KR101223480B1 - 이동 로봇 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

이동 로봇 및 이의 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예들은 카메라와 함께 광원을 구비하여 저조도 환경에서도 영상을 용이하게 검출할 수 있고, 이에 따라 자신의 위치를 정밀하게 인식할 수 있다. 또, 본 발명의 실시 예들은 이동 로봇의 동작을 감지하여 위치 변화가 있는 경우에만 광원을 조사하도록 한다. 본 발명의 실시 예들은 광원에 대해 사용자의 눈이 지속적으로 노출되는 현상을 줄인다. 본 발명의 실시 예들은, 정밀하게 인식한 위치를 이용하여 내부 지도를 정확하게 생성할 수 있고, 이를 이용하여 이동이나 청소를 수행할 수 있다.

Description

이동 로봇 및 이의 제어 방법{MOBILE ROBOT AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 카메라를 이용하여 자신의 위치를 인식할 수 있는 이동 로봇 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다.
상기 가정용 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 전자기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.
근래에는 이동 로봇, 특히 로봇 청소기를 이용한 응용 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, 네트워킹 기능을 가진 이동 로봇의 개발이 진행되어, 원격지에서 청소 명령을 내릴 수 있도록 하거나 집안 상황을 모니터링할 수 있도록 하는 기능이 구현되고 있다.
또, 카메라나 각종 센서들을 이용하여 자기 위치인식 및 지도작성 기능을 가진 이동 로봇들이 개발되고 있다. 이때, 저조도 환경에서 광원을 사용할 수 있는데, 카메라와 함께 광원을 사용하는 경우에 사용자의 눈에 광원이 지속적으로 노출될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 조사되는 광원으로부터 사용자를 보호할 수 있는 이동 로봇 및 이의 제어 방법을 제공함에 일 목적이 있다.
본 발명의 실시 예들은 저조도 환경에서 카메라를 이용하여 위치 인식을 수행함에 있어서, 이동 로봇의 위치 변화를 감지하고, 감지 결과에 따라 광원을 구동하는 이동 로봇 및 이의 제어 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.
일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 외관을 형성하는 본체와, 주 바퀴를 회전시키는 휠 모터를 구비하고, 상기 휠 모터를 구동하여 상기 본체를 이동하는 구동 유닛과, 상기 본체의 이동에 따라 변화하는 이동 로봇의 동작을 감지하고 동작 정보를 출력하는 동작 감지 유닛과, 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출하는 영상 검출 유닛과, 상기 동작 정보를 근거로 구동 신호를 발생하여 상기 영상 검출 유닛을 구동하고, 상기 영상 정보를 이용하여 상기 이동 로봇의 위치를 인식하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 영상의 조도가 일정 값보다 작은 저조도이고 상기 이동 로봇의 위치가 변하면 상기 구동 신호를 발생한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 영상 검출 유닛은, 주변의 조도를 감지하는 조도 센서를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어 유닛은, 상기 조도 센서가 감지한 조도를 근거로 상기 구동 신호를 생성한다.
일 실시 예에 따른 이동 로봇의 제어 방법은, 광원을 조사하는 광원 모듈을 구비하고, 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출하는 이동 로봇에 있어서, 이동 로봇의 동작을 감지하여 동작 정보를 생성하는 단계와, 상기 동작 감지 결과, 상기 이동 로봇의 위치 변화가 감지되면 상기 광원을 조사하는 단계와, 상기 광원이 조사된 영역에 대한 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 단계와, 상기 영상 정보를 근거로 상기 이동 로봇의 위치를 인식하는 단계를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예들은 카메라와 함께 광원을 구비하여 저조도 환경에서도 영상을 용이하게 검출할 수 있고, 이에 따라 자신의 위치를 정밀하게 인식할 수 있다. 또, 본 발명은 이동 로봇의 동작을 감지하여 위치 변화가 있는 경우에만 광원을 조사하도록 함으로써 사용자의 불편을 해소한다.
