KR100831702B1 - 로봇 청소기의 위치 검출 방법 및 위치 이동 장치 - Google Patents

로봇 청소기의 위치 검출 방법 및 위치 이동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 상부에 설치된 카메라; 상기 카메라와 마주 보도록 일정 간격 이격되어 설치되되 상기 카메라를 포함하여 로봇 청소기의 주위의 영상을 반사하는 볼록거울; 상기 카메라의 영상 이미지를 변환하는 영상 변환부; 상기 변환된 영상에서 포인트를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부; 장애물을 감지하는 감지 센서부; 상기 방향 검출부 및 감지 센서부를 제어하는 제어부; 상기 제어부의 신호에 따라 모터를 구동하는 구동부; 이물질을 흡입하여 저장하는 진공 청소부로 구성된다.
본 발명에 따르면 소정의 패턴으로 작동하는 로봇 청소기에 빛을 검출하는 수단을 구비하고 바닥에 빛을 조사하면 빛이 조사된 포인트를 로봇 청소기에서 검출하여 상기 포인트로 위치를 이동하는 로봇 청소기를 제공할 수 있어서, 사용자의 간단한 조작에 의해 정해진 구역 전체를 자동으로 청소하거나 일부만 청소할 수 있는 로봇 청소기를 제공할 수 있고, 청소 시간을 단축할 수 있는 효과가 발생한다.
볼록거울, 카메라, 로봇 청소기

Description

로봇 청소기의 위치 검출 방법 및 위치 이동 장치{A position detection method and a position move equipment of robot cleaner}
도 1은 종래의 로봇 청소기의 구성을 나타내 블록도.
도 2는 종래의 로봇 청소기의 주행에 따른 흐름도.
도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 볼록거울을 이용한 본 발명의 원리.
도 5는 본 발명의 흐름도.
도 6은 카메라에 촬영된 레이저 포인트.
도 6a는 이미지의 명암을 어둡게 변환된 이미지.
도 7은 카메라에 촬영된 이미지.
도 7a는 컬러대비를 증가시키고 밝기를 감소시킨 이미지.
도 7b는 흑백대비 증가를 증가시키고 밝기를 감소시킨 이미지.
도 8은 영상 이미지 변환 과정을 나타낸 흐름도.
도 9는 데이터 테이블을 이용한 좌표 검출 방법.
도 9a는 실시예1의 흐름도.
도 10은 중심좌표를 이용한 좌표 방향 검출 방법.
도 10a는 실시예2를 흐름도.
도 11은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 바람직한 실시예.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10...센서부 20...제어부
30...좌측 모터부 40...우측 모터부
50...진공 청소부
100...볼록거울 200...카메라
300...영상 변환부 400...방향 검출부
500...레이저 포인터
본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 상세하게는 로봇 청소기 주위를 관찰하는 볼록거울과 상기 볼록거울에 반사되는 영상을 촬영하는 카메라와 상기 카메라에 촬영되는 영상 이미지를 변환하여 사용자가 빛을 조사한 임의의 포인트를 검출하고 상기 검출된 포인트로 이동하면서 청소하는 로봇 청소기에 관한 것이다.
통상 로봇 청소기라 함은 사용자의 조작 없이 정해진 구역내에서 내장된 프로그램에 따라 주행하면서 청소하는 기기를 말한다.
이러한 로봇 청소기는 설정된 장소를 정확하게 주행하여 청소를 수행하도록 되어 있어서, 상기와 같이 설정된 장소를 정확하게 주행하면서 청소하기 위해서는 로봇 청소기의 위치와 주행거리 및 주의 장애물에 따른 수많은 고가의 센서가 설치되어야 한다. 하지만 상기의 고가의 센서가 설치되어 있다하더라도 바닥의 상태, 주위 장애물의 형태 등에 따라 설정된 장소 전체를 깨끗이 청소할 수 없다.
즉, 바닥의 이물질 또는 장애물의 형태로 인하여 로봇 청소기의 구동모터 회전이 달라지고 이에 따라 주행거리가 달라져서 청소가 되지 않는 부분도 발생한다.
