KR101066037B1 - Left/right wheel size error compensation apparatus and method for mobile robot - Google Patents

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KR101066037B1 KR1020040106574A KR20040106574A KR101066037B1 KR 101066037 B1 KR101066037 B1 KR 101066037B1 KR 1020040106574 A KR1020040106574 A KR 1020040106574A KR 20040106574 A KR20040106574 A KR 20040106574A KR 101066037 B1 KR101066037 B1 KR 101066037B1
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means

Abstract

본 발명은 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치 및 방법에 관한 것으로, 초기상태에서의 목표물과의 거리와 이동 후의 목표물과의 거리의 차이값과, 초기 상태의 영상과 일정거리 이동 후의 영상을 비교하여 그 영상의 틀어지는 픽셀수를 이용하여 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하고, 그 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 이용하여 좌측휠과 우측 휠의 회전속도를 상대적으로 가변시킴으로써, 좌측휠과 우측휠의 크기 차이에 따른 이동 오차를 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 목표물의 영상을 촬영하는 영상촬영수단; 상기 영상촬영수단에서 촬영되는 영상을 소정 처리하고, 상기 소정 처리한 영상을 근거로 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 거리를 계산하는 영상처리수단; 초기 상태 시, 상기 영상처리수단에서 출력되는 제1 영상 및 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 제1 거리와, 일정 거리 이동 후 상기 영상처리수단에서 출력되는 제2 영상 및 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 제2 거리를 근거로 이동시 틀어지는 거리를 계산하고, 상기 이동시 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 계산하여 상기 계산한 거리 보정값을 근거로 좌측휠과 우측휠의 구동속도를 제어하기 위한 구동제어신호를 출력하는 제어수단; 및 상기 구동제어신호에 의해, 좌측휠과 우측휠을 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성한다.The present invention relates to a left and right wheel size error correction device and method of a mobile robot, the difference between the distance between the target and the target in the initial state and the distance between the target, the image of the initial state and the image after a certain distance movement By comparing the calculated number of pixels by moving the robot using the distorted number of pixels in the image, and using the distance compensation value according to the distorted distance, the rotational speed of the left and right wheels is changed relatively, This is to prevent the movement error due to the size difference. To this end, the present invention provides an image capturing means for photographing an image of a target; Image processing means for processing an image captured by the image capturing means and calculating a distance from the image capturing means to the target based on the predetermined processed image; In the initial state, the first image output from the image processing means and the first distance from the image capturing means to the target, the second image output from the image processing means after a predetermined distance and the image capturing means; Drive to control the driving speed of the left wheel and the right wheel based on the calculated distance correction value by calculating the distance to be shifted during the movement based on the second distance to the target, the distance correction value according to the distance during the movement Control means for outputting a control signal; And driving means for driving the left wheel and the right wheel by the drive control signal.

Description

이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치 및 방법{LEFT/RIGHT WHEEL SIZE ERROR COMPENSATION APPARATUS AND METHOD FOR MOBILE ROBOT}LEFT / RIGHT WHEEL SIZE ERROR COMPENSATION APPARATUS AND METHOD FOR MOBILE ROBOT}

도1은 일반적인 이동로봇을 보인 개략도.1 is a schematic view showing a general mobile robot.

도2는 일반적인 이동로봇 목표물을 추적하는 모습을 보인 예시도.Figure 2 is an exemplary view showing the tracking of a typical mobile robot target.

도3은 일반적인 이동 로봇의 개략적인 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a general mobile robot.

도4는 본 발명 이동로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치에 대한 개략적인 구성을 보인 블록도.Figure 4 is a block diagram showing a schematic configuration for the left / right wheel size error correction device of the present invention mobile robot.

도5는 본 발명 이동로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정방법에 대한 동작흐름도.5 is a flow chart for the left / right wheel size error correction method of the present invention mobile robot.

도6는 실제 이동로봇이 기울어져 이동하는 모습을 보인 개략도.Figure 6 is a schematic diagram showing the actual mobile robot tilted to move.

도7은 실제 이동로봇이 기울어져 이동하는 경우에 대한 실시예의 카메라 영상을 보인도. Figure 7 shows a camera image of the embodiment for the case where the actual mobile robot is tilted to move.

