KR100820585B1 - Moving robot system and control method thereof - Google Patents
Moving robot system and control method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100820585B1 KR100820585B1 KR1020060104006A KR20060104006A KR100820585B1 KR 100820585 B1 KR100820585 B1 KR 100820585B1 KR 1020060104006 A KR1020060104006 A KR 1020060104006A KR 20060104006 A KR20060104006 A KR 20060104006A KR 100820585 B1 KR100820585 B1 KR 100820585B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- guide
- docking
- mobile robot
- signal
- area
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003920 cognitive function Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0242—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using non-visible light signals, e.g. IR or UV signals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
- A47L9/2873—Docking units or charging stations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/008—Manipulators for service tasks
- B25J11/0085—Cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/005—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators using batteries, e.g. as a back-up power source
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0225—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving docking at a fixed facility, e.g. base station or loading bay
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
- H02J7/0044—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction specially adapted for holding portable devices containing batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/01—Mobile robot
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템을 나타낸 도면, 1 is a view showing a mobile robot system according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 충전대의 블럭도, 2 is a block diagram of a charging stand in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 이동로봇의 블럭도, 3 is a block diagram of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention;
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 도킹 안내영역의 설명에 참조되는 도면,4 and 5 is a view referred to the description of the docking guide region in the mobile robot system according to an embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 사용되는 안내신호의 설명에 참조되는 도면,6 is a view referred to the description of the guide signal used in the mobile robot system according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 이동로봇이 위치하는 영역을 분석하는 방법의 설명에 제공되는 흐름도, 그리고7 is a flowchart provided to explain a method of analyzing a region in which a mobile robot is located in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention;
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 충전대 설치의 일 예를 나타낸 도면이다.8 is a view showing an example of the charging stand in the mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 충전대 140 : 신호 송신부100: charging station 140: signal transmission unit
160 : 충전단자 165 : 전원공급부160: charging terminal 165: power supply
180 : 조작부 190 : 제어부 180: operation unit 190: control unit
200 : 이동로봇 210 : 신호수신부200: mobile robot 210: signal receiver
220 : 연결단자 230 : 흡진부220: connection terminal 230: reducer
270 : 구동부 290 : 로봇제어부 270: drive unit 290: robot control unit
본 발명은 이동로봇 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동로봇이 신속하게 최적의 거리로 충전대로 복귀하여 자동 충전될 수 있는 이동로봇 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile robot system and a control method thereof, and more particularly, to a mobile robot system and a method for controlling the mobile robot that can be automatically recharged by returning to the charging station to the optimum distance quickly.
과학기술의 발전의 방향이 점차 삶의 질 향상에 초점이 맞춰지면서, 인간에 의해 개발된 창조물들에 인간의 여러 인지기능을 부여하여 좀더 편리하고 지능화된 생활환경을 이룩하고자 하는 시도가 계속되고 있다. 이러한 시도의 중심에서 로봇공학 분야가 첨단응용공학의 핵심으로 떠오르고 있으며, 산업이나 의료용으로 로봇에 대한 수요도 급격히 증가하고 있다.As the direction of the development of science and technology is gradually focused on improving the quality of life, attempts are being made to create a more convenient and intelligent living environment by applying various human cognitive functions to the creatures developed by human beings. . At the heart of these attempts, robotics is emerging as the core of advanced application engineering, and the demand for robots for industrial and medical applications is rapidly increasing.
최근에는 산업이나 의료용 외에 인간 친화적인 가정용 로봇도 개발되고 있는데, 이 중에서 일반인이 가장 쉽게 접할 수 있는 가정용 로봇의 예로 로봇청소기가 있다. 이동로봇의 하나인 로봇청소기는 일반적으로 납작하고 동글동글한 원형의 디스크 형상에 주행을 위한 바퀴가 달려 있어, 일정영역을 주행하면서 오물이나 먼지 등을 흡입한다. 이동로봇 내에는 충전 가능한 배터리가 구비되어, 배터리의 동작 전원을 이용하여 스스로 주행 가능하며, 다수의 센서가 구비되어 이동중 장애물 을 피하면서 주행할 수 있다. Recently, human-friendly home robots have been developed in addition to industrial and medical applications. Among them, robot cleaners are examples of home robots that are easily accessible to the general public. The robot cleaner, which is one of the mobile robots, generally has a flat, round, circular disk shape with wheels for driving, and sucks dirt and dust while driving a certain area. The mobile robot is provided with a rechargeable battery, and can run by itself using the operating power of the battery, and a plurality of sensors are provided to travel while avoiding obstacles while moving.
