KR102660026B1 - Method and Apparatus for Controlling the Operation of a Mobile Robot for Safety Management of Cleaning Module - Google Patents
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Abstract
청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법 및 그를 위한 장치를 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법은, 청소 모듈에 연결되어 구동되는 모터에 대한 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하는 전류 측정 단계; 측정된 상기 전류값을 기반으로 상기 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리 단계; 및 상기 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 동작 제어 단계를 포함할 수 있다. Disclosed is a method for controlling the operation of a mobile robot for safety management of a cleaning module and a device therefor.
A method of controlling the operation of a mobile robot for safety management according to an embodiment of the present invention includes a current measurement step of measuring a current value through current sensing for a motor connected to and driven by a cleaning module; A cleaning module safety management step of determining the state of the cleaning module based on the measured current value and determining a safety management control mode based on the determination result; And it may include an operation control step of controlling the operation of the mobile robot based on the safety management control mode.
Description
본 발명은 메인 브러쉬와 같은 청소 모듈에 대한 과부하, 비정상 동작 등을 안전 관리하기 위한 이동 로봇의 동작 제어 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and device for controlling the operation of a mobile robot to safely manage overload and abnormal operation of a cleaning module such as a main brush.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section simply provides background information on embodiments of the present invention and does not constitute prior art.
이동 로봇의 바닥 청소 방법에서, 대부분의 이동 로봇은 이동 로봇 전방 좌/우측 대각선 방향으로 로봇 안쪽 방향으로 회전하는 보조 청소 모듈인 사이드 브러쉬와 로봇 하단 중앙부에 주 청소 모듈로서 메인 브러쉬와 이에 연동되어 동작하는 흡입 모듈의 구조를 가지고 있다.In the floor cleaning method of mobile robots, most mobile robots operate in conjunction with the side brush, which is an auxiliary cleaning module that rotates diagonally to the left and right in front of the mobile robot toward the inside of the robot, and the main brush, which acts as a main cleaning module at the center of the bottom of the robot. It has the structure of a suction module.
보조 청소 모듈인 사이드 브러쉬는 이동 로봇 하부에 위치한 로봇 메인 흡입 모듈 외곽에 위치될 수 있는 먼지를 쓸어서 메인 청소 모듈 쪽으로 이동시키며, 이렇게 모아진 먼지는 메인 청소 모듈인 회전하는 메인 브러쉬와 흡입 모듈에 의하여 최종적으로 먼지통으로 이동하게 된다.The side brush, which is an auxiliary cleaning module, sweeps dust that may be located on the outside of the robot's main suction module located at the bottom of the mobile robot and moves it toward the main cleaning module. The dust collected in this way is finally removed by the main cleaning module, the rotating main brush and suction module. It moves to the dust bin.
이동 로봇은 바닥 환경에 따라 메인 브러쉬와 같은 청소 모듈에 부하가 걸릴 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇은 하드 플로어(Hard Floor)에서는 문제 없이 동작하나, 깊은 형태의 카펫(Carpet)의 경우 메인 브러쉬에 부하가 크게 걸리면서 동작할 수 있다. 이에 따라 메인 브러쉬를 회전시키기 위한 모터의 에너지가 많이 소모되고 전류가 높아지며, 모터 내부 온도는 급격하게 상승하게 된다. Depending on the floor environment, the mobile robot may place a load on cleaning modules such as the main brush. For example, a mobile robot operates without problems on a hard floor, but in the case of a deep carpet, it may operate with a large load on the main brush. Accordingly, a lot of energy is consumed in the motor to rotate the main brush, the current increases, and the temperature inside the motor rises rapidly.
물론, 카펫이 간헐적으로 놓여 있는 바닥 환경에서는 문제가 없으나, 카펫이 많이 놓여진 바닥 환경에서는 모터에서 부하를 계속하여 받음에 따라 청소 모듈이 모터, 기어, 회로 소자 등에 손상이 발생하게 된다. 또한, 이동 로봇이 카펫 위에서 파일(pile)의 결 방향으로 이동하면 낮은 부하가 걸리게 되고, 결의 역방향으로 이동하면 높은 부하가 걸리게 된다. 이러한 경우에는 역방향으로 이동하는 경우에만 청소 모듈의 손상이 발생하게 된다. 이에, 이동 로봇의 청소 동작 중 청소 모듈의 과부하, 비정상 동작 등에 대한 안전 관리가 필요하다. Of course, there is no problem in a floor environment where carpets are placed intermittently, but in a floor environment where many carpets are placed, damage to the motor, gear, circuit elements, etc. of the cleaning module occurs as the motor continues to receive load. Additionally, if the mobile robot moves on the carpet in the direction of the grain of the pile, a low load is applied, and if it moves in the opposite direction of the grain, a high load is applied. In this case, damage to the cleaning module occurs only when moving in the reverse direction. Accordingly, safety management is necessary for overload and abnormal operation of the cleaning module during the cleaning operation of the mobile robot.
본 발명은 청소 모듈의 모터로부터 측정된 전류값을 기반으로 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하며, 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.The present invention determines the status of the cleaning module based on the current value measured from the motor of the cleaning module, determines the safety management control mode based on the judgment result, and controls the operation of the mobile robot based on the safety management control mode. The main purpose is to provide a method and device for controlling the motion of a mobile robot for the safety management of a cleaning module.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법은, 청소 모듈에 연결되어 구동되는 모터에 대한 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하는 전류 측정 단계; 측정된 상기 전류값을 기반으로 상기 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리 단계; 및 상기 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 동작 제어 단계를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, a method for controlling the operation of a mobile robot for safety management to achieve the above object includes a current measurement step of measuring a current value through current sensing for a motor connected to and driven by a cleaning module; A cleaning module safety management step of determining the state of the cleaning module based on the measured current value and determining a safety management control mode based on the determination result; And it may include an operation control step of controlling the operation of the mobile robot based on the safety management control mode.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 장치는, 청소 모듈에 연결되어 구동되는 모터에 대한 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하는 전류 측정부; 측정된 상기 전류값을 기반으로 상기 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리부; 및 상기 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 동작 제어부를 포함할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, a mobile robot operation control device for safety management to achieve the above object includes a current measuring unit that measures a current value through current sensing for a motor connected to and driven by a cleaning module; a cleaning module safety management unit that determines the state of the cleaning module based on the measured current value and determines a safety management control mode based on the determination result; And it may include an operation control unit that controls the operation of the mobile robot based on the safety management control mode.