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

10:영상촬영수단 20:영상처리수단10: video recording means 20: video processing means

30:제어수단 40:구동수단30: control means 40: driving means

50:좌측 휠 60:우측 휠50: left wheel 60: right wheel

본 발명은 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 좌측휠과 우측휠의 크기 차이에 의해, 로봇 이동시 틀어지는 거리를 보정함으로써, 로봇의 이동에 따른 오차를 방지하도록 한 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for correcting left / right wheel size errors of a mobile robot, and in particular, a movement for preventing an error due to the movement of the robot by correcting a distorted distance when the robot is moved by the size difference between the left and right wheels. The present invention relates to a left and right wheel size error correction device and method of a robot.

일반적으로, 엔터테인먼트 로봇 제품군은 사용자의 목적에 의해서만 작업을 수행하는 산업로봇과 달리 인공지능을 가지고 있어 생명체와 같이 자율적으로 행동할 수 있다.In general, unlike industrial robots that perform tasks only for the purpose of a user, the entertainment robot family has artificial intelligence and can be autonomous like a living thing.

상기 산업로봇은 교시된 경로를 따라 반복적으로 이동하면서 작업을 수행하며, 위치의 정밀도를 요구하는데 반하여, 엔터테인먼트군의 로봇은 위치의 정밀보다 부드러운 움직임을 요구한다.The industrial robot performs work while repeatedly moving along the taught path, and requires the precision of the position, whereas the entertainment robot requires the smooth movement of the position.

상술한 엔터테인먼트군의 로봇은, 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 주행을 하면서 소정 작업을 수행하는데, 이렇게 기설정된 주행 경로를 자동으로 주행하기 위해서는 로봇의 위치와 주행거리 및 장애물 등을 감지하기 위해 많은 수의 센서들이 사용된다.The above-mentioned entertainment group robots perform predetermined tasks while pre-set driving in accordance with a built-in program. In order to automatically drive the preset driving route, a large number of robots for detecting the position, mileage, and obstacles of the robot are used. Sensors are used.

이러한 로봇은 자율적으로 공간을 이동할 수 있도록, 도1과 같이 로봇 동체에 바퀴가 장착되며, 또한 장애물을 피하거나 특정의 목표물을 쫓아갈 수 있도록 카메라를 부착한다.Such a robot is equipped with wheels on the robot body as shown in FIG. 1 so as to autonomously move space, and also attach a camera to avoid obstacles or to chase a specific target.

상기 카메라를 통해 캡쳐된 화상을 화상처리(vision processing)를 통해 특정 색깔의 공이나 사람얼굴 등의 목표물을 추적하는 기능을 가지고 있어서 사용자가 원하는 방향으로 로봇을 유도할 수 있다.The image captured by the camera has a function of tracking a target such as a ball of a specific color or a human face through vision processing, so that the user can guide the robot in a desired direction.

또한, 상기 로봇은, 로봇의 정확한 방향 전환을 감지하기 위한 자이로센서와, 바퀴의 회전수를 감지하여 주행거리를 판단하기 위한 엔코더와, 목표물과의 거리 및 장애물을 감지하기 위한 초음파 센서 등의 수많은 센서들이 로봇에 부착 설치되어 있다.In addition, the robot may include a gyro sensor for detecting an accurate change of direction of the robot, an encoder for determining the driving distance by detecting the number of revolutions of the wheel, and an ultrasonic sensor for detecting a distance and an obstacle with a target. Sensors are attached to the robot.

도2는 일반적인 이동로봇이 목표물을 추적하는 모습을 보인 예시도이고, 도3은 일반적인 이동로봇의 개략적인 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 로봇이 일정 영역을 직진하다가, 충돌이 발생하면 그 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(1)와; 상기 장애물 감지부(1)에서 출력되는 신호에 의해, 그 장애물을 회피하기 위하여, 로봇의 주행을 전환하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(2)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(5)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(3)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 우륜 모터(6)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(4)를 포함하여 구성한다.FIG. 2 is an exemplary view showing a general mobile robot tracking a target, and FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a general mobile robot. As shown in FIG. An obstacle detecting unit 1 detecting an obstacle by the collision; A controller (2) for outputting a control signal for switching the running of the robot in order to avoid the obstacle by the signal output from the obstacle detecting unit (1); A left wheel motor driving unit 3 for driving the left wheel motor 5 at a constant speed by a control signal of the control unit 2; By the control signal of the said control part 2, the right wheel motor drive part 4 which drives the right wheel motor 6 at a constant speed is comprised.

