KR100849122B1

KR100849122B1 - 홈로봇에 의한 청소로봇 제어방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100849122B1
Application number: KR1020060138406A
Authority: KR
Inventors: 김형률; 박성주; 신경철
Original assignee: 주식회사 유진로봇
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-07-30
Also published as: KR20080062501A

Abstract

본 발명은 홈로봇에 의한 청소로봇 제어방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홈로봇이 위치를 식별 가능하도록 하는 위치인식기(프로젝터)와, 상기 위치인식기를 통해 자신의 위치를 인식하며, 위치된 구간의 청소상태를 감지하여 청소필요시 청소로봇을 청소필요 구간으로 유도하여 청소할 수 있도록 하는 홈로봇과, 상기 홈로봇의 제어에 의해 동작하는 청소로봇으로 구성됨을 특징으로 하는 홈로봇에 의한 청소로봇 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.

홈로봇, 관리, 시스템

Description

홈로봇에 의한 청소로봇 제어방법 및 시스템{Control System and Method of Cleaning Robot by Home Robot}

도1은 본 발명에 따른 청소로봇 제어 시스템 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

위치인식기(1), 홈로봇(2), 청소로봇(3), 청소로봇의 평균적인 청소 가능 구역(A), 홈로봇의 자율이동 가능 범위(B), 홈로봇이 위치를 식별 가능하도록 위치 인식기(프로젝터)에서 사영되는 적외선의 양 축(C)

인터넷 및 이동 통신으로 대표되는 정보 통신 기술은 현대인의 생활 패턴을 바꾸어 놓고 있다. 거의 모든 가정, 학교 및 사무실에 인터넷이 가능한 개인용 컴퓨터가 보급되어 웹 사이트를 이용한 정보 습득, 전자 상거래를 통한 상품 구매, E-mail을 통한 소식의 교환이 이루어지고 있다. 또한, 불과 몇 년 전만 하더라도 사람들이 이동 통신 단말기를 사용하여 음성 통화 위주의 이동 통신 서비스만 이용할 수 있었지만, 최근에는 이동 통신 단말기 한 대로 금융 결제, 홈 오토메이션(Home Automation), 동영상 촬영, 사진 촬영, MP3 음악 감상, 무선 인터넷 이용 등의 다양한 서비스를 제공받는 것이 가능하게 되었다.

이렇듯, 빠르게 발전하고 있는 정보 통신 기술은 실생활의 여러 부분에 적용되고 있으며, '유비쿼터스(Ubiquitous)'라는 신조어를 등장시키게 되었다.

유비쿼터스(Ubiquitous)란 라틴어로 '보편적으로 존재하다'라는 의미로서, 유비쿼터스 컴퓨팅 또는 네트워킹은 PC가 아닌 모든 비 PC 기기들이 상호 네트워크화 되어 사용자의 편의성 뿐만 아니라 시간 및 장소 등에 구애받지 않고 이들과 커뮤니케이션 또는 제어할 수 있도록 한다.

이러한 유비쿼터스 관련 기술은 정보통신 분야에서 엄청난 파급효과를 가져올 것으로 인식되고 있으며, 주요 선진 국가의 정부 및 연구소들은 유비쿼터스 네트워킹 및 그 응용 기술에 대해 경쟁적으로 개발하고 있다.

한편, 가정 방범시스템, 전기ㅇ가스의 조절, 조명장치, 냉난방 장비, 냉장고, TV, 오디오 등과 같은 각종 가전장비들을 자동화함에 있어 이와 같은 유비쿼터스 네트워킹을 적용할 경우, 사용자의 편의를 극대화시킬 수 있을 것이다. 특히 사용 자의 음성 명령을 인식하여 각종 가전장비들을 자동 제어하게 된다면, 전자장비의 복잡한 기능을 잘 알지 못하는 노약자나 어린이들로서도 쉽게 제어할 수 있을 것이다.

이러한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술은 기존의 단말중심의 컴퓨팅 환경에서 사용자 중심의 컴퓨팅 환경으로의 페러다임 변화이며, 사용자가 네트워크의 어떤 위치에서든지 해당 네트워크의 다양한 단말을 통하여 응용 서비스를 받도록 하여 서비스 몰입도 및 사용자 편의성을 높이는 기술이다.

이러한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술은 미국특허번호 제6,438,585호(발명의 명칭: SYSTEM AND METHOD FOR REDIRECTING MESSAGE ATTACHMENTS BETWEEN A HOST SYSTEM AND A MOBILE DATA COMMUNICATION DEVICE), 미국특허번호 제6,591,360호(발명의 명칭: IP NETWORK ACCESS FOR PORTABLE DEVICES), 및 1998년 ICOIN(International Conference on Information Network)에 게재된 논문인 "Mobile Agent Network for Supporting Personal Mobility"에 개시되어 있다.

