KR102158772B1 - Intelligent robot and its return method to a docking station - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지능형 로봇 및 이의 도킹 스테이션 복귀 방법에 관한 것으로, 상세하게는 지능형 로봇이 효율적으로 도킹 스테이션에 복귀할 수 있는 지능형 로봇 및 이의 도킹 스테이션 복귀 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an intelligent robot and a docking station return method thereof, and more particularly, to an intelligent robot capable of efficiently returning the intelligent robot to a docking station, and a docking station return method thereof.
지능형 로봇이란 어떠한 동작이나 선택을 하도록 프로그램된 로봇을 의미한다. 지능형 로봇은 공장, 가정, 군대, 또는 병원 등 다양한 분야에서 다양한 용도로 이용될 수 있다. Intelligent robot refers to a robot that is programmed to make any movement or selection. Intelligent robots can be used in various fields such as factories, homes, military, or hospitals.
지능형 로봇은 배터리를 포함한다. 지능형 로봇의 배터리의 전력이 낮을 때, 지능형 로봇은 배터리를 충전하기 위해 지능형 로봇이 접속할 수 있는 도킹 스테이션(docking station)으로 되돌아가는 도킹 알고리즘을 포함하고 있다. 도킹 스테이션은 접속단자들을 가지는 전기적 충전 시스템으로 구현된다. 접속단자들을 통해 지능형 로봇에게 전력이 제공된다. Intelligent robots contain batteries. When the intelligent robot's battery power is low, the intelligent robot contains a docking algorithm that returns to a docking station that the intelligent robot can access to charge the battery. The docking station is implemented as an electrical charging system with connection terminals. Power is supplied to the intelligent robot through the connection terminals.
종래의 도킹 스테이션은 지능형 로봇과의 정확한 접속이 어렵기 때문에 도킹 스테이션의 접속단자들의 사이즈를 크게 하고 있다. 접속단자들의 사이즈가 증가되면 제조원가의 상승뿐만 아니라 도킹 스테이션의 미적 아름다움이 감소될 수 있다. 또한, 지능형 로봇과 도킹 스테이션의 접속단자들이 접속되지 않을 때, 지능형 로봇은 접속단자들과 얼마나 떨어져 있는지 알기 어렵기 때문에 지능형 로봇에 포함된 도킹 알고리즘을 처음부터 다시 반복하여야한다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 도킹 알고리즘은 지능형 로봇과 접속단자들의 정확한 접속이 어려워 충전이 잘 되지 않거나, 충전의 효율이 떨어지는 문제점도 있다. In the conventional docking station, since it is difficult to accurately connect with an intelligent robot, the size of the connection terminals of the docking station is increased. If the size of the connection terminals is increased, not only the manufacturing cost will increase, but also the aesthetic beauty of the docking station may decrease. In addition, when the connection terminals of the intelligent robot and the docking station are not connected, there is a problem in that the docking algorithm included in the intelligent robot must be repeated from the beginning because it is difficult to know how far the intelligent robot is from the connection terminals. In addition, the conventional docking algorithm has a problem in that charging is not performed well or charging efficiency is inferior because it is difficult to accurately connect the intelligent robot and the connection terminals.
또한, 종래의 도킹 스테이션은 상기 지능형 로봇에게 자신의 위치를 알리기 위해 적외선 신호를 이용한다. 하지만 도킹 스테이션과 지능형 로봇이 멀리 떨어져 있을 때, 적외선 신호의 출력 제한으로 적외선 신호가 멀리 전달될 수 없다는 문제점이 있다. 또한, 도킹 스테이션에 구현된 적외선 센서의 개수는 한정적이므로, 도킹 스테이션이 적외선 신호를 지능형 로봇으로 전달할 수 없는 경우도 발생할 수 있다. In addition, the conventional docking station uses an infrared signal to inform the intelligent robot of its location. However, when the docking station and the intelligent robot are far apart, there is a problem in that the infrared signal cannot be transmitted far due to the limitation of the output of the infrared signal. In addition, since the number of infrared sensors implemented in the docking station is limited, there may be cases where the docking station cannot transmit infrared signals to the intelligent robot.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 지능형 로봇이 효율적으로 도킹 스테이션에 복귀할 수 있는 지능형 로봇 및 이의 도킹 스테이션 복귀 방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an intelligent robot capable of efficiently returning the intelligent robot to the docking station and a method for returning the same to the docking station.
본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇의 도킹 제어 방법은 지능형 로봇이 상기 지능형 로봇의 배터리의 전력의 값이 임의의 값 이하인지 판단하는 단계, 상기 지능형 로봇의 배터리의 전력의 값이 상기 임의의 값 이하일 때, 상기 지능형 로봇은 도킹 스테이션으로 접근하는 단계, 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션과 임의의 거리 이내인지 판단하는 단계, 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션과 상기 임의의 거리 이내로 판단될 때, 상기 지능형 로봇은 제1시점에서 상기 도킹 스테이션으로부터 제1전력을 수신하는 단계, 상기 지능형 로봇은 상기 도킹 스테이션으로부터 수신된 제1전력의 값을 분석하는 단계, 상기 제1시점에서 상기 수신된 제1전력의 값이 문턱값 이하일 때, 상기 지능형 로봇은 임의의 방향으로 임의의 거리만큼 이동하는 단계, 상기 지능형 로봇은 상기 임의의 방향으로 상기 임의의 거리만큼 이동한 후, 제2시점에서 상기 도킹 스테이션으로부터 제2전력을 수신하는 단계, 및 상기 제2시점에서 상기 제2전력의 값이 상기 문턱값 이상일 때, 상기 지능형 로봇은 상기 도킹 스테이션으로부터 전력을 공급받는 단계를 포함한다. In the method of controlling docking of an intelligent robot according to an embodiment of the present invention, the intelligent robot determines whether the power value of the battery of the intelligent robot is less than or equal to an arbitrary value, and the power value of the battery of the intelligent robot is the arbitrary value When the following, the intelligent robot is approaching the docking station, determining whether the intelligent robot is within a certain distance from the docking station, and when the intelligent robot is determined to be within the certain distance from the docking station, the intelligent The robot receiving a first power from the docking station at a first time point, the intelligent robot analyzing a value of the first power received from the docking station, the received first power at the first time point. When the value is less than the threshold value, the intelligent robot moves in a random direction by a certain distance, and the intelligent robot moves in the random direction by the certain distance, and then removes from the docking station at a second point in time. 2 receiving power, and when the value of the second power at the second time point is equal to or greater than the threshold value, the intelligent robot receives power from the docking station.
상기 지능형 로봇의 도킹 제어 방법은 상기 제1시점에서 상기 제1전력의 값이 상기 문턱값 이상일 때, 상기 지능형 로봇은 상기 도킹 스테이션으로부터 전력을 공급받는 단계를 포함한다.The docking control method of the intelligent robot includes the step of receiving power from the docking station when the value of the first power is greater than or equal to the threshold value at the first time point.
상기 지능형 로봇의 도킹 제어 방법은 상기 제2시점에서 상기 제2전력의 값이 상기 문턱값 이하일 때, 상기 지능형 로봇은 위치를 조정하는 단계를 포함한다. The docking control method of the intelligent robot includes the step of adjusting the position of the intelligent robot when the value of the second power is less than or equal to the threshold value at the second time point.
본 발명의 실시 예에 따른 도킹 스테이션으로부터 자기 유도 방식으로 전력을 공급받는 지능형 로봇은 명령들을 실행하는 프로세서, 상기 명령들을 저장하는 메모리, 충전 모듈, 상기 지능형 로봇을 이동시키는 휠, 상기 휠을 제어하는 휠 모터을 포함한다. The intelligent robot receiving power in a magnetic induction method from a docking station according to an embodiment of the present invention includes a processor that executes commands, a memory that stores the commands, a charging module, a wheel that moves the intelligent robot, and controls the wheel. Includes a wheel motor.
