KR101918228B1 - 이동로봇 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동로봇의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이동로봇은 (a)회전맙으로 이동하는 이동로봇이 기준모션을 수행하는 단계; (b)이동로봇의 슬립률을 측정하는 단계; 및 (c)이동로봇의 주행을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

이동로봇 및 그 제어방법{Moving Robot And Controlling Method Thereof}

본 발명은 이동로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 회전맙으로 이동하는 이동로봇의 주행을 제어하는 방법에 관한 것이다.

최근 가정 내에서의 로봇 사용이 점차 확대되고 있는 추세이다. 이러한 가정용 로봇의 대표적인 예는 청소 로봇이다. 청소 로봇은 이동형 로봇으로서 일정 영역을 스스로 주행하며 바닥에 쌓인 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써 청소 공간을 자동으로 청소하는 하거나, 회전맙을 이용하여 이동함과 동시에 회전맙으로 바닥을 닦는 방식으로 청소할 수 있다.

다만, 이동로봇을 회전맙으로 이동하는 경우, 회전맙의 재질이 극세사 또는 패브릭으로 이루어진 경우, 바닥과의 마찰이 크지 않아, 회전맙이 회전하는 것에 비해 이동거리가 짧은 슬립현상이 일어난다.

이렇게 회전맙을 이동수단으로하여 이동하는 이동로봇은 슬립현상으로 이동로봇을 원하는 속도로 주행하거나, 원하는 거리만큼 주행하는데 어려움이 있는 문제가 있다.

등록특허 KR1578879B1호도 회전맙을 이용하여 이동하거나 바닥을 청소하는 청소용 이동로봇을 개시하고 있으나, 이러한 이동로봇의 주행을 제어하는 방법에 대해서는 개시하고 있지 않는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이동로봇의 슬립률을 파악하여 주행을 제어하는 이동로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 이동로봇이 이동환경에 따라 슬립률을 파악하여 주행을 제어하는 이동로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 이동로봇을 제어하는 방법은 (a)회전맙으로 이동하는 이동로봇이 기준모션을 수행하는 단계; (b)이동로봇의 슬립률을 측정하는 단계; 및 (c)이동로봇의 주행을 제어하는 단계를 포함하여, 이동로봇의 슬립률을 파악하여 이동로봇의 주행을 제어할 수 있다.

상기 (a)단계에서, 상기 이동로봇은 회전이동하며, 상기 (b)단계에서, 상기 이동로봇은 이동로봇의 회전속도를 검출하는 자이로 센서로 상기 이동로봇의 슬립률을 측정하여, 이동로봇이 회전이동하는 과정에서 자이로 센서로 슬립률을 파악할 수 있다.

또한, 상기 (a)단계에서, 상기 이동로봇은 직진 가속이동하며, 상기 (b)단계에서, 상기 이동로봇은 이동로봇의 이동 가속도를 검출하는 가속도 센서로 상기 이동로봇의 슬립률을 측정하여, 이동로봇이 직진 가속하는 과정에서 가속도 센서로 슬립률을 파악할 수 있다.

본 발명에 따른 이동로봇은 (d) 상기 이동로봇이 외부영향으로 속도가 가속 또는 감속될 때, 이동로봇의 이동 가속도를 검출하는 가속도 센서로 상기 이동로봇의 슬립률을 측정하는 단계; 및 (e) 상기 (d)단계에서 측정된 슬립률로 상기 이동로봇의 주행을 제어하는 단계를 더 포함하여, 이동과정에서 바닥재질이 변하는 등이 외부영향으로 슬립률이 달라진 경우에도, 달라진 슬립률을 파악할 수 있다.