본 발명의 실시 예들은 광원에 대해 사용자의 눈이 지속적으로 노출되는 현상을 줄임으로써 사용자를 보호하고 사용자의 편의성을 제고한다.
본 발명의 실시 예들은, 정밀하게 인식한 위치를 이용하여 내부 지도를 정확하게 생성할 수 있고, 이를 이용하여 이동이나 청소를 수행함으로써 로봇의 운용 효율 및 시스템의 안정성을 제고한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 사시도;
도 2 및 도 3은 실시 예들에 따른 이동 로봇의 구성을 도시한 블록도;
도 4는 실시 예들에 따른 이동 로봇에 구비된 영상 검출 유닛을 확대하여 도시한 도;
도 5는 다른 실시 예에 따른 이동 로봇의 구성을 도시한 블록도; 및
도 6 및 도 7은 실시 예들에 따른 이동 로봇의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 외관을 형성하는 본체(10)와, 구동 유닛(400)과, 동작 감지 유닛(100)과, 영상 검출 유닛(200)과, 제어 유닛(300)을 포함하여 구성된다.
이동 로봇은 하부 양측에 이동 가능하도록 하는 좌, 우측 주바퀴를 구비한다. 주 바퀴의 양측면에는 사용자의 파지가 용이하도록 손잡이가 설치될 수 있다. 구동 유닛(400)은 좌, 우측 주 바퀴(410)와 연결되고, 상기 바퀴들을 회전시키는 소정의 휠 모터(Wheel Motor)를 구비하여, 휠 모터를 구동함으로써 본체를 이동시킨다. 휠 모터는 각각 주 바퀴에 연결되어 주 바퀴가 회전하도록 하고, 휠 모터는 서로 독립적으로 작동하며 양방향으로 회전이 가능하다. 또, 이동 로봇은 배면에 하나 이상의 보조 바퀴를 구비하여 본체를 지지하고, 본체의 하면과 바닥면(피청소면) 사이의 마찰을 최소화하고 이동 로봇의 이동이 원활하도록 한다.
동작 감지 유닛(100)은 본체의 이동에 따라 변화하는 이동 로봇의 동작을 감지하고 동작 정보를 출력한다. 도 2 또는 도 3을 참조하면, 동작 감지 유닛(100)은, 자이로 센서(110), 휠 센서(120), 가속도 센서(130) 중 하나 이상의 센서를 포함하여 로봇 청소기의 동작을 검출한다.
자이로 센서(Gyro Sensor, 110)는, 이동 로봇이 운전 모드에 따라 움직일 때 회전 방향을 감지하고 회전각을 검출한다. 자이로 센서(110)는, 이동 로봇의 각속도를 검출하여 각속도에 비례하는 전압 값을 출력한다. 제어 유닛(300)은, 자이로 센서로부터 출력되는 전압 값을 이용하여 회전 방향 및 회전각을 산출한다.
휠 센서(Wheel Sensor, 120)는, 좌, 우측의 주 바퀴(410)에 연결되어 주 바퀴의 회전수를 감지한다. 여기서, 휠 센서는 로터리 엔코더(Rotary Encoder)일 수 있다. 로터리 엔코더는 이동 로봇이 주행 모드나 청소 모드에 따라 움직일 때, 좌측과 우측의 주 바퀴의 회전수를 감지하여 출력한다. 제어 유닛(300)은 회전수를 이용하여 좌, 우측 바퀴의 회전 속도를 연산할 수 있다. 또, 제어 유닛(300)은, 좌, 우측 바퀴의 회전수 차이를 이용하여 회전각을 연산할 수 있다. 또, 제어 유닛은, 휠 센서(120)의 출력 값을 이용하여 연산한 회전각과 자이로 센서(110)의 출력 회전각을 비교하여 센서들의 오류를 검출할 수 있다.
