KR101742514B1

KR101742514B1 - 구동 로봇, 그리고 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법

Info

Publication number: KR101742514B1
Application number: KR1020150061230A
Authority: KR
Inventors: 서병조
Original assignee: (주)바램시스템
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2017-06-01
Also published as: KR20160083786A

Abstract

본 발명은 구동 로봇, 그리고 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법 에 관한 것이다.
본 발명에 따른 구동 로봇은, 사용자 단말기와 통신하는 통신부와, 촬상 수단을 통해 주변 영상을 촬상하는 촬상부와, 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호와 촬상된 주변 영상을 참고하여 구동 로봇을 제어하기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하고, 생성된 로봇 구동 명령 신호를 구동부로 제공하는 제어부 및 로봇 구동 명령 신호에 따라 구동 로봇을 구동시키는 구동부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 사용자는 사용자 단말기를 통하여 구동 로봇의 동작을 제어할 수 있고, 사용자 단말기로부터 충전 버튼이 입력되면, 구동 로봇이 충전 스테이션에 구비되는 복수의 LED를 촬상하여 충전 스테이션의 정면을 판단하여 이동함으로써 신속하고 정확하고 도킹이 이루어지도록 할 수 있다.

Description

구동 로봇, 그리고 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법{MOBILE ROBOT AND METHOD FOR DOCKING WITH CHARGE STATION OF THE MOBILE ROBOT USING USER TERMINAL}

본 발명은 구동 로봇, 그리고 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 단말기를 통하여 구동 로봇의 이동을 제어하고, 구동 로봇을 충전 스테이션에 정확하게 도킹시킬 수 있는 구동 로봇, 그리고 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법에 관한 것이다.

최근에 지능 로봇은 하루가 다르게 새로운 기술들을 양산해내고 있다. 특히 인간과의 상호작용분야에서의 발전이 두드러진다. 인간과의 원활한 상호작용이 이루어지기 위해서는 로봇이 사람을 찾고 쫓아가는 기본 기능이 전제되어야 가능하다.

로봇이 사람을 알아보고 그 사람을 따라간다거나, 외부 침입자를 알아보고 그 침입자를 추적하는 등의 로봇 서비스는 인간과 로봇이 상호작용하는데 있어 필수적인 기술이라 할 수 있다.

종래의 사람을 인식하는 다양한 기술들이 개발되었지만, 로봇의 인공 지능은 사람과 같이, 혼자 할 수 있는 것들에 대한 많은 제약이 있다. 따라서 현재 많은 로봇들이 컨트롤에 의존해 동작을 하고 있다.