도 1은 종래의 로봇 청소기의 구성을 나타낸 블록도이고 도 2는 종래 로봇 청소기의 주행에 따른 흐름도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 1과 2를 통하여 종래의 로봇 청소기를 설명한다.
종래의 로봇 청소기는 장애물을 감지하는 센서부(10), 상기 센서부의 감지 센서에 의해 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40) 및 진공청소부의 작동 신호를 송출하는 제어부(20), 상기 제어 신호에 따라 각각 좌륜과 우륜을 작동하는 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40), 모터의 흡입력에 의해 이물질을 흡입하여 저장하는 진공 청소부(50)로 구성되어,
로봇 청소기가 작동되면 제어부의 신호에 따라 좌측 모터부와 우측 모터부를 구동하여 직진(S_1)과 동시에 진공 청소부(50)에서는 바닥의 이물질을 흡입하여 저장한다.
직진하면서 센서부(10)에 장애물이 감지(S_2)되거나 혹은 장애물에 닿으면 랜덤(random) 방식에 의해 임의의 각도를 생성(S_3)하고 상기 각도를 적용하여 로봇 청소기는 회전(S_4)하여 직진(S_5)한다. 청소가 완료(S_6)되면 작동을 중지한다.
상기와 같이 랜덤 방법에 의해 회전하여 청소하는 로봇 청소기가 일정한 구역을 청소하기 위해서는 많은 시간을 필요로 한다. 또한 랜덤 방법의 문제점은 같은 주행로를 반복하여 주행할 수 있는 반면에 전혀 주행되지 않는 구역도 발생하는 것이다.
하지만 가장 큰 문제점은 일부 구역만 청소하기 위해서 로봇 청소기를 작동시킬 수 없는 것이다. 즉, 일부를 청소하기 위해 전체를 주행하면서 상기 일부 구역이 청소될 때까지 로봇 청소기를 작동시켜야 하는 문제점이 발생한다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 소정의 패턴으로 작동하는 로봇 청소기에 빛을 검출하는 수단을 구비하고 바닥에 빛을 조사하면 상기 포인트를 로봇 청소기에서 검출하여 상기 포인트로 위치를 이동하는 로봇 청소기의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 로봇 청소기의 상부에 설치된 카메라; 상기 카메라와 마주 보도록 일정 간격 이격되어 설치되되 상기 카메라를 포함하여 로봇 청소기의 주위의 영상을 반사하는 볼록거울; 상기 카메라의 영상 이미지를 변환하는 영상 변환부; 상기 변환된 영상에서 포인트를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부; 장애물을 감지하는 감지 센서부; 상기 방향 검출부 및 감지 센서부를 제어하는 제어부; 상기 제어부의 신호에 따라 모터를 구동하는 구동부; 이물질을 흡입하여 저장하는 진공 청소부로 구성된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하도록 한다. 단, 제시된 실시예는 예시적인 목적일 뿐, 이들의 실시예로부터 본 발명의 청구범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 기재의 편의상 동일한 작용효과를 갖는 구성물에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 구성을 나타낸 블록도이다.
주위의 영상을 반사하는 볼록거울(100); 상기 볼록거울의 일정간격 이격되어 직하방에 설치된 카메라(200); 상기 카메라의 영상 이미지를 변환하는 영상 변환부(300); 상기 변환된 영상에서 포인트를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부(400); 장애물을 감지하는 감지 센서부(10); 상기 방향 검출부 및 감지 센서부를 제어하는 제어부(20); 상기 제어부의 신호에 따라 각각 좌륜과 우륜의 모터를 구동하는 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40); 이물질을 흡입하여 저장하는 진공 청소부(50)로 구성되어,
상기 볼록거울(100)과 상기 카메라(200)는 일정간격으로 이격되어 서로 마주보도록 설치되고, 상기 카메라(200)는 상기 볼록거울(100)을 촬영하되, 상기 볼록거울(100)은 카메라(200)를 포함한 주변의 영상을 반사하고,
상기 반사된 영상을 카메라(200)에서 촬영하여 영상 변환부(300)에서 이미지를 변환하고, 상기 변환된 영상 이미지를 상기 방향 검출부(400)에서 방향을 검출하고, 상기 검출된 방향으로 제어부(20)의 제어에 의해 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40)를 구동시켜 위치를 이동하는 로봇 청소기이다.