또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 이동 로봇은, 적어도 두 개의 메인 휠; 상기 메인 휠을 회전시키기 위한 구동력을 발생하는 이동 모터; 적어도 하나의 블레이드가 결합된 메인 브러쉬; 상기 메인 브러쉬를 회전시키는 메인 브러쉬 모터; 및 상기 메인 브러쉬 모터로부터 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하고, 측정된 상기 전류값을 기반으로 상기 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하며, 상기 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 이동 로봇 동작 제어장치를 포함할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, a mobile robot for achieving the above object includes at least two main wheels; a moving motor that generates a driving force to rotate the main wheel; a main brush incorporating at least one blade; a main brush motor that rotates the main brush; and measuring a current value through current sensing from the main brush motor, determining the status of the cleaning module based on the measured current value, determining a safety management control mode based on the judgment result, and controlling the safety management. It may include a mobile robot motion control device that controls the motion of the mobile robot based on the mode.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 다양한 환경에서 동작하는 이동 로봇의 청소 모터, 메인 브러쉬 모터에 대한 과부하를 방지하여, 차칫 발생할 수 있는 과전류, 내부 온도 상승으로 인한 청소 모터 파손이나 수명 감소를 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention prevents overload on the cleaning motor and main brush motor of mobile robots operating in various environments, preventing damage or reduction in life of the cleaning motor due to overcurrent and internal temperature rise that may occur. There is a possible effect.
또한, 본 발명은 모터에 인가되는 전압이 낮은 상태, 혹은 정상 상태에서도 카펫에 의한 부하가 아닌 끼임(걸림)으로 인하여 비정상 동작하는 상황을 감지할 수 있도록 하여, 이동 로봇 및 내부 모듈들의 정상 동작과 문제 상황에 대한 에러 알림을 사용자에게 즉시 제공할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention makes it possible to detect abnormal operation situations due to jamming rather than load due to the carpet even in a low or normal state when the voltage applied to the motor is low, so that the normal operation and internal modules of the mobile robot and internal modules can be detected. It has the effect of immediately providing error notifications about problem situations to the user.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어장치를 포함하는 이동 로봇을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치의 청소 모듈 안전 관리부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치의 바닥 환경 감지 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치에서 전류 오프셋을 기반으로 측정 전류값을 보정하여 바닥 환경을 감지하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block diagram schematically showing a mobile robot including a mobile robot operation control device for safety management of a cleaning module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram schematically showing the cleaning module safety management unit of the mobile robot operation control device according to an embodiment of the present invention.
3 to 6 are flowcharts illustrating a method of controlling the operation of a mobile robot for safety management of a cleaning module according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a block diagram schematically showing a mobile robot operation control device for safety management of a cleaning module according to another embodiment of the present invention.
9 and 10 are diagrams for explaining the floor environment detection operation of the mobile robot motion control device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an operation of detecting a floor environment by correcting a measured current value based on a current offset in a mobile robot motion control device according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에서 제안하는 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법 및 그를 위한 장치에 대해 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or restricted thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art. Hereinafter, with reference to the drawings, a method and device for controlling the operation of a mobile robot for safety management of a cleaning module proposed in the present invention will be described in detail.
본 발명의 이동 로봇은 청소 로봇인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 바닥 환경 감시가 적용 가능한 다양한 분야의 로봇일 수 있다. 예를 들어, 이동로봇은 가정용 청소로봇, 공공건물용 청소로봇, 물류로봇, 서비스 로봇 등을 비롯한 산업용 로봇일 수 있다.The mobile robot of the present invention is preferably a cleaning robot, but is not necessarily limited thereto, and may be a robot in various fields applicable to floor environment monitoring. For example, mobile robots may be industrial robots, including household cleaning robots, public building cleaning robots, logistics robots, and service robots.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어장치를 포함하는 이동 로봇을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically showing a mobile robot including a mobile robot operation control device for safety management of a cleaning module according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 이동 로봇(10)은 이동 로봇 동작 제어장치(100) 및 모터 구동부(200)을 포함한다. 도 1의 이동 로봇(10)은 일 실시예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 이동 로봇(10)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. The
이동 로봇(10)은 기 설정된 청소 경로에 따라 청소 구역을 이동하면서 바닥의 먼지 또는 이물질을 제거하는 동작을 수행한다. The
본 실시예에 따른 이동 로봇(10)은 청소 동작 중 청소 모듈의 모터로부터 측정된 전류값을 기반으로 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하며, 안전 관리 제어모드에 근거하여 청소 동작을 제어한다.The
도 1에 도시된 이동 로봇(10)은 청소 모듈의 안전 관리를 수행하기 위한 이동 로봇 동작의 제어 동작을 설명하기 위한 것으로 청소 모듈과 관련된 상태 감지 및 이동 로봇 동작을 제어하기 위한 일부 구성만을 기재한 것일 수 있다. 다시 말해, 도 1에 도시된 이동 로봇(10)은 일반적으로 이동 로봇에 포함되는 구성(메인 바퀴, 보조 바퀴, 메인 브러쉬, 사이드 브러쉬 등)이 생략된 형태일 수 있다. The
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 청소 모듈의 모터로부터 측정된 전류값을 기반으로 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하며, 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇(10)의 동작을 제어한다. 본 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 전류 측정부(110), 청소 모듈 안전 관리부(120) 및 동작 제어부(130)를 포함한다. 이하, 이동 로봇 동작 제어장치(100)에 포함된 구성요소 각각에 대해 설명하도록 한다. The mobile robot
전류 측정부(110)는 이동 로봇(10)에 장착된 청소 모듈에 연결되어 구동되는 모터에 대한 전류값을 측정하는 동작을 수행한다. The
본 실시예에 따른 전류 측정부(110)는 이동 로봇(10)의 메인 브러쉬에 연결된 메인 브러쉬 모터(210)로부터 메인 브러쉬의 회전 동작에 따른 전류값을 획득하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전류 측정부(110)는 메인 브러쉬 모터(210), 흡입 모터(220) 및 이동 모터(230) 중 전체 또는 일부의 모터로부터 측정된 전류값을 획득할 수도 있다. The
한편, 전류 측정부(110)는 이동 로봇(10)에 장착된 청소 모듈에 연결되어 구동되는 모터에서 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 모터에서 전압 센싱을 통해 전압을 측정할 수도 있다. Meanwhile, the
청소 모듈 안전 관리부(120)는 청소 모듈의 모터에서 측정된 전류값을 기반으로 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 동작을 수행한다. The cleaning module
청소 모듈 안전 관리부(120)는 청소 모듈의 모터에서 측정된 전류값을 기 설정된 기준 전류값과 비교하여 상기 모터의 전류 상태를 판단한다. 구체적으로, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 측정된 전류값을 제1 기준 전류값, 제2 기준 전류값 및 평균 전류값 중 적어도 하나의 상기 기준 전류값과 비교하여 상기 모터의 전류 상태를 판단한다. The cleaning module
제1 기준 전류값은 모터에 대해 기 설정된 안전 기준 전류값 범위의 최대 전류값을 의미하고, 제2 기준 전류값은 모터에 대해 기 설정된 안전 기준 전류값 범위의 최소 전류값을 의미한다. 또한, 평균 전류값은 일정 시간 동안 측정된 전류값의 평균 또는 표준 편차를 의미한다. The first reference current value refers to the maximum current value in the safety reference current value range preset for the motor, and the second reference current value refers to the minimum current value in the safety reference current value range preset for the motor. Additionally, the average current value refers to the average or standard deviation of current values measured over a certain period of time.