상기 명령들은 배터리의 전력의 값이 임의의 값 이하인지 판단하며, 상기 배터리의 전력의 값이 상기 임의의 값 이하일 때, 상기 지능형 로봇이 도킹 스테이션으로 접근하도록 제어하며, 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션과 임의의 거리 이내인지 판단하며, 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션과 상기 임의의 거리 이내로 판단될 때, 제1시점에서 상기 도킹 스테이션으로부터 제1전력을 수신하도록 상기 충전 모듈을 제어하며, 상기 도킹 스테이션으로부터 수신된 제1전력의 값을 분석하며, 상기 제1시점에서 상기 수신된 제1전력의 값이 문턱값 이하일 때, 상기 지능형 로봇이 임의의 방향으로 임의의 거리만큼 이동하도록 상기 휠 모터를 제어하며, 상기 지능형 로봇은 상기 임의의 방향으로 상기 임의의 거리만큼 이동한 후, 제2시점에서 상기 도킹 스테이션으로부터 제2전력을 수신하도록 상기 충전 모듈을 제어하며, 상기 제2시점에서 상기 제2전력의 값이 상기 문턱값 이상일 때, 상기 지능형 로봇은 상기 도킹 스테이션으로부터 전력을 공급받도록 상기 충전 모듈을 제어하도록 구현된다. The commands determine whether the value of the power of the battery is less than or equal to a certain value, control the intelligent robot to access the docking station when the value of the power of the battery is less than the certain value, and the intelligent robot It determines whether it is within a certain distance from and, and when the intelligent robot is determined to be within the certain distance from the docking station, controls the charging module to receive first power from the docking station at a first time point, and the docking station Analyzes the value of the first power received from and controls the wheel motor to move the intelligent robot by a certain distance in a certain direction when the value of the received first power at the first time point is less than or equal to the threshold value. And, the intelligent robot controls the charging module to receive second power from the docking station at a second time point after moving by the random distance in the random direction, and the second power at the second time point. When the value of is equal to or greater than the threshold value, the intelligent robot is implemented to control the charging module to receive power from the docking station.
상기 지능형 로봇은 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션과 임의의 거리 이내인지 판단하기 위해 거리 센서를 더 포함할 수 있다. The intelligent robot may further include a distance sensor to determine whether the intelligent robot is within a certain distance from the docking station.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 지능형 로봇의 도킹 스테이션 복귀 방법은 지능형 로봇은 상기 지능형 로봇에 포함된 카메라에 의해 촬영된 도킹 스테이션의 이미지를 분석하여 상기 도킹 스테이션의 표면에 배열된 LED 어레이의 깜박임을 확인하는 단계, 상기 도킹 스테이션에 배열된 상기 LED 어레이의 깜박임이 확인될 때, 상기 지능형 로봇은 상기 이미지 분석 결과에 따라 상기 도킹 스테이션과 상기 지능형 로봇에 포함된 카메라 사이의 각도를 계산하여 상기 지능형 로봇의 휠 모터를 제어하는 단계, 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하는 단계, 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션의 일정 거리 이내로 접근할 때, 상기 지능형 로봇의 프로세서는 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서를 동작시키기 위해 상기 지능형 로봇에 포함된 제1거리 센서가 제1거리 신호를 상기 제2거리 센서로 전달되도록 상기 제1거리 센서를 제어하는 단계, 상기 지능형 로봇에 포함된 제1거리 센서는 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서로부터 상기 도킹 스테이션에 관한 위치 정보를 포함하는 제2거리 신호를 수신하는 단계, 상기 지능형 로봇은 상기 수신된 제2거리 신호에 따라 상기 지능형 로봇의 휠 모터를 제어하는 단계, 및 상기 지능형 로봇은 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 도킹 스테이션으로 접근하는 단계을 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a method of returning to a docking station of an intelligent robot is performed by analyzing an image of a docking station captured by a camera included in the intelligent robot, and blinking the LED array arranged on the surface of the docking station. The step of confirming, when the blinking of the LED array arranged in the docking station is confirmed, the intelligent robot calculates the angle between the docking station and the camera included in the intelligent robot according to the image analysis result, and the intelligent robot Controlling the wheel motor of, the intelligent robot approaching the docking station according to the control of the wheel motor, when the intelligent robot approaches within a certain distance of the docking station, the processor of the intelligent robot is Controlling the first distance sensor so that a first distance sensor included in the intelligent robot transmits a first distance signal to the second distance sensor in order to operate a second distance sensor included in the station, and the intelligent robot The included first distance sensor receiving a second distance signal including location information on the docking station from a second distance sensor included in the docking station, the intelligent robot according to the received second distance signal Controlling a wheel motor of the intelligent robot, and accessing the intelligent robot to the docking station according to the control of the wheel motor.
상기 지능형 로봇은 상기 이미지 분석 결과에 따라 상기 도킹 스테이션과 상기 지능형 로봇에 포함된 카메라 사이의 각도를 계산하여 상기 지능형 로봇의 휠 모터를 제어하는 단계는 상기 지능형 로봇의 메모리에 이미 저장된 복수의 이미지들에 포함된 깜박임 위치 정보를 이용하여 상기 도킹 스테이션과 상기 지능형 로봇에 포함된 카메라 사이의 각도를 계산한다, The intelligent robot calculating the angle between the docking station and the camera included in the intelligent robot according to the image analysis result and controlling the wheel motor of the intelligent robot includes a plurality of images already stored in the memory of the intelligent robot. The angle between the docking station and the camera included in the intelligent robot is calculated using the blinking position information included in,
실시 예에 따라 상기 지능형 로봇의 도킹 스테이션 복귀 방법은 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근한 후, 상기 지능형 로봇은 일정 시간마다 상기 지능형 로봇에 포함된 상기 카메라가 상기 도킹 스테이션을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하는 단계, 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하여 상기 지능형 로봇과 상기 도킹 스테이션이 가까워질 때, 상기 지능형 로봇에 의해 촬영된 이미지에서 문자 인식 코드를 인식하는 단계, 상기 문자 인식 코드에 포함된 상기 도킹 스테이션의 좌표를 식별하여 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하도록 상기 지능형 로봇은 상기 지능형 로봇의 상기 휠 모터를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the method for returning the intelligent robot to the docking station is, after the intelligent robot approaches the docking station under the control of the wheel motor, the intelligent robot uses the camera included in the intelligent robot to dock the Controlling the camera to take a picture of a station, when the intelligent robot approaches the docking station under the control of the wheel motor and the intelligent robot and the docking station become close, characters in the image captured by the intelligent robot Recognizing a recognition code, the intelligent robot controlling the wheel motor of the intelligent robot so that the intelligent robot approaches the docking station by identifying coordinates of the docking station included in the character recognition code. can do.
본 발명의 실시 예에 따른 도킹 스테이션으로 복귀하는 지능형 로봇은 명령들을 실행하는 프로세서, 상기 명령들을 저장하는 메모리, 상기 지능형 로봇을 이동시키는 휠, 상기 휠을 제어하는 휠 모터, 카메라, 및 제1거리 센서를 포함한다. The intelligent robot returning to the docking station according to an embodiment of the present invention includes a processor that executes instructions, a memory that stores the instructions, a wheel that moves the intelligent robot, a wheel motor that controls the wheel, a camera, and a first distance. Includes a sensor.
상기 명령들은 상기 카메라에 의해 촬영된 상기 도킹 스테이션의 이미지를 분석하여 상기 도킹 스테이션의 표면에 배열된 LED 어레이의 깜박임을 확인하며, 상기 도킹 스테이션에 배열된 상기 LED 어레이의 깜박임이 확인될 때, 상기 이미지 분석 결과에 따라 상기 도킹 스테이션과 상기 카메라 사이의 각도를 계산하여 상기 휠 모터를 제어하며, 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하며, 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션의 일정 거리 이내로 접근할 때, 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서를 동작시키기 위해 상기 제1거리 센서가 제1거리 신호를 상기 제2거리 센서로 전달되도록 상기 제1거리 센서를 제어하며, 상기 제1거리 센서는 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서로부터 상기 도킹 스테이션에 관한 위치 정보를 포함하는 제2거리 신호를 수신하며, 상기 수신된 제2거리 신호에 따라 상기 휠 모터를 제어하며, 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 도킹 스테이션으로 접근하도록 구현된다. The commands analyze the image of the docking station photographed by the camera to confirm the blinking of the LED array arranged on the surface of the docking station, and when the blinking of the LED array arranged on the docking station is confirmed, the The wheel motor is controlled by calculating an angle between the docking station and the camera according to an image analysis result, and the intelligent robot approaches the docking station according to the control of the wheel motor, and the intelligent robot When approaching within a certain distance, the first distance sensor controls the first distance sensor to transmit a first distance signal to the second distance sensor in order to operate a second distance sensor included in the docking station, and the The first distance sensor receives a second distance signal including position information on the docking station from a second distance sensor included in the docking station, and controls the wheel motor according to the received second distance signal, It is implemented to access the docking station under the control of the wheel motor.
본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇 및 이의 도킹 스테이션 복귀 방법은 지능형 로봇에 포함된 카메라를 이용하여 도킹 스테이션에 배열된 상기 LED 어레이의 깜박임을 확인함으로써 지능형 로봇과 도킹 스테이션이 멀리 떨어져 있더라도 지능형 로봇은 도킹 스테이션의 위치를 파악하여 도킹 스테이션으로 쉽게 복귀할 수 있는 효과가 있다. The intelligent robot and its docking station return method according to an embodiment of the present invention use a camera included in the intelligent robot to check the blinking of the LED array arranged in the docking station, so that even if the intelligent robot and the docking station are far apart, the intelligent robot There is an effect that you can easily return to the docking station by identifying the location of the docking station.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 지능형 로봇의 일 실시 예의 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 다른 실시 예를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 7은 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 8은 도 1에 도시된 지능형 로봇의 다른 실시 예의 블록도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇 및 이의 도킹 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지능형 로봇 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 11은 도 10에 도시된 지능형 로봇의 일 실시 예의 블록도를 나타낸다.