미국특허번호 제6,438,585호에 개시된 발명은 이동 사용자가 장착하고 있는 이동 데이터 통신 디바이스가 낮은 프로세싱 파워를 갖고 대개 무선으로 네트워크와 연결되어있다는 점에 주목하여, 유선망으로부터의 고용량의 데이터는 유선에 연결된 호스트시스템에서 처리하고 데이터중에서 최소한의 정보만 선별하여 무선 디바이스측으로 전달하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 시스템은 유선의 네트워크에 연결된 호스트 시스템과 무선 네트워크에 연결된 디바이스로 구성된다. 그리고, 호스트 시스템에 장착된 redirector program을 통하여, 전달된 패킷에 대한 선별적 이벤트 메시지를 생성하여 디바이스측에 전달함으로써 이동 디바이스의 부담을 줄인다. 이러한 방식을 통하여 무선의 저대역폭 자원에 대한 소비를 줄일 수 있다. 나아가, 상대적으로 프로세싱 능력이 부족한 무선 디바이스의 부담을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 미국특허번호 제6,591,360호에 개시된 발명은 이동 단말이 홈이 아닌 방문방에 접근했을 경우에 액세스 라우터측에서 이동 단말에 대한 임시 주소를 할당하며, 이동 단말에 대한 패킷 송수신의 경우 홈 주소와 임시 주소에 대한 변환을 액세스 라우터측에서 담당하여, 이동 단말에서 별도의 네트워크 설정이나 프로토콜의 변경없이 네트워크 접속을 가능하게 함을 목적으로 한다. 이 시스템은 원격지 네트워크에 접근하는 guest 단말과 guest 단말의 네트워크 접속을 지원하는 액세스 라우터로 구성된다. guest 단말이 홈이 아닌 방문방에 접근했을 경우, 액세스 라우터측에서 guest 단말에 대한 임시 주소를 할당하며, 해당 단말에 대한 패킷 송수신의 경우 홈 주소와 임시 주소에 대한 변환을 액세스 라우터측에서 담당한다. 따라서, 이동 단말에서 별도의 네트워크 설정이나 프로토콜의 변경없이 네트워크 접속을 가능하게 하는 효과를 갖는다.

또한, ICOIN에 게재된 논문에 개시된 발명은 물리적인 인터넷 상위에 논리적인 이동 에이전트 네트워크를 제안하며, 사용자의 네트워크간 이동에 따라서 이동 에 이전트를 이동시킴으로써 인터넷상에서의 사용자 이동성을 제공함을 목적으로 한다. 논문에서 제안된 시스템은 인터넷의 호스트 시스템에 설치되는 이동 에이전트 엔진과 실행엔진상에서 동작하는 이동 에이전트와 에이전트의 보안문제를 해결하기 위한 서버트 객체로 구성된다. 이동 에이전트는 사용자가 네트워크간 이동함에 따라서 실행엔진간을 이동하며, 홈측의 고정 에이전트측으로 자신의 위치정보를 전달한다. 에이전트가 실행엔진상에서 동작하며 호스트 시스템의 위해를 막기위해 서번트에서 제공하는 인터페이스만 호출하여 동작할 수 있도록 하여 로컬 보안 문제를 해결하고 있다.

이러한 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발전에 따라, 최근 들어서는 '가정'을 시장 중심에 두는 홈 네트워크와 로봇 관련 사업에 관심이 집중되고 있다.

조사기관에 따르면 로봇산업은 2020년까지 시장규모가 5000억 달러에 이를 것으로 예상되고 있으며, 21세기에 로봇시장 규모가 자동차산업 규모를 상회할 수 있다는 전망도 나온다.

지능형 로봇이란 인공지능 등 IT를 바탕으로 인간과 상호작용을 하면서 가사지원, 교육, 엔터테인먼트 등 다양한 형태의 서비스를 제공하는 로봇이다. 이를 위해서는 단순 반복 작업을 하는 산업용 로봇과 달리 인공지능, 유비쿼터스 네트워크, 소프트웨어 등 IT가 집적돼야 한다.

다른 한편, PC(Personal Computer)나 특정 관련 장비들이 인터넷에 접속하던 환경과는 달리 지금의 인터넷 환경은 모든 장치들이 서로 연결되고 접속되는 환경으로 급속하게 변하고 있다. 특히, 이동통신 기술의 발달로 인하여 이동 중에 원하는 서비스에 접속하고자 하는 사용자가 급격하게 증가하고 있는 것이 현재의 인터넷 환경이다.

이러한 변화와 함께 가정 내의 환경도 기존과는 크게 변화하고 있다. 단순히 가전제품들이 고유한 기능만을 수행하는 것이 아니라 제품들 간에 서로 네트워킹 하고자 하고 상호 원하는 정보를 공유하고자 하는 움직임이 활발해지고 있다.