이에 본 발명에서 이용한 볼록거울에 대해서 설명한다.
도 4는 볼록거울을 이용한 본 발명의 원리를 도시한 것이다.
볼록거울(100)은 볼록하게 생겨서 평행하게 들어온 빛은 거울면에서 반사된 후 무조건 퍼져나가게 된다. 퍼져나가는 빛을 반대로 연장하여 선을 나타내면 거울 내부에 빛이 모이게 되는데 이것이 볼록거울의 초점(f)이 된다.
볼록거울(100)의 직하방에 일정간격(a)으로 이격된 위치에 카메라(200)를 볼록거울(100)과 마주보도록 설치된다.
볼록거울에 반사되어 들어온 영상은 지면과 수평을 이루고 그 높이가 고정되어 있는 볼록거울에 의해 반사된 것이기 때문에 거울에 의해 비춰지는 영역의 크기는 고정되어 있고, 상기와 같이 촬영된 영상은 항상 같은 크기의 영역만을 찍을 수 있다.
즉, 카메라(200)의 중심점으로부터 반경(w)에 있는 모든 물체는 카메라(200)에 촬영이 된다.
따라서 카메라(200)의 중심으로부터 볼록거울(100)의 맨 가장자리의 영상까지의 거리는 항상 동일하다.
상기의 반경(w)을 결정하는 요소는 카메라(200)와 볼록거울(100)의 거리(a)와 볼록거울(100)의 곡률(曲律)로, 카메라(200)와 볼록거울(100)의 거리(a)가 멀수록 반경(w)은 증가하고, 곡률이 클수록 반경(w) 역시 증가한다. 상기의 도 4에서 하단부에 표시한 도면은 상기와 같이 이루어진 구조에서 카메라(200)에 촬영되는 영상을 나타낸 것으로, 반경(w)에 레이저 포인터(500)로 바닥을 비추면 빛이 조사된 포인트(p)는 카메라(200)의 영상 포인트(p')으로 촬영된다.
상기 촬영된 영사의 이미지를 변환하여 비춰진 지점의 좌표를 계산하고 상기 계산된 결과에 따라 방향을 검출한다.
상기에서 거리, 즉 카메라(200)의 중심점으로부터 레이저 포인터(500)로 지시한 포인트(p)의 실거리는 카메라(200)와 볼록거울(100)의 이격 거리(a)와 볼록거울(100)의 곡률에 따라 다르다. 상기 중에서 볼록거울(100)의 곡률이 클수록 실거리는 현저히 멀어지는 것으로, 곡률이 큰 볼록거울을 사용할 경우 촬영되는 이미지에 왜곡이 발생 할 수 있고, 이미지 변환시 포인트(p)가 검출되지 않는 경우가 발생하여 이격 거리(a)와 볼록거울(100)의 곡률의 적절한 조화가 필요시 된다.
상기에 근거하면 카메라(200)의 중심점에 가까울수록 실거리는 촬영되는 거리와 거의 흡사하다.
상기에서와 같이 본 발명은 크게 두 가지의 경우에 따라 실시될 수 있다.
첫째, 실시간으로 촬영되는 영상으로 통하여 이미지 변환을 하고, 상기 이미지 변환을 통하여 검출되는 포인트가 지속적으로 검출될 경우에만 계속하여 위치를 이동하는 로봇 청소기로 실시 될 수 있으며,
둘째, 실시간으로 촬영되는 영상으로 통하여 이미지 변환을 하고, 상기 이미지 변환을 통하여 검출되는 포인트가 발생하였을 경우에 상기 포인트의 좌표 및 거리를 측정하여 이동하는 로봇 청소기로 실시 될 수 있다.