먼저, 사용자에 의해 주행 명령이 발생하면, 제어부(2)는 로봇을 전진시키기 위하여, 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 구동속도를 일치시키기 위한 제어신호를 출력한다.First, when the driving command is generated by the user, the control unit 2 outputs a control signal for matching the driving speed of the left wheel motor 5 and the right wheel motor 6 to advance the robot.

이에 따라, 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시킨다.Accordingly, the left wheel motor driver 3 drives the left wheel motor 5 by the control signal of the controller 2, and the right wheel motor driver 4 is driven by the control signal of the controller 2. 6).

이에 따라, 로봇은 전진한다. As a result, the robot moves forward.                         

이때, 장애물 감지부(1)는, 외부 장애물과의 거리를 감지하고, 그 감지결과 장애물이 감지되면 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부 (2)에 인가한다.At this time, the obstacle detecting unit 1 detects a distance to an external obstacle, and if the obstacle is detected as a result of the detection, the obstacle detecting unit 1 applies the obstacle detecting signal accordingly to the controller 2.

이에 따라, 상기 제어부(2)는, 상기 장애물 감지신호에 의해 주행을 정지시켜, 그 장애물을 회피하기 위한 제어신호를 출력하는데, 이때 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 회전 방향에 따라 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 속도를 달리하도록 하는 제어신호를 좌륜모터 구동부(3) 및 우륜 모터 구동부(4)에 출력한다.Accordingly, the control unit 2 stops driving by the obstacle detection signal and outputs a control signal for avoiding the obstacle, wherein the control unit 2 rotates the robot cleaner according to the rotational direction of the left wheel motor ( 5) and a control signal for varying the speed of the right wheel motor 6 to the left wheel motor driver 3 and the right wheel motor driver 4.

이에 따라, 상기 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시켜, 로봇을 임의의 랜덤 각도로 회전시킨다.Accordingly, the left wheel motor driver 3 drives the left wheel motor 5 by the control signal of the controller 2, and the right wheel motor driver 4 is the right wheel motor by the control signal of the controller 2. (6) is driven to rotate the robot at any random angle.

이때, 상기 제어부(2)는 두 개의 바퀴를 각각 독립적으로 제어하여 로봇을 이동시키는데, 이러한 방식이 경우 좌륜과 우륜의 크기가 완전히 일치하지 않고, 또한, 좌륜과 우륜의 독립적인 사용으로 인한 각 타이어의 불균일한 마모로 인하여, 이동로봇이 정확하게 직진하지 못하고, 좌측 또는 우측방향으로 기울어져 이동하게 되는 문제점이 있다.At this time, the controller 2 controls the two wheels independently to move the robot, in this case, the size of the left wheel and the right wheel does not completely match, and each tire due to the independent use of the left and right wheels Due to the non-uniform wear of the mobile robot does not go straight, there is a problem to move inclined in the left or right direction.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 초기상태에서의 목표물과의 거리와 이동 후의 목표물과의 거리의 차이값과, 초기 상태의 영상과 일정거리 이동 후의 영상을 비교하여 그 영상의 틀어지는 픽셀수를 이용하여 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하고, 그 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 이용하여 좌측휠과 우측 휠의 회전속도를 상대적으로 가변시킴으로써, 좌측휠과 우측휠의 크기 차이에 따른 이동 오차를 방지하도록 한 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and compares the difference value between the distance from the target in the initial state and the target after the movement, the image of the initial state and the image after a certain distance movement, the image Calculate the distorted distance by moving the robot using the distorted number of pixels and relatively change the rotational speeds of the left and right wheels by using the distance correction value according to the distorted distance. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for correcting left / right wheel size errors of a mobile robot to prevent movement errors.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 목표물의 영상을 촬영하는 영상촬영수단과;The present invention for achieving the above object, the image taking means for shooting an image of the target;