이후, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 전류 상태의 판단 결과를 기반으로 청소 모듈의 안전 상태를 판단한다. 구체적으로, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터의 전류 상태를 기반으로 과부하 상태, 비정상 정지 상태 및 비정상 걸림 상태 중 적어도 하나의 안전 상태를 판단한다. Thereafter, the cleaning module
이후, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 청소 모듈의 안전 상태 판단 결과에 대응하는 안전 관리 제어모드를 결정한다. 구체적으로, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 안전 상태의 판단 결과를 기반으로 모터의 인가 전압 제어 및 비정상 동작에 대한 에러 메시지 알림 처리 중 적어도 하나의 제어 동작을 수행하기 위한 안전 관리 제어모드를 결정한다. Thereafter, the cleaning module
과부하 상태에서, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하도록 하는 제1 안전 관리 제어모드를 결정할 수 있다. 또한, 비정상 정지 상태에서, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 전압 인가를 중지하도록 제어하고, 비정상 정지 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 하는 제2 안전 관리 제어모드를 결정할 수 있다. 또한, 비정상 걸림 상태에서, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하고, 비정상 걸림 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 하는 제3 안전 관리 제어모드를 결정할 수 있다.In an overload state, the cleaning module
이하, 청소 모듈 안전 관리부(120)에서의 과부하 상태에 대한 안전 관리 동작을 설명하도록 한다. Hereinafter, safety management operations for overload conditions in the cleaning module
청소 모듈 안전 관리부(120)는 측정된 전류값이 제1 기준 전류값 이상인 전류 상태이면 모터가 과부하 상태인 것으로 안전 상태를 판단하고, 과부하 상태에 대응하는 제1 안전 관리 제어모드를 결정한다. 여기서, 제1 안전 관리 제어모드는 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하도록 설정된 제어모드를 의미한다. The cleaning module
이하, 청소 모듈 안전 관리부(120)에서의 비정상 정지 상태에 대한 안전 관리 동작을 설명하도록 한다. Hereinafter, the safety management operation for an abnormal stop state in the cleaning module
청소 모듈 안전 관리부(120)는 측정된 전류값이 제2 기준 전류값 미만인 전류 상태이면 모터가 비정상 정지 상태인 것으로 안전 상태를 판단하고, 비정상 정지 상태에 대응하는 제2 안전 관리 제어모드를 결정한다. 여기서, 제2 안전 관리 제어모드는 모터에 전압 인가를 중지하도록 제어하고, 비정상 정지 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 설정된 제어모드를 의미한다. If the measured current value is less than the second reference current value, the cleaning module
청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 엔코더(Encoder)가 연결되어 있는지 여부에 따라 서로 다른 방식으로 비정상 정지 상태에 대한 안전 상태를 판단할 수 있다. The cleaning module
모터에 엔코더가 연결되어 있는 경우, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 엔코더에서 측정되는 입력 전압 대비 모터의 회전속도를 비교하여 비정상 정지 상태에 대한 상기 안전 상태를 판단한다. When an encoder is connected to a motor, the cleaning module
한편, 모터에 엔코더가 연결되어 있지 않은 경우, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 기 설정된 에러 검출 조건의 만족 여부에 근거하여 비정상 정지 상태에 대한 상기 안전 상태를 판단한다. 기 설정된 에러 검출 조건은 [표 1]과 같이 나타낼 수 있다. Meanwhile, when the encoder is not connected to the motor, the cleaning module
[표 1]을 참고하면, 모터에 엔코더가 연결되어 있지 않은 경우, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 인가되는 전압이 기 설정된 최소 인가 전압에 대응되고, 모터의 측정 전류가 기 설정된 과전류 기준치 초과인 상태를 일정 시간 동안 유지하면 비정상 정지 상태인 것으로 안전 상태를 판단할 수 있다. Referring to [Table 1], when the encoder is not connected to the motor, the cleaning module
이하, 청소 모듈 안전 관리부(120)에서의 비정상 걸림 상태에 대한 안전 관리 동작을 설명하도록 한다.Hereinafter, the safety management operation for an abnormal jam state in the cleaning module
청소 모듈 안전 관리부(120)는 측정된 전류값이 제1 기준 전류값과 제2 기준 전류값 사이 범위에 해당하면서 일정 시간 동안 측정된 평균 전류값 이상인 전류 상태이면 모터가 비정상 걸림 상태인 것으로 안전 상태를 판단하고, 비정상 걸림 상태에 대응하는 제3 안전 관리 제어모드를 결정한다. 구체적으로, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 일정 시간 동안 측정된 전류값의 표준 편차를 산출하고, 표준 편차가 상기 평균 전류값 이상이면 모터가 비정상 걸림 상태인 것으로 안전 상태를 판단할 수 있다. 여기서, 제3 안전 관리 제어모드는 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하고, 비정상 걸림 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 설정된 제어모드를 의미한다.The cleaning module
동작 제어부(130)는 청소 모듈 안전 관리부(120)에서 결정된 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어한다. The
제1 안전 관리 제어모드로 결정된 경우, 동작 제어부(130)는 과부하 상태에 대응하는 제1 안전 관리 제어모드에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하도록 이동 로봇(10)의 동작을 제어한다. When the first safety management control mode is determined, the
제2 안전 관리 제어모드로 결정된 경우, 동작 제어부(130)는 비정상 정지 상태에 대응하는 제2 안전 관리 제어모드에 근거하여 상기 모터에 전압 인가를 중지하도록 제어하고, 비정상 정지 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 이동 로봇(10)의 동작을 제어한다. When the second safety management control mode is determined, the