가속도 센서(Acceleration Sensor, 130)는, 이동 로봇의 속도 변화, 예를 들어, 출발, 정지, 방향 전환, 물체와의 충돌 등에 따른 이동 속도의 변화를 감지한다. 가속도 센서는 주 바퀴나 보조바퀴의 인접 위치에 부착되어, 바퀴의 미끄러짐이나 공회전을 검출할 수 있다. 이때, 가속도 센서를 통해 검출한 가속도를 이용하여 속도를 연산하고, 지령 속도와 비교를 통해 이동 로봇의 위치를 확인하거나 보정할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예들에 있어서, 가속도 센서는 제어 유닛(300)에 내장되어 청소 모드, 주행 모드 시에 발생하는 이동 로봇 자체의 속도 변화를 감지한다. 즉, 가속도 센서는 속도 변화에 따른 충격량을 검출하여 이에 대응하는 전압 값을 출력한다. 따라서, 가속도 센서는 전자식 범퍼의 기능을 수행할 수 있다.
제어 유닛(300)은 동작 감지 유닛(100)으로부터 출력된 동작 정보를 근거로 구동 신호를 발생하여 영상 검출 유닛(200)을 구동하고, 영상 정보를 이용하여 이동 로봇의 위치를 인식한다. 또, 제어 유닛(300)은 영상 정보와 이를 이용하여 인식한 위치 정보를 이용하여 내부 지도를 생성할 수 있다.
영상 검출 유닛(200)은 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출한다. 영상 검출 유닛(200)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상방이나 전방을 향하도록 설치되고, 카메라 모듈을 구비하여, 이동 로봇의 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출한다. 영상 검출 유닛(200)이 복수의 카메라 모듈을 구비하는 경우, 카메라 모듈들은 일정 거리 또는 일정 각도로 이동 로봇의 상부나 옆면에 형성될 수 있다. 영상 검출 유닛(200)은 또 다른 형태의 위치 인식 유닛으로 사용될 수 있다. 영상 검출 유닛(200)은, 카메라 모듈에 연결되어 피사체의 초점을 맞추는 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 렌즈는 소정의 위치에서도 주변의 모든 영역, 예를 들어 천장의 모든 영역이 촬영될 수 있도록 화각이 넓은 렌즈를 사용한다.
도 2를 참조하면, 영상 검출 유닛(200)은, 상기 구동 신호에 따라 광원을 조사하는 광원 모듈(210)과, 상기 광원이 조사된 영역에 대한 영상을 촬영하는 카메라 모듈(220)과, 상기 영상을 소정 처리하여 상기 영상 정보를 생성하는 영상 처리 모듈(230)을 포함하여 구성된다. 여기서, 제어 유닛(300)은, 이동 로봇의 위치가 변하면 광원 모듈(210)을 구동하고, 이동 로봇의 위치가 변하지 아니하면 광원 모듈(210)의 구동을 정지한다. 예를 들어, 제어 유닛(300)은, 이동 로봇의 위치 변화에 대한 기준 값을 미리 설정하고, 위치 변화와 기준 값의 비교 결과를 이용하여 구동 신호를 발생할 수 있다. 즉, 제어 유닛(300)은, 위치 변화가 기준 값 이상이면 구동 신호를 발생하여 광원 모듈(210)을 구동하여 광원을 조사하게 할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 제어 유닛(300)은, 영상 검출 유닛이 검출한 영상의 조도가 일정 값보다 작은 저조도이고, 이동 로봇의 위치가 변하면 광원 모듈(210)을 구동하는 구동 신호를 발생한다. 이렇게 함으로써, 저조도 환경에서만 광원을 조사하게 하여 에너지 낭비를 줄일 수 있고, 위치가 변하는 경우에만 광원을 조사하게 함으로써 광원의 노출 시간을 줄일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상 검출 유닛(200)은, 주변의 조도를 감지하는 조도 센서(240)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 제어 유닛(300)은, 조도 센서(240)가 감지한 조도를 근거로 구동 신호를 생성한다. 조도 센서(240)는 이동 로봇이 위치하는 곳, 즉 카메라 모듈(220)이 촬영하고자 하는 영역에 대한 조도를 감지한다. 조도 센서(240)는, 포토 센서, 포토 트랜지스터(Photo Transistor) 등을 이용하여 광을 감지한다. 즉, 이 경우에 제어 유닛(300)은 조도 센서를 통해 저조도 환경을 확인하여 광원 모듈을 구동한다. 이때에도 제어 유닛(300)은 동작 정보를 이용하여 위치 변화를 감지한 다음 광원 모듈을 구동하는 구동 신호를 생성한다.
