도록 한다. 한편, 청소로봇의 제어부(150)는 카메라 선 택부(190)를 주기적으로 제어하여 자기위치 인식부(120)의 카메라(121)를 작동시키며, 생성된 영상데이터가 RF모듈(140)을 통해 전송될 수 있도록 한다. When the icon (A) of the cleaning robot is displayed together with the indoor structure with reference to the image data photographed by the cleaning robot 100 on the screen as shown above (see FIG. 5), the user uses the mouse to display the icon of the cleaning robot (A). ) By dragging and dropping the control panel to an arbitrary position of the indoor structure diagram displayed on the monitor 230 screen, the control unit 260 of the station generates control data for controlling the actual movement of the cleaning robot 100 to the interface 210. Output Then, the data transmitting and receiving device 300 receives the control data for controlling the actual movement of the cleaning robot 100 via a cable and converts it into a second RF signal to be transmitted to the cleaning robot 100. Then, the RF module 140 of the cleaning robot 100 converts the received second RF signal into control data and transmits it to the controller 150 of the cleaning robot, and the control unit 150 of the cleaning robot receives the control data. The cleaning robot 100 is moved by identifying a position to move from the received control data and outputting a control signal to the motor driving units 111a and 111b of the left and right wheels according to the identified position. At this time, the controller 150 of the cleaning robot operates the camera 131 of the obstacle detecting unit 130 so that the image data on the front of the moving path can be transmitted to the station 200 through the RF module 140. . Meanwhile, the controller 150 of the cleaning robot periodically controls the camera selection unit 190 to operate the camera 121 of the magnetic position recognition unit 120, and the generated image data is transmitted through the RF module 140. To be possible.

위와 같이 데이터 송수신장치(300)를 통해 장애물 감지부(130) 및 자기위치 인식부(120) 각각의 카메라(121)(131)로부터 영상데이터를 전송받은 스테이션의 제어부(260)에서는 장애물감지부(130)의 카메라(131)로부터 전송된 영상데이터를 모니터 화면에 표시하는 한편, 자기위치 인식부(120)의 카메라(121)로부터 촬영된 영상데이터를 분석하여 제어데이터가 출력되도록 한다. As described above, the control unit 260 of the station that receives the image data from each of the cameras 121 and 131 of the obstacle detecting unit 130 and the magnetic position recognizing unit 120 through the data transmitting and receiving device 300 is an obstacle detecting unit ( While displaying the image data transmitted from the camera 131 of the 130 on the monitor screen, and analyzes the image data taken from the camera 121 of the magnetic position recognition unit 120 to output the control data.

이렇게 해서 청소로봇(100)이 해당장소로 이동되면, 청소로봇(100)의 제어부(150)는 위치이동이 완료되었음을 알리는 이동완료신호를 RF모듈(140)을 통해 츨력한다. 그러면 데이터 이동완료신호를 수신한 스테이션(200)의 제어부(260)에서는 사용자에게 청소로봇(100)의 이동 완료가 인식될 수 있도록 '빕'소리나 '차임벨'소리와 같은 사운드로 또는/및 모니터(230) 화면에 실내구조도와 함께 청소로봇의 아이콘(A)이 점멸되도록 한다.In this way, when the cleaning robot 100 is moved to the corresponding place, the control unit 150 of the cleaning robot 100 outputs a movement completion signal indicating that the position movement is completed through the RF module 140. Then, the control unit 260 of the station 200 receiving the data movement completion signal to the user to recognize the completion of the movement of the cleaning robot 100, such as a 'beep' or 'chime' sound and / or monitor The icon (A) of the cleaning robot blinks together with the indoor structure diagram on the screen.

이러한 이동완료표시에 의해 사용자가 청소로봇의 이동완료를 인식하고, 마우스나 키보드로 청소작업명령을 지시하면, 스테이션의 제어부(260)는 그에 따른 제어데이터를 생성하여 인터페이스(210)로 출력한다. 그러면 데이터 송수신 장치(300)는 청소작업명령 제어데이터를 제 2 RF신호로 변환하여 청소로봇(100)에 전달하며, 청소로봇의 제어부(150)는 RF모듈(140)을 통해 수신된 청소작업명령 제어데이터에 따라 진공청소부(134)의 모터구동부(135)에 제어신호를 출력하여 해당 위치에서 청소작업이 수행될 수 있도록 하며, 설정된 경로를 따라 청소작업을 수행할 수 있도록 주행부(110)에 제어신호를 출력하여 몸체를 회전 및 이동시킨다. 이때, 장애물감지부(130)의 카메라(131)는 연속적으로 전방을 촬영하여 스테이션(200)에 영상데이터를 전달하게 된다. When the user recognizes the movement completion of the cleaning robot by the movement completion display and instructs a cleaning operation command with a mouse or a keyboard, the control unit 260 of the station generates control data according to the movement and outputs it to the interface 210. Then, the data transmission and reception apparatus 300 converts the cleaning operation command control data into a second RF signal and transmits it to the cleaning robot 100, and the control unit 150 of the cleaning robot receives the cleaning operation command received through the RF module 140. The control signal is output to the motor driving unit 135 of the vacuum cleaner 134 according to the control data so that the cleaning operation can be performed at the corresponding position, and to the driving unit 110 to perform the cleaning operation along the set path. The control signal is output to rotate and move the body. In this case, the camera 131 of the obstacle detecting unit 130 continuously photographs the front and transmits the image data to the station 200.