첫째, 본 발명에 따른 이동로봇의 제어방법은 회전맙으로 이동하는 과정에서 발생하는 슬립률을 파악하여, 이동과정에서 슬립이 일어나는 이동로봇의 주행을 제어할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명에 따른 이동로봇의 제어방법은 자이로 센서 또는 가속도 센서를 이용하여 이동로봇이 회전하거나 직진 가속이동하는 경우에서 슬립률을 파악하여 이동로봇의 주행을 제어할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 본 발명에 따른 이동로봇 제어방법은 이동과정에서 바닥재질이 변경되는 등의 외부영향으로 이동로봇이 가속 또는 감속되는 경우, 변경되는 슬립률을 파악하여 상황에 맞게 이동로봇의 주행을 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇의 정면도이다
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇이 전방 주행시 스핀맙의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동로봇이 반경이 큰회전시 스핀맙의 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동로봇이 반경이 작은 회전시 스핀맙의 회전을 설명하기 위한 도면이다. 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 스핀맙이 바닥면과 맞닿는 부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀맙이 실제 이동로봇의 이동에 관여하는 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 제어부와 관련된 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자이로센서를 이용하여 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가속도센서를 이용하여 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇에 외부영향으로 가속되는 경우, 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 이동로봇의 주행제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 사시도이다.

도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 이동로봇의 구성을 간단히 설명한다.

본 실시예에 따른 회전맙의 회전으로 모션하는 이동로봇(10)은 기준모션에서 측정된 슬립률로 이동로봇(10)의 주행을 제어한다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 외형을 형성하는 메인바디(20), 메인바디(20)를 이동시키는 회전맙, 회전맙을 구동시키는 구동모터를 포함한다.

본 실시예의 이동로봇(10)에서 사용되는 회전맙은 극세사 또는 패브릭 형태의 맙패드를 장착한다. 따라서, 회전맙의 회전시, 이동로봇(10)이 실제 회전맙의 회전에 비해 이동하지 못하는 슬립이 발생한다. 회전맙은 바닥에 평행한 회전축으로 구동하는 롤링맙이나, 바닥에 거의 수직한 회전축으로 구동하는 스핀맙(30)을 포함한다. 이하에서는 본 발명의 회전맙의 하나의 형태인 스핀맙(30)을 기준으로 슬립률을 구하고, 보상하는 내용을 설명한다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 회전맙이 회전할 때, 메인바디(20)의 기준모션을 측정하는 모션센서를 더 포함한다. 모션센서는 이동로봇(10)의 회전속도를 검출하는 자이로센서(110, 도 6참조) 또는 이동로봇(10)의 가속도값을 감지하는 가속도센서(120, 도 6참조)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에서의 기준모션이란 자이로센서(110) 또는 가속도센서(120)를 이용하여 이동로봇(10)의 슬립률을 계산하기 위해, 이동로봇(10)의 스핀맙(30)을 구동하는 모션이다. 모션이란, 이동로봇(10)이 제자리 회전하는 정지모션과 직진이동 또는 회전이동하는 이동모션으로 구분될 수 있다.

이동로봇(10)은 기준모션에서, 이동로봇(10)이 제자리 회전 또는 곡선으로 이동하는 라운드 회전할 때, 자이로센서(110)를 이용하여 슬립률을 측정한다. 구체적으로는, 스핀맙(30)의 회전량에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도와 자이로센서(110)로 측정된 실제 이동로봇(10)의 회전속도를 비교하여 슬립률을 측정한다.

또한, 이동로봇(10)은 기준모션에서, 이동로봇(10)이 직진 가속 또는 감속 이동할 때, 가속도센서(120)를 이용하여 슬립률을 측정할 수 있다. 스핀맙(30)의 회전량에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 직진 가속도와 가속도센서(120)로 측정된 실제 이동로봇(10)의 가속도를 비교하여 슬립률을 측정할 수 있다.

상기에서 슬립률을 측정하는 방법으로는 스핀맙(30)의 회전량에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도와 자이로센서(110)로 측정된 실제 이동로봇(10)의 회전속도의 상관관계를 실험적으로 정의하고, 상관관계 표를 이용하여 슬립률을 추정하는 방법 또는 상기의 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도와 측정된 이동로봇(10)의 회전속도를 이용하여 슬립률 공식을 통해 슬립률을 계산하는 방법이 사용될 수 있다.

