KR102605746B1

KR102605746B1 - 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법과 칩 및 지능형 로봇

Info

Publication number: KR102605746B1
Application number: KR1020217027613A
Authority: KR
Inventors: 지엔펑 다이; 친웨이 라이
Original assignee: 아미크로 세미컨덕터 씨오., 엘티디.
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2023-11-23
Also published as: US20220211240A1; JP2022542006A; KR20210119512A; JP7326578B2; EP3960391A1; CN110385719A; CN110385719B; EP3960391A4; WO2021012501A1

Abstract

로봇(10)이 가상벽(20)과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법과 칩 및 지능형 로봇(10)에서, 가상벽(20) 양측에 사전 판단 영역(ABCD)을 설정하여, 로봇(10)이 사전 판단 영역(ABCD)에 진입할 경우, 로봇(10)의 현재 방향, 및 로봇(10)과 기준점(P) 사이의 직선 거리(PR) 및 기준점(P)과 가상벽(20)의 중심점(O) 사이의 직선 거리(PO)의 관계를 결합하여 로봇(10)이 가상벽(20)과 충돌하는지 여부를 정확하게 판단할 수 있도록 함으로써, 외부 환경의 간섭을 쉽게 받지 않고, 오판 상황이 발생되지 않으므로, 정확성이 높다.

Description

로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법과 칩 및 지능형 로봇

본 발명은 지능형 로봇 분야에 관한 것으로, 구체적으로 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법과 칩 및 지능형 로봇에 관한 것이다.

기존의 로봇 청소기에 있어서, 이가 청소할 필요없는 일부 영역에 잘못 들어가는 것을 방지하기 위해, 일반적으로 상기 영역의 입구에 적외선 신호를 생성할 수 있는 하나의 가상벽 송신기를 설치할 수 있고, 로봇이 상기 적외선 신호를 검출할 경우, 앞으로 계속하여 전진하는 것을 정지함으로써, 로봇이 상기 영역에 진입하는 것을 차단한다. 이러한 방식은 별도의 가상벽 송신기를 제공해야 하므로, 하드웨어 원가가 증가되게 된다. 현재, 일부 제조사에서는 가상벽을 설정하는 방식으로 로봇에 의해 구축된 지도에서 대응되는 청소할 필요없는 영역의 입구에 하나의 가상선을 긋고, 로봇은 가상선에 대응되는 지도에서의 좌표 위치에 따라 대응되는 위치를 가상벽으로 설정하며, 로봇이 상기 가상벽에 대응되는 좌표 위치로 이동할 경우, 전진을 정지하거나 방향을 바꿈으로써, 차단 효과를 구현한다. 이러한 방식은 가상벽 송신기에 비해 하드웨어 원가를 절약하지만, 주행 오차 등 원인으로 인해 로봇이 가상벽을 정확하게 검출할 수 없게 되므로, 가상벽의 차단 효과에 영향을 미친다.

본 발명은 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 정확성을 향상시킬 수 있는 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법과 칩 및 지능형 로봇을 제공한다. 본 발명에 따른 구체적인 기술적 해결수단은 하기와 같다.

로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법은, 로봇에 의해 구축된 지도에 기반하여, 가상벽을 설정하는 단계; 가상벽을 중심선으로 하여 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하는 단계; 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는지 여부를 판단하는 단계; 로봇이 상기 사전 판단 영역에 위치할 경우, 로봇의 현재 방향이 상기 가상벽을 향하는지 여부, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단하되, 두 조건을 모두 만족시키면, 로봇이 가상벽과 충돌하는 것으로 결정하고, 아니면, 로봇이 가상벽과 충돌하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함하고; 여기서, 상기 기준점은 로봇과 함께 가상벽의 동일 측에 위치하고 가상벽의 중심점으로부터의 수직 거리가 사전 설정 길이인 좌표 위치점이다.