제3 안전 관리 제어모드로 결정된 경우, 동작 제어부(130)는 비정상 걸림 상태에 대응하는 제3 안전 관리 제어모드에 근거하여 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하고, 비정상 걸림 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리 하도록 이동 로봇(10)의 동작을 제어한다.When the third safety management control mode is determined, the
모터 구동부(200)는 이동 로봇(10)에 장착된 적어도 하나의 모터를 포함하는 모듈을 의미한다. 모터 구동부(200)는 이동 로봇(10)의 청소 동작과 관련된 다양한 형태의 모터를 포함할 수 있다. The
모터 구동부(200)는 이동 로봇 동작 제어장치(100)과 연동하며, 이동 로봇 동작 제어장치(100)로 모터 구동부(200)에 포함된 적어도 하나의 모터 각각에 대한 동작 정보를 제공할 수 있다. The
모터 각각에 대한 동작 정보는 모터의 온/오프 정보, 모터 구동에 대한 전류값, 모터 회전속도(초당 회전속도) 등을 포함할 수 있다. Operation information for each motor may include motor on/off information, current value for driving the motor, motor rotation speed (rotation speed per second), etc.
본 실시예에 따른 모터 구동부(200)는 메인 브러쉬 모터(210), 흡입 모터(220) 및 이동 모터(230)를 포함할 수 있다. 이하, 모터 구동부(200)에 포함된 구성요소 각각에 대해 설명하도록 한다.The
메인 브러쉬 모터(210)는 바닥의 먼지 또는 이물질이 흡입되는 청소 동작을 효과적으로 수행되도록 바닥면과 접하여 회전하는 메인 브러쉬(710)를 회전시키기 위한 모터로서, 메인 브러쉬(710)를 회전시키기 위한 구동력을 발생한다. The
메인 브러쉬 모터(210)와 연결된 메인 브러쉬는 원통형 파이프에 탄성 재질, 강모 재질 등으로 형성된 블레이드가 결합된 형태로 구현된다. 메인 브러쉬는 메인 브러쉬 모터(210)에 의해 회전되면서 바닥면, 이물질 등과 접하는 경우 결합된 브레이드의 형태가 변형되었다가 바닥면 또는 이물질과 떨어지는 경우 변형되기 이전 형태로 복원된다. 여기서, 메인 브러쉬에 결합된 블레이드는 소정의 경도를 갖는 고무 소재일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 블레이드의 형태를 변형 및 복원할 수 있다면 다양한 소재가 적용될 수 있다.The main brush connected to the
메인 브러쉬 모터(210)는 메인 브러쉬를 회전시키는 구동력에 대해 측정된 전류값을 이동 로봇 동작 제어장치(100)로 전송할 수 있다. 여기서, 메인 브러쉬 모터(210)는 회전되는 메인 브러쉬가 바닥면에 접하면서 발생되는 저항력에 의해 측정되는 전류값은 변화될 수 있다. The
메인 브러쉬 모터(210)는 이동 로봇 동작 제어장치(100)로부터 수신된 동작 제어 신호에 따라 청소 모듈의 안전 관리를 위하여 메인 브러쉬(710)를 회전시키기 위한 구동력을 조절한다.The
흡입 모터(220)는 이동 로봇(10)의 흡입구에 연결되어, 먼지 또는 이물질을 흡입하기 위한 흡입력이 발생되도록 하는 모터를 의미한다. The
흡입 모터(220)는 이동 로봇(10)의 프로세서(미도시)에 의해 설정된 청소 경로에 따라 이동 로봇(10)이 청소 구역을 이동하면서 구동되어 바닥의 먼지 또는 이물질이 흡입구로 흡입되도록 한다. The
또한, 흡입 모터(220)는 이동 로봇 동작 제어장치(100)로부터 수신된 동작 제어 신호에 따라 청소 모듈의 안전 관리를 위하여 먼지 또는 이물질을 흡입하기 위한 흡입력을 조절한다. In addition, the
이동 모터(230)는 이동 로봇(10)의 메인 휠(740a, 540b)을 회전시키기 위한 모터로서, 메인 휠(740a, 540b)과 연결되며 메인 휠(740a, 540b)을 회전시키기 위한 구동력을 발생한다. The
이동 모터(230)는 이동 로봇(10)의 프로세서(미도시)에 의해 설정된 청소 경로에 따라 이동 로봇(10)이 이동될 수 있도록 메인 휠(740a, 540b)을 회전시킨다. The
또한, 이동 모터(230)는 이동 로봇 동작 제어장치(100)로부터 수신된 동작 제어 신호에 따라 청소 모듈의 안전 관리를 위하여 메인 휠(740a, 540b)을 회전시키기 위한 구동력을 조절한다. In addition, the
도 1에서 모터 구동부(200)는 메인 브러쉬 모터(210), 흡입 모터(220) 및 이동 모터(230)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사이드 브러쉬 모터와 같이 이동 로봇(10)의 청소 동작과 관련된 다양한 형태의 모터를 추가로 포함할 수 있다. In FIG. 1, the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치의 청소 모듈 안전 관리부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.Figure 2 is a block diagram schematically showing the cleaning module safety management unit of the mobile robot operation control device according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치(100)의 청소 모듈 안전 관리부(120)는 청소 모듈의 모터에서 측정된 전류값을 기반으로 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정한다. The cleaning module
본 실시예에 따른 청소 모듈 안전 관리부(120)는 전류 상태 판단부(122), 청소 모듈 상태 판단부(124) 및 안전 관리 제어모드 결정부(126)를 포함한다. 이하, 청소 모듈 안전 관리부(120)에 포함된 구성요소 각각을 통해 청소 모듈의 안전 관리를 수행하는 동작을 설명하도록 한다.The cleaning module
전류 상태 판단부(122)는 청소 모듈의 모터에서 측정된 전류값을 기 설정된 기준 전류값과 비교하여 상기 모터의 전류 상태를 판단한다. 구체적으로, 전류 상태 판단부(122)는 측정된 전류값을 제1 기준 전류값, 제2 기준 전류값 및 평균 전류값 중 적어도 하나의 상기 기준 전류값과 비교하여 상기 모터의 전류 상태를 판단한다. 제1 기준 전류값은 모터에 대해 기 설정된 안전 기준 전류값 범위의 최대 전류값을 의미하고, 제2 기준 전류값은 모터에 대해 기 설정된 안전 기준 전류값 범위의 최소 전류값을 의미한다. 또한, 평균 전류값은 일정 시간 동안 측정된 전류값의 평균 또는 표준 편차를 의미한다. The current
청소 모듈 상태 판단부(124)는 전류 상태의 판단 결과를 기반으로 청소 모듈의 안전 상태를 판단한다. 구체적으로, 청소 모듈 상태 판단부(124)는 모터의 전류 상태를 기반으로 과부하 상태, 비정상 정지 상태 및 비정상 걸림 상태 중 적어도 하나의 안전 상태를 판단한다. The cleaning module state determination unit 124 determines the safety state of the cleaning module based on the current state determination result. Specifically, the cleaning module state determination unit 124 determines at least one safety state among an overload state, an abnormal stop state, and an abnormal jam state based on the current state of the motor.