도 12는 도 10에 도시된 지능형 로봇과 도킹 스테이션 사이의 동작을 설명하기 위한 블록도를 나타낸다.
도 13은 도 10에 도시된 지능형 로봇의 카메라와 도킹 스테이션 사이의 각도를 계산하기 위한 지능형 로봇에 저장된 이미지들을 나타낸다. A detailed description of each drawing is provided in order to more fully understand the drawings cited in the detailed description of the present invention.
1 is a block diagram of an intelligent robot system according to an embodiment of the present invention.
2 shows a block diagram of an embodiment of the intelligent robot shown in FIG. 1.
3 shows an embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is positioned at a specific location in a docking station for charging.
4 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is located at a specific location in a docking station for charging.
5 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is located at a specific location in a docking station for charging.
6 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is positioned at a specific location in a docking station for charging.
FIG. 7 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is positioned at a specific location in a docking station for charging.
8 shows a block diagram of another embodiment of the intelligent robot shown in FIG. 1.
9 is a flowchart illustrating an intelligent robot and a docking control method thereof according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of an intelligent robot system according to another embodiment of the present invention.
11 shows a block diagram of an embodiment of the intelligent robot shown in FIG. 10.
12 is a block diagram illustrating an operation between the intelligent robot and the docking station shown in FIG. 10.
13 shows images stored in the intelligent robot for calculating the angle between the camera and the docking station of the intelligent robot shown in FIG. 10.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification are exemplified only for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are It may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of the rights according to the concept of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly The second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "just between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this specification are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of a set feature, number, step, action, component, part, or combination thereof, but one or more other features or numbers It is to be understood that the possibility of addition or presence of, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this specification. Does not.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇 시스템의 블록도를 나타낸다. 1 is a block diagram of an intelligent robot system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 지능형 로봇 시스템(200)은 도킹 스테이션(10)과 지능형 로봇(100)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the
지능형 로봇(100)은 배터리에 의해 동작된다. 지능형 로봇(100)은 공장, 가정, 군대, 또는 병원 등 다양한 분야에서 다양한 용도로 이용될 수 있는 로봇이다. 실시 예에 따라 지능형 로봇(100)은 이동형 로봇, 산업용 로봇, 가정용 로봇, 또는 군사용 로봇 등 다양한 용어로 호칭될 수 있다. 지능형 로봇(100)은 다양한 업무들을 수행하기 위해 스스로 이동한다. 지능형 로봇(100)은 배터리의 충전이 필요한 경우, 도킹 스테이션(10)으로 되돌아간다. The
도킹 스테이션(10)은 자기 유도 방식으로 지능형 로봇(100)에 전력을 공급한다. 도킹 스테이션(10)은 충전기, 충전 크래들, 또는 충전대 등 다양한 용어로 호칭될 수 있다. The
도 2는 도 1에 도시된 지능형 로봇의 일 실시 예의 블록도를 나타낸다. 2 shows a block diagram of an embodiment of the intelligent robot shown in FIG. 1.
도 1과 도 2를 참고하면, 지능형 로봇(100)은 프로세서(110), 메모리(120), 배터리(130), 충전 모듈(135), 거리 센서(140), 휠 모터(150), 및 휠(160)을 포함한다. 실시 예에 따라 지능형 로봇(100)은 장애물 감시 센서 등 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 1 and 2, the
프로세서(110)는 명령들을 실행한다. 메모리(120)는 프로세서(110)에 의해 실행되는 명령들을 저장한다. 이하, 프로세서(110)에 의해 수행되는 동작들은 명령들로 구현된다.
지능형 로봇(100)은 배터리(130)에 의해 동작한다. 프로세서(110)는 배터리(130)의 전력의 값을 실시간으로 모니터링한다. 프로세서(110)는 배터리(130)의 전력의 값이 임의의 값 이하인지 판단한다. 배터리(130)의 전력의 값이 상기 임의의 값 이하일 때, 프로세서(110)는 배터리(130)의 충전을 위해 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)으로 접근하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 휠 모터(150)의 제어 하에 휠(160)의 움직임에 따라 지능형 로봇(100)이 이동된다. 지능형 로봇(100)은 다양한 방향들(D1~D8)로 이동될 수 있다. 도 1에서는 8개의 방향으로 이동되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 360도 이동이 가능하다. The
프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)과 임의의 거리 이내인지 판단한다. 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)과 상기 임의의 거리 이내인지 판단하기 위해 거리 센서(140)가 이용될 수 있다. 거리 센서(140)는 초음파 센서, ToF 센서 또는 레이저 센서 등 다양한 센서로 구현될 수 있다. 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)과 상기 임의의 거리 이내로 판단될 때, 충전 모듈(135)은 제1시점에서 도킹 스테이션(10)으로부터 자기 유도 방식으로 제1전력을 수신한다. 지능형 로봇(100)은 자기 유도 방식으로 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 수신하기 때문에 접속단자들을 포함하지 않는다. 충전 모듈(135)은 수신된 전력을 배터리(130)에 공급한다. The
도 3은 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 일 실시 예를 나타낸다. 도 3은 도 1에 도시된 지능형 로봇이 도킹 스테이션에 제대로 위치한 경우이다. 3 shows an embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is positioned at a specific location in a docking station for charging. 3 is a case in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is properly positioned in the docking station.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)에 제대로 위치한 경우, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 안정적으로 전력을 공급받을 수 있다. 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)에 제대로 위치하는지 판단하기 위해 충전 모듈(135)로부터 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)을 분석한다. 제대로 위치한다함은 도 3에 도시된 바와 같이 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)으로부터 안정적으로 전력을 공급받을 수 있는 거리에 위치할 때를 의미한다. 분석한다함은 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)이 문턱값(Pth) 이상인지 여부를 파단하는 동작을 의미한다. Referring to FIGS. 1 to 3, when the
도 3에 도시된 바와 같이 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)에 제대로 위치한 경우, 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)은 문턱값(Pth) 이상이다. 제1시점(T1)에서 제1전력의 값(P1)이 문턱값(Pth) 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받는다. 즉, 지능형 로봇(100)은 충전 모듈(135)을 통해 배터리(130)가 충전되기 시작한다. 문턱값(Pth)은 지능형 로봇(100)의 배터리(130)가 도킹 스테이션(10)로부터 안정적으로 전력을 공급받을 수 있는 임의의 값을 의미한다. As shown in Fig. 3, the
도 4는 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 다른 실시 예를 나타낸다. 4 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is located at a specific location in a docking station for charging.
도 1, 도 2, 및 도 4를 참고하면, 도 4와 같이 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)에 제대로 위치하지 않은 경우, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 안정적으로 전력을 공급받을 수 없다는 문제점이 있다. 1, 2, and 4, when the
지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)에 제대로 위치하지 않은 경우, 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)은 문턱값(Pth) 이하이다. 상기 제대로 위치하는 않는다함은 도 4에 도시된 바와 같이 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)으로부터 충분히 전력을 공급받을 수 있는 거리에 위치하지 않는 때를 의미한다. 제1시점(T1)에서 제1전력의 값(P1)이 문턱값(Pth) 이하일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받지 않고, 지능형 로봇(100)은 임의의 방향으로 임의의 거리만큼 이동한다. 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 임의의 방향으로 상기 임의의 거리만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 상기 임의의 방향은 지능형 로봇(100)의 중심(C)을 기준으로 전진, 좌, 우 방향(예컨대, 도 1에서 D1, D2, D3, D7, 또는 D8)을 의미하며, 후진 방향(예컨대, D4, D5, 또는 D6)은 제외된다. 상기 임의의 방향에서 후진 방향은 제외됨으로써 지능형 로봇(100)과 도킹 스테이션(10)의 도킹의 효율성이 증대될 수 있다. 후진방향으로도 이동이 가능할 경우, 지능형 로봇(100)은 더 많은 이동 가능성에 직면하게 되어 도킹 스테이션(10)의 도킹의 효율성이 감소할 것이다. When the
도 1을 참고하면, 상기 임의의 방향은 제1방향(D1), 제2방향(D2), 제3방향(D3), 제7방향(D7), 및 제8방향(D8)을 포함하며, 제4방향 내지 제6방향(D4~D6)은 제외된다. 상기 임의의 방향은 프로세서(110)에 의해 생성되는 난수에 의해 결정될 수 있다. 난수에 의해 후진 방향을 제외한 나머지 방향들(예컨대, 제1방향(D1), 제2방향(D2), 제3방향(D3), 제7방향(D7), 및 제8방향(D8))에서 어느 하나의 방향(예컨대, 제3방향(D3), 또는 제7방향(D7))이 선택될 수 있다. 프로세서(110)에 의해 결정된 방향에 따라 휠(160)이 상기 임의의 방향으로 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 1, the arbitrary direction includes a first direction (D1), a second direction (D2), a third direction (D3), a seventh direction (D7), and an eighth direction (D8), The fourth to sixth directions D4 to D6 are excluded. The arbitrary direction may be determined by a random number generated by the
예컨대, 프로세서(110)에 의해 결정된 방향이 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3)일 때, 프로세서(110)는 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3)으로 지능형 로봇(100)이 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 지능형 로봇(100)은 상기 임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제2시점(T2)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제2전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다. 지능형 로봇(100)이 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3)으로 이동할 때, 제2전력의 값(P2)은 제1전력의 값(P1)보다는 큰 값이다. 제1시점(T1)에서 지능형 로봇(100)의 위치보다는 제2시점(T2)에서 지능형 로봇(100)의 위치가 도킹 스테이션(10)으로부터 더 가깝기 때문이다. 프로세서(110)는 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 문턱값(Pth) 이상인지 판단한다. 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 문턱값(Pth) 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받는다. 즉, 지능형 로봇(100)은 충전 모듈(135)을 통해 배터리(130)가 충전되기 시작한다. 제2시점(T2)에서 제2전력의 값(P2)은 문턱값(Pth) 이하일 수 있다. 이 때의 동작에 대해서는 뒤에서 자세히 설명될 것이다. For example, when the direction determined by the
도 5는 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 또 다른 실시 예를 나타낸다. 5 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is located at a specific location in a docking station for charging.