또한, 상기 로봇에 의해 구축된 지도에 기반하여, 가상벽을 설정하는 단계는 구체적으로, 지능형 이동 단말기가 로봇에 의해 구축된 지도 정보를 수신하고, 스크린을 통해 상기 지도 정보를 디스플레이하는 단계; 상기 지능형 이동 단말기가 가상벽 설정 신호를 검출하고, 스크린에서의 터치 신호를 가상벽으로 전환시켜 스크린에 나타난 지도에 디스플레이하는 단계; 상기 지능형 이동 단말기가 가상벽이 설정된 지도 정보를 로봇에 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 가상벽을 중심선으로 하여 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하는 단계는 구체적으로, 가상벽의 경사각도 및 가상벽의 중심점의 좌표를 결정하는 단계; 가상벽의 중심점을 참조점으로 하여 가상벽을 좌표계의 원점(origin)에 병진시키고, 상기 경사각도를 회전시켜 가상벽을 좌표계의 X축에 위치시키는 단계; X축에서의 가상벽을 중간선으로 하고, 사전 설정 높이로 하나의 직사각형 영역을 한정하여 사전 판단 영역으로 사용하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는지 여부를 판단하는 단계는 구체적으로, 로봇 현재 위치의 좌표점을 결정하는 단계; 현재 위치의 좌표점을 가상벽과 대응되게 병진 및 회전시키는 단계; 병진 및 회전된 후의 좌표점의 X값이 상기 사전 판단 영역의 최소 X값보다 크고 상기 사전 판단 영역의 최대 X값보다 작은지 여부를 판단하고, 동시에, 병진 및 회전된 후의 좌표점의 Y값이 상기 사전 판단 영역의 최소 Y값보다 크고 상기 사전 판단 영역의 최대 Y값보다 작은지 여부를 판단하는 단계; 두 조건을 모두 만족시키면, 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는 것으로 결정하고, 아니면, 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 로봇이 상기 사전 판단 영역에 위치할 경우, 로봇의 현재 방향이 상기 가상벽을 향하는지 여부를 판단하는 단계는 구체적으로, 로봇이 현재 상기 사전 판단 영역에 위치하는 것으로 결정하는 단계; 로봇이 이가 병진 및 회전된 후의 전진 방향이 병진 및 회전된 후의 가상벽과 교차되는지 여부를 판단하되, 교차되는 것으로 판단되면, 로봇의 현재 방향이 가상벽을 향하는 것으로 결정하고, 아니면, 로봇의 현재 방향이 가상벽을 향하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단하는 단계는 구체적으로, 로봇이 가상벽에 위치한 일측이 참조측인 것으로 결정하는 단계; 가상벽의 참조측에 위치하고, 가상벽의 중심점으로부터의 수직 거리가 사전 설정 길이인 좌표 위치점이 기준점인 것으로 결정하는 단계; 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 제1 거리인 것으로 결정하는 단계; 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리가 제2 거리인 것으로 결정하는 단계; 상기 제1 거리가 상기 제2 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단하되, 크거나 같으면, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은 것으로 결정하고, 아니면, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 작은 것으로 결정하는 단계를 포함한다.

프로그램 명령을 저장하기 위한 칩에 있어서, 상기 프로그램 명령은 로봇이 상술한 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법을 수행하도록 제어하기 위한 것이다.

마스터 컨트롤 칩을 포함하는 지능형 로봇에 있어서, 상기 마스터 컨트롤 칩은 상술한 칩이다.

상기 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법과 칩 및 지능형 로봇에서, 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하여, 로봇이 사전 판단 영역에 진입할 경우, 로봇의 현재 방향, 및 로봇과 기준점 사이의 직선 거리 및 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리의 관계를 결합하여 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 정확하게 판단할 수 있도록 함으로써, 외부 환경의 간섭을 쉽게 받지 않고, 오판 상황이 발생되지 않으므로, 정확성이 아주 높다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법의 흐름 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 가상벽과 충돌될 수 있는 분석 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 가상벽과 충돌될 수 없는 분석 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가상벽이 병진 및 회전하는 분석 모식도이다.