이와 같은 이동로봇은 동작 전원을 제공하는 내부 배터리의 충전상태를 감시하여 배터리의 충전이 필요하게 되면, 배터리에 충전 전원을 공급하는 충전대의 도킹 위치로 복귀하여 배터리를 자동 충전시킨 후, 충전이 완료되면 충전대로부터 분리되어 다시 작업을 수행하도록 구성되어 있다. The mobile robot monitors the charging state of the internal battery providing the operating power, and when the battery needs to be charged, the mobile robot returns to the docking position of the charging station supplying the charging power to the battery and automatically charges the battery. It is configured to separate from the charging station and perform work again.
일반적인 이동로봇 시스템에서 충전대는 다수의 적외선 발신소자로 신호송신부를 구성하고, 신호송신부에서 송출되는 적외선 신호를 안내신호로 사용하여 이동로봇을 충전대의 도킹 위치로 안내하는 방식을 사용하고 있다. 이동로봇은 다수의 신호수신 모듈을 구비하여 안내신호를 수신한 신호수신 모듈의 위치에 따라 충전대의 위치 및 방향을 판단하거나, 혹은 하나의 전방향 신호수신 모듈을 구비한 경우에는 안내신호를 수신한 후 특정 방향으로 이동하여 안내신호가 감지되지 않는다면 그 반대 방향에 충전대가 위치하는 것으로 판단하는 방식 등을 사용한다. In a general mobile robot system, a charging station uses a method of guiding a mobile robot to a docking position of a charging station by using a plurality of infrared transmitters to configure a signal transmitter and using an infrared signal transmitted from the signal transmitter as a guide signal. The mobile robot includes a plurality of signal receiving modules to determine the position and direction of the charging station according to the position of the signal receiving module that receives the guide signal, or when the mobile robot includes one omni-directional signal receiving module. After that, if the guide signal is not detected by moving in a specific direction, a method of determining that the charging station is located in the opposite direction is used.
그런데, 일반적인 이동로봇 시스템들은 충전대에 설치된 적외선 발신소자의 위치를 중심으로 전면 90도 내외를 중심으로 부채골 모양으로 안내신호가 송출되도록 설계되어 있다. 따라서, 이동로봇이 충전대의 전면을 지나야만 충전대의 위치를 파악할 수 있고, 이동로봇이 충전대의 측면에 근접한 경우에는 충전대의 위치를 파악할 수 없으므로, 신속하게 충전대의 위치를 파악할 수 없고, 충전대의 설치 환경에도 제약을 받게 된다. 또한, 이동로봇이 충전대의 전면을 지나 안내신호를 수신한 경우에도 충전대의 정확한 도킹 위치를 파악하기 좌우로 이동하여, 충전대로 복귀하기 위해서 이동 거리가 길어지므로 충전을 위한 시간과 에너지의 소모가 증가하게 된다. By the way, general mobile robot systems are designed to transmit a guide signal in the shape of a fan valley around the front 90 degrees around the position of the infrared transmitting element installed in the charging station. Therefore, the position of the charging station can be determined only when the mobile robot passes the front of the charging station, and when the mobile robot is close to the side of the charging station, the location of the charging station can not be determined. The environment is also constrained. In addition, even when the mobile robot passes the front of the charging station and receives a guide signal, the mobile robot moves left and right to determine the exact docking position of the charging station, and the moving distance is increased to return to the charging station, thereby increasing the time and energy consumption for charging. Done.