도 3을 참조하면, 실시 예들에 따른 이동 로봇은, 본체(10)에 설치되고, 주변의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출 유닛(500)을 더 포함하여 구성된다. 제어 유닛(300)은 장애물 정보를 이용하여 내부 지도를 생성하거나, 영상 정보와 위치를 이용하여 생성한 내부 지도를 수정할 수 있다.
장애물 검출 유닛(500)은 이동 로봇의 전방, 즉 도 1에 도시한 바와 같이, 외주면에 일정 간격으로 설치되는 제1 센서(520)를 포함한다. 또, 장애물 검출 유닛(500)은 본체의 외측으로 돌출되는 면을 갖도록 설치되는 제2 센서를 포함할 수 있다. 제1 센서와 제2 센서의 위치와 종류는 이동 로봇의 기종에 따라 달라질 수 있고, 장애물 검출 유닛은 더 다양한 센서를 포함할 수 있다. 제1 센서는 이동 로봇의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어 유닛(300)에 전달한다. 즉, 제1 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어 유닛에 전달한다. 제1 센서는, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있다. 제2 센서는 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어 유닛에 전달한다. 즉, 제2 센서는 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어 유닛에 전달한다. 제2 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서 등일 수 있다.
장애물 검출 유닛(500)은 본체의 하면(저면)에 설치되고, 바닥면의 장애물, 예를 들어 낭떠러지를 감지하는 낭떠러지 센서를 더 포함할 수 있다. 낭떠러지 센서는 바닥면의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있도록 구성되고, PSD 센서와 같이 적외선 모듈의 형태일 수 있다.
또, 장애물 검출 유닛은 충전 스테이션이 발신하는 안내 신호를 수신하는 충전 신호 센서(510)를 더 포함할 수 있다. 이동 로봇은 충전 신호 센서를 이용하여 충전 스테이션이 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전 스테이션의 위치 및 방향을 확인한다. 충전 스테이션은 이동 로봇이 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신한다. 이동 로봇은 충전 스테이션으로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전 스테이션으로 복귀한다. 충전 신호 센서는, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있는데, 일반적으로 적외선 센서가 이용된다. 충전 신호 센서는, 이동 로봇의 내부나 외부의 일 측에 구비되는데, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 출력 유닛(800)의 하부 또는 영상 검출 유닛(220)의 주변에 설치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 이동 로봇은 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 내부 지도(청소 지도), 영역, 경로 중 하나 이상의 정보를 저장하는 저장 유닛(600)을 더 포함하여 구성된다. 저장 유닛(600)은 이동 로봇을 제어(구동)하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 또, 저장 유닛(600)은 청소 방식, 주행 방식, 충전 스테이션의 위치를 더 저장할 수 있다.
도 1 또는 도 5를 참조하면, 이동 로봇은 직접 제어 명령을 입력받는 입력 유닛(700)을 더 포함하여 구성된다. 또, 사용자 등은 입력 유닛을 통해 저장 유닛에 저장된 정보들 중 하나 이상의 정보를 출력하도록 하는 명령을 입력할 수 있다. 입력 유닛(700)은 하나 이상의 버튼으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 청소기의 경우에, 입력 유닛(700)은 청소 모드를 설정하거나 변경하는 버튼을 구비할 수 있다. 또, 입력 유닛(700)은 충전 스테이션으로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼을 더 구비할 수 있다. 입력 유닛(700)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력 유닛(700)은 출력 유닛과 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.