이렇게 전송된 영상데이터는 사용자가 모니터(230) 화면을 통해 볼 수 있게 되며, 청소가 미진한 부분에 대해서는 위와 같은 방법으로 청소로봇(100)을 이동시켜 청소가 재수행될 수 있도록 한다.The transmitted image data can be viewed by the user through the monitor 230 screen, and the cleaning robot 100 can be moved again by moving the cleaning robot 100 in the same manner as for the incomplete cleaning portion.

결국, 이상의 설명과 같은 본 발명의 로봇 청소 시스템은 청소로봇(100)에 장착된 카메라(121)(131)를 통해 촬영된 영상이 원거리에 있는 스테이션(200)의 모니터(230)에 디스플레이 되어 사용자가 원거리에서 직접 보면서 청소로봇(100)의 작업을 지시할 수 있게 된다.As a result, the robot cleaning system of the present invention as described above is displayed on the monitor 230 of the station 200 in the image captured by the camera 121, 131 mounted on the cleaning robot 100 in a remote location Is able to direct the operation of the cleaning robot 100 while looking directly at a distance.

한편, 위 도 4와 같은 스테이션(200)은 개인용 컴퓨터에서 동일한 구성을 포함하고 있으므로, 동일한 기능을 수행할 수 있는 프로그램을 개인용 컴퓨터에 인스톨시킨 후, 데이터 송수신장치(300)를 컴퓨터의 USB 포트와 같은 데이터 인터페이스에 연결한 후, 개인용 컴퓨터에서 청소로봇을 제어하도록 할 수 있다.On the other hand, since the station 200 as shown in FIG. 4 includes the same configuration in a personal computer, after installing a program capable of performing the same function in the personal computer, the data transceiver 300 is connected to the USB port of the computer. After connecting to the same data interface, the personal computer can be controlled by the cleaning robot.

또한, 최근 가정 내의 가전기기가 점차 네트워크로 연결되어 홈네트워크를 구성하고 있으므로, 도 4에 보인 구성을 포함하는 가전기기라면, 마찬가지로 데이터 송수신 장치(300)를 연결하여 집안 어디에서나 청소로봇(100)을 제어하는 것이 가능하다.In addition, since home appliances in the home are gradually connected to a network to form a home network, the home appliance including the configuration shown in FIG. 4 is connected to the data transmission / reception apparatus 300. It is possible to control it.

본 발명에 따른 로봇 청소시스템은 사용자가 원거리에서 청소로봇의 작업 상 태를 직접 보면서 작업지시를 할 수 있으므로, 사용자가 원하는 정도의 섬세한 청소를 할 수 있게 되며, 영상처리를 외부에서 수행하게 되므로 청소로봇에 영상처리보드가 필요치 않아 소형화시키는데 유리하게 된다. Since the robot cleaning system according to the present invention allows the user to work while viewing the working status of the cleaning robot directly from a long distance, the user can perform the delicate cleaning as desired by the user, and the image processing is performed from the outside. The robot does not need an image processing board, which is advantageous for miniaturization.

또한, 개인용 컴퓨터를 이용하는 경우 로봇청소의 구성부품을 줄일 수 있게 되므로 청소로봇의 제작비용을 줄일 수 있게 된다.In addition, when using a personal computer it is possible to reduce the components of the robot cleaning can reduce the manufacturing cost of the robot cleaning.

Claims (6)