도 1, 도 2, 및 도 5를 참고하면, 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)이 문턱값(Pth) 이하일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받지 않고, 지능형 로봇(100)은 임의의 방향으로 임의의 거리만큼 이동한다. 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 임의의 방향으로 상기 임의의 거리만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 상기 임의의 방향은 지능형 로봇(100)의 중심(C)을 기준으로 전진, 좌, 우 방향을 의미하며, 후진 방향은 제외된다. 프로세서(110)에 의해 결정된 방향에 따라 휠(160)이 상기 임의의 방향으로 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 1, 2, and 5, when the value P1 of the first power received at the first point in time T1 is less than or equal to the threshold value Pth, the
프로세서(110)에 의해 결정된 방향이 제7방향(D7), 또는 제8방향(D8)일 때, 프로세서(110)는 제7방향(D7), 또는 제8방향(D8)으로 지능형 로봇(100)이 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 지능형 로봇(100)은 상기 임의의 방향(예컨대, 제7방향(D7), 또는 제8방향(D8))으로 상기 임의의 거리(예컨대, LD1)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제2시점(T2)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제2전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰 지 판단한다. 지능형 로봇(100)이 제7방향(D7), 또는 제8방향(D8)으로 이동할 때, 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)은 제1시점(T1)에서 제1전력의 값(P1)보다는 작은 값이다. 제2시점(T2)에서 지능형 로봇(100)의 위치는 제1시점(T1)에서 지능형 로봇(100)의 위치보다 도킹 스테이션(10)으로부터 더 멀어졌기 때문이다. 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 작을 때, 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 반대 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 지능형 로봇(100)은 다시 반대 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동할 것이다. 상기 임의의 거리(예컨대, RD1)의 폭과 상기 임의의 거리(예컨대, LD1)의 폭은 같다. 지능형 로봇(100)이 다시 반대 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동한 후의 시간은 제3시점(T3)이며, 제3시점(T3)에서의 지능형 로봇(100)의 위치는 제1시점(T1)에서의 지능형 로봇(100)의 위치와 같다. 이 때, 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 수신하지 못하도록 충전 모듈(135)을 제어한다. 제3시점(T3)에서 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 수신하지 못하게 함으로써 지능형 로봇(100)의 배터리(130)의 전력 손실이 방지될 수 있다. When the direction determined by the
프로세서(110)는 제3시점(T3)에서 다시 임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3)으로 임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 상기 임의의 거리(예컨대, RD2)의 폭과 상기 임의의 거리(예컨대, RD1)의 폭은 같다. 지능형 로봇(100)은 상기 임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제4시점(T4)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제3전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제4시점(T4)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰 지 판단한다. 프로세서(110)는 제4시점(T4)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제4시점(T4)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 문턱값(Pth) 이상인지 판단한다. 제4시점(T4)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 문턱값(Pth) 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받는다. 즉, 지능형 로봇(100)은 충전 모듈(135)을 통해 배터리(130)가 충전되기 시작한다.The
실시 예에 따라, 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 작을 때, 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 반대 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어하는 것이 아니라, 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 반대 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 임의의 거리(예컨대, RD1)의 2배(RD1+RD2)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어할 수 있다. 임의의 거리(RD1)의 2배(RD1+RD2)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어함으로써 임의의 거리(RD1)의 2배(RD1+RD2)만큼 이동할 때의 제4시점(T4)의 시점은 프로세서(110)가 지능형 로봇(100)이 반대 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동하고, 다시 임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어할 때의 제4시점(T4)보다는 빨라질 수 있다. 즉, 지능형 로봇(100)의 도킹이 상대적으로 더 빨라질 수 있다. According to an embodiment, when the second power value P2 received at the second time point T2 is less than the first power value P1 received at the first time point T1, the
도 6은 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 또 다른 실시 예를 나타낸다. 6 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is positioned at a specific location in a docking station for charging.
도 1, 도 2, 및 도 6을 참고하면, 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)이 문턱값(Pth) 이하일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받지 않고, 지능형 로봇(100)은 제1임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 제1임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동한다. 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 제1임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제1임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 1, 2, and 6, when the value P1 of the first power received at the first time point T1 is less than or equal to the threshold value Pth, the
지능형 로봇(100)은 상기 제1임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제1임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제2시점(T2)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제2전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다.The
프로세서(110)는 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 문턱값(Pth) 이상인지 판단한다. 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 문턱값(Pth)보다 작을 때, 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 제2임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제2임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 휠 모터(150)의 제어에 따라 지능형 로봇(100)은 제2임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 제2임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동한다. 상기 제2임의의 거리(RD2)는 상기 제1임의의 거리(RD1)의 2배이다. When the second power value P2 received at the second time point T2 is greater than the first power value P1 received at the first time point T1, the second time point T2 It is determined whether the value P2 of the second power received at is equal to or greater than the threshold value Pth. When the value P2 of the second power received at the second time point T2 is less than the threshold value Pth, the
지능형 로봇(100)은 상기 제2임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제2임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제3시점(T3)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제3전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다.The
프로세서(110)는 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 문턱값(Pth) 이상인지 판단한다. 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 문턱값(Pth)보다 작을 때, 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 제3임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제3임의의 거리(예컨대, RD3)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 휠 모터(150)의 제어에 따라 지능형 로봇(100)은 제3임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 제3임의의 거리(예컨대, RD3)만큼 이동한다. 상기 제3임의의 거리(RD3)는 상기 제2임의의 거리(RD2)의 2배이며, 상기 제1임의의 거리(RD1)의 4배이다. 즉, 상기 제3임의의 거리(RD3)는 지수함수적으로 증가한다. When the value P3 of the third power received at the third time point T3 is greater than the value P1 of the first power received at the first time point T1, the
지능형 로봇(100)은 상기 제3임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제3임의의 거리(예컨대, RD3)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제4시점(T4)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제4전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다.The
프로세서(110)는 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 문턱값(Pth) 이상인지 판단한다. 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 문턱값(Pth) 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받는다. 즉, 지능형 로봇(100)은 충전 모듈(135)을 통해 배터리(130)가 충전되기 시작한다.When the value P4 of the fourth power received at the fourth time point T4 is greater than the value P1 of the first power received at the first time point T1, the fourth time point T4 It is determined whether the value P4 of the fourth power received at is equal to or greater than the threshold value Pth. When the fourth power value P4 received at the fourth time point T4 is equal to or greater than the threshold value Pth, the
도 7은 도 1에 도시된 지능형 로봇이 충전을 위해 도킹 스테이션에서 특정 위치에 위치하는 또 다른 실시 예를 나타낸다. FIG. 7 shows another embodiment in which the intelligent robot shown in FIG. 1 is positioned at a specific location in a docking station for charging.
도 7과 도 6의 차이점은 제4시점(T4)과 제5시점(T5)에서의 동작 및 문턱값 개수에 있어서 차이가 있다. The difference between FIGS. 7 and 6 is that there is a difference in the number of threshold values and the operation at the fourth time point T4 and the fifth time point T5.