상기 영상촬영수단에서 촬영되는 영상을 소정 처리하고, 그 영상을 이용하여 영상촬영수단에서 목표물까지의 거리를 계산하는 영상처리수단과;Image processing means for processing an image captured by the image capturing means and calculating a distance from the image capturing means to a target using the image;

초기상태에, 상기 영상처리수단에서 출력되는 영상 및 영상촬영수단에서 목표물까지의 거리와, 일정 거리 이동 후 상기 영상처리수단에서 출력되는 영상 및 영상촬영수단에서 목표물까지의 거리를 이용하여 이동시의 틀어지는 거리를 계산하고, In the initial state, the image is shifted by using the distance output from the image processing means and the image capturing means to the target, and the distance from the image output means and the image capturing means to the target output after a predetermined distance. Calculate the distance,

그 이동시의 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 계산하여 그 거리 보정값에 따라 좌측휠과 우측휠의 구동속도를 제어하는 구동제어신호를 출력하는 제어수단과;Control means for calculating a distance correction value according to the distorted distance during the movement and outputting a drive control signal for controlling the drive speeds of the left and right wheels according to the distance correction value;

상기 구동제어신호에 의해, 좌측휠과 우측휠을 서로 다른 속도로 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.By the drive control signal, it characterized in that it comprises a drive means for driving the left wheel and the right wheel at different speeds.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

사용자에 의해, 주행모드가 선택되면, 영상촬영수단으로부터 입력되는 목표물 영상을 이용하여, 초기상태에서 영상촬영수단과 목표물까지의 거리를 계산하는 과정과; Calculating a distance between the image capturing means and the target object in an initial state by using the target image input from the image capturing means when the driving mode is selected by the user;                     

이동 로봇을 일정시간 동안 이동시키는 과정과;Moving the mobile robot for a predetermined time;

로봇의 초기 상태의 영상과 이동 후의 영상을 비교하고 그 비교결과에 근거하여 로봇의 좌측/우측 휠의 크기 차이로 인한 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하는 과정과;Comparing the image of the initial state of the robot with the image after the movement and calculating a distance which is displaced when the robot moves due to the size difference of the left / right wheels of the robot based on the comparison result;

상기 로봇 이동시 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 계산하고, 그 거리 보정값에 따라, 좌측/우측 휠의 회전속도를 상대적으로 제어하는 과정을 수행함을 특징으로 한다. The distance correction value is calculated according to the distorted distance when the robot moves, and according to the distance correction value, a process of controlling the rotational speed of the left / right wheels is relatively performed.

이하, 본 발명에 의한 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation and effects of the left and right wheel size error correction device and method of the mobile robot according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도4는 본 발명 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the left / right wheel size error correction device of the present invention mobile robot.

도4에 도시한 바와 같이, 본 발명은 목표물의 영상을 촬영하는 영상촬영수단(10)과; 상기 영상촬영수단(10)에서 촬영되는 영상을 소정 처리하고, 그 영상을 이용하여 영상촬영수단(10)에서 목표물까지의 거리를 계산하는 영상처리수단(20)과; 초기 상태 시, 상기 영상처리수단(20)에서 출력되는 영상 및 영상촬영수단(10)에서 목표물까지의 거리와 일정 거리 이동 후 상기 영상처리수단(20)에서 출력되는 영상 및 영상촬영수단(10)에서 목표물까지의 거리를 이용하여 이동시의 틀어지는 거리를 계산하고, 그 이동시의 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 계산하여 그 거리 보정값에 따라 좌측휠(50)과 우측휠(60)의 구동속도를 제어하기 위한 구동제어신호를 출력하는 제어수단(30)과; 상기 구동제어신호에 의해, 좌측휠(50)과 우측휠(60)을 서로 다른 속도로 구동시키는 구동수단(50)을 구비한다.As shown in Fig. 4, the present invention includes an image capturing means 10 for capturing an image of a target; Image processing means (20) for predetermined processing of the image captured by the image capturing means (10) and calculating a distance from the image capturing means (10) to a target using the image; In the initial state, the image and the image capturing means 10 output from the image processing means 20 after moving the distance and the predetermined distance from the image and the image capturing means 10 to the target output from the image processing means 20 Calculate the distorted distance at the time of movement using the distance to the target, calculate the distance correction value according to the distorted distance at the time of movement, and calculate the driving speed of the left wheel 50 and the right wheel 60 according to the distance correction value. Control means (30) for outputting a drive control signal for controlling; In response to the drive control signal, a drive means 50 for driving the left wheel 50 and the right wheel 60 at different speeds is provided.