안전 관리 제어모드 결정부(126)는 청소 모듈의 안전 상태 판단 결과에 대응하는 안전 관리 제어모드를 결정한다. 구체적으로, 안전 관리 제어모드 결정부(126)는 안전 상태의 판단 결과를 기반으로 모터의 인가 전압 제어 및 비정상 동작에 대한 에러 메시지 알림 처리 중 적어도 하나의 제어 동작을 수행하기 위한 안전 관리 제어모드를 결정한다. The safety management control mode determination unit 126 determines a safety management control mode corresponding to the safety status determination result of the cleaning module. Specifically, the safety management control mode determination unit 126 sets a safety management control mode for performing at least one control operation among controlling the applied voltage of the motor and processing error message notification for abnormal operation based on the determination result of the safety state. decide
과부하 상태에서, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하도록 하는 제1 안전 관리 제어모드를 결정할 수 있다. 또한, 비정상 정지 상태에서, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 전압 인가를 중지하도록 제어하고, 비정상 정지 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 하는 제2 안전 관리 제어모드를 결정할 수 있다. 또한, 비정상 걸림 상태에서, 청소 모듈 안전 관리부(120)는 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하고, 비정상 걸림 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 하는 제3 안전 관리 제어모드를 결정할 수 있다.In an overload state, the cleaning module
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.3 to 6 are flowcharts illustrating a method of controlling the operation of a mobile robot for safety management of a cleaning module according to an embodiment of the present invention.
도 3은 청소 모듈의 안전 관리를 위한 전반적인 이동 로봇 동작 제어 동작을 나타낸다. Figure 3 shows the overall mobile robot motion control operation for safety management of the cleaning module.
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 이동 로봇의 구동 중 메인 브러쉬 모터의 측정 전류값을 획득한다(S310).The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 측정 전류값을 기 설정된 기준 전류값과 비교하여 전류 상태를 판단한다(S320).The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 측정 전류값이 제1 기준 전류값 이상이면(S330), 청소 모듈이 과부하 상태인 것으로 판단한다(S340).If the measured current value is greater than or equal to the first reference current value (S330), the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 과부하 상태에 대응하는 제1 안전 관리 제어모드를 기반으로 모터에 인가되는 전압을 최소값으로 제어한다(S350).The mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 측정 전류값이 제2 기준 전류값 미만이면(S332), 청소 모듈이 비정상 정지 상태인 것으로 판단한다(S360).Meanwhile, if the measured current value is less than the second reference current value (S332), the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 비정상 정지 상태에 대응하는 제2 안전 관리 제어모드를 기반으로 모터에 전압 인가를 중지하도록 제어하고, 비정상 정지 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 제어한다(S370).The mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 측정 전류값이 평균 전류값 이상이면(S334), 청소 모듈이 비정상 걸림 상태인 것으로 판단한다(S380).Meanwhile, if the measured current value is greater than the average current value (S334), the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 비정상 걸림 상태에 대응하는 제3 안전 관리 제어모드를 기반으로 모터에 인가되는 전압을 최소 전압으로 제어하고, 비정상 걸림 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 제어한다(S390).The mobile robot
도 4는 과부하 상태에서의 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 동작을 나타낸다. Figure 4 shows the mobile robot motion control operation for safety management of the cleaning module in an overload state.
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 측정 전류값이 제1 기준 전류값 이상이면, 청소 모듈이 과부하 상태인 것으로 판단한다(S410).If the measured current value is greater than or equal to the first reference current value, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 모터에 인가되는 전압을 기 설정된 수치만큼 감소시켜 메인 브러쉬의 회전 속도를 감소시킨다(S420).The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 청소 모듈의 상태가 안정화되었는지 여부를 판단한다(S430).The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 청소 모듈의 상태가 안정화되지 않은 경우, 인가 전압을 최소값으로 제어하여 메인 브러쉬의 회전을 최저 속도로 제어한다(S440).If the state of the cleaning module is not stabilized, the mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 청소 모듈의 상태가 안정화된 경우, 정상적으로 청소 동작을 수행한다.Meanwhile, the mobile robot
도 5는 비정상 정지 상태에서의 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 동작을 나타낸다. Figure 5 shows the mobile robot motion control operation for safety management of the cleaning module in an abnormal stop state.