도 1, 도 2, 및 도 7을 참고하면, 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)이 제1문턱값(Pth1) 이하일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받지 않고, 지능형 로봇(100)은 제1임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 제1임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동한다. 즉, 도 6에서는 하나의 문턱값(Pth)이 이용되나, 도 7에서는 제1문턱값(Pth1), 또는 제2문턱값(Pth2)이 이용된다. 제2문턱값(Pth2)은 제1문턱값(Pth1)보다는 큰 값이다.1, 2, and 7, when the value P1 of the first power received at the first time point T1 is less than or equal to the first threshold value Pth1, the
지능형 로봇(100)은 상기 제1임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제1임의의 거리(예컨대, RD1)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제2시점(T2)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제2전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다.The
프로세서(110)는 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1문턱값(Pth1) 이상인지 판단한다. 제2시점(T2)에서 수신된 제2전력의 값(P2)이 제1문턱값(Pth1)보다 작을 때, 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 제2임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제2임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 휠 모터(150)의 제어에 따라 지능형 로봇(100)은 제2임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 제2임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동한다. 상기 제2임의의 거리(RD2)는 상기 제1임의의 거리(RD1)의 2배이다. When the second power value P2 received at the second time point T2 is greater than the first power value P1 received at the first time point T1, the second time point T2 It is determined whether the value P2 of the second power received at is equal to or greater than the first threshold value Pth1. When the value P2 of the second power received at the second time point T2 is less than the first threshold Pth1, the
지능형 로봇(100)은 상기 제2임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제2임의의 거리(예컨대, RD2)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제3시점(T3)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제3전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다.The
프로세서(110)는 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1문턱값(Pth1) 이상인지 판단한다. 제3시점(T3)에서 수신된 제3전력의 값(P3)이 제1문턱값(Pth1)보다 작을 때, 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 제3임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제3임의의 거리(예컨대, RD3)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 휠 모터(150)의 제어에 따라 지능형 로봇(100)은 제3임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 제3임의의 거리(예컨대, RD3)만큼 이동한다. 상기 제3임의의 거리(RD3)는 상기 제2임의의 거리(RD2)의 2배이며, 상기 제1임의의 거리(RD1)의 4배이다. 즉, 상기 제3임의의 거리(RD3)는 지수함수적으로 증가한다. When the value P3 of the third power received at the third time point T3 is greater than the value P1 of the first power received at the first time point T1, the
지능형 로봇(100)은 상기 제3임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제3임의의 거리(예컨대, RD3)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제4시점(T4)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제4전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다.The
프로세서(110)는 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1문턱값(Pth1) 이상인지 판단한다. 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1문턱값(Pth1) 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제2문턱값(Pth2) 이상인지 판단한다. When the value P4 of the fourth power received at the fourth time point T4 is greater than the value P1 of the first power received at the first time point T1, the fourth time point T4 It is determined whether the value P4 of the fourth power received at is equal to or greater than the first threshold value Pth1. When the value P4 of the fourth power received at the fourth time point T4 is equal to or greater than the first threshold value Pth1, the
제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1문턱값(Pth1) 이상이고, 제2문턱값(Pth2) 이하일 때, 프로세서(110)는 휠(160)이 상기 제4임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제4임의의 거리(예컨대, RD4)만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어한다. 상기 제4임의의 거리(예컨대, RD4)는 상기 제1임의의 거리(예컨대, RD1)와 같다. 제4시점(T4)에서 수신된 제4전력의 값(P4)이 제1문턱값(Pth1) 이상이고, 제2문턱값(Pth2) 이하일 때, 상기 제4임의의 거리(예컨대, RD4)는 상기 제1임의의 거리(예컨대, RD1)와 같도록 함으로써, 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)과 정밀한 도킹이 가능하도록 한다. 상기 제1임의의 거리(예컨대, RD1) 내지 제3임의의 거리(예컨대, RD3)까지는 거리를 지수함수적으로 증가시켜 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)에 빠르게 근접하도록하며, 제4임의의 거리(예컨대, RD4)는 거리를 다시 감소시킴으로써 정밀한 지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)과 정밀한 도킹이 가능하도록 한다. When the fourth power value P4 received at the fourth time point T4 is greater than or equal to the first threshold value Pth1 and less than or equal to the second threshold value Pth2, the
지능형 로봇(100)은 상기 제4임의의 방향(예컨대, 제2방향(D2), 또는 제3방향(D3))으로 상기 제4임의의 거리(예컨대, RD4)만큼 이동한 후, 충전 모듈(135)은 제5시점(T5)에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제5전력을 수신한다. 프로세서(110)는 제5시점(T5)에서 수신된 제5전력의 값(P5)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 큰지 판단한다. 프로세서(110)는 제5시점(T5)에서 수신된 제5전력의 값(P5)이 제1시점(T1)에서 수신된 제1전력의 값(P1)보다 클 때, 제5시점(T5)에서 수신된 제5전력의 값(P5)이 제1문턱값(Pth1) 이상인지 판단한다. 제5시점(T5)에서 수신된 제5전력의 값(P5)이 제1문턱값(Pth1) 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 제5시점(T5)에서 수신된 제5전력의 값(P5)이 제2문턱값(Pth2) 이상인지 판단한다. The
제5시점(T5)에서 수신된 제5전력의 값(P5)이 제1문턱값(Pth1) 이상이고, 제2문턱값(Pth2) 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받는다. 즉, 지능형 로봇(100)은 충전 모듈(135)을 통해 배터리(130)가 충전되기 시작한다.When the value P5 of the fifth power received at the fifth time point T5 is greater than or equal to the first threshold value Pth1 and greater than or equal to the second threshold value Pth2, the
도 8은 도 1에 도시된 지능형 로봇의 다른 실시 예의 블록도를 나타낸다. 8 shows a block diagram of another embodiment of the intelligent robot shown in FIG. 1.
도 1과 도 8을 참고하면, 지능형 로봇(100-1)은 프로세서(110-1), 메모리(120-1), 배터리(130-1), 제1충전 모듈(135-1), 제2충전 모듈(137), 거리 센서(140-1), 휠 모터(150-1), 및 휠(160-1)을 포함한다. 도 2에 도시된 구성요소들과 동일 유사하며, 다만, 도 8에서는 복수의 충전 모듈들(135-1, 137)을 포함한다는 점에서 차이가 있다. 복수의 충전 모듈들(135-1, 137)을 제외한 나머지 구성요소들은 도 2에 도시된 구성요소들과 동일 유사하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 1 and 8, the intelligent robot 100-1 includes a processor 110-1, a memory 120-1, a battery 130-1, a first charging module 135-1, and a second It includes a
제1충전 모듈(135-1)과 제2충전 모듈(137)은 지능형 로봇(100-1) 내에서 일정하게 떨어져 있어서 제1충전 모듈(135-1)은 도킹 스테이션(10)으로부터 안정적인 전력을 공급받을 수 있지만, 제2충전 모듈(137)은 도킹 스테이션(10)으로부터 안정적인 전력을 공급받지 못할 수 있다. The first charging module 135-1 and the
도 4에서 제1시점(T1)에서 제1전력의 값(P1)이 문턱값(Pth) 이하일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받지 않고, 지능형 로봇(100)은 임의의 방향으로 임의의 거리만큼 이동하며, 상기 임의의 방향은 프로세서(110)에 의해 생성되는 난수에 의해 결정될 수 있다고 설명하였다. 하지만 실시 예에 따라 상기 임의의 방향은 충전 모듈들(135-1, 137)을 이용하여 결정될 수 있다. 이하, 충전 모듈들(135-1, 137)을 이용하여 상기 임의의 방향이 결정되는 방법에 대해 설명한다. In FIG. 4, when the value P1 of the first power at the first time point T1 is less than or equal to the threshold value Pth, the
제1충전 모듈(135-1)과 제2충전 모듈(137) 각각은 제1시점에서 도킹 스테이션(10)으로부터 자기 유도 방식으로 복수의 제1전력들을 각각 수신한다.Each of the first charging module 135-1 and the
프로세서(110)는 제1충전 모듈(135-1)과 제2충전 모듈(137)으로부터 제1시점(T1)에서 수신된 복수의 제1전력들의 값을 분석한다.The
제1충전 모듈(135-1)로부터 수신된 제1전력의 값이 제2충전 모듈(137)로부터 수신된 제1전력의 값보다 클 때, 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 오른쪽 방향으로 임의의 거리만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어할 수 있다. 반대로, 제1충전 모듈(135-1)로부터 수신된 제1전력의 값이 제2충전 모듈(137)로부터 수신된 제1전력의 값보다 작을 때, 프로세서(110)는 지능형 로봇(100)이 왼쪽 방향으로 임의의 거리만큼 이동하도록 휠 모터(150)를 제어할 수 있다. 이 때, 제1충전 모듈(135-1)은 지능형 로봇(100)의 오른쪽에 위치하며, 제2충전 모듈(137)은 지능형 로봇(100)의 왼쪽에 위치할 수 있다. When the value of the first power received from the first charging module 135-1 is greater than the value of the first power received from the
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇 및 이의 도킹 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.9 is a flowchart illustrating an intelligent robot and a docking control method thereof according to an embodiment of the present invention.