상기 제어수단(30)은, 일정거리 이동 후의 영상촬영수단(10)에서 목표물까지의 거리와 초기상태에서의 영상촬영수단(10)에서 목표물까지의 거리의 차이를 구하고, 초기 상태의 영상과 일정거리 이동 후의 영상을 비교하여 그 영상의 틀어지는 픽셀수를 계산하여, 그 픽셀수와 거리의 차이를, 소정 연산하여 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산한다.The control means 30 obtains the difference between the distance from the image capturing means 10 to the target after the movement of the predetermined distance and the distance from the image capturing means 10 to the target in the initial state. By comparing the images after the distance movement, the number of distorted pixels of the image is calculated, and a difference between the number of pixels and the distance is calculated a predetermined amount to calculate the distorted distance when the robot moves.

상기 영상촬영수단(10)은, 좌우 영상을 촬영하는 스테레오 카메라로 이루어진다.The image capturing means 10 comprises a stereo camera for capturing left and right images.

상기 영상촬영수단(10)은, 스테레오 카메라의 좌우에서 들어오는 영상을 이용하는 스테레오 매칭방법(삼각법을 이용)으로 카메라로부터 목표물까지의 거리를 계산한다.The image capturing means 10 calculates the distance from the camera to the target by a stereo matching method (using a triangular method) using images coming from the left and right of the stereo camera.

이렇게 구성한 본 발명의 동작을, 도5를 참조하여 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.

먼저, 사용자에 의해 주행모드가 선택되면(SP1), 영상촬영수단(10)은 초기 상태의 목표물 영상을 촬영하고, 영상처리수단(20)은, 상기 영상촬영수단(10)으로부터 입력되는 목표물 영상을 이용하여, 초기상태에서 영상촬영수단(10)과 목표물까지의 거리를 계산한다(SP2).First, when the driving mode is selected by the user (SP1), the image capturing means 10 photographs the target image in the initial state, and the image processing means 20 receives the target image input from the image capturing means 10. Calculate the distance between the image capturing means 10 and the target object in the initial state (SP2).

여기서, 상기 영상촬영수단(10)은 좌우 영상을 촬영하는 스테레오 카메라로 이루어지고, 그 스테레오 카메라의 좌우에서 들어오는 영상을 이용하는 스테레오 매칭방법(삼각법)으로 카메라로부터 목표물까지의 거리를 계산한다.Here, the image capturing means 10 is composed of a stereo camera for capturing left and right images, and calculates the distance from the camera to the target by a stereo matching method (triangular method) using the image coming from the left and right of the stereo camera.

이후, 로봇이 일정시간 동안 일정거리만큼 이동한다(SP3, SP4).After that, the robot moves by a certain distance for a predetermined time (SP3, SP4).

그 다음, 상기 로봇의 초기 상태의 영상과 이동 후의 영상을 비교하고 그 비교결과에 근거하여 로봇의 좌측/우측 휠의 크기 차이로 인한 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산한다(SP5).Next, the image of the initial state of the robot is compared with the image after the movement, and based on the comparison result, a distance that is displaced when the robot moves due to the size difference between the left and right wheels of the robot is calculated (SP5).

즉, 도6과 같이, 로봇이 실제 기울어져 이동하는 경우에, 일정거리 이동 후, 영상촬영수단(10)에서 입력되는 영상을 이용하여 목표물까지의 거리를 계산한 다음, 상기 일정거리 이동 후의 목표물까지의 거리와 상기 초기상태에서의 목표물까지의 거리 차이(Dy)를 구한다.That is, as shown in FIG. 6, when the robot is actually tilted and moved, after the predetermined distance is moved, the distance to the target is calculated using the image input from the image photographing means 10, and then the target after the predetermined distance is moved. The distance difference Dy between the distance to and the target in the initial state is obtained.