장착된 카메라로부터 영상데이터를 생성하여 제 1 RF신호로 송신하며, 수신된 제 2 RF신호로부터 제어데이터를 분석하여 위치이동 및 청소를 수행하는 청소로봇; A cleaning robot which generates image data from a mounted camera and transmits the image data as a first RF signal, and analyzes the control data from the received second RF signal to perform position movement and cleaning; 상기 청소로봇으로부터 전송된 상기 제 1 RF신호를 수신하여 상기 카메라에 의해 생성된 영상데이터와 동일한 영상데이터로 변환하며, 전달된 제어데이터를 변환하여 상기 제 2 RF신호로 송신하는 데이터 송수신장치; 및A data transmitting / receiving apparatus for receiving the first RF signal transmitted from the cleaning robot and converting the same RF into the same image data generated by the camera, and converting the transmitted control data into the second RF signal; And 상기 데이터 송수신장치로부터 전달된 영상데이터를 이미지로 디스플레이하며, 사용자로부터 입력된 제어명령에 따라 상기 청소로봇의 위치이동 및 청소작업을 제어하기 위한 제어데이터를 상기 송수신장치에 출력하는 스테이션이 구비된 것을 특징으로 하는 로봇 청소 시스템.And a station for displaying the image data transmitted from the data transmitting and receiving device as an image and outputting control data to the transmitting and receiving device for controlling the position movement and cleaning operation of the cleaning robot according to a control command input from a user. Robot cleaning system characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 청소로봇은 The method of claim 1, wherein the cleaning robot 로봇의 몸체를 이동하기 위한 주행부;Traveling unit for moving the body of the robot; 자신의 현재위치를 인식하기 위하여 카메라 및 센서를 구비한 자기위치인식부;A magnetic position recognition unit having a camera and a sensor to recognize its current position; 이동경로상의 장애물을 감지하기 위하여 카메라 및 센서를 구비한 장애물감지부;An obstacle detecting unit including a camera and a sensor for detecting an obstacle on a moving path; 플로어의 오염물을 수거하는 진공청소부; A vacuum cleaner for collecting contaminants on the floor; 상기 자기위치인식부 및 상기 장애물감지부로부터 각각 구비된 카메라로부터 영상데이터를 제공받아 제 1 RF신호로 송신하고, 수신된 제 2 RF신호를 제어데이터로 변환하여 출력하는 RF모듈; 및An RF module receiving image data from a camera provided from the magnetic position recognition unit and the obstacle detecting unit, respectively, and transmitting the image data as a first RF signal, and converting the received second RF signal into control data and outputting the control data; And 상기 RF모듈로부터 전달된 제어데이터에 따라 위치이동 및 청소를 수행할 수 있도록 상기 각 부를 제어하는 제어부가 구비된 것을 특징으로 하는 로봇 청소 시스템.And a control unit for controlling each unit to perform position movement and cleaning according to the control data transmitted from the RF module. 제 1 항에 있어서, 상기 스테이션은 The station of claim 1, wherein the station is 상기 데이터 송수신장치와 데이터를 인터페이싱하기 위한 인터페이스;An interface for interfacing data with the data transceiver; 상기 인터페이스를 통해 수신된 영상데이터를 화면에 표시될 수 있도록 신호처리하는 영상처리부;An image processor configured to signal-process the image data received through the interface to be displayed on a screen; 상기 영상처리부를 통해 신호처리된 영상데이터를 화면에 표시하는 모니터;A monitor for displaying image data processed through the image processor on a screen; 사용자의 입력을 전달하는 입력수단; 및 Input means for transmitting a user input; And 저장된 프로그램에 따라 상기 영상처리부 및 모니터를 제어하며, 상기 입력수단을 통해 입력된 명령에 따라 상기 청소로봇 제어데이터룰 생성하여 상기 인터페이스를 통해 출력하는 제어부가 구비된 것을 특징으로 하는 로봇 청소 시스템.And a controller configured to control the image processor and the monitor according to a stored program, and to generate the cleaning robot control data according to a command input through the input means and to output the cleaning robot control data through the interface. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는 The method of claim 3, wherein the control unit 상기 입력수단을 통한 사용자의 요청에 의해 상기 모니터 화면에 미리 기억된 집안의 구조도와 함께 상기 청소로봇의 현재위치를 아이콘으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소 시스템.Robot cleaning system, characterized in that to display the current position of the cleaning robot with an icon of the house previously stored on the monitor screen by the user's request through the input means as an icon. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는 The method of claim 4, wherein the control unit 사용자가 상기 입력수단을 통해 상기 모니터 화면에 디스플레이 된 청소로봇의 아이콘을 상기 모니터 화면에 디스플레이 된 실내 구조도 상의 임의의 위치로 이동시키면, 상기 모니터 화면 상에서 상기 청소로봇의 아이콘이 이동된 상기 임의의 위치에 대응하여 상기 청소로봇이 실내에서 이동될 수 있도록 제어데이터를 상기 데이터 송수신장치로 출력하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소 시스템.When the user moves the icon of the cleaning robot displayed on the monitor screen through the input means to an arbitrary position on the indoor structure diagram displayed on the monitor screen, the icon of the cleaning robot moved on the monitor screen. And a control data output to the data transmitting and receiving device so that the cleaning robot can be moved indoors corresponding to the position. 제 1 항에 있어서, 상기 스테이션은 The station of claim 1, wherein the station is 개인용 컴퓨터 또는 가정용 홈서버인 것을 특징으로 하는 로봇 청소 시스템.Robot cleaning system, characterized in that the personal computer or home server.
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