상기의 첫 번째 방법은 실시간으로 영상을 분석하여 포인트가 검출되는 동안에만 사용자가 지시하는 포인트로 실시간 위치 이동이 가능하나, 두 번째 방법은 촬영되는 영상에 포인트가 검출될 경우 이후에 촬영되는 영상은 배제하고 상기 포인트에 따라 장치의 방향과 거리를 계산하여 이동하는 것으로 실시 될 수 있다.
따라서 본 발명은 포인트(p)가 검출되는 동안 상기의 방향으로 계속 이동하는 로봇 청소기의 제공을 우선으로 하여 기술하고 포인트(p)가 검출되지 아니하면 종래의 랜덤 방법에 의해 작동하는 로봇 청소기에 대해서만 기술한다.
본 발명에서 포인트 검출이 없을 경우에 랜덤 방법에 의해 주행하는 로봇 청소기로 기술하나 주행 방법을 프로그램에 저장하여 일정 각도로 회전하거나 이동하는 메모리 방법도 있을 수 있다.
따라서 랜덤 방법에 의해 주행하는 로봇 청소기는 메모리에 저장된 방법으로 주행하는 방법까지 포함되어야 할 것이다.
본 발명에서는 상기 첫 번째 방법을 통한 로봇 청소기를 기술하나, 본 발명의 명세서를 통하여 당업자라면 두 번째 방법도 용이하게 실시할 수 있는 것으로 사료되고, 상기 두 번째 방법도 본 발명의 권리범위에 속함이 당연할 것이다.
또한 본 발명에서는 레이저 포인터를 이용하여 위치를 지정하는 수단으로 기술하였으나 상기 레이저 포인터는 일 지점의 표시가 비교적 간단하고 포인트를 지정하였을 경우에 이미지를 변환시 포인트의 검출이 용이하다. 따라서 바람직한 일실시예로 레이저 포인트를 사용함이 좋으나 다른 수단 즉, 후레쉬 등을 통하여 본 발명을 실시 할 수 있는 것으로, 레이저 포인터를 이용한 위치표시로 본 발명의 청구범위가 한정되거나 축소되어서는 아니 될 것이다.
이하 흐름도를 통하여 본 발명을 설명한다.
도 5는 본 발명의 흐름도를 나타낸 것이다.
주위의 영상을 반사하는 볼록거울(100); 상기 볼록거울의 일정간격 이격되어 직하방에 설치된 카메라(200); 상기 카메라의 영상 이미지를 변환하는 영상 변환부(300); 상기 변환된 영상에서 포인트를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부(400); 장애물을 감지하는 감지 센서부(10); 상기 방향 검출부 및 감지 센서부를 제어하는 제어부(20); 상기 제어부의 신호에 따라 각각 좌륜과 우륜의 모터를 구동하는 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40); 이물질을 흡입하여 저장하는 진공 청소부(50)로 구성되어,
로봇 청소기가 작동하면 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10);
상기 볼록거울(100)에 반사되는 영상을 카메라(200)로 촬영하는 단계(S_20);
상기 촬영된 영상 이미지를 포맷하는 단계(S_30);
상기 포맷된 영상 이미지를 변환하는 단계(S_40);
상기 변환된 이미지에서 포인트가 검출되는지 확인하는 단계(S_50);
상기에서 포인트가 검출되면 랜덤 방법으로 진행을 중지하는 단계(S_60);
상기 포인트의 방향을 검출하는 단계(S_70);
상기 검출된 포인트로 방향을 회전하고 이동하는 단계(S_80);
청소가 완료되었는지 확인하는 단계(S_90);
상기의 과정에서 검출되는 포인트가 없으면 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10);로 이루어진다.
상기에서 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10)는 상기 종래의 로봇 청소기의 작동 흐름도 중에서, 로봇 청소기가 작동되면 제어부의 신호에 따라 좌측 모터부와 우측 모터부를 구동하여 직진(S_1)하는 단계; 센서부(10)에 장애물이 감지(S_2)되면 랜덤(random) 방식에 의해 임의의 각도를 생성(S_3)하고 상기 각도를 적용하여 로봇 청소기는 회전(S_4)하여 직진(S_5) 단계를 포함한다.