이후, 도7의 좌측에 도시된 초기 상태의 영상과 도7의 우측에 도시된 일정거리 이동 후의 영상을 비교하여 그 영상의 틀어지는 픽셀수를 구하는데, 즉 초기 상태의 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수평축 픽셀수(dx)와 초기 상태의 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수직축 픽셀수(dy)를 구한다.Subsequently, the image of the initial state shown on the left side of FIG. 7 is compared with the image after a certain distance shift shown on the right side of FIG. 7, and the number of distorted pixels of the image is obtained. Based on the distorted horizontal axis number dx of the image after the movement and the image of the initial state, the distorted vertical axis number dy of the image after the predetermined distance is obtained.

그 다음, 상기 영상의 틀어지는 픽셀수(dx,dy)와 목표물까지의 거리의 차이(Dy)를, 하기 수학식에 적용하여 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산한다.Then, the distance Dy during robot movement is calculated by applying the difference Dy between the number of distorted pixels dx and dy of the image and the distance to the target.

[수학식][Equation]

Dx=(dx×Dy)/dyDx = (dx × Dy) / dy

여기서, dx는 초기 상태의 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수평축 픽셀수.Here, dx is the number of distorted horizontal axis pixels of the image after a predetermined distance based on the image of the initial state.

dy는 초기 상태의 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수직축 픽셀수.dy is the number of distorted vertical axes of the image after a certain distance from the initial state of the image.

Dy는 일정거리 이동 후의 카메라와 목표물까지의 거리와 정지시의 카메라와 목표물까지의 거리의 차이.Dy is the difference between the distance between the camera and the target after a certain distance movement and the distance between the camera and the target at rest.

Dx는 로봇 이동시, 좌/우측 휠의 크기 차이에 따라 틀어지는 거리.Dx is the distance that changes according to the size difference between the left and right wheels when moving the robot.

그 다음, 상기 로봇 이동시 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 계산하고(SP6), 그 거리 보정값에 따라, 좌측/우측 휠의 회전속도를 상대적으로 제어한다(SP7).Next, the distance correction value according to the distance distorted when the robot is moved is calculated (SP6), and the rotation speed of the left / right wheel is relatively controlled according to the distance correction value (SP7).

즉, 본 발명은 초기상태에서의 목표물과의 거리와 이동 후의 목표물과의 거리의 차이값과, 초기 상태의 영상과 일정거리 이동 후의 영상을 비교하여 그 영상의 틀어지는 픽셀수를 이용하여 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하고, 그 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 이용하여 좌측휠과 우측 휠의 회전속도를 상대적으로 가변시키도록 한 것이다.That is, the present invention compares the difference between the distance between the target in the initial state and the target after the movement, and the image in the initial state and the image after a certain distance movement to change the robot using the distorted number of pixels of the image. The distance is calculated and the rotational speeds of the left and right wheels are relatively varied using distance correction values according to the distorted distance.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 거리태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위 내에서 여러 가지 변경 실시가 가능한 것이다.The specific embodiments and embodiments made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation with the spirit of the present invention. Various changes may be made within the scope of the claims.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 초기상태에서의 목표물과의 거리와 이동 후의 목표물과의 거리의 차이값과, 초기 상태의 영상과 일정거리 이동 후의 영상을 비교하여 그 영상의 틀어지는 픽셀수를 이용하여 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하고, 그 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 이용하여 좌측휠과 우측 휠의 회전속도를 상대적으로 가변시킴으로써, 좌측휠과 우측휠의 크기 차이에 따른 이동 오차를 방지하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention compares the difference value between the distance between the target in the initial state and the target after the movement and the image after the movement in the initial state and the constant distance, and compares the number of pixels in the image. Calculate the distorted distance when the robot moves, and use the distance compensation value according to the distorted distance to change the rotation speed of the left and right wheels relatively, preventing movement errors due to the difference between the size of the left and right wheels. It works.