마찬가지로, 이동로봇(10)이 직진 가속운동을 하는 경우에도, 이동로봇(10)의 실제 직진속도와 이상적인 직진속도의 상관관계를 실험적으로 정의하고, 상관관계 표를 이용하여 슬립률을 추정하는 방법 또는 상기 이동로봇(10)의 이상적인 직진속도와 측정된 이동로봇(10)의 직진속도를 이용하여 슬립률 공식을 통해 슬립률을 계산하는 방법이 사용될 수 있다.

본 실시예에서의 이동모션은 이동로봇(10)의 스핀맙(30)이 회전하는 모든 모션을 말한다. 따라서, 이동로봇(10)이 스핀맙(30)을 회전시켜 제자리회전 또는 라운드 회전하는 회전구간과 등속, 가속 또는 감속으로 직진 이동하는 구간을 모두 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇의 정면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇이 모션을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 스핀맙이 바닥면과 맞닿는 부분을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀맙이 실제 이동로봇의 이동에 관여하는 범위를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도 2 내지 도 5를 참조하여, 스핀맙의 회전에 따른 이동로봇의 주행과 이동로봇의 이동에 따라 슬립률을 구하거나, 보상하는 방법을 설명한다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30)을 포함하고, 한 쌍의 스핀맙(30)을 회전하여 이동한다. 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전방향 또는 회전속도를 달리하여 이동로봇(10)의 주행을 제어할 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 스핀맙(30)이 바닥면을 기준으로 일정각도(θ0)만큼 기울어져 배치된다. 이동로봇(10)의 이동이 원활하도록, 스핀맙(30)의 전체면에서 고르게 바닥면과 맞닿지 않고, 일정각도(θ0)만큼 기울어져 스핀맙의 일정부분에서 주로 맞닿도록 배치된다.

도 3a를 참조하면, 이동로봇(10)의 직진이동은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각이 서로 반대방향으로 회전하여 이동할 수 있다. 이경우, 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전속도는 같으나 회전방향을 달리한다. 이동로봇(10)은 양 스핀맙(30)의 회전방향을 변경하여 전진이동 또는 후진이동을 할 수 있다.

또한, 도 3b와 3c를 참조하면, 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각이 서로 같은 방향으로 회전하여 회전이동을 할 수 있다. 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전속도를 달리하여 제자리 회전하거나, 곡선으로 이동하는 라운드 회전을 할 수 있다. 이동로봇(10)의 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전속도 비율을 달리하여, 라운드 회전의 반경을 조정할 수 있다.

이하에서는 이동로봇(10)의 슬립률을 구하는 방법에 대해 설명하면, 본 발명에 따른 이동로봇(10)은 스핀맙(30)의 구동과 자이로센서(110) 또는 가속도센서(120)를 이용하여 슬립률을 측정할 수 있다. 먼저, 자이로센서(110)를 이용한 슬립률을 측정하는 방법을 설명하고, 가속도센서(120)를 이용한 슬립률을 측정하는 방법을 설명한다.

먼저, 자이로센서(110)를 이용하여 슬립률을 측정하는 방법을 설명하면, 본 발명에 따른 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도와 실제 자이로센서(110)로 측정되는 이동로봇(10)의 회전속도를 비교하여 슬립률을 계산할 수 있다.

한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도는 슬립률이 ‘0’인 상태에서, 각각의 스핀맙(30)의 회전속도 비율에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도를 의미한다.

이동로봇(10)의 회전속도는 스핀맙(30)의 반경(R)과 각각의 스핀맙(30)의 회전속도에 의해 좌우된다. 도 5와 같이, 스핀맙(30)이 바닥면으로 경사진 부분이 한 쌍의 스핀맙(30)의 중심을 연결하는 가상의 선에 설정각도(θ1)인 부분에서 형성되면, 실제 이동에 관여하는 스핀맙(30)의 반경(R’)은 하기의 식1과 같이 구할 수 있다.