바람직하게는 상기의 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10)중 어느 한 단계에서 상기 촬영된 영상 이미지에서 포인트가 검출되면 랜덤 방법을 중지(S_60)하고 상기 포인트의 방향을 검출(S_70)하여 상기의 방향으로 회전 및 이동(S_80)하는 것으로 이루어짐이 당연할 것이다.
상기에서 촬영되는 영상의 모든 프레임(프레임과 프레임이 모여서 영상을 생성)에 대해서 포인트를 검출하기에는 장치에 많은 노드가 발생한다.
따라서 일정 시간에 하나의 프레임(이미지)에서 이미지를 변환하고 포인트를 검출하는 장치 및 방법이 바람직하다.
상기 영상포맷 단계(S_30)는 상기 이미지 변환을 용이하게 하기 위함으로 일정한 크기로 변환하는 단계이다. 즉, 상기 영상포맷 단계는 촬영되는 영상의 이미지가 클 경우 영상의 이미지를 변환하고 포인트를 검출하는 데 상당한 시간이 소요되어 이를 개선하고자 하는 단계로 촬영되는 영상의 이미지가 장치에 부하(노드)를 줄 만큼 작다면 생략될 수 있다.
다음으로 영상 이미지 변환 단계(S_30)에 대해서 설명한다.
본 발명에서는 레이저 포인터를 통한 위치 지정을 기술하였다.
레이저 포인터로 지정된 위치를 카메라로 촬영하게 되면 도 6에서 보는 바와 같이 레이저 포인트의 중심점은 밝은 흰색을 나타내고 그 주위는 적색으로 나타난다. 상기 이미지에서 이미지의 명암을 어둡게 하면 도 6a와 같이 변환되고 레이저 포인트의 색은 더욱 뚜렷해진다.
상기의 이미지 변환 과정을 도 7, 도 7a 및 도 7b를 통하여 설명한다.
도 7은 카메라에 촬영된 이미지를 나타낸 것으로 화살표가 지시하는 원안에 레이저 포인트가 지정되었음을 알 수 있다. 상기의 이미지는 픽셀(pixel)로 비교하여 레이저 포인트를 검출할 수 없다.
상기 이미지를 컬러대비를 증가시키고 밝기를 감소시키면 도 7a와 같이 이미지가 변환된다. 더 자세하게는 컬러대비 30% 증가시키고 밝기를 35% 감소시킨 이미지이다.
상기의 도 7a에서도 픽셀(pixel)로 비교하여 레이저 포인트를 검출할 수 없다.
도 7b는 흑백대비 증가를 증가시키고 밝기를 감소시킨 이미지이다. 더 자세하게는 흑백대비 30% 증가시키고 밝기를 35% 감소시킨 이미지이다.
상기에서 이미지에 컬러 및 흑백의 대비 증가 수치 및 밝기 감소의 수치는 촬영하는 주위의 환경에 따라 변경되어 질 수 있다.
촬영하는 장소가 어두운 장소 일수록 상기 수치는 감소될 수 있고, 장소가 밝을수록 상기 수치는 증가되어야 하는 것으로, 주위의 밝음과 어둠을 감지하는 센서를 더 부가하여 밝고 어둠에 따라 이미지 변환의 수치가 변경되도록 구성됨이 바람직할 것이다.
상기의 도 7b에서 알 수 있듯이 도 7b의 화살표가 지시하는 원안의 한점이 레이저 포인트가 지정된 위치이다.
상기의 이미지에서 가로 픽셀과 세로 픽셀의 RGB 값을 검출하여 검은색에 가까운 픽셀은 버리고, 밝은 색에 가까운 색 또는 상기 색이 모여 있는 군집이 있으면 그 위치의 픽셀이 레이저 포인트 위치가 된다.
상기의 과정을 흐름도로 설명한다.
도 8은 영상 이미지 변환 과정을 나타낸 흐름도이다.