도 1, 도 2, 및 도 9를 참고하면, 지능형 로봇(100)이 지능형 로봇(100)의 배터리(130)의 전력의 값이 임의의 값 이하인지 판단한다(S10). 1, 2, and 9, the
지능형 로봇(100)의 배터리(130)의 전력의 값이 상기 임의의 값 이하일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로 접근한다(S20). When the power value of the
지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)과 임의의 거리 이내인지 판단한다(S30). It is determined whether the
지능형 로봇(100)이 도킹 스테이션(10)과 상기 임의의 거리 이내로 판단될 때, 지능형 로봇(100)은 제1시점에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제1전력을 수신한다(S40). When the
지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 수신된 제1전력의 값을 분석한다(S50). 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 수신된 제1전력의 값이 문턱값 이하인지 판단한다. The
상기 제1시점에서 상기 수신된 제1전력의 값이 문턱값 이하일 때, 지능형 로봇(100)은 임의의 방향으로 임의의 거리만큼 이동한다(S60). When the value of the received first power at the first time point is less than or equal to the threshold value, the
지능형 로봇(100)은 상기 임의의 방향으로 상기 임의의 거리만큼 이동한 후, 제2시점에서 도킹 스테이션(10)으로부터 제2전력을 수신한다(S70). The
상기 제2시점에서 상기 제2전력의 값이 상기 문턱값 이상일 때, 지능형 로봇(100)은 도킹 스테이션(10)으로부터 전력을 공급받는다(S80).When the value of the second power is equal to or greater than the threshold value at the second point in time, the
본 발명의 실시 예에 따른 지능형 로봇 및 이의 도킹 스테이션 복귀 방법은 도킹 스테이션으로부터 수신된 전력의 값을 분석하여 지능형 로봇의 도킹을 제어함으로써 충전시간을 감소시키고 충전의 효율성이 증대될 수 있는 효과가 있다. The intelligent robot and its docking station return method according to an embodiment of the present invention have an effect of reducing charging time and increasing charging efficiency by controlling the docking of the intelligent robot by analyzing the value of the power received from the docking station. .
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 지능형 로봇 시스템의 블록도를 나타낸다. 10 is a block diagram of an intelligent robot system according to another embodiment of the present invention.
도 10을 참고하면, 지능형 로봇 시스템(500)은 도킹 스테이션(400)과 지능형 로봇(300)을 포함한다. 도킹 스테이션(400)은 충전기, 충전 크래들, 또는 충전대 등 다양한 용어로 호칭될 수 있으며, 도 1에 도시된 도킹 스테이션(10)과 대응된다. 지능형 로봇(300)은 배터리에 의해 동작한다. 지능형 로봇(300)은 공장, 가정, 군대, 또는 병원 등 다양한 분야에서 다양한 용도로 이용될 수 있는 로봇으로, 도 1에 도시된 지능형 로봇(100)과 대응된다. 지능형 로봇(300)은 배터리의 충전이 필요한 경우, 도킹 스테이션(400)으로 되돌아간다. 도 10에서 도킹 스테이션(400)의 근처에 다양한 위치들(L1, L2, 및 L3)에 있을 수 있는 지능형 로봇(300)이 도시되어 있다. 실시 예에 따라 지능형 로봇(300)의 위치는 다양할 수 있다. 또한, 도 10에서 도킹 스테이션(400)의 모양은 원통형으로 도시되었지만, 실시 예에 따라 도킹 스테이션(400)의 형상은 다양할 수 있다. Referring to FIG. 10, the
도 11은 도 10에 도시된 지능형 로봇의 일 실시 예의 블록도를 나타낸다. 11 shows a block diagram of an embodiment of the intelligent robot shown in FIG. 10.
도 10과 도 11을 참고하면, 지능형 로봇(300)은 프로세서(310), 메모리(320), 배터리(330), 충전 모듈(335), 거리 센서(340), 휠 모터(350), 휠(360), 및 카메라(370)를 포함한다. 실시 예에 따라 지능형 로봇(300)은 장애물 감시 센서 등 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 10 and 11, the
프로세서(310)는 명령들을 실행한다. 메모리(320)는 프로세서(110)에 의해 실행되는 명령들을 저장한다. 이하, 프로세서(310)에 의해 수행되는 동작들은 명령들로 구현된다. 지능형 로봇(300)이 수행하는 동작들은 프로세서(310)에 의해 수행되는 동작들로 이해하여야 한다.
지능형 로봇(300)은 배터리(330)에 의해 동작한다. 프로세서(310)는 배터리(330)의 전력의 값을 실시간으로 모니터링한다. 프로세서(310)는 배터리(330)의 전력의 값이 임의의 값 이하인지 판단한다. 배터리(330)의 전력의 값이 상기 임의의 값 이하일 때, 프로세서(310)는 배터리(330)의 충전을 위해 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)으로 접근하도록 휠 모터(350)를 제어한다. 휠 모터(350)의 제어 하에 휠(360)의 움직임에 따라 지능형 로봇(300)이 이동된다.The
도 12는 도 10에 도시된 지능형 로봇과 도킹 스테이션 사이의 동작을 설명하기 위한 블록도를 나타낸다. 12 is a block diagram illustrating an operation between the intelligent robot and the docking station shown in FIG. 10.
도 10 내지 도 12를 참고하면, 지능형 로봇(300)이 충전을 위해 도킹 스테이션(400)으로 복귀하는 도킹 알고리즘이 실행될 수 있다. 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)으로 이동하기 위해 휠(360)의 움직임에 따라 지능형 로봇(300)이 이동한 후, 지능형 로봇(300)은 임의의 시점에서 지능형 로봇(300)에 포함된 카메라(370)에 의해 촬영된 도킹 스테이션(400)의 이미지를 분석하여 도킹 스테이션(400)의 표면에 배열된 LED 어레이(410)의 깜박임을 확인한다(S10). 도킹 스테이션(400)의 이미지 분석은 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400) 사이가 임의의 거리 이상인 원거리(예컨대, 2 미터 이상 10 미터 미만 사이)일 때, 수행된다. 10 to 12, a docking algorithm in which the
카메라(370)는 지능형 로봇(300)의 전면에 구현되어, 지능형 로봇(300)의 전방을 촬영할 수 있다. The
프로세서(310)는 카메라(370)에 의해 촬영된 이미지의 밝기를 계산하여 임의의 밝기 이상을 포함하는 배열 패턴이 확인될 때, 프로세서(310)는 도킹 스테이션(400)의 표면에 배열된 LED 어레이(410)의 깜박임으로 판단한다. 또한, 실시 예에 따라 프로세서(310)는 카메라(370)에 의해 연속해서 촬영된 이미지들을 서로 비교하여 밝기 차이를 감지하고, 이에 따라 도킹 스테이션(400)의 표면에 배열된 LED 어레이(410)의 깜박임을 확인할 수도 있다. When the
도킹 스테이션(400)에 배열된 LED 어레이(410)의 깜박임이 확인될 때, 지능형 로봇(300)은 상기 이미지 분석 결과에 따라 도킹 스테이션(400)과 지능형 로봇(300)에 포함된 카메라(370) 사이의 각도를 계산하여 지능형 로봇(300)의 휠 모터(350)를 제어한다. When the blinking of the
지능형 로봇(300)은 상기 이미지 분석 결과에 따라 도킹 스테이션(400)과 지능형 로봇(300)에 포함된 카메라(370) 사이의 각도를 계산하여 지능형 로봇(300)의 휠 모터(350)를 제어한다. The
도 13은 도 10에 도시된 지능형 로봇의 카메라와 도킹 스테이션 사이의 각도를 계산하기 위한 이미지들을 나타낸다. 13 shows images for calculating the angle between the camera and the docking station of the intelligent robot shown in FIG. 10.