아래, 본 발명의 실시예의 도면과 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단을 상세하게 설명한다. 아래에서 설명된 구체적인 실시예는 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하지 않음을 이해해야 한다. 아래의 설명에서, 구체적인 세부 사항은 실시예를 완전히 이해하기 위해 제공된다. 하지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 구체적인 세부 사항이 없어도 실시예를 실시할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 불필요한 세부 사항에서 실시예를 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 회로는 블록도에 도시될 수 있다. 다른 경우, 실시예를 흐리지 않기 위해, 공지된 회로, 구조 및 기술을 상세하게 설명하지 않을 수 있다.

도 1에 도시된 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법에 있어서, 상기 방법의 수행 주체는 로봇의 프로세서 또는 제어 칩이지만, 설명의 편의를 위해, 로봇으로 직접 설명한다. 상기 로봇은 청소 로봇, 세척 로봇, 공기 정화 로봇, 물류 로봇, 제초 로봇, 상업 서비스 로봇 등일 수 있다. 상기 방법은 구체적으로 다음과 같은 단계를 포함하다. 먼저, 로봇은 자율 주행 시 구축된 지도에 기반하여, 가상벽을 설정한다. 구축된 지도는 격자 지도, 도트 매트릭스 지도, 컬러 지도 또는 다른 타입의 지도일 수 있고, 구축된 지도는 로봇이 현재 위치한 환경 상황을 반영할 수 있다. 본 발명의 각 실시예는 모두 격자 지도를 예로 들어 설명한 것이다. 가상벽은 상이한 방식으로 설정될 수 있는데, 예를 들어, 로봇이 가상벽을 설정해야 할 위치에서 한 번 주행하도록 제어하고, 주행할 때의 좌표 위치 및 방향을 기록하며, 이들 좌표 위치를 가상 장애 유닛으로 표시하되, 이들 가상 장애 유닛은 상기 가상벽을 구성한다. 상기 가상 장애 유닛은 로봇이 실제 정상적으로 주행하여 통과할 수 있지만 지도 내비게이션에 따라 주행할 경우 주행하여 통과할 수 없는 격자 유닛을 의미한다. 또는, 사용자는 직접 지도의 디스플레이 단말기에서 조작하여, 마우스 또는 터치 방식을 통해 대응되는 위치에 선을 긋되, 선을 그은 위치에 대응되는 격자 유닛이 가상벽으로 표시되는 격자 유닛이다. 상기 격자 유닛은 격자 지도를 구성하는 가장 작은 셀이다. 다음, 로봇은 가상벽을 중심선으로 하여 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하는데, 즉 로봇이 가상벽과 충돌될 수 있는지 여부를 사전에 판단하기 위해 가상벽의 주변에서 하나의 영역을 원을 그려 결정하고, 로봇이 상기 사전 판단 영역에 진입하여야만 가상벽과 충돌될 수 있으며, 로봇이 상기 사전 판단 영역 밖에서는 가상벽과 충돌되지 않는다. 이어서, 로봇은 주행 과정에서 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는지 여부를 실시간으로 검출 및 판단한다. 로봇이 상기 사전 판단 영역에 위치할 경우, 로봇의 현재 방향이 상기 가상벽을 향하는지 여부를 판단하고, 동시에, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단한다. 로봇의 현재 방향은 로봇의 현재 전진 방향을 가리킨다. 상기 기준점은 로봇과 함께 가상벽의 동일 측에 위치하고 가상벽의 중심점으로부터의 수직 거리가 사전 설정 길이인 좌표 위치점이다. 상기 사전 설정 길이는 구체적인 연구 개발 요구에 따라 설정될 수 있는데, 예를 들어, 10 m, 100 m 또는 1000 m 등으로 설정될 수 있고, 설정된 값이 클 수록, 가상벽과의 충돌을 검출하는 정밀도가 더 높다. 로봇의 현재 전진 방향이 가상벽을 향하면, 로봇이 계속하여 현재 방향을 따라 전진하면 가상벽과 충돌될 수 있음을 설명하고; 로봇의 현재 전진 방향이 가상벽을 향하지 않거나 가상벽과 등을 지면, 로봇이 계속하여 현재 방향을 따라 전진하여도 가상벽과 충돌되지 않음을 설명한다. 로봇이 가상벽을 향하여 주행할 경우, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은 것으로 추가적으로 검출되면, 로봇이 이미 가상벽이 위치한 위치까지 주행하여 가상벽과 충돌하였음을 설명하므로, 로봇이 가상벽을 관통하여 사용자가 제한한 영역으로 잘못 들어가는 것을 방지하기 위해 즉시 전진을 정지하여 방향을 바꾸어 떠나야 한다. 로봇이 가상벽을 향하여 주행할 경우, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 작은 것으로 추가적으로 검출되면, 로봇과 가상벽 사이에 아직 일정한 거리가 있어 가상벽과 충돌하지 않음을 설명하므로, 로봇은 가상벽과 충돌할 때까지 계속하여 현재 방향을 따라 주행할 수 있다. 본 실시예에 따른 방법에서, 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하여, 로봇이 사전 판단 영역에 진입할 경우, 로봇의 현재 방향, 및 로봇과 기준점 사이의 직선 거리 및 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리의 관계를 결합하여 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 정확하게 판단할 수 있도록 함으로써, 외부 환경의 간섭을 쉽게 받지 않고, 오판 상황이 발생되지 않으므로, 정확성이 아주 높다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 가장 굵은 검은색 선은 가상벽(20)을 의미하고, 0점은 가상벽(20)의 중심점이다. ABCD로 표시된 직사각형 영역은 사전 판단 영역을 의미한다. P로 표시된 위치점은 기준점이고, 로봇(10) 및 기준점(P)은 모두 가상벽(20)의 우측에 위치한다. 로봇(10)은 이때 사전 판단 영역(ABCD) 내에 위치하고, 화살표 방향을 따라 가상벽을 향해 전진하며, 로봇은 전진하면서 기준점(P)과의 거리(PR)가 0점과 기준점(P)의 거리(P0)보다 크거나 같은지 여부를 판단한다. PR≥P0일 경우, 로봇(10)은 가상벽(20)과 충돌하는 것으로 결정하고, PR가 P0보다 작을 경우, 로봇(10)은 가상벽(20)과 충돌하지 않는 것으로 결정한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이때 로봇(10)이 전진 방향을 조정하여 화살표가 가리키는 방향, 즉 가상벽(20)과 등을 진 방향을 따라 주행하면, 로봇은 가상벽(20)과 충돌하지 않는다.