출력 유닛(800)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 이동 로봇의 상부에 구비된다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력 유닛(800)은, 예약 정보, 배터리 상태, 집중 청소, 공간 확장, 지그재그 운전 등의 청소 방식 또는 주행 방식 등을 화면에 표시한다. 출력 유닛(800)은 이동 로봇을 구성하는 각 유닛들의 현재 상태와, 현재 청소 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력 유닛(800)은 장애물 정보, 위치 정보, 영상 정보, 내부 지도, 영역, 경로 등을 화면에 디스플레이할 수 있다.
도 5를 참조하면, 이동 로봇은 전원 유닛(900)을 더 포함하여 구성된다. 전원 유닛(900)은, 충전 가능한 배터리를 구비하여 이동 로봇 내로 전원을 공급한다. 전원 유닛은 각 유닛들에 구동 전원과, 이동 로봇이 주행하거나 청소를 수행하는데 따른 동작 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전 스테이션으로 이동하여 충전 전류를 공급받아 충전된다. 이동 로봇은, 배터리의 충전 상태를 감지하고, 감지 결과를 제어 유닛(300)에 전송하는 배터리 감지 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 배터리 잔량은 출력 유닛의 화면에 표시될 수 있다. 제어 유닛(300)은 미리 기준 값(배터리 잔량)을 설정하고, 배터리 잔량과 기준 값을 비교한다. 비교 결과, 감지 결과가 기준 값 이하이면, 제어 유닛(300)은 이동 로봇을 충전 스테이션으로 이동시켜 충전을 수행한다.
이동 로봇이 로봇 청소기인 경우에, 도 5에 도시한 바와 같이, 이동 로봇은 청소 유닛(910)을 더 포함할 수 있다. 청소 유닛은, 집진된 먼지가 저장되는 먼지통과, 청소 영역의 먼지를 흡입하는 동력을 제공하는 흡입팬과, 상기 흡입팬을 회전시켜 공기를 흡입하는 흡입 모터로 구성되어, 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입한다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 제어 방법은, 광원을 조사하는 광원 모듈을 구비하고, 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출하는 이동 로봇에 있어서, 이동 로봇의 동작을 감지하여 동작 정보를 생성하는 단계(S110)와, 상기 동작 감지 결과, 상기 이동 로봇의 위치 변화가 감지되면 상기 광원을 조사하는 단계(S120)와, 상기 광원이 조사된 영역에 대한 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 단계(S130)와, 상기 영상 정보를 근거로 상기 이동 로봇의 위치를 인식하는 단계(S140)를 포함하여 구성된다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 5를 참조한다.