따라서, 본 발명의 목적은, 이동로봇이 충전대의 위치를 신속하게 파악하여최적의 이동거리로 충전대에 복귀하여 자동 충전되는 이동로봇 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a mobile robot system and a method of controlling the mobile robot which automatically grasps the position of the charging stand and automatically returns to the charging stand at the optimum moving distance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동로봇 시스템은, 수신가능한 안내신호가 서로 다른 다수의 도킹 안내영역과, 상기 다수의 도킹 안내영역 중 일부 영역을 중첩시켜 도킹 위치로 안내하는 중첩영역이 형성되도록 안내신호를 출력하는 충전대, 및 상기 안내신호 중 어느 하나를 수신하여 대응하는 도킹 안내영역을 파악하고, 파악된 도킹 안내영역에 기초하여 상기 중첩영역으로 이동하여, 상기 중첩영역을 따라 상기 도킹 위치로 복귀하여 충전되는 이동로봇을 포함한다.Mobile robot system according to the present invention for achieving the above object, a plurality of docking guide region that can receive a guide signal different from each other, overlapping a portion of the plurality of docking guide region to form an overlapping region for guiding to the docking position is formed Charging stage for outputting a guide signal, and receiving any one of the guide signal to identify the corresponding docking guide area, and moves to the overlapping area based on the identified docking guide area, the docking position along the overlapping area It includes a mobile robot that is charged to return to.
한편, 본 발명에 따른 이동로봇 시스템의 제어방법은, 수신가능한 안내신호가 서로 다른 다수의 도킹 안내영역과, 상기 다수의 도킹 안내영역 중 일부 영역을 중첩시켜 도킹 위치로 안내하는 중첩영역이 형성되도록 안내신호를 출력하는 단계,이동로봇이 상기 안내신호 중 어느 하나를 수신하여 대응하는 도킹 안내영역을 파악하는 단계, 및 파악된 도킹 안내영역에 기초하여 상기 중첩영역으로 이동하고, 상기 중첩영역을 따라 상기 도킹 위치로 복귀하여 충전되는 단계를 포함한다.On the other hand, the control method of the mobile robot system according to the present invention, so that a plurality of docking guide areas that can receive a guide signal different from each other, overlapping a portion of the plurality of docking guide areas to form a superimposed area to guide to the docking position Outputting a guide signal, the mobile robot receiving any one of the guide signals to identify a corresponding docking guide area, and moving to the overlapping area based on the identified docking guide area and moving along the overlapped area; Returning to the docking position and charging.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1에는 이동로봇의 예로서 바닥을 이동하면서 주행시 먼지 및 이물질을 흡입하여 청소하는 로봇청소기를 도시하고 있으나, 본 발명에 따른 이동로봇 시스템에서 이동로봇은 로봇청소기 외에 소정의 주행수단에 따라 이동하고, 충전 필요시 충전대로 복귀하여 충전되는 모든 로봇을 포함한다. 1 is a view showing a mobile robot system according to an embodiment of the present invention. 1 illustrates a robot cleaner that sucks and cleans dust and foreign substances during driving while moving the floor as an example of the mobile robot, but in the mobile robot system according to the present invention, the mobile robot moves according to a predetermined driving means in addition to the robot cleaner. This includes all robots that are charged by returning to the charging station if necessary.
도 1을 참조하면, 소정 높이를 갖는 원형의 디스크 형상의 이동로봇(200), 및 이동로봇(200)이 충전을 위한 도킹 위치로 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하기 위한 안내신호를 송출하고, 이동로봇(200) 도킹시 이동로봇(200)의 내부에 구비되어 동작 전원을 제공하는 배터리를 충전시키는 충전대(100)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a circular disk-shaped