그 중 일 실시형태로서, 상기 로봇에 의해 구축된 지도에 기반하여, 가상벽을 설정하는 단계는 구체적으로 다음과 같은 단계를 포함하다. 먼저, 지능형 이동 단말기는 로봇에 의해 구축된 지도 정보를 수신하고, 스크린을 통해 상기 지도 정보를 디스플레이한다. 상기 지능형 단말기는 스마트폰 또는 태블릿 PC 등 지능형 기기를 포함한다. 로봇과 지능형 단말기 사이는 wifi를 통해 무선 통신을 진행하고, 로봇은 주행 과정에서 구축한 지도 데이터를 지능형 단말기에 송신하며, 지능형 단말기는 상기 데이터를 수신하고 자체 스크린을 통해 대응되는 지도 정보를 디스플레이한다. 사용자는 이들 지도 정보를 통해 어디가 벽이고 어디가 통로이며 어디가 방의 입구인지를 직관적으로 보아낼 수 있다. 다음, 지능형 단말기는 사용자에 의해 입력된 가상벽 설정 신호를 검출한 후, 가상벽 설정 모드에 진입한다. 상기 모드에서, 지능형 단말기는 스크린에서의 사용자의 터치 신호를 검출하고, 스크린에서의 터치 신호를 가상벽으로 전환시켜 스크린에 나타난 지도에 디스플레이함으로써, 사용자는 설정된 가상벽을 직관적으로 볼 수 있다. 상기 가상벽은 하나의 선분으로서 지도에 디스플레이된다. 사용자가 필요한 위치에 가상벽을 설정한 후, 상기 지능형 이동 단말기는 가상벽이 설정된 지도 정보를 로봇에 전송하는데, 이때, 로봇은 상기 지도 정보를 분석하여 현재 환경에서 어느 위치에 가상벽이 설정되어 통과할 수 없음을 알 수 있다. 본 실시예에 따른 방법에서, 지능형 단말기를 통해 가상벽을 설정함으로써, 사용자 조작에 편리하고, 직관적이고 신속하며, 사용자의 제품 사용 체험을 향상시키는데 유리하다.