도 10 내지 도 13을 참고하면, 지능형 로봇(300)은 지능형 로봇(300)의 메모리(320)에 이미 저장된 복수의 이미지들(IMG1~IMGn; n은 자연수)에 포함된 깜박임 위치 정보(PI1~PIn; n은 자연수)를 이용하여 도킹 스테이션(400)과 지능형 로봇(300)에 포함된 카메라(370) 사이의 각도를 계산한다. 지능형 로봇(300)의 메모리(320)에 이미 저장된 복수의 이미지들(IMG1~IMGn)은 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)의 다양한 위치들(L1, L2, 및 L3)에 있을 때, 지능형 로봇(300)에 포함된 카메라(370)에 의해 미리 촬영된 이미지들이다. Referring to FIGS. 10 to 13, the
지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)의 다양한 위치들(L1, L2, 및 L3)에 있을 때의 지능형 로봇(300)의 위치와, 복수의 이미지들(IMG1~IMGn)는 서로 대응되는 테이블 형태로 지능형 로봇(300)의 메모리(320)에 저장될 수 있다. 실시 예에 따라 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)의 다양한 위치들(L1, L2, 및 L3)에 있을 때의 지능형 로봇(300)의 위치와, 복수의 이미지들(IMG1~IMGn)에 포함된 깜박임 위치 정보(PI1~PIn)는 서로 대응되는 테이블 형태로 지능형 로봇(300)의 메모리(320)에 저장될 수 있다. The position of the
지능형 로봇(300)의 메모리(320)에 이미 저장된 복수의 이미지들(IMG1~IMGn; n은 자연수)에 포함된 깜박임 위치 정보(PI1~PIn)를 이용한다함은 다음의 절차들을 의미한다. Using the blink position information PI1 to PIn included in a plurality of images (IMG1 to IMGn; n is a natural number) already stored in the
첫 번째로, 프로세서(310)는 지능형 로봇(300)에 의해 촬영된 이미지(IMG)의 깜박임 위치 정보(LI)를 추출한다. 이미지(IMG)에서 깜박임 위치 정보(LI)는 이미지(IMG) 내의 다른 정보보다 밝기가 밝을 것이다. 이러한 특성을 이용하여 프로세서(310)는 이미지(IMG)에서 깜박임 위치 정보(LI)를 추출할 수 있다. First, the
두 번째로, 프로세서(310)는 추출된 이미지(IMG)의 깜박임 위치 정보(LI)와 메모리(320)에 저장된 복수의 이미지들(IMG1~IMGn)에 포함된 깜박임 위치 정보(PI1~PIn)를 비교한다. Second, the
세 번째로, 프로세서(310)는 추출된 이미지(IMG)의 깜박임 위치 정보(LI)와 가장 유사한 메모리(320)에 저장된 복수의 이미지들(IMG1~IMGn)에 포함된 깜박임 위치 정보(PI1~PIn)를 선택한다. 실시 예에 따라 프로세서(310)는 추출된 이미지(IMG) 전체를 메모리(320)에 저장된 복수의 이미지들(IMG1~IMGn)과 서로 비교하여 메모리(320)에 저장된 복수의 이미지들(IMG1~IMGn) 중에서 프로세서(310)에 의해 추출된 이미지(IMG)와 가장 유사한 이미지를 선택할 수도 있다. Thirdly, the
네 번째로, 프로세서(310)는 메모리(320)에서 복수의 이미지들(IMG1~IMGn)에 포함된 깜박임 위치 정보(PI1~PIn) 중 선택된 어느 하나의 위치 정보와, 대응되는 도킹 스테이션(400)의 근처에 있는 지능형 로봇(300)의 위치 정보를 가져온다. Fourthly, the
다섯 번째로, 프로세서(310)는 지능형 로봇(300)의 위치 정보에 따라 도킹 스테이션(400)과 지능형 로봇(300)의 포함된 카메라(370) 사이의 각도가 계산된다. Fifth, the
여섯 번째로, 도킹 스테이션(400)과 지능형 로봇(300)의 포함된 카메라(370) 사이의 계산된 각도에 따라 프로세서(310)는 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)으로 향하도록 지능형 로봇(300)의 휠 모터(350)를 제어한다. Sixth, according to the calculated angle between the
지능형 로봇(300)은 휠 모터(350)의 제어에 따라 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)으로 접근한다. The
지금까지는 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400)이 원거리(예컨대, 2미터 이상 10미터 이하)일 때의 도킹 스테이션(400)으로 복귀하는 도킹 알고리즘에 대한 설명이었다. 앞으로는 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400)이 근거리(예컨대, 2미터 이내)일 때의 도킹 스테이션(400)으로 복귀하는 도킹 알고리즘에 대한 설명이 될 것이다. 원거리와 근거리에 대한 판단은 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 지능형 로봇(300)이 카메라(370)을 이용하여 일정 시간 동안 도킹 스테이션(400)으로 접근할 때, 지능형 로봇(300)은 도킹 스테이션(400)과 근거리에 있다고 판단하고 근거리일 때의 도킹 스테이션(400)으로 복귀하는 도킹 알고리즘이 실행된다. Until now, the description of a docking algorithm for returning to the
지능형 로봇(300)이 임의의 시간(예컨대, 10초) 동안 도킹 스테이션(400)으로 접근한 후, 지능형 로봇(300)의 프로세서(310)는 도킹 스테이션(400)에 포함된 제2거리 센서(420)를 동작시키기 위해 지능형 로봇(300)에 포함된 제1거리 센서(340)가 제1거리 신호를 제2거리 센서(420)로 전달하도록 제1거리 센서(340)를 제어한다(S20). 제1거리 센서(340), 또는 제2거리 센서(420)는 적외선 센서, 초음파 센서, ToF 센서 또는 레이저 센서 등 다양한 센서로 구현될 수 있다. 상기 임의의 시간은 다르게 설정될 수 있다. 제1거리 센서(340)의 제어는 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400) 사이의 거리가 근거리(예컨대, 2 미터 이하)일 때, 수행된다. After the
실시 예에 따라 지능형 로봇(300)은 휠 모터(350)의 제어에 따라 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)으로 접근한 후, 지능형 로봇(300)의 프로세서(310)은 일정 시간(예컨대, 5초) 마다 카메라(370)가 도킹 스테이션(400)을 촬영하도록 카메라(370)를 제어할 수 있다. 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400)이 원거리일 때, 지능형 로봇(300)의 카메라(370)가 도킹 스테이션(400)을 촬영한 이미지(IMG)에는 문자 인식 코드(QR)가 인식되지 않을 수 있다. 하지만 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400)이 가까워질 때, 지능형 로봇(300)의 카메라(370)에 의해 촬영된 이미지(IMG)에서 문자 인식 코드(QR)는 인식될 수 있다. 문자 인식 코드(QR)는 QR 코드, 또는 바코드 등과 같이 구현될 수 있다. 문자 인식 코드(QR)는 도킹 스테이션(400)의 표면에 부착된다. 문자 인식 코드(QR)에는 도킹 스테이션(400)의 좌표가 포함되어 있다. 프로세서(310)는 문자 인식 코드(QR)에 포함된 도킹 스테이션(400)의 좌표를 식별하여 지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)으로 접근하도록 지능형 로봇(300)의 휠 모터(350)를 제어할 수 있다. 휠 모터(350)의 제어에 따라 지능형 로봇(300)은 도킹 스테이션(400)의 일정 거리 이내로 접근할 수 있다. According to an embodiment, after the
지능형 로봇(300)이 도킹 스테이션(400)의 일정 거리 이내로 접근할 때, 지능형 로봇(300)의 프로세서(310)는 도킹 스테이션(400)에 포함된 제2거리 센서(420)를 동작시키기 위해 지능형 로봇(300)에 포함된 제1거리 센서(340)가 제1거리 신호(DS1)를 제2거리 센서(420)로 전달되도록 제1거리 센서(340)를 제어할 수 있다. 도킹 스테이션(400)에 포함된 제2거리 센서(420)는 제1거리 센서(340)로부터 제1거리 신호(DS1)를 수신할 때, 제2거리 센서(420)는 턴 온(turn on)된다. When the
실시 예에 따라 제1거리 센서(340)는 제2거리 센서(420)를 턴 온시키기 위한 On/Off 거리 센서와 제2거리 센서(420)로부터 제2거리 신호(DS2)를 수신하기 위한 수신 거리 센서로 구현될 수 있다. According to an embodiment, the
제2거리 센서(420)가 턴 온된 후, 지능형 로봇(300)에 포함된 제1거리 센서(340)는 도킹 스테이션(400)에 포함된 제2거리 센서(420)로부터 도킹 스테이션(400)에 관한 위치 정보를 포함하는 제2거리 신호(DS2)를 수신한다(S30). After the
지능형 로봇(300)은 수신된 제2거리 신호(DS2)에 따라 지능형 로봇(300)의 휠 모터(350)를 제어한다. The
지능형 로봇(300)은 휠 모터(350)의 제어에 따라 도킹 스테이션(400)으로 접근한다. 지능형 로봇(300)은 주기적으로 도킹 스테이션(400)으로부터 도킹 스테이션(400)에 관한 위치 정보를 포함하는 제2거리 신호(DS2)를 수신한다. 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400)은 거리 센서(340, 420)를 이용함으로써 지능형 로봇(300)은 도킹 스테이션(400)으로 제대로 접근하는지 확인이 가능하다. The
종래에는 적외선 신호가 이용되었다. 하지만 지능형 로봇과 도킹 스테이션 사이의 거리가 멀어 상기 도킹 스테이션에서 출력되는 적외선 신호의 출력이 약할 때, 적외선 신호가 지능형 로봇까지 전달되지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 제조 원가 때문에 도킹 스테이션에 일정 이상 개수의 적외선 센서는 포함되지 못하여 상기 지능형 로봇이 도킹 스테이션으로부터 출력되는 적외선 신호를 제대로 수신할 수 없는 사각지대가 있을 수 있다는 문제점도 있었다. In the past, infrared signals have been used. However, when the distance between the intelligent robot and the docking station is long and the output of the infrared signal output from the docking station is weak, there is a problem that the infrared signal cannot be transmitted to the intelligent robot. In addition, there is a problem in that there may be a blind spot in which the intelligent robot cannot properly receive infrared signals output from the docking station because a certain number of infrared sensors cannot be included in the docking station due to manufacturing cost.