이러한 문제점으로 스마트 폰과 같은 사용자 단말기를 이용하여 로봇을 제어하는 기술이 개발되고 있으나, 단순히 로봇에서 보내온 영상을 보면서 로봇을 제어하는 수준이기 때문에 원활한 제어를 할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 로봇을 충전시키기 위해서는 사용자가 직접 로봇에 전원을 공급해야 하며, 로봇의 충전 중에는 로봇을 통해 촬영이 중지되는 불편함이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 국내공개특허 제10-2011-0088136호(2011. 08. 03 공개)에 개시되어 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사용자 단말기를 통하여 구동 로봇의 이동을 제어하고, 구동 로봇을 충전 스테이션에 정확하게 도킹시킬 수 있는 구동 로봇, 그리고 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법을 제공하기 위한 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇은, 사용자 단말기와 통신하는 통신부; 촬상 수단을 통해 주변 영상을 촬상하는 촬상부; 상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호와 상기 촬상된 주변 영상을 참고하여 구동 로봇을 제어하기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하고, 생성된 로봇 구동 명령 신호를 구동부로 제공하는 제어부; 및 상기 로봇 구동 명령 신호에 따라 상기 구동 로봇을 구동시키는 구동부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 사용자 단말기로부터 충전 명령 신호를 수신하면, 상기 촬상부를 통해 충전 스테이션을 인식하여 상기 충전 스테이션에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 촬상부를 통해 상기 충전 스테이션이 인식되면, 상기 충전 스테이션에 구비되는 복수의 LED 색상 또는 점멸 속도, 상기 LED 간 간격 및 상기 복수의 LED가 형성된 모양으로부터 상기 충전 스테이션의 정면을 인식하여 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션의 정면으로 이동시키고 상기 충전 스테이션에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 촬상부를 통해 상기 충전 스테이션이 인식되지 않으면, 상기 구동 로봇을 회전시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 구동 로봇이 회전 구동하면서 상기 촬상부를 통해 상기 충전 스테이션이 인식되면, 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션의 정면으로 이동시키고 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자 단말기를 이용한 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법은, 상기 사용자 단말기와 통신하는 상기 구동 로봇이 주변 영상을 촬상하는 단계; 상기 사용자 단말기로부터 충전 명령 신호를 수신하면, 상기 촬상되는 주변 영상을 참고하여 상기 충전 스테이션의 인식 여부를 판단하는 단계; 상기 판단 결과에 따라 상기 구동 로봇의 이동 여부 및 이동 방향을 결정하는 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 로봇 구동 명령 신호에 따라 상기 구동 로봇을 구동시키는 단계를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 사용자는 사용자 단말기를 통하여 구동 로봇의 동작을 제어할 수 있고, 사용자 단말기로부터 충전 버튼이 입력되면, 구동 로봇이 충전 스테이션에 구비되는 복수의 LED를 촬상하여 충전 스테이션의 정면을 판단하여 이동함으로써 신속하고 정확하고 도킹이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 사용자는 구동 로봇이 충전되는 중에도 사용자 단말기를 통하여 충전 스테이션을 제어할 수 있어 전방향으로 회전하여 구동 로봇으로부터 촬상된 주변 영상을 실시간으로 제공받을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇의 형태를 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇을 충전 시키기 위한 충전 스테이션을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇이 충전 스테이션의 정면을 인식하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇이 충전 스테이션을 인식하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇이 충전 스테이션에 도킹된 상태에서도 전방향으로 회전 가능한 것을 설명하기 위한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇의 형태를 나타낸 도면이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇을 충전 시키기 위한 충전 스테이션을 나타낸 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇(100)은 통신부(110), 촬상부(120), 저장부(130), 제어부(140) 및 구동부(150)를 포함하며, 사용자 단말기(200)는 통신부(210), 영상 표시부(220), 입력부(230) 및 제어부(240)를 포함한다.

이때, 구동 로봇(100)은 도 2에서와 같이, 상측부(101)에는 주위를 촬상하기 위한 촬상부(120)가 구비되어 있으며, 하측부(102)에는 구동 로봇(100)을 이동시키기 위한 이동 수단으로 구현될 수 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 구동 로봇(100)은 전후, 좌우 이동, 팬/틸트(Pan/Tilt) 동작을 위한 구동 모터(Actuator)를 포함하며, 사용자 단말기(200)로부터 수신되는 제어 명령을 기초로 전후, 좌우이동을 수행한다.

또한, 구동 로봇(100)의 상측부(101)와 하측부(102)는 팬/틸트 동작이 가능한 연결수단을 통하여 연결되며, 팬/틸트 동작을 통하여 상측부(101)는 상하로 움직일 수 있도록 설계된다. 그리고, 구동 로봇(100)의 하측부(102)는 복수의 바퀴 또는 복수의 바퀴를 캐터필러로 감싸는 형태로 이루어져 있으므로, 안정적으로 주행을 할 수 있게 된다.

또한, 구동 로봇(100)은 사용자 단말기(200)와 통신하여 데이터 신호를 송수신하며, 촬상부(120)를 통해 촬상된 주변 영상을 검출하여 충전 스테이션(300)을 인식하고 도킹하며, 사용자 단말기(200)로부터 수신되는 제어 신호를 기초로 이동하게 된다.

한편, 사용자 단말기(200)가 구동 로봇(100)과 인접한 실내에 위치하는 경우에는 구동 로봇(100)은 사용자 단말기(200)와 직접 Wi-Fi 통신을 수행할 수 있으며, 사용자 단말기(200)가 외부에 위치하는 경우에는 구동 로봇(100)은 주변 AP(미도시)를 통하여 사용자 단말기(200)와 Wi-Fi 통신을 통하여 데이터 신호를 송수신할 수도 있다.