그 중 일 실시형태로서, 상기 가상벽을 중심선으로 하여 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하는 단계는 구체적으로 다음과 같은 단계를 포함하다. 먼저, 로봇은 가상벽의 경사각도 및 가상벽의 중심점의 좌표를 결정한다. 도 4에 도시된 바와 같이, XY 좌표계는 지도의 좌표계이고, 선분(a1b1)은 지도에 설정된 가상벽을 의미한다. 가상벽(a1b1)의 경사각도는 θ이고, 가상벽과 X축의 협각이다. 가상벽(a1b1)의 중심점(p1)의 좌표는 (px1, py1)이고, a1점의 좌표는 (ax1, ay1)이며, b1점의 좌표는 (bx1, by1)이다. 다음, 로봇은 가상벽의 중심점을 참조점으로 하여 가상벽을 좌표계의 원점(origin)에 병진시키고, 상기 경사각도를 회전시켜 가상벽을 좌표계의 X축에 위치시키는데, 도면에서 중간선분(a2b2)으로 표시된다. 가상벽의 각 점 좌표는 변화가 발생하되, 여기서, a1점은 a2점으로 변하고, 좌표는 (ax2, ay2)로 변하며; b1점은 b2점으로 변하고, 좌표는 (bx2, by2)로 변하며; p1점은 p2점으로 변하고, 좌표는 (px2, py2)로 변한다. 가상벽 좌표의 병진 및 회전은 기존의 좌표 병진 및 회전 공식을 참조하여 계산될 수 있으므로, 여기서 더 이상 설명하지 않는다. 이어서, 로봇은 X축에서의 가상벽을 중간선으로 하고, 사전 설정 높이로 하나의 직사각형 영역을 한정하여 사전 판단 영역으로 사용한다. 상기 사전 설정 높이는 연구 개발 요구에 따라 대응되게 설정될 수 있는데, 일반적으로 10개의 격자 유닛의 높이로 설정될 수 있다. 도 4에서 점선으로 된 블록(vlv2v3v4)으로 표시된 영역은 사전 판단 영역이다. 본 실시예에 따른 방법에서, 가상벽을 좌표축까지 병진 및 회전시켜 로봇이 사전 판단 영역에 진입하는지 여부를 판단하는 후속적인 계산을 간소화할 수 있음으로써, 로봇의 연산 효율 및 판단 속도를 향상시키고, 나아가 로봇의 반응 능력을 향상시킨다.

그 중 일 실시형태로서, 상기 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는지 여부를 판단하는 단계는 구체적으로 다음과 같은 단계를 포함하다. 먼저, 로봇은 현재 위치의 좌표점을 결정한다. 다음, 로봇은 현재 위치의 좌표점을 가상벽과 대응되게 병진 및 회전시키는데, 즉 로봇이 현재의 좌표점을 병진시키는 양 및 회전시키는 각도는 이전 실시예에서 상기 가상벽을 병진시키는 양 및 회전시키는 각도와 같다. 구체적인 좌표의 병진 및 회전은 기존의 좌표 병진 및 회전 공식을 참조하여 계산될 수 있으므로, 여기서 더 이상 설명하지 않는다. 다음, 로봇은 병진 및 회전된 후의 좌표점의 X값이 상기 사전 판단 영역의 최소 X값보다 크고 상기 사전 판단 영역의 최대 X값보다 작은지 여부를 판단하되, 두 조건을 모두 만족시키면, 로봇이 이때 사전 판단 영역의 X축 좌표 범위 내에 위치함을 설명하고, 동시에, 병진 및 회전된 후의 좌표점의 Y값이 상기 사전 판단 영역의 최소 Y값보다 크고 상기 사전 판단 영역의 최대 Y값보다 작은지 여부를 판단하되, 두 조건을 모두 만족시키면, 로봇이 이때 사전 판단 영역의 Y축 좌표 범위 내에 위치함을 설명함으로써, 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는 것으로 결정할 수 있다. 아니면, 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 본 실시예에 따른 방법에서, 로봇의 현재 좌표를 가상벽과 대응되는 좌표계로 병진 및 회전시킨 후, 후속적으로 X값 및 Y값이 사전 판단 영역의 XY 범위 내에 있는지 여부만 판단함으로써, 복잡한 비교 및 분석을 진행할 필요없이 로봇이 사전 판단 영역에 위치하는지 여부의 결과를 얻을 수 있으므로, 로봇의 계산 자원을 크게 간소화하고, 로봇의 연산 효율 및 판단 속도를 향상시키며, 나아가 로봇의 반응 능력을 향상시킨다.