충전대(100)는 안내신호를 송출하는 신호송신부(140), 및 이동로봇(200)이 도킹 위치에 안착하여 도킹이 완료되었는지를 감지하는 도킹감지부(170)를 구비하며, 이동로봇(200)의 배터리 충전을 위한 연결단자(221, 223)와 접속되어 충전 전원을 공급하는 충전단자(160), 및 충전대(100)의 동작 제어를 위한 명령을 입력하기 위한 조작부(180)를 포함한다. 이동로봇(200)은 주행 및 동작 중, 배터리 전원의 부족을 감지하면, 충전대(100)로 자동 복귀한다. 이때, 충전대(100)로부터 송출되는 안내신호에 따라, 충전대(100)까지의 거리 및 방향을 판단하여 진행방향을 설정하면서 충전대(100)로 복귀하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 이동로봇 시스템에서 충전대의 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 본 충전대(100)는 신호송신부(140), 충전단자(160), 전원공급부(165), 도킹감지부(170), 조작부(180), 및 제어부(190)를 포함한다. 신호송신부(140)는 제1 내지 제4 적외선 송신부(141, 143, 145, 147)를 포함한다. 2 is a block diagram of a charging stand in a mobile robot system according to the present invention. Referring to FIG. 2, the
신호송신부(140)는 이동로봇(200)이 충전을 위한 도킹 위치로 안내하는 안내신호를 출력한다. 신호송신부(140)는 제1 내지 제4 적외선 송신부(141, 143, 145, 147)를 포함하며, 제1 내지 제4 신호 적외선 송신부(141, 143, 145, 147)은 각각 상이한 안내신호를 출력한다. The
충전단자(160)는 이동로봇(200)의 충전을 위한 연결단자(221, 223)와 접속되어 충전 전원을 공급하며, 도킹감지부(170)는 이동로봇(200)이 도킹 위치에 안착하여 도킹이 완료되었는지 여부를 나타내는 감지신호를 제어부(190)로 전달한다. 전원공급부(165)는 제어부(190)에 제어에 따라 충전단자(160)를 통해 소정크기의 충전 전원을 공급하여 이동로봇(200)이 충전 가능하도록 한다. The
제어부(190)의 상기 각부의 동작을 제어한다. 특히 제어부(190)는 신호송신부(140)에서 송출되는 안내신호의 송출을 제어하며, 도킹감지부(170)로부터 전달되는 감지신호에 따라, 이동로봇(200)의 도킹 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 전원공급부(165)를 통해 충전단자(160)로 충전 전원이 공급되도록 제어한다. The operation of each unit of the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 이동로봇의 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 이동로봇은 신호수신부(210), 연결단자(220), 배터리(225), 배터리 충전량 감지부(227), 흡진부(230), 센서부(240), 표시부(250), 메모리부(260), 구동부(270), 및 로봇제어부(290)를 포함한다.3 is a block diagram of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the mobile robot includes a
신호수신부(210)는 충전대(100)에서 송출되는 안내신호를 수신한다. 신호수신부(210)에서 수신된 안내신호는 로봇제어부(290)로 전달되어, 충전대(100)의 도킹 위치까지의 거리 및 방향을 산출하는데 사용된다. 신호수신부(210)는 안내신호 를 수신하는 적어도 하나의 적외선 수신모듈을 포함하며, 적외선 수신부는 특정 대역의 적외선 신호를 수신하기 위한 적외선 수신소자로 구성된다. The
신호수신부(210)가 다수의 적외선 수신모듈을 구비하는 경우에는, 안내신호를 수신한 수신모듈의 위치에 따라 충전대의 위치 및 방향을 추정할 수 있으며, 하나의 전방위 적외선 수신모듈이 구비된 경우에는 이동 후 수신한 신호의 변화 유무에 따라 충전대의 위치 및 방향을 추정할 수 있다.When the
배터리(225)는 동작 전원을 제공하며, 배터리 충전량 감지부(227)는 배터리(225)의 충전정도 및 배터리 잔량을 감지한다. 배터리 충전량 감지부(227)는 배터리(225)의 잔량을 수시로 측정하여, 배터리 잔량이 소정값 이하로 감소되는 경우, 충전대 복귀 요청신호를 로봇제어부(290)로 전달한다. The
흡진부(230)는 공기를 빨아들이는 흡입수단 및, 먼지를 응집하는 수단이 구비되어, 주행 중 주변의 먼지 및 이물질을 흡입한다. 센서부(240)는 주행중 장애물을 감지하기 위한 적어도 하나의 센서를 포함한다. 표시부(250)는 동작 상태나 배터리 충전 상태 등을 표시한다. 메모리부(260)는 수신된 안내신호의 분석 및 주행에 따른 제어데이터 등 동작에 필요한 데이터 및 프로그램 등이 저장된다. The
구동부(270)는 로봇제어부(290)의 제어에 따라 소정방향 및 속도로 이동로봇(200)이 주행가능하도록 한다. 구동부(270)는 소정의 주행수단이 구비되어, 로봇제어부(290)에 의해 설정되는 진행방향 및 위치보정 명령에 따라 주행수단을 구동함으로써, 지정된 위치로의 이동이 가능하도록 한다. 센서부(240)는 구비되는 다수의 센서를 통해 장애물을 감지하여, 로봇제어부(210)로 전달함으로써, 구동 부(270)에 의한 진행방향이 수정되도록 한다. The driving
로봇제어부(290)는 상기 각부의 동작을 제어하여 이동로봇(200)의 전반적 동작을 제어한다. 특히, 로봇제어부(290)는 배터리 충전량 감지부(227)로부터 전달되는 충전대 복귀 요청신호에 따라 충전대(100)로의 복귀 여부를 판단하고, 신호수신부(210)로부터 수신되는 안내신호를 바탕으로 진행방향을 판단한다. 즉, 로봇제어부(210)는 신호수신부(220)로부터 입력되는 안내신호를 분석하고, 메모리부(260)에 저장된 데이터를 바탕으로 진행방향 및 주행경로를 판단하여 구동부(270)로 제어명령을 인가한다. The
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동로봇 시스템에서 충전대에서 송출되는 안내신호에 의해 형성되는 도킹 안내영역의 설명에 참조되는 도면이다. 도 4를 참조하면, 충전대(100)의 신호송신부(140)에서 제1 적외선 송신부(141)가 A1 영역으로 제1 안내신호를 송출하고, 제2 적외선 송신부(143)는 A2 영역으로 제2 안내신호를 송출한다. 또한, 제3 신호송신부(145)는 A3 영역으로 제3 안내신호를 송출하고, 제4 신호송신부(147)는 A4 영역으로 제4 안내신호를 송출한다. 그리고, S 영역은 제1 및 제2 적외선 송신부(141, 143)에서 송신되는 제1 및 제2 안내신호가 중복되는 영역을 나타낸다. 4 and 5 are views for reference to the description of the docking guide region formed by the guide signal transmitted from the charging station in the mobile robot system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the first