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 측정 전류값이 제2 기준 전류값 미만이면, 엔코더의 존재 여부를 확인한다(S510).If the measured current value is less than the second reference current value, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 모터와 연결된 엔코더가 존재하는 경우(S520), 엔코더 측정값을 기반으로 비정상 정지 상태를 판단하고(S530), 비정상 정지 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 제어한다(S540).If there is an encoder connected to the motor (S520), the mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 모터와 연결된 엔코더가 존재하지 않는 경우(S520), 기 설정 에러 검출 조건을 기반으로 비정상 정지 상태를 판단하고(S532), 비정상 정지 상태에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 제어한다(S540). Meanwhile, when the encoder connected to the motor does not exist (S520), the mobile robot
도 6은 비정상 걸림 상태에서의 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 동작을 나타낸다. Figure 6 shows the mobile robot motion control operation for safety management of the cleaning module in an abnormal jam state.
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 측정 전류값이 평균 전류값 이상이면, 일정 시간 동안 전류 상태를 판단한다(S610).If the measured current value is greater than or equal to the average current value, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 일정 시간 경과 후 측정 전류값의 표준 편차를 산출한다(S620).The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 산출된 표준 편차가 기 설정된 기준치 이상이면(S630), 비정상 동작(비정상 걸림 상태)인 것으로 판단한다(S640).If the calculated standard deviation is more than a preset standard value (S630), the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 모터의 인가 전압을 최소값으로 제어하여 메인 브러쉬의 회전을 최저 속도로 제어하고(S650), 비정상 동작(비정상 걸림 상태)에 대한 에러 메시지를 알림 처리하도록 제어한다(S660).The mobile robot
도 3 내지 도 6 각각에서는 각 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3 내지 도 6 각각에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3 내지 도 6 각각은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In each of FIGS. 3 to 6 , each step is described as being executed sequentially, but the process is not limited to this. In other words, the steps described in FIGS. 3 to 6 may be applied by changing or executing one or more steps in parallel, and therefore, each of FIGS. 3 to 6 is not limited to a time series order.
도 3 내지 도 6 각각에 기재된 본 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법은 애플리케이션(또는 프로그램)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법을 구현하기 위한 애플리케이션(또는 프로그램)이 기록되고 단말장치(또는 컴퓨터)가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치 또는 매체를 포함한다.The mobile robot operation control method for safety management of the cleaning module according to the present embodiment described in each of FIGS. 3 to 6 can be implemented as an application (or program) and recorded on a recording medium that can be read by a terminal device (or computer). there is. The recording medium on which the application (or program) for implementing the mobile robot operation control method for safety management of the cleaning module according to this embodiment is recorded and readable by the terminal device (or computer) is data that can be read by the computing system. Includes all types of recording devices or media where information is stored.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇을 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagram showing a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 이동 로봇(10)은 메인 브러쉬(710), 메인 브러쉬(710)와 연결된 메인 브러쉬 모터(210), 바닥면의 먼지, 이물질 등을 메인 브러쉬(710) 쪽으로 이동시키는 사이드 브러쉬(720a, 520b), 바닥면의 먼지, 이물질 등을 흡입하는 청소 동작을 위한 흡입 모터(220), 메인 휠(740a, 540b) 및 보조 휠(730)을 구동시켜 이동 로봇(10)을 이동시키기 위한 이동 모터(230)를 포함한다. The
또한, 이동 로봇(10)은 적어도 하나의 모터(210, 220, 230)와 연결된 엔코더(300)를 포함한다. 여기서, 엔코더(300)는 전하는 물체의 회전속도(각속도 등)을 측정하기 위해 사용되는 센서를 의미한다. Additionally, the
또한, 이동 로봇(10)은 청소 모듈의 안전 관리를 위하여 이동 로봇(10)의 메인 브러쉬 모터(210), 흡입 모터(220) 및 이동 모터(230)를 제어하는 이동 로봇 동작 제어장치(100)를 포함한다. In addition, the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 청소 모듈의 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.Figure 8 is a block diagram schematically showing a mobile robot operation control device for safety management of a cleaning module according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치(100)은 도 1의 이동 로봇 동작 제어장치(100)에서 통계적 특징값 산출 동작 및 바닥 환경 감지 동작을 추가로 수행하고, 청소 모듈의 안전 관리를 수행한다. 이에, 도 8에서는 이동 로봇 동작 제어장치(100)에 추가된 통계적 특징값 산출 동작을 수행하는 통계적 특징값 산출부(810) 및 바닥 환경 감지 동작을 수행하는 바닥 환경 감지부(820)에 대해 설명하도록 하며, 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다. The mobile robot
통계적 특징값 산출부(810)는 기 설정된 일정 시간(buffer)동안 획득된 전류값의 평균을 계산하여 제1 통계적 특징값을 산출하고, 기 설정된 일정 시간(buffer)동안 획득된 전류값의 표준편차를 계산하여 제2 통계적 특징값을 산출한다. The statistical characteristic value calculation unit 810 calculates the first statistical characteristic value by calculating the average of the current values acquired during a preset certain time (buffer), and the standard deviation of the current values obtained during a preset certain time (buffer). is calculated to calculate the second statistical feature value.
통계적 특징값 산출부(810)는 이동 로봇(10)의 현재의 동작 루틴에 따른 현재의 통계적 특징값과, 과거의 동작 루틴에 따른 과거의 통계적 특징값 간의 비교를 통해, 바닥 환경과는 독립적인 부가 요인에 의해 메인 브러쉬에 가해지는 부가적인 부하를 예측하는 동작을 추가로 수행한다. 이후, 통계적 특징값 산출부(810)는 획득된 전류값 또는 전압값에서 예측된 부가적인 부하에 따른 오차를 제외한 후 통계적 특징값을 산출한다. The statistical characteristic value calculation unit 810 compares the current statistical characteristic value according to the current operation routine of the
부가적인 부하를 예측하기 위한 현재 동작 루틴 및 과거 동작 루틴은 카메라 영상, 라이다 센서 등으로 생성된 영상, 맵, 좌표 등으로 생성된 동작 루틴을 의미한다. 여기서, 현재 동작 루틴은 현재 청소 개시 이후의 루틴을 의미하고, 과거 동작 루틴은 이전 날짜의 청소 개시 이후의 루틴을 의미한다. Current operation routines and past operation routines for predicting additional load refer to operation routines created using camera images, images generated by LiDAR sensors, maps, coordinates, etc. Here, the current operation routine refers to the routine after the current cleaning start, and the past operation routine refers to the routine after the cleaning start on the previous date.