이동 로봇은, 자이로 센서, 휠 센서, 가속도 센서 등의 동작 감지 유닛을 이용하여 본체의 이동에 따라 변화하는 이동 로봇의 동작을 감지하고(S111), 이에 따른 동작 정보를 생성한다(S112). 이동 로봇은, 동작 정보를 근거로 이동 로봇의 위치 변화가 발생한 것을 판단하고(S121), 위치 변화가 있으면 광원 모듈을 구동하여 광원을 조사한다(S122). 즉, 이동 로봇은 위치가 변하면 광원을 조사하고, 이동 로봇의 위치가 변하지 아니하면 광원 모듈의 구동을 정지한다. 광원을 조사한 후, 이동 로봇은 카메라 모듈을 구동하여 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출한다(S130). 이동 로봇은 영상 정보를 이용하여 이동 로봇의 위치를 인식한다(S140). 예를 들어, 이동 로봇은 영상 정보로부터 피쳐 포인트들을 추출하고, 피쳐 포인트들을 대비하여 영상을 매칭할 수 있고, 매칭 결과를 이용하여 위치를 인식할 수 있다. 이하에서, 영상 정보로부터 위치를 인식하는 기술은 주지의 기술을 사용하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 이동 로봇은, 영상 정보, 이를 이용하여 인식한 위치 등을 이용하여 내부 지도를 생성할 수 있다(S150). 이동 로봇은 동작 정보를 근거로 인식한 위치를 수정하거나, 생성한 내부 지도를 수정할 수 있다(S160). 즉, 이동 로봇은 동작 감지 유닛을 이용하여 감지한 동작 정보, 위치 (상대 위치) 변화를 이용하여 영상 정보를 이용하여 인식한 위치(절대 위치)를 수정할 수 있다. 또, 이동 로봇은 수정된 위치를 반영하여 내부 지도를 수정할 수 있다. 다른 예로, 이동 로봇은 각종 센서를 구비하여 주변의 장애물을 감지할 수 있고, 장애물 정보를 이용하여 내부 지도를 생성하거나, 또는 기 생성된 내부 지도를 수정할 수 있다(S160). 이동 로봇은 생성한 내부 지도를 근거로 경로를 설정하여 주행하거나 청소를 수행한다(S170).
도 7을 참조하면, 다른 예에 따른 이동 로봇의 제어 방법은, 최초 촬영한 영상의 조도를 감지하는 단계(S221)와, 영상의 조도가 일정 값보다 작은 저조도이고 상기 이동 로봇의 위치가 변하면 광원 모듈을 구동하는 단계를 포함하여 구성된다. 상기 제어 방법은, 이동 로봇의 동작을 감지하여 동작 정보를 생성하는 단계(S230)와, 상기 동작 감지 결과, 상기 이동 로봇의 위치 변화가 감지되면 상기 광원을 조사하는 단계(S240)를 더 포함하여 구성된다. 이동 로봇은 광원이 조사된 영역에 대한 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성한다(S210). 이동 로봇은 위치가 변하면 광원을 조사하고(S242), 이동 로봇의 위치가 변하지 아니하면 광원 모듈의 구동을 정지한다(S243). 또, 이동 로봇은 감지한 영상의 조도가 일정 기준 값보다 작은 경우, 즉 저조도 환경에서만 광원을 조사하고, 감지 값이 기준 값 이상이면 광원을 조사하지 아니한다(S243). 이동 로봇은, 영상의 조도가 일정 값보다 작은 저조도이고, 이동 로봇의 위치가 변하는 경우에만 광원을 조사하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, 저조도 환경에서만 광원을 조사하게 하여 에너지 낭비를 줄일 수 있고, 위치가 변하는 경우에만 광원을 조사하게 함으로써 광원의 노출 시간을 줄일 수 있다.
다른 예로, 이동 로봇은 조도 센서를 구비하여 주변의 조도를 감지하고, 감지한 조도를 근거로 구동 신호를 생성할 수 있다. 조도 센서는 이동 로봇이 위치하는 곳, 즉 촬영하고자 하는 영역에 대한 조도를 감지한다. 이 경우에, 이동 로봇은 조도 센서를 통해 저조도 환경을 확인하여 광원 모듈을 구동한다. 이때에도 이동 로봇은 동작 정보를 이용하여 위치 변화를 감지하고, 저조도 및 위치 변화의 두 조건이 만족하는 경우에 광원을 조사하도록 구성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들은 카메라와 함께 광원을 구비하여 저조도 환경에서도 영상을 용이하게 검출할 수 있고, 이에 따라 자신의 위치를 정밀하게 인식할 수 있다. 또, 본 발명의 실시 예들은 이동 로봇의 동작을 감지하여 위치 변화가 있는 경우에만 광원을 조사하도록 한다. 본 발명의 실시 예들은 광원에 대해 사용자의 눈이 지속적으로 노출되는 현상을 줄인다. 본 발명의 실시 예들은, 정밀하게 인식한 위치를 이용하여 내부 지도를 정확하게 생성할 수 있고, 이를 이용하여 이동이나 청소를 수행할 수 있다.