영상의 이미지를 변환하는 단계는,
상기 포맷된 영상 이미지를 로드하는 단계(S_41);
상기 로드된 영상 이미지를 컬러대비 증가, 밝기를 감소시켜 변환하는 단계(S_42);
상기 변환된 이미지를 흑백대비 증가, 밝기를 감소시켜 변환하는 단계(S_43);를 더 포함한다.
다음으로 이미지 변환을 거쳐 포인트가 검출되는 경우를 설명한다.
포인트가 검출될 경우 상기 포인트에 대한 좌표를 검출하여 방향을 검출하여야 하는데, 상기 좌표에 대한 방향을 검출하기 위한 바람직한 실시예를 통하여 설명한다.
실시예 1) - 기(旣) 입력된 데이터 테이블을 이용하는 경우.
도 9는 데이터 테이블을 이용한 좌표 검출 방법으로 먼저 카메라에 들어온 영상 이미지를 각 구역(전(F), 후(B), 좌(L), 우(R))으로 분리한다. 도면에 도시한 바와 같이 이미지를 좌 상방에서 우 하방으로 이루어진 사선과 우 상방에서 좌 하방으로 이루어진 사선으로 분리하면 각각 전방, 후방, 좌측, 우측으로 분리되고 각 구역에 해당하는 픽셀의 좌표는 동일한 구역으로 테이블을 작성한다.
카메라에 촬영되는 영상의 이미지는 범위는 항상 동일하므로 상기 검출된 포인트(p)의 픽셀 좌표와 데이터 테이블의 픽셀 좌표를 비교하여 어느 구역에 있는지 알 수 있다.
상기에서 카메라 중심점을 지나는 가로선과 세로선을 더 추가하여 구역을 더 세분화 할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 경우 시계방향으로 전방좌측(F_L), 전방우측(F_R), 우측상단(R_F), 우측하단(R_B), 후방우측(B_R), 후방좌측(B_L), 좌측하단(L_B), 좌측상단(L_F)으로 세분화 하여 데이터 테이블이 작성됨이 더욱 바람직하다.
도 9a는 상기의 실시예1을 흐름도로 나타낸 것으로,
구역에 따른 픽셀의 위치 데이터 테이블을 로딩하는 단계(S_711);
검출된 픽셀의 좌표와 데이터 테이블의 좌표를 비교하는 단계(S_712);
상기 비교된 좌표의 방향과 거리를 계산하는 단계(S_713);를 포함한다.
실시예 2) - 중심좌표를 이용하는 경우.
도 10은 중심좌표를 이용한 좌표 방향 검출 방법을 나타낸 것으로, 카메라에 촬영되는 영상이 동일한 것을 이용한 방법이다.
영상 이미지가 픽셀의 수가 n*n으로 이루어진 경우 좌측 상단의 첫 번째 픽셀을 X0 , Y0로 나타낼 수 있고, 우측 하단의 마지막 픽셀을 Xn, Yn으로 나타낼 수 있다.
이때 중심점은 Xn/2, Yn/2가 된다.
따라서 검출되는 포인트(p)의 픽셀이 Xx, Yy이라고 할 때 상기 검출되는 픽셀의 X축 좌표 픽셀과 Y축 좌표 픽셀을 비교하는 방법으로, x의 값이 n/2보다 작으면 중심점에서 좌측에 있고, 크면 우측에 있다. 또한 y의 값이 n/2보다 작으면 중심점에서 위쪽에 있고, 크면 아래쪽에 있는 것이다.
이 또한 상기에서 언급하였듯이 본 발명은 포인트가 검출되는 동안에만 상기 방향으로 이동하는 로봇 청소기를 제공함에 있어서, 방향만 계산하여 상기 방향으로 진행하는 장치를 구현한다면 실거리는 무시될 수 있다.
도 10a는 상기의 실시예2를 흐름도로 나타낸 것으로,
상기 변환된 이미지에서 중심좌표를 검출하는 단계(S_721);
상기 변환된 이미지의 중심좌표와 상기 검출된 포인트 픽셀의 좌표를 비교하는 단계(S_722);
상기 중심 좌표로부터 상기 검출된 포인트 픽셀의 좌표의 방향과 거리를 계산하는 단계(S_723);를 포함한다.