<식1>

R’ = R * cosθ1

이는 스핀맙(30)이 바닥면과 맞닿는 부분에서의 선속도(V1)는 스핀맙(30)의 실제 주행에 설정각도(θ1)인 부분에서 형성되므로, 실제 주행방향에 대한 선속도(V2)에 대해서는 하기의 식2와 같이 나타나며,

<식2>

V2 = V1 * cosθ1

실제 주행방향에 대한 선속도(V2)와 수직을 이루는 부분이 실제 이동에 관여하는 스핀맙(30)의 반경(R’)으로 상기의 식1과 같이 나타낼 수 있다.

이하에서는 이동로봇(10)이 회전이동하거나, 직진이동하는 경우에 따라 이동로봇(10)의 슬립률을 구하는 하나의 실시예를 설명한다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)이 회전이동하는 경우의 슬립률(Sr1)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도(Rf)와 실제 자이로센서(110)로 측정되는 회전속도(Rr)를 이용하여 하기의 식3과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

<식3>

Sr1=(Rf-Rr )/Rf*100

상기의 식3으로 구해진 슬립률을 통해 이동로봇(10)의 주행을 제어할 수 있다. 이동로봇(10)의 주행제어는 식3으로 구해진 슬립률을 식4와 같이 보상하여 이동로봇(10)을 원하는 속도(Vw)로 주행하기 위해 필요한 슬립률이 ‘0’인 상태의 이동로봇(10)의 속도(이하, ‘구동속도’ 라고 함, Vn)를 알 수 있다.

<식4>

Vn=Vw/((1-Sr/100))

상기의 식4로 이동로봇(10)의 주행을 제어할 수 있다. 즉, 상기의 식3으로 구해진 슬립률(Sr)을 상기의 식4에 대입하여 원하는 이동로봇(10)의 주행 속도(Vw)를 위해 필요한 이동로봇(10)의 구동속도(Vn)를 파악하여, 이동로봇(10)의 주행을 제어할 수 있다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)이 직진이동하는 경우의 슬립률(Sr2)은 가속도센서(120)를 이용하여 구할 수 있다. 본 발명에 따른 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 속도와 실제 가속도센서(120)로 측정되는 이동로봇(10)의 속도를 비교하여 슬립률을 계산할 수 있다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)이 가속 또는 감속 이동하는 경우의 슬립률(Sr2)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 속도(Vf)와 실제 가속도센서(120)로 측정되는 이동로봇(10)의 속도(Vr)를 이용하여 하기의 식5과 같은 공식으로 계산할 수 있다. 이동로봇(10)의 직진주행에 있어서, 이동로봇의 이상적인 속도(Vf)는 상기 식2에서 계산한 슬립맙의 선속도(V2)와 같이 나타날 수 있다.

가속도센서(120)로 측정되는 이동로봇(10)의 속도(Vr)은 가속도센서(120)로 측정된 가속도 값을 적분하여 구할 수 있다.

<식5>

Sr2=(Vf-Vr )/Vf*100

상기의 식5으로 구해진 슬립률을 통해 이동로봇(10)의 주행을 제어할 수 있다. 이동로봇(10)의 주행제어는 식5으로 구해진 슬립률을 상기의 식4과 같이 보상하여 이동로봇(10)을 원하는 속도(Vw)로 주행하기 위해 필요한 이동로봇(10)의 구동속도(Vn)를 알 수 있다.