100: 동작 감지 유닛 110: 자이로 센서
120: 휠 센서 130: 가속도 센서
200: 영상 검출 유닛 300: 제어 유닛
400: 구동 유닛 500: 장애물 검출 유닛
240: 조도 센서 10: 본체

Claims (15)

  1. 외관을 형성하는 본체;
    주 바퀴를 회전시키는 휠 모터를 구비하고, 상기 휠 모터를 구동하여 상기 본체를 이동하는 구동 유닛;
    상기 본체의 이동에 따라 변화하는 이동 로봇의 동작을 감지하고 동작 정보를 출력하는 동작 감지 유닛;
    주변을 촬영하여 영상 정보를 검출하는 영상 검출 유닛; 및
    상기 동작 정보를 근거로 구동 신호를 발생하여 상기 영상 검출 유닛을 구동하고, 상기 영상 정보를 이용하여 상기 이동 로봇의 위치를 인식하는 제어 유닛;을 포함하는 이동 로봇.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 검출 유닛은,
    상기 구동 신호에 따라 광원을 조사하는 광원 모듈;
    상기 광원이 조사된 영역에 대한 영상을 촬영하는 카메라 모듈; 및
    상기 영상을 소정 처리하여 상기 영상 정보를 생성하는 영상 처리 모듈;을 이동 로봇.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 이동 로봇의 위치가 변하면 상기 광원 모듈을 구동하고, 상기 이동 로봇의 위치가 변하지 아니하면 상기 광원 모듈의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 이동 로봇의 위치 변화에 대한 기준 값을 미리 설정하고, 상기 위치 변화와 상기 기준 값의 비교 결과를 이용하여 상기 구동 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 영상 검출 유닛은,
    주변의 조도를 감지하는 조도 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 조도 센서가 감지한 조도를 근거로 상기 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 영상의 조도가 일정 값보다 작은 저조도이고 상기 이동 로봇의 위치가 변하면 상기 구동 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 동작 감지 유닛은,
    상기 본체의 회전에 따른 로봇 청소기의 회전 방향과 회전각을 감지하는 자이로 센서, 상기 주 바퀴에 연결되어 상기 주 바퀴의 회전수를 감지하는 휠 센서, 및 상기 본체의 이동에 따른 로봇 청소기의 속도 변화를 감지하는 가속도 센서 중 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 본체에 설치되고, 주변의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출 유닛;을 더 포함하는 이동 로봇.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 영상 정보를 이용하여 내부 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 동작 정보를 근거로 상기 인식한 위치를 수정하거나, 상기 생성한 내부 지도를 수정하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  11. 광원을 조사하는 광원 모듈을 구비하고, 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출하는 이동 로봇에 있어서,
    이동 로봇의 동작을 감지하여 동작 정보를 생성하는 단계;
    상기 동작 감지 결과, 상기 이동 로봇의 위치 변화가 감지되면 상기 광원을 조사하는 단계;
    상기 광원이 조사된 영역에 대한 영상을 촬영하여 영상 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 영상 정보를 근거로 상기 이동 로봇의 위치를 인식하는 단계;를 포함하는 이동 로봇의 제어 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 광원을 조사하는 단계는,
    상기 이동 로봇의 위치가 변하면 상기 광원을 조사하고, 상기 이동 로봇의 위치가 변하지 아니하면 상기 광원 모듈의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 제어 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 영상의 조도를 감지하는 단계; 및
    상기 영상의 조도가 일정 값보다 작은 저조도이고 상기 이동 로봇의 위치가 변하면 상기 광원 모듈을 구동하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 제어 방법.
  14. 제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상 정보를 이용하여 내부 지도를 생성하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 제어 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 동작 정보를 근거로 상기 인식한 위치를 수정하거나, 상기 생성한 내부 지도를 수정하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 제어 방법.
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