그리고, 사용자 단말기(200)는 구동 로봇(100)과 데이터를 송수신하며, 구동 로봇(100)으로부터 수신되는 주변 영상을 사용자에게 제공한다. 또한, 주변 영상에 따른 제어 신호 또는 사용자로부터 수신된 제어 명령에 따른 신호를 생성하여 구동 로봇(100)에 전달할 수도 있다.

여기서, 사용자 단말기(200)는 구동 로봇(100)을 제어하기 위한 어플리케이션 또는 앱(Apps) 등의 프로그램을 포함하며, 구동 로봇(100)으로부터 주변 영상을 수신하여 사용자에게 제공하고, 사용자로부터 수신된 제어 신호를 통해 구동 로봇(100)을 제어하도록 한다.

따라서, 사용자 단말기(200)는 사용자의 제어에 따라 구동 로봇(100)의 움직임을 제어하고, 구동 로봇(100)으로부터 촬상된 주변 영상을 표시할 수 있는 단말 장치로 구현될 수 있다. 또한, 하나의 프로그램으로 구현되어 휴대용 단말기, 즉 PC(Personal Computer), 노트북(notebook), 스마트 폰(Smart Phone)등과 같이, 운영 체제를 갖는 장치 상에서 동작될 수도 있다.

그리고, 주변 AP는 구동 로봇(100)과 동일한 장소 또는 인접한 장소에 위치하여 구동 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이의 데이터를 송수신하는 중계 역할을 할 수도 있다. 즉, 주변 AP는 접근점(Access Point, AP)로서 구동 로봇(100)과 사용자 단말기(200) 사이에서 Wi-Fi 연결을 수행하는 공유기 또는 중계기 모듈로 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기를 이용한 구동 로봇에 대해 구체적으로 설명하자면, 통신부(110)는 사용자 단말기(200)와 데이터 신호를 송수신하기 위한 통신 수단을 포함하며, 사용자 단말기(200)로부터 제어 신호를 수신하여 제어부(140)로 전달하고, 촬상부(120)로부터 수신된 주변 영상을 사용자 단말기(200)로 실시간 전송한다.

특히, 통신부(110)는 Wi-Fi 통신을 수행할 수 있는 AP를 포함하며, 사용자 단말기(200)와 Wi-Fi 또는 웹을 통하여 직접 통신을 하거나, 주변의 AP와 Wi-Fi를 통하여 사용자 단말기(200)와 통신을 수행할 수 있다.

즉, 통신부(110)는 DRC-WiFi(Duplex Radio Camera WiFi) 통신 모듈을 포함하며, 와이파이(WiFi) 또는 웹 통신을 이용하여 촬상부(120)에 의해 촬상된 주변 영상을 사용자 단말기(200)로 전송하고, 사용자 단말기(200)로부터 제어 신호를 수신하여 제어부(140)로 제공한다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 통신부(110)가 IP(Internet Protocol) 기반의 무선 통신을 이용하여 사용자 단말기(200)와 데이터 통신을 수행하며, 블루투스(BlueTooth), 지그비(Zigbee), 적외선(IR) 등과 같은 근거리 통신 수단을 이용하여 주변의 전기 장치들의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 주변의 전기 장치들로 전달할 수 있다. 따라서, 사용자는 외부에 있더라도, 사용자 단말기(200)를 통하여 홈 네트워크를 이루는 구동 로봇(100) 주변의 전기 장치들의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 통신부(110)는 무선 스테이션과 근거리 통신을 통하여 데이터 신호를 송수신 할 수 있다.

촬상부(120)는 주변 영상을 촬상하기 위한 촬상 수단(121)을 포함하며, 촬상 수단(121)으로부터 주변 영상을 수신한다.