본 발명의 경우, 카메라(370)에 의해 촬영된 이미지를 이용함으로써 지능형 로봇(300)과 도킹 스테이션(400)이 일정 거리 이상으로 떨어져 있는 경우라도 지능형 로봇(300)은 도킹 스테이션(400)의 위치를 파악하여 도킹 스테이션(400)으로 쉽게 복귀할 수 있는 효과가 있다. In the case of the present invention, even when the
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings, this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the attached registration claims.
500: 지능형 로봇 시스템;
400: 도킹 스테이션;
300 지능형 로봇;
310: 프로세서;
320: 메모리;
330: 배터리;
335: 충전 모듈;
340: 거리 센서;
350: 휠 모터;
360: 휠; 500: intelligent robot system;
400: docking station;
300 intelligent robots;
310: processor;
320: memory;
330: battery;
335: charging module;
340: distance sensor;
350: wheel motor;
360: wheel;
Claims (5)
상기 도킹 스테이션에 배열된 상기 LED 어레이의 깜박임이 확인될 때, 상기 지능형 로봇은 상기 이미지 분석 결과에 따라 상기 도킹 스테이션과 상기 지능형 로봇에 포함된 카메라 사이의 각도를 계산하여 상기 지능형 로봇의 휠 모터를 제어하는 단계;
상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하는 단계;
상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션의 일정 거리 이내로 접근할 때, 상기 지능형 로봇의 프로세서는 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서를 동작시키기 위해 상기 지능형 로봇에 포함된 제1거리 센서가 제1거리 신호를 상기 제2거리 센서로 전달되도록 상기 제1거리 센서를 제어하는 단계;
상기 지능형 로봇에 포함된 제1거리 센서는 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서로부터 상기 도킹 스테이션에 관한 위치 정보를 포함하는 제2거리 신호를 수신하는 단계;
상기 지능형 로봇은 상기 수신된 제2거리 신호에 따라 상기 지능형 로봇의 휠 모터를 제어하는 단계; 및
상기 지능형 로봇은 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 도킹 스테이션으로 접근하는 단계을 포함하는 지능형 로봇의 도킹 스테이션 복귀 방법.The intelligent robot analyzes the image of the docking station photographed by the camera included in the intelligent robot to confirm the blinking of the LED array arranged on the surface of the docking station;
When the blinking of the LED array arranged in the docking station is confirmed, the intelligent robot calculates the angle between the docking station and the camera included in the intelligent robot according to the image analysis result, and adjusts the wheel motor of the intelligent robot. Controlling;
Approaching the intelligent robot to the docking station under control of the wheel motor;
When the intelligent robot approaches within a certain distance of the docking station, the processor of the intelligent robot operates a second distance sensor included in the docking station, so that a first distance sensor included in the intelligent robot provides a first distance signal. Controlling the first distance sensor to be transmitted to the second distance sensor;
Receiving, by a first distance sensor included in the intelligent robot, a second distance signal including position information about the docking station from a second distance sensor included in the docking station;
The intelligent robot controlling a wheel motor of the intelligent robot according to the received second distance signal; And
And the intelligent robot approaching the docking station according to the control of the wheel motor.
상기 지능형 로봇의 메모리에 이미 저장된 복수의 이미지들에 포함된 깜박임 위치 정보를 이용하여 상기 도킹 스테이션과 상기 지능형 로봇에 포함된 카메라 사이의 각도를 계산하는 지능형 로봇의 도킹 스테이션 복귀 방법.The method of claim 1, wherein the intelligent robot calculates an angle between the docking station and a camera included in the intelligent robot according to the image analysis result to control the wheel motor of the intelligent robot,
An intelligent robot's docking station return method for calculating an angle between the docking station and a camera included in the intelligent robot using blinking position information included in a plurality of images already stored in the memory of the intelligent robot.
상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근한 후, 상기 지능형 로봇은 일정 시간마다 상기 지능형 로봇에 포함된 상기 카메라가 상기 도킹 스테이션을 촬영하도록 상기 카메라를 제어하는 단계;
상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하여 상기 지능형 로봇과 상기 도킹 스테이션이 가까워질 때, 상기 지능형 로봇에 의해 촬영된 이미지에서 문자 인식 코드를 인식하는 단계;
상기 문자 인식 코드에 포함된 상기 도킹 스테이션의 좌표를 식별하여 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하도록 상기 지능형 로봇은 상기 지능형 로봇의 상기 휠 모터를 제어하는 단계를 더 포함하는 지능형 로봇의 도킹 스테이션 복귀 방법.The method of claim 1, wherein the method of returning the intelligent robot to the docking station,
After the intelligent robot approaches the docking station under control of the wheel motor, the intelligent robot controls the camera so that the camera included in the intelligent robot photographs the docking station every predetermined time;
Recognizing a character recognition code from an image photographed by the intelligent robot when the intelligent robot approaches the docking station under control of the wheel motor and the intelligent robot and the docking station become close;
The intelligent robot returns to the docking station of the intelligent robot, further comprising the step of controlling the wheel motor of the intelligent robot so that the intelligent robot approaches the docking station by identifying the coordinates of the docking station included in the character recognition code. Way.
명령들을 실행하는 프로세서;
상기 명령들을 저장하는 메모리;
상기 지능형 로봇을 이동시키는 휠;
상기 휠을 제어하는 휠 모터;
카메라; 및
제1거리 센서를 포함하며,
상기 명령들은,
상기 카메라에 의해 촬영된 상기 도킹 스테이션의 이미지를 분석하여 상기 도킹 스테이션의 표면에 배열된 LED 어레이의 깜박임을 확인하며, 상기 도킹 스테이션에 배열된 상기 LED 어레이의 깜박임이 확인될 때, 상기 이미지 분석 결과에 따라 상기 도킹 스테이션과 상기 카메라 사이의 각도를 계산하여 상기 휠 모터를 제어하며, 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션으로 접근하며, 상기 지능형 로봇이 상기 도킹 스테이션의 일정 거리 이내로 접근할 때, 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서를 동작시키기 위해 상기 제1거리 센서가 제1거리 신호를 상기 제2거리 센서로 전달되도록 상기 제1거리 센서를 제어하며, 상기 제1거리 센서는 상기 도킹 스테이션에 포함된 제2거리 센서로부터 상기 도킹 스테이션에 관한 위치 정보를 포함하는 제2거리 신호를 수신하며, 상기 수신된 제2거리 신호에 따라 상기 휠 모터를 제어하며, 상기 휠 모터의 제어에 따라 상기 도킹 스테이션으로 접근하도록 구현되는 지능형 로봇. In the intelligent robot returning to the docking station,
A processor that executes instructions;
A memory for storing the instructions;
A wheel for moving the intelligent robot;
A wheel motor for controlling the wheel;
camera; And
Including a first distance sensor,
The above commands are:
The image of the docking station captured by the camera is analyzed to confirm the flickering of the LED array arranged on the surface of the docking station, and when the flickering of the LED array arranged in the docking station is confirmed, the image analysis result According to the control of the wheel motor by calculating the angle between the docking station and the camera, the intelligent robot approaches the docking station according to the control of the wheel motor, and the intelligent robot is within a certain distance of the docking station. When approaching, in order to operate a second distance sensor included in the docking station, the first distance sensor controls the first distance sensor to transmit a first distance signal to the second distance sensor, and the first distance The sensor receives a second distance signal including position information on the docking station from a second distance sensor included in the docking station, controls the wheel motor according to the received second distance signal, and the wheel motor An intelligent robot implemented to access the docking station under the control of.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020200049237A KR102158772B1 (en) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | Intelligent robot and its return method to a docking station |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100876691B1 (en) * | 2007-01-10 | 2008-12-31 | 엘지전자 주식회사 | Vacuum cleaner charging system and control method |
KR101650178B1 (en) | 2014-12-15 | 2016-08-23 | 한솔테크닉스(주) | Radio charging device of robot cleaner |
KR101973148B1 (en) * | 2018-10-31 | 2019-08-26 | 한화시스템 주식회사 | Method and apparatus for drone battery charging |
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2020
- 2020-04-23 KR KR1020200049237A patent/KR102158772B1/en active IP Right Grant
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