그 중 일 실시형태로서, 상기 로봇이 상기 사전 판단 영역에 위치할 경우, 로봇의 현재 방향이 상기 가상벽을 향하는지 여부를 판단하는 단계는 구체적으로 다음과 같은 단계를 포함하다. 로봇은 상기 실시예에 따른 방식을 통해 현재 상기 사전 판단 영역에 위치하는 것으로 결정할 경우, 이가 병진 및 회전된 후의 전진 방향이 병진 및 회전된 후의 가상벽과 교차되는지 여부를 판단하는데, 즉 로봇 현재 위치로부터 이의 전진 방향에 대응되는 적선이 지나간 좌표점이 가상벽 중의 좌표점과 같은지 여부를 판단하되, 같은 좌표점이 존재하면, 로봇의 현재 방향이 가상벽과 교차될 수 있어, 로봇의 현재 방향이 가상벽을 향하는 것으로 결정함을 설명하고, 같은 좌표점이 존재하지 않으면, 로봇의 현재 방향이 가상벽을 향하지 않는 것으로 결정한다. 본 실시예에 따른 방법에서, 로봇 현재 위치를 병진 및 회전시킨 후 결정된 전진 방향이 병진 및 회전된 후의 가상벽과 교차되는지 여부의 판단을 통해, 복잡한 계산이 필요없이 판단 결론을 신속하게 얻을 수 있음으로써, 로봇의 데이터 처리 및 대처 능력을 크게 향상시킨다.

그 중 일 실시형태로서, 상기 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단하는 단계는 구체적으로 다음과 같은 단계를 포함하다. 먼저, 로봇(10)은 이가 가상벽(20)에 위치한 일측이 참조측인 것으로 결정한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇(10)은 가상벽(20)의 우측에 위치하고, 가상벽(20)의 우측은 참조측이다. 로봇(10)이 가상벽(20)의 어느 일측에 위치하는지를 판단하는 방식에 있어서, 지도에서 가상벽을 대칭선으로 하고 그 양측의 같은 거리에 참조점을 설정함으로써, 로봇은 이와 2개의 참조점 사이의 거리 크기를 판단하고, 로봇이 어느 참조점과의 거리가 비교적 짧으면, 로봇이 가상벽의 상기 참조점이 위치한 그 일측에 위치한다. 물론, 기준점은 참조점으로 사용될 수도 있다. 다음, 로봇(10)은 가상벽(20)의 참조측에 위치하는 것으로 결정하고, 가상벽(20)의 중심점으로부터의 수직 거리가 사전 설정 길이인 좌표 위치점이 기준점이다. 도면에서, 기준점(P)으로부터 0점까지의 직선 거리의 길이(P0)는 사전 설정 길이이고, P0의 값은 제품 설계 요구에 따라 대응되게 설정될 수 있으며, 설정된 값이 클 수록, 가상벽과의 충돌 여부를 판단하는 정밀도가 더 높으며, 일반적으로 1000개의 격자 유닛의 길이로 설정될 수 있다. 이어서, 로봇(10)은 현재 위치와 기준점(P) 사이의 직선 거리가 제1 거리(PR)인 것으로 결정한다. 로봇은 기준점(P)과 가상벽(20)의 중심점 사이의 직선 거리가 제2 거리(P0)인 것으로 결정한다. 로봇(10)은 상기 제1 거리(PR)가 상기 제2 거리(P0)보다 크거나 같은지 여부를 판단한다. PR≥P0이면, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은 것으로 결정하고, PR<P0이면, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 작은 것으로 결정한다. 본 실시예에 따른 방법에서, 기준점 설정을 통해, 로봇이 가상벽 경계까지 주행하는지 여부를 정확하게 판단할 수 있으므로, 기존의 로봇이 가상벽 경계까지 정확하게 주행할 수 없어 로봇과 가상벽 사이의 거리가 지나치게 넓어지거나 로봇이 가상벽을 직접 통과하는 문제를 극복하고, 로봇과 가상벽 사이의 거리를 제어하는 최적의 효과를 보장한다.