이때, 촬상 수단(121)은 카메라등과 같이 주변 영상을 촬상할 수 있는 수단을 포함하며, 촬상부(120)는 촬상 수단(121)을 통해 촬영된 주변 영상을 JPEG(Joint Photographic Experts Group), VGA(Video Graphics Array), MPEG(Motion Picture Experts Groups), MOV, AVI(Audio Video Interleave) 등과 같은 영상 포맷 형식을 이용하여 포맷하고, 포맷된 주변 영상을 사용자 단말기(200)에 제공한다.

저장부(130)는 촬상부(120)로부터 촬상된 주변 영상을 실시간으로 저장한다. 이때, 저장부(130)는 저장 용량을 줄이기 위하여 직전 10초 동안의 촬영 영상만을 업데이트하면서 저장할 수도 있다.

제어부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 수신되는 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호와 촬상 수단(121)을 통해 촬영된 주변 영상을 참고하여 구동 로봇(100)의 이동을 제어하기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하고, 생성된 로봇 구동 명령 신호를 구동부(150)로 제공한다.

또한, 제어부(140)는 사용자 단말기(200)로부터 충전버튼(231)이 입력되어 충전 명령 신호를 수신하면, 촬상부(120)를 이용하여 충전 스테이션(300)을 인식하고, 구동 로봇(100)이 충전 스테이션(300)에 도킹 되도록 구동 로봇(100)의 이동을 제어한다.

자세히는, 제어부(140)는 촬상부(120)를 통해 충전 스테이션(300)이 인식되면, 충전 스테이션(300)에 구비되는 복수의 LED(311) 색상 또는 점멸 속도, LED(311) 간 간격 및 복수의 LED(311)가 형성된 모양으로부터 충전 스테이션(300)의 정면을 인식하여 구동 로봇(100)을 충전 스테이션(300)의 정면으로 이동시키고, 충전 스테이션(300)에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성한다.

만약, 촬상부(120)를 통해 충전 스테이션(300)이 인식되지 않으면, 구동 로봇(100)을 360도의 범위 내에서 회전시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성한다.

또한, 촬상부(120)는 구동 로봇(100)이 회전 구동하는 도중에도 주변 영상을 촬상하여 사용자 단말기(200)로 실시간 제공하고, 제어부(140)는 구동 로봇(100)이 회전 구동하는 도중 충전 스테이션(300)을 인식하면, 구동 로봇(100)의 회전 구동을 중지시키고 구동 로봇(100)을 충전 스테이션(300)에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성한다.

이때, 구동 로봇(100)이 회전 구동하여도 충전 스테이션(300)이 인식되지 않으면 사용자 단말기(200)의 영상 표시부(220)에 충전 에러를 표시할 수도 있다.

여기서, 충전 스테이션(300)은 구동 로봇(100)에게 전원을 공급하기 위한 장치로써, 도 3a에서와 같이, 상측판(310)의 양측에 위치한 2개의 충전 단자(312)에 구동 로봇(100)이 도킹된 상태에서 구동 로봇(100)으로 전원을 공급하거나, 충전 단자(312)없이 무선 충전방식을 통해서도 전원을 공급할 수 있다.

그리고, 충전 단자(312)의 전방에는 복수의 LED(311a, 311b, 311c)가 삼각형, 다각형 및 일렬 중 어느 하나의 형태로 배치될 수 있으며, 특히, 충전 스테이션(300)의 정중앙에 위치하는 LED(311a)를 기준으로 나머지 LED(311b 와 311c)가 동일한 각도 또는 동일한 간격으로 위치한다.

이때, 복수의 LED(311a, 311b, 311c)는 서로 다른 색상의 광을 발산하거나, 서로 상이한 속도로 점멸하도록 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 충전 스테이션(300)의 위치를 인식하기 위한 수단으로서 LED(311)를 기재하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 발광 다이오드, 적외선 센서등과 같은 다양한 발광체로 대체할 수도 있다.따라서, 제어부(140)는 촬상부(120)를 통해 충전 스테이션(300)을 인식하면, 충전 스테이션(300)에 구비되는 LED(311)를 통해 충전 스테이션의 정면을 인식하되, 자세히는 정중앙에 위치하는 LED(311a)와 다른 LED(311b) 간 간격과, LED(311a)와 또 다른 LED(311c) 간 간격이 동일하면 구동 로봇(100)이 충전 스테이션(300)의 정면(입구)에 위치한 것으로 판단한다.