따라서, 제1 내지 제4 적외선 송신부(141, 143, 145, 147)로부터 각각 출력되는 제1 내지 제4 안내신호에 의해서, 각각 제1 내지 제4 안내신호를 수신할 수 있는 A1, A2, A3, A4 와 같은 도킹 안내영역이 형성된다. 그리고, A1 도킹 안내영역과 A2 도킹 안내영역이 일부 중첩되어, S 영역과 같이 소정 폭을 갖고 이동로 봇(200)이 직진 주행으로 충전대(200)에 도킹할 수 있는 중첩영역이 형성된다.Therefore, A1, A2, and A3 capable of receiving the first to fourth guide signals, respectively, by the first to fourth guide signals output from the first to fourth
따라서, 중첩영역에서는 제1 및 제2 안내신호를 모두 수신할 수 있으며, 이동로봇(200)의 중첩영역에 진입하면 중첩영역을 따라 직진하여 최단 거리 및 최적의 방향으로 도킹 위치로 복귀할 수 있게 된다. Accordingly, the first and second guide signals may be received in the overlapped area, and when entering the overlapped area of the
이와 같은 중첩영역을 형성하기 위해 충전대(100)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 적외선 송신부(141, 143)의 일측에 형성되어, 제1 및 제2 적외선 송신부(141, 143)로부터 출력되는 안내신호가 일측으로는 발산하고, 타측으로는 충전대(100)에 수직으로 직진하도록 제1 및 제2 안내신호의 진행 방향을 가이드 하는 가이드부(151, 153)를 포함한다. In order to form such an overlapping region, the charging
가이드부(151, 153)는 제1 및 제2 신호송신부(141, 143)가 설치되는 위치에 따라 충전대(100)의 외부 또는 내부에 설치될 수 있으며, 가이드부(151, 153)는 금속 또는 적외선이 투과할 수 없는 소재로 형성되는 일종의 적외선 차단 장치의 기능을 수행한다. 가이드부(151, 153)는 충전대(100)에 소정 길이로 수직 형성되어 제1 및 제2 적외선 송신부(141, 143)에 의해 송신되는 안내신호가 직진성을 유지하도록 한다. 이에 의해, 가이드부(151, 153) 사이의 공간은 제1 및 제2 안내신호가 모두 감지되며, 일정한 폭을 가지고 직진성이 있는 중첩영역이 형성된다. 이동로봇(200)은 이러한 중첩영역 내에 진입하게 되면, 별도로 충전대(100)의 도킹 위치를 판단할 필요없이, 중첩영역을 따라 직진 주행하여 도킹 위치로 복귀할 수 있다. The
그리고, 제1 및 제2 안내신호만을 수신할 수 있는 A1 및 A2 도킹 안내영역과, A1 및 A2 도킹 안내영역 옆에 제3 및 제4 안내신호를 수신할 수 있는 광폭의 A3 및 A4 도킹 안내영역이 형성되도록 하여, 이동로봇(200)이 중첩영역을 용이하게 탐색할 수 있도록 한다. 이때, 제3 및 제4 신호송신부(145, 147)에는 광폭으로 도킹 안내영역을 형성하기 위하여 광폭의 적외선 송신이 가능한 렌즈를 사용할 수 있으며, 제1 및 제2 안내신호보다 더 신호의 크기로 제3 및 제4 안내신호를 송출할 수 있다. 이에 따라, 이동로봇이 충전대의 측면을 주행하는 경우에도 충전대를 인식할 수 있게 된다.A1 and A2 docking guide areas capable of receiving only the first and second guide signals and wide A3 and A4 docking guide areas capable of receiving third and fourth guide signals next to the A1 and A2 docking guide areas. In this way, the
도 6은 충전대의 신호송신부에서 송출되는 안내신호의 일 예를 나타낸 것이다. 도 6에서, (a)는 제1 적외선 송신부(141)가 송출하는 제1 안내신호를 나타낸 것이며, (b)는 제2 적외선 송신부(143)가 송출하는 제2 안내신호를 나타낸 것이다. 또한, (c)와 (d)는 각각 제3 및 제4 적외선 송신부(145, 147)에서 출력되는 안내신호를 나타낸 것이다. 6 shows an example of a guide signal transmitted from the signal transmitter of the charging station. In FIG. 6, (a) shows a first guide signal transmitted by the first
제1 내지 제4 안내신호는 신호의 시작을 알리는 헤더(Header)를 출력한 후, 서로 다른 데이터 신호를 출력하여, 이동로봇(200)이 수신한 안내신호를 구분할 수 있도록 한다. 경우에 따라서는, 출력되는 적외선 신호의 파형의 크기나 모양을 서로 다르게 하여 안내신호를 구분하는 것도 가능한다. 그리고, 제1 및 제2 안내신호에서 N은 충전대에 근접한 것을 나타내는 신호로서, 별도의 데이터를 사용할 수도 있으나, 출력되는 신호의 세기를 달리하여 근접영역임을 나타낼 수도 있다.The first to fourth guide signals output a header indicating the start of the signal, and then output different data signals to distinguish the guide signals received by the