프로그램 명령을 저장하기 위한 칩에 있어서, 상기 프로그램 명령은 상기 어느 하나의 실시예에 따른 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법을 수행하도록 제어하기 위한 것이다. 상기 칩은 로봇이 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하도록 제어하여, 로봇이 사전 판단 영역에 진입할 경우, 로봇의 현재 방향, 및 로봇과 기준점 사이의 직선 거리 및 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리의 관계를 결합하여 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 정확하게 판단할 수 있도록 함으로써, 외부 환경의 간섭을 쉽게 받지 않고, 오판 상황이 발생되지 않으므로, 정확성이 아주 높다.

마스터 컨트롤 칩을 포함하는 지능형 로봇에 있어서, 상기 마스터 컨트롤 칩은 상술한 칩이다. 상기 지능형 로봇은 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하여, 로봇이 사전 판단 영역에 진입할 경우, 로봇의 현재 방향, 및 로봇과 기준점 사이의 직선 거리 및 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리의 관계를 결합하여 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 정확하게 판단할 수 있도록 함으로써, 외부 환경의 간섭을 쉽게 받지 않고, 오판 상황이 발생되지 않으므로, 정확성이 아주 높다.

상기 실시예에서 언급된 “상”, “하”, “좌” 및 “우” 등 방향 용어는 구체적인 설명이 없는 한 도면에서의 상, 하, 좌, 우 등 방향을 의미한다. 구체적인 설명이 있으면, 구체적인 설명에 따라 정의하는데, 예를 들어, 로봇의 좌측은 도면에서의 좌측이 아닌 로봇의 전진 방향의 좌측을 의미한다.

본 발명의 통상의 기술자는 상기 각 방법 실시예의 전부 또는 일부 단계는 프로그램 명령과 관련된 하드웨어를 통해 완성될 수 있음을 이해할 수 있다. 이들 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(예를 들어, ROM, RAM, 자기 디스크 또는 광 디스크 등 프로그램 코드를 저장할 수 있는 다양한 매체)에 저장될 수 있다. 상기 프로그램은 실행될 경우 상기 각 방법 실시예를 포함하는 단계를 수행한다. 마지막으로 설명해야 할 것은, 이상의 각 실시예는 단지 본 발명의 기술적 해결수단을 설명하기 위한 것일 뿐, 이를 한정하려는 것이 아니며, 전술한 각 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는, 여전히 전술한 각 실시예에 기재된 기술적 해결수단을 수정할 수 있거나 그 중 일부 또는 전부 기술특징에 대해 등가적 대체를 진행할 수 있으며, 이러한 수정 또는 대체는 대응되는 기술적 해결수단의 본질이 본 발명의 각 실시예의 기술적 해결수단의 범위를 벗어나지 않도록 함을 이해해야 한다.