상기의 전 과정에서 사용자는 볼록거울(100)이 반사되는 반경(w)안에 빛을 조사하여야 한다.
상기 반경(w)보다 더 멀리 이격된 구역을 청소하고자 하는 경우에는 상기 반경안에 빛을 조사하고 로봇 청소기가 이동함에 따라 빛을 이동 조사하여 상기 로봇 청소기를 이동할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 바람직한 실시예를 나타낸 것이다.
영상을 변환하는 영상 변환부(300)와 상기 변환된 영상에서 위치를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부(400)와 상기 영상변환부와 방향 검출부를 제어하는 제어부(20)와 상기 제어부의 신호에 의해 모터를 각각 구동하는 좌측 모터부(30) 및 우측 모터부(40)와 카메라(200)와 진공 청소부(50)를 포함하는 하부 하우징(110);
상기 카메라(200)의 직 상방에 일정간격 이격되어 마주 보도록 설치된 볼록거울(100)과 상기 하부 하우징(110)과 결합하여 상기 볼록거울(100)을 지지하는 외부 하우징(120)으로 구성된다.
상기 하부 하우징(110)의 하부에는 모터의 구동에 의해 구동되는 바퀴(130)가 설치된다.
상기에서 외부 하우징(120)은 투명의 재질로 이루어짐이 바람직하다.
또는 내부에서는 외부가 보이고 외부에서는 내부가 보이지 않는 일방투명경으로 이루어짐이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따르면 소정의 패턴으로 작동하는 로봇 청소기에 빛을 검출하는 수단을 구비하고 바닥에 빛을 조사하면 빛이 조사된 포인트를 로봇 청소기에서 검출하여 상기 포인트로 위치를 이동하는 로봇 청소기를 제공할 수 있다.
따라서 사용자의 간단한 조작에 의해 정해진 전체를 자동으로 청소하거나 일부만 청소할 수 있는 로봇 청소기를 제공할 수 있어서, 청소 시간을 단축할 수 있는 효과가 발생한다.

Claims (10)

  1. 주위의 영상을 반사하는 볼록거울(100); 상기 볼록거울의 일정간격 이격되어 직하방에 설치된 카메라(200); 상기 카메라의 영상 이미지를 변환하는 영상 변환부(300); 상기 변환된 영상에서 포인트를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부(400); 장애물을 감지하는 감지 센서부(10); 상기 방향 검출부 및 감지 센서부를 제어하는 제어부(20); 상기 제어부의 신호에 따라 각각 좌륜과 우륜의 모터를 구동하는 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40); 이물질을 흡입하여 저장하는 로봇 청소부(50)로 구성되어,
    상기 볼록거울(100)과 상기 카메라(200)는 일정간격으로 이격되어 서로 마주보도록 설치되고, 상기 카메라(200)는 상기 볼록거울(100)을 촬영하되, 상기 볼록거울(100)은 카메라(200)를 포함한 주변의 영상을 반사하고,
    상기 반사된 영상을 카메라(200)에서 촬영하여 영상 변환부(300)에서 이미지를 변환하고, 상기 변환된 영상 이미지를 상기 방향 검출부(400)에서 방향을 검출하고, 상기 검출된 방향으로 제어부(200)의 제어에 의해 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40)를 구동시켜 위치를 이동하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 카메라의 영상 이미지를 변환하는 영상 변환부(300)에는 주위의 밝음과 어둠을 감지하는 센서를 더 부가하여 밝고 어둠에 따라 이미지 변환의 수치가 변경됨을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  3. 제 1항에 있어서,
    하부 하우징(110)은 영상을 변환하는 영상 변환부(300)와 상기 변환된 영상에서 위치를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부(400)와 상기 영상변환부와 방향 검출부를 제어하는 제어부(20)와 상기 제어부의 신호에 의해 모터를 각각 구동하는 좌측 모터부(30) 및 우측 모터부(40)와 카메라(200)와 진공 청소부(50)를 포함하고,
    외부 하우징(120)은 상기 카메라(200)의 직 상방에 일정간격 이격되어 마주 보도록 설치된 볼록거울(100)과 상기 하부 하우징(110)과 결합하여 상기 볼록거울(100)을 지지하도록 구성되고,