도 7은 이동로봇이 수신한 안내신호에 따라 위치를 분석하는 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 로봇제어부(290)는 신호 수신부(210)를 통해 Data 1과 Data N를 수신한 경우(S300, S305, S325), 제1 도킹 안내영역(A1)에 서 충전대(100)에 근접한 영역으로 판단한다(S300). 만일, Data 1만을 수신한 경우에는 제1 도킹 안내영역(A1)에서 충전대(100)로부터 떨어져 있는 위치로 판단한다(S335). Data 1 과 Data 2를 수신하고, Data N도 수신한 경우 중첩영역인 S 영역에서 충전대에 근접한 영역으로 판단하고(S315), Data 1과 Data 2를 수신하였지만 Data N을 수신하지 못한 경우에는 중첩영역에서 충전대(100)로부터 원거리에 있는 것으로 판단한다(S320).7 is a flowchart provided to explain a method of analyzing a position according to a guide signal received by a mobile robot. Referring to FIG. 7, when the
이동로봇(200)이 Data 2와 Data N을 수신한 경우에는 제2 도킹 안내영역(A2)에서 충전대(100)에 근접한 영역임을 알 수 있고, Data 2만을 수신한 경우에는 제2 영역(A2)에서 충전대(100)로부터 소정 거리 떨어진 영역으로 판단한다(S335). When the
그리고, Data 3을 수신한 경우에는 제3 도킹 안내영역(A3)으로 판단하고(S360, S365), Data 4를 수신한 경우에는 제4 도킹 안내영역(A4)으로 판단한다(S390, S395). 이와 같은 과정에 의해, 이동로봇(200)은 충전대(100)로부터 수신한 안내신호에 따라 위치하는 영역을 알 수 있고, 이에 따라 중첩영역을 검색하여, 중첩영역으로 이동한 후 중첩영역을 따라 충전 위치로 도킹할 수 있다.When
도 8은 충전대 설치 예를 나타낸 것이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 전면에 벽이 존재하는 구석에 충전대가 설치된 경우에도, 이동로봇(200)은 제3 안내신호를 수신하게 되면, 제3 도킹 안내영역(A3)이 진입한 것을 알 수 있고, 이에 따라 중첩영역 S의 위치를 파악할 수 있다. 따라서, 이동로봇이 a와 같은 자세로 신호를 감지 한 경우, b와 같이 자세를 변경하여 중첩영역으로 이동하고, 화살표로 도시된 바와 같이, 중첩영역에서 직진 주행하여 충전대에 도킹할 수 있다. 8 shows an example of installing the charging stand. As shown in FIG. 8, even when the charging stand is installed in the corner where the wall exists in front, when the
이와 같이, 충전대 전면에 벽이 존재하는 좁은 통로에 충전대를 설치한 경우에도 이동로봇은 광폭의 도킹 안내영역으로 진입하여, 중첩영역을 인식할 수 있어, 최적의 경로로 충전대의 도킹 위치로 복귀할 수 있다. As such, even when the charging stand is installed in a narrow passageway in which a wall exists in front of the charging stand, the mobile robot enters the wide docking guide area and recognizes the overlapping area, and returns to the docking position of the charging stand with the optimal path. Can be.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 충전대의 측면으로 형성된 광폭의 도킹 안내영역과 직진 주행으로 도킹 가능한 중첩영역을 이용하여, 이동로봇이 빠르고 정확하게 충전대의 도킹 위치로 복귀하여 자동 충전을 수행할 수 있다. 이에 따라, 이동로봇 시스템에서 자동 충전의 성공률 및 효율성을 증가시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the mobile robot can quickly and accurately return to the docking position of the charging station by using a wide docking guide area formed on the side of the charging station and an overlapping area that can be docked in a straight line, thereby performing automatic charging. have. Accordingly, it is possible to increase the success rate and efficiency of automatic charging in the mobile robot system.
또한, 이동로봇이 충전대의 전면 뿐만 아니라 측면으로 이동하는 경우에도 충전대의 도킹 위치를 파악할 수 있으므로, 충전대의 설치 환경에 대한 제약을 완화시킬 수 있다. Also, even when the mobile robot moves to the side as well as the front side of the charging station, the docking position of the charging station can be grasped, so that the restriction on the installation environment of the charging station can be alleviated.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060104006A KR100820585B1 (en) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | Moving robot system and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060104006A KR100820585B1 (en) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | Moving robot system and control method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100820585B1 true KR100820585B1 (en) | 2008-04-11 |
Family