Claims

로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법으로서,
로봇에 의해 구축된 지도에 기반하여, 가상벽을 설정하는 단계;
가상벽을 중심선으로 하여 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하는 단계;
로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는지 여부를 판단하는 단계; 및
로봇이 상기 사전 판단 영역에 위치할 경우, 로봇의 현재 방향이 상기 가상벽을 향하는지 여부, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단하되, 두 조건을 모두 만족시키면, 로봇이 가상벽과 충돌하는 것으로 결정하고, 아니면, 로봇이 가상벽과 충돌하지 않는 것으로 결정하는 단계
를 포함하되; 상기 기준점은 로봇과 함께 가상벽의 동일 측에 위치하고 가상벽의 중심점으로부터의 수직 거리가 사전 설정 길이인 좌표 위치점인 것을 특징으로 하는 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 로봇에 의해 구축된 지도에 기반하여, 가상벽을 설정하는 단계는, 구체적으로,
지능형 이동 단말기가 로봇에 의해 구축된 지도 정보를 수신하고, 스크린을 통해 상기 지도 정보를 디스플레이하는 단계;
상기 지능형 이동 단말기가 가상벽 설정 신호를 검출하고, 스크린에서의 터치 신호를 가상벽으로 전환시켜 스크린에 나타난 지도에 디스플레이하는 단계; 및
상기 지능형 이동 단말기가 가상벽이 설정된 지도 정보를 로봇에 전송하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 가상벽을 중심선으로 하여 가상벽 양측에 사전 판단 영역을 설정하는 단계는, 구체적으로,
가상벽의 경사각도 및 가상벽의 중심점의 좌표를 결정하는 단계;
가상벽의 중심점을 참조점으로 하여 가상벽을 좌표계의 원점(origin)에 병진시키고, 상기 경사각도를 회전시켜 가상벽을 좌표계의 X축에 위치시키는 단계; 및
X축에서의 가상벽을 중간선으로 하고, 사전 설정 높이로 하나의 직사각형 영역을 한정하여 사전 판단 영역으로 사용하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는지 여부를 판단하는 단계는, 구체적으로,
로봇 현재 위치의 좌표점을 결정하는 단계;
현재 위치의 좌표점을 가상벽과 대응되게 병진 및 회전시키는 단계;
병진 및 회전된 후의 좌표점의 X값이 상기 사전 판단 영역의 최소 X값보다 크고 상기 사전 판단 영역의 최대 X값보다 작은지 여부를 판단하고, 동시에, 병진 및 회전된 후의 좌표점의 Y값이 상기 사전 판단 영역의 최소 Y값보다 크고 상기 사전 판단 영역의 최대 Y값보다 작은지 여부를 판단하는 단계; 및
두 조건을 모두 만족시키면, 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하는 것으로 결정하고, 아니면, 로봇 현재 위치가 상기 사전 판단 영역에 위치하지 않는 것으로 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 로봇이 상기 사전 판단 영역에 위치할 경우, 로봇의 현재 방향이 상기 가상벽을 향하는지 여부를 판단하는 단계는, 구체적으로,
로봇이 현재 상기 사전 판단 영역에 위치하는 것으로 결정하는 단계; 및
로봇이 이가 병진 및 회전된 후의 전진 방향이 병진 및 회전된 후의 가상벽과 교차되는지 여부를 판단하되, 교차되는 것으로 판단되면, 로봇의 현재 방향이 가상벽을 향하는 것으로 결정하고, 아니면, 로봇의 현재 방향이 가상벽을 향하지 않는 것으로 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단하는 단계는, 구체적으로,
로봇이 가상벽에 위치한 일측이 참조측인 것으로 결정하는 단계;
가상벽의 참조측에 위치하고, 가상벽의 중심점으로부터의 수직 거리가 사전 설정 길이인 좌표 위치점이 기준점인 것으로 결정하는 단계;
로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 제1 거리인 것으로 결정하는 단계;
기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리가 제2 거리인 것으로 결정하는 단계; 및
상기 제1 거리가 상기 제2 거리보다 크거나 같은지 여부를 판단하되, 크거나 같으면, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 크거나 같은 것으로 결정하고, 아니면, 로봇과 기준점 사이의 직선 거리가 기준점과 가상벽의 중심점 사이의 직선 거리보다 작은 것으로 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법.
프로그램 명령을 저장하기 위한 칩으로서,
상기 프로그램 명령은 로봇이 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 로봇이 가상벽과 충돌하는지 여부를 판단하는 방법을 수행하도록 제어하기 위한 것임을 특징으로 하는 칩.
마스터 컨트롤 칩을 포함하는 지능형 로봇으로서,
상기 마스터 컨트롤 칩은 제7항에 따른 칩인 것을 특징으로 하는 지능형 로봇.