이동 로봇(10)은 바닥 환경과는 독립적인 부가 요인으로 인해 부하가 추가로 발생할 수 있다. 여기서, 바닥 환경과는 독립적인 부가 요인은 메인 브러쉬의 회전 축 상에 존재하는 이물질(먼지, 머리카락 등)이나, 기계적 고장에 따라 메인 브러쉬 회전을 방해하는 타 구조물 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇(10)을 사용하는 중에는 메인 브러쉬에 먼지가 낄 수 있으며, 과거 동작 루틴과 동일하게 하드 플로어를 주행함에도 불구하고, 메인 브러쉬에 낀 먼지 때문에 부하가 추가로 발생할 수 있다. The
바닥 환경 감지부(820)는 바닥 환경에 대한 바닥 환경 모드를 감지하기 위한 판단 기준값을 산출하여 설정하고, 적어도 하나의 통계적 특징값을 판단 기준값과 비교하여 바닥 환경에 대한 바닥 환경 모드를 감지한다.The floor environment detection unit 820 calculates and sets a judgment reference value for detecting a floor environment mode for the floor environment, and detects the floor environment mode for the floor environment by comparing at least one statistical characteristic value with the judgment reference value.
이하, 바닥 환경 감지부(820)에서 판단 기준값을 산출하는 동작을 설명하도록 한다. Hereinafter, the operation of calculating the judgment reference value by the floor environment detection unit 820 will be described.
바닥 환경 감지부(820)는 바닥 환경에 대한 바닥 환경 모드를 감지하기 위한 판단 기준값을 산출하여 설정한다. 여기서, 바닥 환경 감지부(820)는 기 설정된 시간동안 획득된 전류값을 이용하여 판단 기준값을 산출할 수 있으며, 기 산출된 판단 기준값이 존재하는 경우 신규로 산출된 판단 기준값과 기 산출된 판단 기준값을 비교하여 업데이트를 수행할 수도 있다. The floor environment detection unit 820 calculates and sets a judgment reference value for detecting the floor environment mode for the floor environment. Here, the floor environment detection unit 820 can calculate the judgment standard value using the current value acquired during a preset time, and if a previously calculated judgment standard value exists, the newly calculated judgment standard value and the previously calculated judgment standard value You can also perform an update by comparing .
바닥 환경 감지부(820)는 기 설정된 시간동안 획득된 전류값의 평균값을 산출하고, 기 설정된 판단 기준값이 존재하지 않는 경우 전류값의 평균값을 판단 기준값으로 산출하여 설정할 수 있다. The floor environment detection unit 820 calculates the average value of current values obtained over a preset time period, and when a preset judgment reference value does not exist, the floor environment detection unit 820 may calculate and set the average value of the current values as the judgment reference value.
한편, 바닥 환경 감지부(820)는 기 설정된 시간동안 획득된 전류값의 평균값을 산출하고, 기 산출된 판단 기준값이 존재하는 경우 전류값의 평균값을 기존에 설정된 기존 판단 기준값과 비교하여 최적의 판단 기준값으로 판단 기준값을 조정한다. Meanwhile, the floor environment detection unit 820 calculates the average value of the current values obtained during a preset time, and when a pre-calculated judgment reference value exists, compares the average value of the current value with the previously set existing judgment reference value to make the optimal decision. Adjust the judgment standard value to the standard value.
바닥 환경 감지부(820)는 기 설정된 시간동안 획득된 전류값의 평균값이 기존 판단 기준값에 대하여 기 설정된 임계치 이상의 차이가 발생한 경우 신규로 산출된 최적의 판단 기준값으로 판단 기준값을 조정한다. The floor environment detection unit 820 adjusts the judgment standard value to the newly calculated optimal judgment value when the average value of current values obtained during a preset time differs from the existing judgment standard value by more than a preset threshold.
이하, 바닥 환경 감지부(820)에서 산출된 판단 기준값을 기반으로 바닥 환경을 감지하는 동작을 설명하도록 한다. Hereinafter, the operation of detecting the floor environment based on the judgment reference value calculated by the floor environment detection unit 820 will be described.
바닥 환경 감지부(820)는 적어도 하나의 통계적 특징값을 판단 기준값과 비교하여 바닥 환경에 대한 바닥 환경 모드를 감지한다. 여기서, 바닥 환경 모드는 제1 바닥 환경 모드 및 제2 바닥 환경 모드 중 하나일 수 있다. 여기서, 제1 바닥 환경 모드는 일반적인 바닥 환경에 대한 모드로서, 하드 플로어(Hard Floor) 형태의 바닥 환경을 의미한다. 또한, 제2 바닥 환경 모드는 카펫(Carpet) 바닥 환경에 대한 모드로서, 직물의 표면에 파일(pile)이 존재하는 형태의 바닥 환경을 의미한다.The floor environment detection unit 820 detects a floor environment mode for the floor environment by comparing at least one statistical characteristic value with a judgment reference value. Here, the floor environment mode may be one of a first floor environment mode and a second floor environment mode. Here, the first floor environment mode is a mode for a general floor environment and means a floor environment in the form of a hard floor. Additionally, the second floor environment mode is a mode for a carpet floor environment and refers to a floor environment in which piles exist on the surface of the fabric.
구체적으로, 바닥 환경 감지부(820)는 제1 통계적 특징값과 제2 통계적 특징값을 제1 판단 기준값과 제2 판단 기준값 각각과 비교하여 제1 바닥 환경 모드 및 제2 바닥 환경 모드 중 하나의 바닥 환경 모드를 감지한다. Specifically, the floor environment detection unit 820 compares the first statistical feature value and the second statistical feature value with the first judgment reference value and the second judgment reference value, respectively, and selects one of the first floor environment mode and the second floor environment mode. Detect floor environment mode.