또한, 충전 스테이션(300)의 하측판(320) 내부는 도 3b에서와 같이, 베벨 기어(321)로 이루어져 있어서 상측판(310)이 회전 가능하도록 구현된다. 따라서, 충전 스테이션(300)에 도킹된 구동 로봇(100)은 베벨 기어(321)에 의하여 360도 회전이 가능하게 된다.

구동부(150)는 제어부(140)로부터 수신된 로봇 구동 명령 신호에 따라 구동 로봇(100)을 좌우, 전후, 상하로 이동시킨다.

또한, 사용자 단말기(200)에 대해 구체적으로 설명하자면, 통신부(210)는 구동 로봇(100)과 Wi-Fi 또는 웹을 통하여 데이터를 송수신하거나, 주변 AP와 Wi-Fi를 통하여 데이터 신호를 송수신하는데, 구체적으로는 구동 로봇(100)으로부터 주변 영상을 수신하여 영상 표시부(220)로 전달하고, 제어부(240)로부터 수신된 이동 신호 또는 제어 신호를 구동 로봇(100)으로 전송한다.

영상 표시부(220)는 통신부(210)를 통해 수신된 주변 영상을 사용자에게 실시간 제공한다.

입력부(230)는 사용자로부터 구동 로봇(100)을 이동시키기 위한 이동 신호와 충전 등과 같이 구동 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 입력받는다. 즉, 사용자는 구동 로봇(100)이 전진, 후진, 좌회전, 우회전하도록 하는 이동 신호와 충전 명령과 같은 제어 신호를 입력한다. 여기서, 입력부(230)는 입출력이 가능한 터치 패널로 구현될 수 있으며, 주변 영상을 제공받음과 동시에 사용자로부터 충전버튼(231)을 포함하는 각종 버튼을 통하여 입력 신호를 입력받을 수 있다.

제어부(240)는 통신부(210), 영상 표시부(220) 및 입력부(230)를 제어하며, 각 부(210, 220, 230)의 데이터 흐름을 관리한다.

이러한, 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기(200)는 Wi-Fi 또는 웹을 통하여 구동 로봇(100)과 접속할 수 있으며, 구동 로봇(100)의 움직임을 제어할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기를 이용한 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말기를 이용한 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇이 충전 스테이션의 정면을 인식하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇이 충전 스테이션을 인식하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇이 충전 스테이션에 도킹된 상태에서도 전방향으로 회전 가능한 것을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법에 따르면, 먼저, 사용자 단말기(200)와 통신하는 구동 로봇(100)이 주변 영상을 촬상한다(S410).

그리고, 사용자가 사용자 단말기(200)의 충전버튼(231)을 터치하면, 구동 로봇(100)은 사용자 단말기(200)로부터 충전 명령 신호를 수신하고(S420), 촬상되는 주변 영상을 참고하여 충전 스테이션(300)의 인식 여부를 판단한다(S430).

이때, 사용자가 사용자 단말기(200)의 입력부(230)에 구비된 조작 버튼(미도시)을 통해 구동 로봇(100)을 직접 충전 스테이션 주변으로 이동시킬 수도 있다.

구동 로봇(100)의 제어부(140)는 S430 단계에서의 판단 결과에 따라 구동 로봇(100)의 이동 여부 및 이동 방향을 결정하는 로봇 구동 명령 신호를 생성하는데, 충전 스테이션(300)이 인식된 것으로 판단되면, 구동 로봇(300)을 충전 스테이션(300)에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성한다(S440).

자세히는, 충전 스테이션(300)에 구비되는 복수의 LED(311) 색상 또는 점멸 속도 및 LED(311) 간 간격으로부터 충전 스테이션(300)의 정면을 인식하여 구동 로봇(100)을 충전 스테이션(300)의 정면으로 이동시키고, 구동 로봇(300)을 충전 스테이션(300)에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성한다.