또한, 사용자들도 기존의 TV나 에어컨을 제어하던 단순한 기능의 리모컨이 아닌 더 지능적으로 언제 어디서나 원하는 기능을 수행할 수 있는 환경을 요구하고 있다. TV나 오디오 등을 서로 연결하고 가정 내에서 제품들 간에 연결하고자 하는 다양한 홈 네트워크 기술들은 계속하여 개발되고 있다.

그러나, 이러한 홈 네트워크 기술은 각 가전제품을 제어하기 위한 것으로써, 지능형 홈로봇에 의해 능동적으로 청소로봇을 제어하여 가정의 청소상태에 따라 청소로봇을 기동시켜 청소할 수 있도록 하는 데는 적합하지 못하다. 따라서, 이를 위한 기술적 방안이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상술한 요구에 부응하여 구현한 것으로, 홈로봇에 의해 능동적 청소관리를 수행할 수 있으며, 보통 다중 도킹스테이션을 제공하지 않는 청소로봇의 제 한적인 동작 범위를 가정내의 여러 지역으로 이동범위를 확장 시킬 수 있는 홈로봇에 의한 청소로봇의 제어방법 및 시스템을 제공하는데 목적을 두고 있다.

본 발명은 사람의 관리자적인 역할을 일정 부분 대신할 수 있는 홈로봇에 의한 청소로봇의 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 홈로봇에 의한 청소로봇 제어시스템은 홈로봇이 위치를 식별 가능하도록 하는 위치인식기(프로젝터)와, 상기 위치인식기를 통해 자신의 위치를 인식하며, 위치된 구간의 청소상태를 감지하여 청소필요시 청소로봇을 청소필요 구간으로 유도하여 청소할 수 있도록 하는 홈로봇과, 상기 홈로봇의 제어에 의해 동작하는 청소로봇으로 구성된다.

상기 위치인식기는 홈로봇이 위치를 식별할 수 있도록 적외선을 사영하게 되며,

상기 홈로봇은 상기 위치인식기에서 사영되는 적외선을 감지하여 자신의 위치를 인식하는 위치인식 수단과, 먼지를 감지하는 먼지감지센서와, 자율적인 이동을 위한 이동수단과, 이동구간에 상기 먼지감지센서를 통해 계측된 데이터를 통해 청소여부를 판단하여 사용자에게 묻거나 자율적으로 결정하는 청소여부 판단기능과, 청소로봇을 제어하는 제어장치와, 홈로봇에 의해 제어되는 청소로봇에 대한 정보가 입력되는 데이터베이스 등이 갖추어져 있다.

또한, 상기 홈로봇은 통상의 홈로봇과 같이 CPU, 마이크, LCD, 스피커, 네트워 크 모듈 등의 최소한의 기본 모듈이 구성되어 있으며, 이동시 장애물 감지하여 회피하는 수단, 추락 방지 수단 등이 구성되어 있다.

상기 청소로봇은 통상의 청소로봇으로서, 상기 홈로봇의 지시에 의해 동작하게 된다.

또한, 가정내에는 상기 홈로봇과 청소로봇의 에너지 충전 등을 위한 도킹스테이션이 설치되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 청소로봇 제어 시스템 구성도를 도시한 것이며, 위치인식기(1), 홈로봇(2), 청소로봇(3), 청소로봇의 평균적인 청소 가능 구역(A), 홈로봇의 자율이동 가능 범위(B), 홈로봇이 위치를 식별 가능하도록 위치 인식기(프로젝터)에서 사영되는 적외선의 양 축(C)을 나타낸다.

본 발명에 따른 홈로봇에 의한 청소로봇 제어시스템은 도1에 도시된 바와 같이 홈로봇이 위치를 식별 가능하도록 하는 위치인식기(프로젝터)(1)와, 상기 위치인식기(1)를 통해 자신의 위치를 인식하며, 위치된 구간의 청소상태를 감지하여 청소필요시 청소로봇(3)을 청소필요 구간으로 유도하여 청소할 수 있도록 하는 홈로봇(2)과, 상기 홈로봇의 제어에 의해 동작하는 청소로봇(3)으로 구성된다.