Claims (9)

목표물의 영상을 촬영하는 영상촬영수단;Image capturing means for capturing an image of a target; 상기 영상촬영수단에서 촬영되는 영상을 소정 처리하고, 상기 소정 처리한 영상을 근거로 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 거리를 계산하는 영상처리수단;Image processing means for processing an image captured by the image capturing means and calculating a distance from the image capturing means to the target based on the predetermined processed image; 초기 상태 시, 상기 영상처리수단에서 출력되는 제1 영상 및 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 제1 거리와, 일정 거리 이동 후 상기 영상처리수단에서 출력되는 제2 영상 및 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 제2 거리를 근거로 이동시 틀어지는 거리를 계산하고, 상기 이동시 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 계산하여 상기 계산한 거리 보정값을 근거로 좌측휠과 우측휠의 구동속도를 제어하기 위한 구동제어신호를 출력하는 제어수단; 및In the initial state, the first image output from the image processing means and the first distance from the image capturing means to the target, the second image output from the image processing means after a predetermined distance and the image capturing means; Drive to control the driving speed of the left wheel and the right wheel based on the calculated distance correction value by calculating the distance to be shifted during the movement based on the second distance to the target, the distance correction value according to the distance during the movement Control means for outputting a control signal; And 상기 구동제어신호에 의해, 좌측휠과 우측휠을 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 장치.And a driving means for driving the left wheel and the right wheel by the drive control signal. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은,The method of claim 1, wherein the control means, 일정거리 이동 후의 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 제2 거리와 초기상태에서의 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 제1 거리의 차이를 구하고, 초기 상태의 제1 영상과 일정거리 이동 후의 제2 영상을 비교하여 영상의 틀어지는 픽셀수를 계산하고, 상기 계산한 픽셀수와 상기 거리 차이를 하기의 수학식에 적용하여 이동 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 장치.The difference between the second distance from the image capturing means to the target after the fixed distance movement and the first distance from the image capturing means to the target in the initial state is obtained. Comparing two images to calculate the number of pixels to be distorted, and calculates the distance when the mobile robot moves by applying the calculated difference between the number of pixels and the distance to the following equation. Error correction device. [수학식][Equation] Dx=(dx×Dy)/dyDx = (dx × Dy) / dy 여기서, dx는 초기 상태의 제1 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수평축 픽셀수이고,Here, dx is the number of distorted horizontal axis pixels of the image after a predetermined distance based on the first image of the initial state, dy는 초기 상태의 제1 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수직축 픽셀수이고,dy is the number of distorted vertical axis pixels of the image after a predetermined distance based on the first image in the initial state, Dy는 상기 제2 거리와 정지시의 상기 제1 거리의 차이이고,Dy is the difference between the second distance and the first distance at rest, Dx는 로봇 이동시, 좌/우측 휠의 크기 차이에 따라 틀어지는 거리.Dx is the distance that changes according to the size difference between the left and right wheels when moving the robot. 제1항에 있어서, 상기 영상촬영수단은,The method of claim 1, wherein the video recording means, 좌우 영상을 촬영하는 스테레오 카메라인 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 장치.Left and right wheel size error correction device, characterized in that the stereo camera to shoot the left and right images. 제1항에 있어서, 상기 영상촬영수단은,The method of claim 1, wherein the video recording means, 스테레오 카메라의 좌우에서 들어오는 영상을 이용하는 스테레오 매칭방법으로 카메라로부터 목표물까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 장치.A device for correcting left / right wheel size errors of a mobile robot, comprising calculating a distance from a camera to a target by a stereo matching method using an image input from left and right of a stereo camera. 