또한, 슬립률은 자이로센서로 파악되는 변경된 회전각도의 범위에서, 스핀맙의 이상적인 회전수와 실제 구동모터에 의해 동작한 스핀맙의 실제 회전수의 비율을 계산하여 구하는 것도 가능하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 제어부와 관련된 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 이하에서는 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 이동로봇의 제어부를 설명한다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 자이로센서(110) 또는 가속도센서(120)로 이동로봇(10)의 슬립률을 측정하고, 이동로봇(10)의 주행을 제어하는 제어부(100)를 포함한다. 본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 슬립률 측정에 관한 데이터를 저장하는 저장부(130)를 더 포함할 수 있다.

제어부(100)는 이동로봇(10)의 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도와 실제 자이로센서(110)로 측정되는 이동로봇(10)의 회전속도를 비교하여 슬립률을 측정한다. 제어부(100)는 이동로봇(10)의 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 직진속도와 실제 가속도센서(120)로 측정되는 이동로봇(10)의 직진속도를 비교하여 슬립률을 측정한다.

제어부(100)는 구동모터(40)를 구동시켜, 스핀맙(30)을 회전시킨다. 제어부(100)는 이동로봇(10)의 주행방향에 따라 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전방향 및 회전속도를 제어한다. 제어부(100)는 측정된 슬립률을 바탕으로 이동로봇(10)의 주행을 제어한다. 제어부(100)는 측정된 슬립률을 바탕으로 이동로봇(10)의 이동속도를 보상한다.

저장부(130)는 스핀맙(30)의 회전량에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도와 자이로센서(110)로 측정된 실제 이동로봇(10)의 회전속도의 상관관계를 실험적으로 기록한 데이터를 저장한다. 저장부(130)는 이동로봇(10)이 직진 가속운동을 하는 경우에도, 이동로봇(10)의 실제 직진속도와 이상적인 직진속도의 상관관계를 실험적 기록한 데이터를 저장한다.

저장부(130)는 이동로봇(10)의 직진이동의 슬립률과 회전이동의 슬립률이 다른 경우, 직진이동의 슬립률과 회전이동의 슬립률 간의 비례관계를 실험적으로 기록한 데이터를 저장할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자이로센서를 이용하여 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가속도센서를 이용하여 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동로봇에 외부영향으로 가속되는 경우, 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.

이하에서는 도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 실시예에 따른 이동로봇의 주행을 제어하는 방법을 설명한다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)이 기준모션을 수행하는 단계(S100)를 거친다. 기준모션이란 자이로센서(110) 또는 가속도센서(120)를 이용하여 이동로봇(10)의 슬립률을 계산하기 위해, 이동로봇(10)의 스핀맙(30)을 구동하는 모션으로, 모션이란, 이동로봇(10)이 제자리회전하는 정지모션과 이동로봇(10)이 직진이동 또는 회전이동하는 이동모션을 포함한다.

이동로봇(10)은 회전이동하는 단계(S110)를 거치거나, 직진가속하는 단계(S120)를 거칠 수 있다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 회전이동하는 단계(S110)를 거친다. 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30)을 동일한 방향으로 회전시켜, 이동로봇(10)을 회전시킨다. 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전속도를 달리하여 이동로봇(10)을 제자리 회전하게 하거나, 라운드 회전하게 할 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 이동로봇(10)이 가속하는 단계(S120)를 거친다. 이동로봇(10)은 스핀맙(30)의 실제 회전속도를 변경하여 이동로봇(10)을 가속시킬 수 있다. 이동로봇(10)은 한 쌍의 스핀맙(30)이 각각 회전방향을 달리하며, 스핀맙(30)을 구동속도를 변경시켜, 이동로봇(10)을 가속시킨다.

이후, 이동로봇(10)의 슬립률을 측정하는 단계(S200)를 거친다. 이동로봇(10)이 회전이동을 하는 경우, 자이로센서(110)를 이용하여 슬립률을 측정하고, 이동로봇(10)이 직진가속이동을 하는 경우, 가속도센서(120)를 이용하여 슬립률을 측정한다.