이때, 충전 스테이션(300)은 구동 로봇(100)에게 전원을 공급하기 위한 장치로써, 상측판(310)의 양측에 위치한 2개의 충전 단자(312)에 구동 로봇(100)이 도킹된 상태에서 구동 로봇(100)으로 전원을 공급하거나, 충전 단자(312) 없이 무선 충전방식을 통해서도 전원을 공급할 수 있다.

이때, 복수의 LED(311a, 311b, 311c)는 서로 다른 색상의 광을 발산하거나, 서로 상이한 속도로 점멸한다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 충전 스테이션(300)의 위치를 인식하기 위한 수단으로서 LED(311)를 기재하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 발광 다이오드, 적외선 센서등과 같은 다양한 발광체로 대체할 수도 있다.

따라서, 구동 로봇(100)의 제어부(140)는 촬상부(120)를 통해 충전 스테이션(300)이 인식되면, 충전 스테이션(300)에 구비되는 LED(311)를 통해 충전 스테이션의 정면을 인식하되, 자세히는 도 5에서와 같이, 정중앙에 위치하는 LED(311a)와 다른 LED(311b) 간 간격과, LED(311a)와 또 다른 LED(311c) 간 간격이 동일하면 구동 로봇(100)이 충전 스테이션(300)의 정면(입구)에 위치한 것으로 판단한다.

S430 단계에서의 판단 결과, 충전 스테이션(300)이 인식되지 않는 것으로 판단되면, 구동 로봇(100)의 제어부(140)는 구동 로봇(100)을 360도의 범위 내에서 회전시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성한다(S441).

이때, 구동 로봇(100)의 제어부(140)는 S441단계에서 생성된 로봇 구동 명령 신호 신호에 따라, 구동 로봇(100)을 회전 구동시키면서 촬상되는 주변 영상을 통해 충전 스테이션(300)이 인식되면(S442), S440 단계로 회귀하여 구동 로봇(100)을 충전 스테이션(300)에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성한다.

만약, 충전 스테이션(300)이 인식되지 않으면 사용자 단말기(200)의 영상 표시부(220)에 충전 에러를 표시한다(S443).

구동부(150)는 생성된 로봇 구동 명령 신호에 따라 구동 로봇(100)을 구동시킨다(S450).

즉, 구동 로봇(100)은 도 6에서와 같이, 사용자 단말기(200)로부터 충전 명령 신호를 수신하면 촬상부(120)를 통해 충전 스테이션(300)을 인식한다. 그 다음, 충전 스테이션(300)에 구비되는 복수의 LED(311)를 통해 충전 스테이션(300)의 위치 및 정면을 정확히 판단하면, 해당 위치로 이동하여 충전 스테이션(300)의 상측판(310)에 설치된 2개의 충전 단자(312)와 결합하여 도킹되며, 충전 단자(312)를 통하여 전원을 공급받게 된다.

또한, 도 7a와 같이 구동 로봇(100)이 충전 스테이션(300)에 도킹된 상태에서, 사용자가 사용자 단말기(200)를 통하여 구동 로봇(100)으로 회전 명령을 전달하면, 구동 로봇(100)은 충전 스테이션(300)으로 근거리 신호(예를 들면 IR 적외선 신호)를 전송하여, 충전 스테이션(300)의 상측판(310)을 회전시킬 수도 있다.

이와 같이, 충전 스테이션(300)이 베벨 기어(321)를 구동시켜 상측판(310)을 180도를 회전하게 되면, 도 7b와 같이 구동 로봇(100)은 정면을 향하는 방향으로 위치하게 된다.