본 발명에 따른 홈로봇에 의한 청소로봇의 제어방법을 살펴보면, 홈로봇(2)이 자신의 위치를 인식하며 자율적으로 이동하여 먼지상태를 감지하는 감지단계; 상기 감지단계를 통해 이동구간에서 계측된 데이터를 통해 청소여부를 판단하여 사용자에게 묻거나 자율적으로 결정하는 청소여부결정단계; 상기 청소여부결정단계를 통해 청소가 필요하다고 결정되었을 경우 청소로봇이 위치한 곳으로 자율 이동하는 제1이동단계; 청소로봇이 도킹 스테이션에 있다면 IR신호(청소로봇의 리모콘과 호환)를 통해 청소로봇을 작동시키는 청소로봇 작동단계; 상기 작동단계를 통해 작동된 청소로봇이 도킹 위치를 찾는 알고리즘을 통해 홈로봇에 설치된 적외선 광원으로 청소로봇을 유도하는 유도단계; 상기 유도단계를 통해 청소로봇이 청소가 필요한 구간으로 이동하여 청소를 하게되는 청소단계; 청소로봇으로부터 청소 종료 신호를 받거나 일정시간이 지난 후 자율적으로 청소를 하는 지역으로 이동하는 제2이동단계; 청소로봇을 도킹스테이션이 있는 곳으로 유도하는 유도단계; 청소로봇에게 도킹 지시를 내린 후 평상시 프로세스로 전환하는 전환단계; 자율주행을 통해 청소 구간의 이전과의 비교를 통한 청소 효율을 구하거나 청소 기록 등의 통계 자료 작성하는 통계자료작성 단계;를 포함하여 이루어지게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 홈로봇은 자율 관리 기능에 의해 가정에 설치된 각각의 구간을 이동하며 데이터를 수집하고 이를 사용자에게 알려서 확인을 받은 후 청소로봇에게 청소를 지시하거나 자율적으로 판단하여 청소로봇을 동작시킬 수 있으며, 가령 청소로봇이 있는 위치가 거실인데 안방이 청소가 필요한 상태라면 청소로봇을 안방으로 유도하여 청소를 시킬 수 있다.

이를 통해 얻을 수 있는 것은 첫째로 사용자가 정책만 결정해주면, 비교적 자율적인 데이터 수집과 판단을 통해 청소로봇을 제어할 수 있어 사람의 할 일을 작은 부분이나마 덜을 수 있으며, 둘째로는 청소로봇의 충전도킹스테이션의 위치에 따르는 지역적 한계를 다수의 위치 인식 센서를 갖춘 홈로봇이 청소로봇을 청소가 필요한 지역으로 유도를 함으로서 극복할 수 있다. 따라서 실제적인 기능을 수행할 수 있는 청소로봇이 단순하고 기능 특화적이라면 이에 비해 다양한 센서를 가진 홈로봇이 계산능력이 우수한 만큼 비교적 복잡한 사고능력을 통해 상호 보완적인 기능을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시스템을 홈네트워크에 적용하여, 홈로봇이 자율적으로 이동하며, 여러 가전제품을 제어할 수 도록 구성할 수도 있다.

본 발명은 홈로봇이 정해진 구간을 사람이 집안을 둘러보듯 순찰하며 구비된 감지센서에서 데이터를 수집한 후, 수집한 데이터를 기반으로 정해진 상황을 판단하여 청소로봇에 적합한 명령을 청소하도록 할 수 있음으로서, 능동적 청소관리를 수행할 수 있으며, 보통 다중 도킹스테이션을 제공하지 않는 청소로봇의 제한적인 동작 범위를 가정내의 여러 지역을 이동할 수 있는 홈 로봇의 이동범위로 확장 시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims

홈로봇에 의한 청소로봇 제어시스템에 있어서, 홈로봇이 위치를 식별 가능하도록 하는 위치인식기(1)와, 상기 위치인식기(1)를 통해 자신의 위치를 인식하며, 위치된 구간의 청소상태를 감지하여 청소필요시 청소로봇(3)을 청소필요 구간으로 유도하여 청소할 수 있도록 하는 홈로봇(2)과, 상기 홈로봇의 제어에 의해 동작하는 청소로봇(3)으로 구성되되,

상기 홈로봇(2)은 상기 위치인식기(1)에서 사영되는 적외선을 감지하여 자신의 위치를 인식하는 위치인식 수단과, 먼지를 감지하는 먼지감지센서와, 자율적인 이동을 위한 이동수단과, 이동구간에 상기 먼지감지센서를 통해 계측된 데이터를 통해 청소여부를 판단하여 사용자에게 묻거나 자율적으로 결정하는 청소여부 판단기능과, 청소로봇을 제어하는 제어장치와, 홈로봇에 의해 제어되는 청소로봇에 대한 정보가 입력되는 데이터베이스를 포함하여 구성됨을 특징으로 홈로봇에 의한 청소로봇 제어시스템.
제1항에 있어서, 상기 위치인식기(1)는 홈로봇(2)이 위치를 식별할 수 있도록 적외선을 사영도록 구성됨을 특징으로 하는 홈로봇에 의한 청소로봇 제어시스템.
삭제
삭제