ID=39534244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060104006A KR100820585B1 (en) | 2006-10-25 | 2006-10-25 | Moving robot system and control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100820585B1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101028743B1 (en) | 2008-08-25 | 2011-04-14 | 주식회사 유라코퍼레이션 | System and method for returning robot to charging station |
EP2312411A1 (en) * | 2009-06-19 | 2011-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Docking station for a cleaning robot with duration coded guiding signals |
KR101442110B1 (en) * | 2008-04-21 | 2014-09-18 | 엘지전자 주식회사 | Robot system and operating method thereof |
EP2449938A4 (en) * | 2009-06-30 | 2015-06-03 | Lg Electronics Inc | Charging device of robot cleaner |
CN105278534A (en) * | 2015-11-16 | 2016-01-27 | 江苏美的清洁电器股份有限公司 | Electric appliance for cleaning |
US9851711B2 (en) | 2009-06-19 | 2017-12-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Robot cleaner, docking station, robot cleaner system including robot cleaner and docking station, and method of controlling robot cleaner |
CN111844012A (en) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 燕成祥 | Method for docking robot with charging station |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040081629A (en) * | 2003-03-14 | 2004-09-22 | 엘지전자 주식회사 | Auto charge system and return method for robot |
-
2006
- 2006-10-25 KR KR1020060104006A patent/KR100820585B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040081629A (en) * | 2003-03-14 | 2004-09-22 | 엘지전자 주식회사 | Auto charge system and return method for robot |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101442110B1 (en) * | 2008-04-21 | 2014-09-18 | 엘지전자 주식회사 | Robot system and operating method thereof |
KR101028743B1 (en) | 2008-08-25 | 2011-04-14 | 주식회사 유라코퍼레이션 | System and method for returning robot to charging station |
US9134733B2 (en) | 2009-06-19 | 2015-09-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Robot cleaner, docking station, robot cleaner system including robot cleaner and docking station, and method of controlling robot cleaner |
US8224487B2 (en) | 2009-06-19 | 2012-07-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Robot cleaner, docking station, robot cleaner system including robot cleaner and docking station, and method of controlling robot cleaner |
EP2312412A1 (en) * | 2009-06-19 | 2011-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Docking station for a cleaning robot with spatially coded guiding signals |
US9141110B2 (en) | 2009-06-19 | 2015-09-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Robot cleaner, docking station, robot cleaner system including robot cleaner and docking station, and method of controlling robot cleaner |
EP2312411A1 (en) * | 2009-06-19 | 2011-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Docking station for a cleaning robot with duration coded guiding signals |
US9851711B2 (en) | 2009-06-19 | 2017-12-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Robot cleaner, docking station, robot cleaner system including robot cleaner and docking station, and method of controlling robot cleaner |
EP2449938A4 (en) * | 2009-06-30 | 2015-06-03 | Lg Electronics Inc | Charging device of robot cleaner |
USRE47264E1 (en) * | 2009-06-30 | 2019-03-05 | Lg Electronics Inc. | Charging device of robot cleaner |