    상기 하부 하우징(110)의 하부에는 모터의 구동에 의해 구동되는 바퀴(130)가 설치됨을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 외부 하우징(20)은 투명의 재질 또는 일방투명경 중에서 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  5. 주위의 영상을 반사하는 볼록거울(100); 상기 볼록거울의 일정간격 이격되어 직하방에 설치된 카메라(200); 상기 카메라의 영상 이미지를 변환하는 영상 변환부(300); 상기 변환된 영상에서 포인트를 검출하여 방향을 검출하는 방향 검출부(400); 장애물을 감지하는 감지 센서부(10); 상기 방향 검출부 및 감지 센서부를 제어하는 제어부(20); 상기 제어부의 신호에 따라 각각 좌륜과 우륜의 모터를 구동하는 좌측 모터부(30)와 우측 모터부(40); 이물질을 흡입하여 저장하는 로봇 청소부(50)로 구성되어,
    로봇 청소기가 작동하면 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10);
    상기 볼록거울(100)에 반사되는 영상을 카메라(200)로 촬영하는 단계(S_20);
    상기 촬영된 영상 이미지를 포맷하는 단계(S_30);
    상기 포맷된 영상 이미지를 변환하는 단계(S_40);
    상기 변환된 이미지에서 포인트가 검출되는지 확인하는 단계(S_50);
    상기에서 포인트가 검출되면 랜덤 방법으로 진행을 중지하는 단계(S_60);
    상기 포인트의 방향을 검출하는 단계(S_70);
    상기 검출된 포인트로 방향을 회전하고 이동하는 단계(S_80);
    청소가 완료되었는지 확인하는 단계(S_90);
    상기의 과정에서 검출되는 포인트가 없으면 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10);로 이루어짐을 특징으로 하는 로봇 청소기의 이동 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 포맷된 영상 이미지를 변환하는 단계(S_40)는
    상기 포맷된 영상 이미지를 로드하는 단계(S_41);
    상기 로드된 이미지를 컬러대비 증가, 밝기를 감소시켜 변환하는 단계(S_42);
    상기 변환된 이미지를 흑백대비 증가, 밝기를 감소시켜 변환하는 단계(S_43);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 이동 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 포인트의 방향을 검출하는 단계(S_70)는
    구역에 따른 픽셀의 위치 데이터 테이블을 로딩하는 단계(S_711);
    검출된 픽셀의 좌표와 데이터 테이블의 좌표를 비교하는 단계(S_712);
    상기 비교된 좌표의 방향과 거리를 계산하는 단계(S_713);를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 이동 방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 포인트의 방향을 검출하는 단계(S_70)는
    상기 변환된 이미지에서 중심좌표를 검출하는 단계(S_721);
    상기 변환된 이미지의 중심좌표와 상기 검출된 포인트 픽셀의 좌표를 비교하는 단계(S_722);
    상기 중심 좌표로부터 상기 검출된 포인트 픽셀의 좌표의 방향과 거리를 계산하는 단계(S_723);를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 이동 방법.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10)는
    상기 로봇 청소기가 작동되면 제어부의 신호에 따라 좌측 모터부와 우측 모터부를 구동하여 직진(S_1)하는 단계;
    센서부(10)에 장애물이 감지(S_2)되면 랜덤(random) 방식에 의해 임의의 각도를 생성(S_3)하고 상기 각도를 적용하여 로봇 청소기는 회전(S_4)하여 직진(S_5) 단계를 포함하고,
    상기의 랜덤 방법으로 진행하는 단계(S_10)중 어느 한 단계에서 상기 촬영된 영상 이미지에서 포인트가 검출되면 랜덤 방법을 중지(S_60)하고 상기 포인트의 방향을 검출(S_70)하여 상기의 방향으로 회전 및 이동(S_80)하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 이동 방법.
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