대부분의 충전 스테이션(300)이 벽을 향하여 설치되기 때문에, 구동 로봇(100)이 도 7a와 같이 충전 스테이션(300)에 도킹되면 벽 쪽을 촬상하게 된다. 따라서, 도 7b와 같이 충전 스테이션(300)은 구동 로봇(100)이 전방향을 모니터링 할 수 있도록 회전 시킴으로써, 지속적으로 촬상할 수 있도록 할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자는 사용자 단말기를 통하여 구동 로봇의 동작을 제어할 수 있고, 사용자 단말기로부터 충전 버튼이 입력되면, 구동 로봇이 충전 스테이션에 구비되는 복수의 LED를 촬상하여 충전 스테이션의 정면을 판단하여 이동함으로써 신속하고 정확하고 도킹이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 사용자는 구동 로봇이 충전되는 중에도 사용자 단말기를 통하여 충전 스테이션을 제어할 수 있어 전방향으로 회전하여구동 로봇으로부터 촬상된 주변 영상을 실시간으로 제공받을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 구동 로봇 101 : 상측부
102 : 하측부 110 : 통신부
120: 촬상부 130 : 저장부
140 : 제어부 150 : 구동부
200 : 사용자 단말기 210 : 통신부
220 : 영상 표시부 230: 입력부
231 : 충전버튼 240 : 제어부
300 : 충전 스테이션 310 : 상측판
311 : LED 312 : 충전 단자
320 : 하측판

Claims

사용자 단말기와 통신하는 통신부;
촬상 수단을 통해 주변 영상을 촬상하는 촬상부;
상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호와 상기 촬상된 주변 영상을 참고하여 구동 로봇을 제어하기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하고, 생성된 로봇 구동 명령 신호를 구동부로 제공하는 제어부; 및
상기 로봇 구동 명령 신호에 따라 상기 구동 로봇을 구동시키는 구동부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 사용자 단말기로부터 충전 명령 신호를 수신하면, 상기 촬상부를 통해 충전 스테이션을 인식하여 상기 충전 스테이션이 인식되면, 상기 충전 스테이션에 구비되는 복수의 LED 색상 또는 점멸 속도, 상기 복수의 LED 중 정중앙에 위치하는 LED를 기준으로 나머지 두 개의 LED가 동일한 각도 또는 동일한 간격에 위치하는지 여부 및 상기 복수의 LED가 형성된 모양으로부터 상기 충전 스테이션의 정면을 인식하여 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션의 정면으로 이동시키고, 상기 충전 스테이션에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 구동 로봇.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 촬상부를 통해 상기 충전 스테이션이 인식되지 않으면, 상기 구동 로봇을 회전시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 구동 로봇.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 구동 로봇이 회전 구동하면서 상기 촬상부를 통해 상기 충전 스테이션이 인식되면, 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션의 정면으로 이동시키고 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 구동 로봇.
사용자 단말기를 이용한 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법에 있어서,
상기 사용자 단말기와 통신하는 상기 구동 로봇이 주변 영상을 촬상하는 단계;
상기 사용자 단말기로부터 충전 명령 신호를 수신하면, 상기 촬상되는 주변 영상을 참고하여 상기 충전 스테이션의 인식 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과에 따라 상기 구동 로봇의 이동 여부 및 이동 방향을 결정하는 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 로봇 구동 명령 신호에 따라 상기 구동 로봇을 구동시키는 단계를 포함하고,
상기 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 단계는,
상기 충전 스테이션이 인식된 것으로 판단되면, 상기 충전 스테이션에 구비되는 복수의 LED 색상 또는 점멸 속도, 상기 복수의 LED 중 정중앙에 위치하는 LED를 기준으로 나머지 두 개의 LED가 동일한 각도 또는 동일한 간격에 위치하는지 여부 및 상기 복수의 LED가 형성된 모양으로부터 상기 충전 스테이션의 정면을 인식하여 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션의 정면으로 이동시키고, 상기 충전 스테이션에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법.
삭제
제5항에 있어서,
상기 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 단계는,
상기 충전 스테이션이 인식되지 않는 것으로 판단되면, 상기 구동 로봇을 회전시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법.
제7항에 있어서,
상기 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 단계는,
상기 구동 로봇이 회전 구동하면서 촬상되는 주변 영상을 통해 상기 충전 스테이션이 인식되면, 상기 구동 로봇을 상기 충전 스테이션에 도킹시키기 위한 로봇 구동 명령 신호를 생성하는 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법.