도 8을 참조하면, 제어부(100)는 자이로센서(110)를 이용하여 이동로봇(10)의 슬립률을 측정하는 단계(S210)를 거친다. 제어부(100)는 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 회전속도와 실제 자이로센서(110)로 측정되는 이동로봇(10)의 회전속도를 비교하여 슬립률을 측정한다.

또한, 도 8을 참조하면, 이동로봇(10)의 회전이동에 따른 슬립률을 측정한 이후, 제어부(100)는 측정된 회전이동에 따른 슬립률을 직진이동에 따른 슬립률로 변경하는 단계(215)를 거칠수 있다. 회전이동에 따른 슬립률과 직진이동에 따른 슬립률이 다르게 형성될 수 있다. 이 경우, 저장부(130)에 저장된 직진이동의 슬립률과 회전이동의 슬립률 간의 비례관계 데이터를 기초로, 회전이동으로 측정된 슬립률을 직진이동에 대한 슬립률로 변경한다.

도 9를 참조하면, 제어부(100)가 가속도센서(120)를 이용하여 이동로봇(10)의 슬립률을 측정하는 단계(S220)를 거친다. 제어부(100)는 한 쌍의 스핀맙(30) 각각의 회전에 따른 이동로봇(10)의 이상적인 속도와 실제 가속도센서(120)로 추정되는 이동로봇(10)의 속도를 비교하여 슬립률을 측정한다.

제어부(100)가 슬립률을 보상하여 이동로봇(10)의 주행을 제어하는 단계(S300)를 거친다. 제어부(100)는 측정된 슬립률을 보상하여 이동로봇(10)의 주행을 제어할 수 있다. 이동로봇(10)의 회전이동으로 측정한 슬립률 또는 이동로봇(10)의 직진 가속이동으로 측정한 슬립률을 보상하여 이동로봇(10)의 주행을 제어한다(S310, S320). 제어부(100)는 이동로봇(10)의 주행 속도(Vw)를 위해 필요한 이동로봇(10)의 구동속도(Vn)를 파악하여, 이동로봇(10)의 주행을 제어한다.

본 실시예에 따른 이동로봇(10)은 상기의 과정(S100 내지 S300)을 반복하여 수행한다. 이동로봇(10)은 상기의 과정을 반복적으로 수행하여, 이동로봇(10)의 이동으로 변경될 수 있는 슬립률을 업데이트하고, 이동로봇(10)의 이동에 보상한다. 따라서, 이동로봇(10)이 이동하는 과정에서, 바닥의 재질 등이 변경되어 슬립률이 변하더라도, 상기 과정의 반복을 통해 이동로봇(10)의 주행을 제어할 수 있다.

이동로봇(10)은 외부영향으로 속도가 가속될 수 있다. 하나의 실시예로 이동로봇(10)은 이동과정에서 바닥의 재질이 변경되는 경우, 스핀맙(30)과 바닥의 마찰력이 달라짐에 따라 가속 또는 감속될 수 있다. 이동로봇(10)은 이동과정에서 바닥재질이 변경되는 등의 외부영향으로 가속하는 단계(S400)를 거칠 수 있다.

이동로봇(10)은 가속도센서(120)로 이동로봇(10)의 슬립률을 측정하는 단계(S410)를 수행한다. 이동로봇(10)이 외부영향으로 가속 또는 감속하는 경우, 가속도센서(120)로 가속 또는 감속에 따른 현재의 속도를 추정한다. 제어부(100)는 스핀맙(30)을 회전시키는 구동모터(40)의 구동속도와 스핀맙(30)의 반경으로 슬립률이 ‘0’일 때의 이상적인 속도와, 가속도센서(120)로 추정되는 현재의 속도를 비교하여 슬립률을 측정한다.