EP2982286A1 (en) * | 2009-06-30 | 2016-02-10 | LG Electronics Inc. | Charging device of robot cleaner |
EP2992802A3 (en) * | 2009-06-30 | 2016-03-23 | LG Electronics Inc. | Charging device of robot cleaner |
EP3632283A1 (en) * | 2009-06-30 | 2020-04-08 | LG Electronics Inc. | Charging device of robot cleaner |
USRE47265E1 (en) * | 2009-06-30 | 2019-03-05 | Lg Electronics Inc. | Charging device of robot cleaner |
CN105278534A (en) * | 2015-11-16 | 2016-01-27 | 江苏美的清洁电器股份有限公司 | Electric appliance for cleaning |
CN105278534B (en) * | 2015-11-16 | 2019-01-22 | 江苏美的清洁电器股份有限公司 | Cleaning appliance |
CN111844012A (en) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 燕成祥 | Method for docking robot with charging station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100468107B1 (en) | Robot cleaner system having external charging apparatus and method for docking with the same apparatus | |
KR100692897B1 (en) | Moving robot | |
KR100820585B1 (en) | Moving robot system and control method thereof | |
CN101972129B (en) | Robot cleaner, docking station, robot cleaner system including robot cleaner and docking station, and method of controlling the cleaning robot | |
JP4171753B2 (en) | External charge recovery device and return method of robot cleaner | |
JP5053676B2 (en) | Mobile robot charging stand return system and method | |
KR102329614B1 (en) | Cleaner and controlling method thereof | |
EP3054361B1 (en) | Apparatus and method for returning of a robot to a charging station | |
JP5860998B2 (en) | System and method for guiding a robot cleaner along a path | |
KR100769910B1 (en) | Moving robot and operating method for same | |
JP4084806B2 (en) | Robot cleaner system and external charging device return method | |
KR100766435B1 (en) | Returning system to charging station for moving robot | |
US8761939B2 (en) | Robot system and control method thereof | |
CN102048499B (en) | Mobile robot system and control method thereof | |
US9089249B2 (en) | Direction device and operation system utilizing the same | |
JP2004237075A (en) | Robot cleaner system provided with external charger and connection method for robot cleaner to external charger | |
CN103948353A (en) | Docking station for robot cleaner and method for emitting docking guide signals to robot cleaner | |
KR102033676B1 (en) | Charging System for Mobile Robot and Method thereof | |
KR100632436B1 (en) | Automatic traveling Robot system having outer recharger and controlling method thereof | |
JP2008117185A (en) | System of self-propelled type mobile object | |
KR100850227B1 (en) | Returning system to charging station for moving robot and operating method for same | |
KR100645817B1 (en) | Virtual wall system of moving robot and method thereof | |
KR100485707B1 (en) | Robot cleaner system having external charging apparatus and method for docking with the same apparatus | |
KR20080078327A (en) | Automatic charging system and method in movable robot | |
KR100437362B1 (en) | External charging apparatus of robot cleaner and system employing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160324 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170314 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180314 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190314 Year of fee payment: 12 |