사용자에 의해, 주행모드가 선택되면, 영상촬영수단으로부터 촬영한 목표물 영상을 근거로 초기 상태에서 상기 영상촬영수단과 목표물까지의 제1 거리를 계산하는 단계;If the driving mode is selected by the user, calculating a first distance between the image capturing means and a target in an initial state based on the target image photographed by the image capturing means; 이동 로봇을 일정시간 동안 이동시키는 단계;Moving the mobile robot for a predetermined time; 상기 이동 로봇의 초기 상태의 제1 영상 및 상기 계산한 제1 거리와, 일정시간 동안 이동 후 상기 영상촬영수단으로부터 촬영한 제2 영상 및 상기 영상촬영수단에서 상기 목표물까지의 제2 거리를 근거로 이동시 틀어지는 거리를 계산하는 단계;Based on a first image of the initial state of the mobile robot and the calculated first distance, a second image photographed by the image photographing means after moving for a predetermined time, and a second distance from the image photographing means to the target; Calculating a distance that is distorted upon movement; 상기 계산한 이동시 틀어지는 거리에 따른 거리 보정값을 계산하는 단계; 및Calculating a distance correction value according to the calculated distance during the movement; And 상기 계산한 거리 보정값을 근거로 좌측휠과 우측휠의 회전속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 방법.And controlling the rotational speeds of the left and right wheels based on the calculated distance correction value. 제5항에 있어서, 상기 영상촬영수단은,The method of claim 5, wherein the video recording means, 좌우 영상을 촬영하는 스테레오 카메라인 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 방법.A left and right wheel size error correction method of a mobile robot, characterized in that the stereo camera to shoot the left and right images. 제5항에 있어서, 상기 초기 상태에서 상기 영상촬영수단과 목표물까지의 제1 거리를 계산하는 단계는,The method of claim 5, wherein the calculating of the first distance between the image photographing means and the target in the initial state comprises: 스테레오 카메라의 좌우에서 들어오는 영상을 이용하는 스테레오 매칭방법으로 카메라로부터 목표물까지의 거리를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 방법.Compensating the left and right wheel size error of the mobile robot, characterized in that it comprises the step of calculating the distance from the camera to the target in a stereo matching method using the image coming from the left and right of the stereo camera. 제5항에 있어서, 상기 이동시 틀어지는 거리를 계산하는 단계는,The method of claim 5, wherein the calculating of the distorted distance during the movement comprises: 일정거리 이동 후, 상기 영상촬영수단에서 촬영한 영상을 근거로 상기 목표물까지의 제2 거리를 계산하는 과정;Calculating a second distance to the target based on the image photographed by the image photographing means after a predetermined distance; 상기 일정거리 이동 후의 상기 목표물까지의 제2 거리와 초기 상태에서의 상기 목표물까지의 제1 거리의 차이를 구하는 과정;Obtaining a difference between a second distance to the target after the constant distance and a first distance to the target in an initial state; 초기 상태의 제1 영상과 일정거리 이동 후의 제2 영상을 비교하여 영상의 틀어지는 픽셀수를 계산하는 과정; 및Calculating a number of distorted pixels of the image by comparing the first image in the initial state with the second image after a predetermined distance; And 상기 계산한 픽셀수와 상기 거리 차이를 소정 연산처리하여 이동 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 방법.And calculating a distance which is distorted when the mobile robot moves by performing a predetermined calculation process on the calculated number of pixels and the distance difference. 제8항에 있어서, 상기 이동 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하는 과정은,The method of claim 8, wherein the calculating of the distorted distance when the mobile robot moves is performed. 하기의 수학식에 의하여, 상기 이동 로봇 이동시 틀어지는 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 좌/우휠 크기 오차 보정 방법.The left / right wheel size error correction method of the mobile robot, characterized in that for calculating the distance distorted when the mobile robot moves by the following equation. [수학식][Equation] Dx=(dx×Dy)/dyDx = (dx × Dy) / dy 여기서, dx는 초기 상태의 제1 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수평축 픽셀수이고,Here, dx is the number of distorted horizontal axis pixels of the image after a predetermined distance based on the first image of the initial state, dy는 초기 상태의 제1 영상을 기준으로, 일정거리 이동 후 영상의 틀어진 수직축 픽셀수이고,dy is the number of distorted vertical axis pixels of the image after a predetermined distance based on the first image in the initial state, Dy는 상기 제2 거리와 상기 제1 거리의 차이이고,Dy is the difference between the second distance and the first distance, Dx는 로봇 이동시, 좌/우측 휠의 크기 차이에 따라 틀어지는 거리.Dx is the distance that changes according to the size difference between the left and right wheels when moving the robot.
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