이후, 이동로봇(10)은 측정된 슬립률로, 이동로봇(10)의 주행 속도를 보상하여, 이동로봇(10)의 주행을 제어하는 단계(S420)를 거친다. 상기의 과정으로, 이동로봇(10)의 주행을 보다 정확하게 제어할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 이동로봇 20 : 메인바디
30 : 스핀맙 40 : 구동모터
100 : 제어부 110 : 자이로 센서
120 : 가속도 센서 130 : 저장부

Claims (12)

1. (a)회전맙으로 이동하는 이동로봇이 회전이동하며 기준모션을 수행하는 단계;
   (b)이동로봇의 회전속도를 검출하는 자이로 센서로 이동로봇의 슬립률을 측정하는 단계; 및
   (c)이동로봇의 주행을 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 (b)단계에서의 슬립률은,
   상기 회전맙의 회전에 따른 상기 이동로봇의 이상적인 회전속도와 실제 자이로센서로 측정되는 상기 이동로봇의 회전속도를 이용하여 측정하는 이동로봇의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 (a)단계, (b)단계 및 (c)단계를 반복수행하는 이동로봇의 제어방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   측정된 상기 회전이동에 따른 슬립률을 직진이동에 따른 슬립률로 변경하는 단계를 더 포함하는 이동로봇의 제어방법.
6. (a)회전맙으로 이동하는 이동로봇이 직진 가속이동하며 기준모션을 수행하는 단계;
   (b)이동로봇의 이동 가속도를 검출하는 가속도 센서로 이동로봇의 슬립률을 측정하는 단계; 및
   (c)이동로봇의 주행을 제어하는 단계를 포함하고,
   상기 (b)단계에서의 슬립률은,
   상기 회전맙의 회전에 따른 상기 이동로봇의 이상적인 속도와 실제 가속도센서로 측정되는 상기 이동로봇의 속도를 이용하여 측정하는 이동로봇의 제어방법.
   
7. 삭제
8. 제 1 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 (c)단계 이후,
   (d) 상기 이동로봇이 외부영향으로 속도가 가속 또는 감속될 때, 이동로봇의 이동 가속도를 검출하는 가속도 센서로 상기 이동로봇의 슬립률을 측정하는 단계; 및
   (e) 상기 (d)단계에서 측정된 슬립률로 상기 이동로봇의 주행을 제어하는 단계를 더 포함하는 이동로봇의 제어방법.
   
9. 삭제
10. 외형을 형성하는 메인바디;
    상기 메인바디를 이동시키는 회전맙;
    상기 회전맙을 구동시키는 구동모터;
    상기 회전맙이 회전할 때, 메인바디의 기준모션을 측정하는 모션센서;
    상기 기준모션에서 상기 모션센서로 측정되는 실제값과, 상기 구동모터의 구동에 따른 이상값을 이용하여 슬립률을 측정하고, 상기 슬립률을 이용하여 주행을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 모션센서는 상기 메인바디의 회전속도를 검출하는 자이로 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 회전맙의 회전에 따른 상기 메인바디의 이상적인 회전속도와 실제 자이로센서로 측정되는 상기 메인바디의 회전속도를 이용하여, 슬립률을 측정하고, 상기 슬립률을 이용하여 주행을 제어하는 이동로봇.
    
11. 삭제
12. 외형을 형성하는 메인바디;
    상기 메인바디를 이동시키는 회전맙;
    상기 회전맙을 구동시키는 구동모터;
    상기 회전맙이 회전할 때, 메인바디의 기준모션을 측정하는 모션센서;
    상기 기준모션에서 상기 모션센서로 측정되는 실제값과, 상기 구동모터의 구동에 따른 이상값을 이용하여 슬립률을 측정하고, 상기 슬립률을 이용하여 주행을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 모션센서는 상기 메인바디의 가속도를 검출하는 가속도 센서를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 회전맙의 회전에 따른 상기 메인바디의 이상적인 속도와 실제 가속도센서로 측정되는 상기 메인바디의 속도를 이용하여, 슬립률을 측정하고, 상기 슬립률을 이용하여 주행을 제어하는 이동로봇.
    

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