바닥 환경 감지부(820)는 바닥 환경 모드의 변경이 감지되지 않은 경우, 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리 동작(청소 모듈 안전 관리부(120)의 동작)을 선택적으로 수행할 수 있다. 여기서, 바닥 환경 모드의 변경은 제1 바닥 환경 모드에서 제2 바닥 환경 모드로의 변경 또는 제2 바닥 환경 모드에서 제1 바닥 환경 모드로의 변경일 수 있다. If a change in the floor environment mode is not detected, the floor environment detection unit 820 determines the status of the cleaning module and determines the safety management control mode based on the judgment result. The cleaning module safety management operation (cleaning module safety management unit ( The operation of 120) can be performed selectively. Here, the change in the floor environment mode may be a change from the first floor environment mode to the second floor environment mode or a change from the second floor environment mode to the first floor environment mode.
바닥 환경 감지부(820)는 기 설정된 동작 설정 또는 사용자의 조작 입력 등에 의해 청소 모듈 안전 관리 동작을 선택적으로 수행할 수 있다. The floor environment detection unit 820 may selectively perform a cleaning module safety management operation based on a preset operation setting or a user's manipulation input.
한편, 바닥 환경 감지부(820)는 바닥 환경 모드의 변경이 감지된 경우 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리 동작을 필수적으로 수행할 수 있다. Meanwhile, the floor environment detection unit 820 can essentially perform a cleaning module safety management operation that determines the status of the cleaning module when a change in the floor environment mode is detected and determines a safety management control mode based on the judgment result. there is.
이하, 바닥 환경 감지부(820)에 포함된 1차 판단을 수행하는 제1 판단부, 2차 판단을 수행하는 제2 판단부 및 바닥 환경 모드를 결정하는 바닥 환경 모드 결정부 각각의 동작에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the operations of each of the first determination unit for performing the primary determination, the second determination unit for performing the secondary determination, and the floor environment mode determination unit for determining the floor environment mode included in the floor environment detection unit 820. Let me explain.
제1 판단부(미도시)는 통계적 특징값과 판단 기준값을 비교하여 현재 바닥 환경 모드를 판단하는 동작을 수행한다. The first determination unit (not shown) performs an operation to determine the current floor environment mode by comparing statistical characteristic values and judgment reference values.
구체적으로, 제1 판단부는 제1 통계적 특징값과 제1 판단 기준값을 비교하고, 제2 통계적 특징값과 제2 판단 기준값을 비교하여 현재 바닥 환경 모드를 판단한다. Specifically, the first determination unit compares the first statistical feature value and the first judgment reference value, and compares the second statistical feature value with the second judgment reference value to determine the current floor environment mode.
제1 판단부는 제1 통계적 특징값이 제1 판단 기준값 이상이고, 제2 통계적 특징값이 제2 판단 기준값 이상인 조건을 만족하는 경우 현재 바닥 환경 모드가 제2 바닥 환경 모드인 것으로 판단한다. The first determination unit determines that the current floor environment mode is the second floor environment mode when the first statistical characteristic value is greater than or equal to the first judgment standard value and the condition that the second statistical characteristic value is greater than or equal to the second judgment standard value is satisfied.
또한, 제1 판단부는 제1 통계적 특징값이 제1 판단 기준값 미만이고, 제2 통계적 특징값이 제2 판단 기준값 미만인 조건을 만족하는 경우 현재 바닥 환경 모드가 제1 바닥 환경 모드인 것으로 판단한다. Additionally, the first determination unit determines that the current floor environment mode is the first floor environment mode when the first statistical characteristic value is less than the first judgment standard value and the condition that the second statistical feature value is less than the second judgment standard value is satisfied.
한편, 제1 판단부는 제1 통계적 특징값과 제1 판단 기준값을 비교한 결과와 제2 통계적 특징값과 제2 판단 기준값을 비교한 결과가 서로 상이한 경우 현재 바닥 환경 모드가 디폴트(Default) 설정 모드인 제1 바닥 환경 모드인 것으로 판단한다.Meanwhile, if the result of comparing the first statistical characteristic value and the first judgment standard value and the result of comparing the second statistical characteristic value and the second judgment standard value are different from each other, the first determination unit sets the current floor environment mode to the default setting mode. It is determined that it is the first floor environment mode.
제2 판단부(미도시)는 현재 바닥 환경 모드에 대한 판단 결과를 검증하기 위한 추가 판단 동작을 수행한다. The second determination unit (not shown) performs an additional judgment operation to verify the judgment result regarding the current floor environment mode.
제2 판단부는 제1 판단부에서 현재 바닥 환경 모드가 제2 바닥 환경 모드인 것으로 판단되면, 제2 바닥 환경 모드의 상태 유지 시간에 근거하여 현재 바닥 환경 모드를 추가 판단한다. If the first determination unit determines that the current floor environment mode is the second floor environment mode, the second determination unit additionally determines the current floor environment mode based on the state maintenance time of the second floor environment mode.
제2 판단부는 제2 바닥 환경 모드인 상태가 기 설정된 유지 시간 이상 지속되는 경우 현재 바닥 환경 모드를 제2 바닥 환경 모드인 것으로 추가 판단한다.The second determination unit further determines that the current floor environment mode is the second floor environment mode when the state in the second floor environment mode continues for more than a preset maintenance time.
한편, 제2 판단부는 제1 판단부에서 현재 바닥 환경 모드가 제1 바닥 환경 모드인 것으로 판단되면, 추가 판단 동작을 생략할 수 있다. Meanwhile, if the second determination unit determines that the current floor environment mode is the first floor environment mode in the first determination unit, the additional determination operation may be omitted.
바닥 환경 모드 결정부(미도시)는 현재 바닥 환경 모드의 판단 결과에 근거하여 최종 바닥 환경 모드를 결정한다. The floor environment mode determination unit (not shown) determines the final floor environment mode based on the determination result of the current floor environment mode.
바닥 환경 모드 결정부는 제1 판단부의 판단 결과에 근거하여 현재 바닥 환경 모드가 제2 바닥 환경 모드에서 제1 바닥 환경 모드로 변경된 것으로 판단된 경우 제1 바닥 환경 모드를 최종 바닥 환경 모드로 결정하여 동작 제어부(150)에서 제1 바닥 환경 모드에 대응되는 이동 로봇(10)의 동작 제어 신호가 생성되도록 한다. If the floor environment mode determination unit determines that the current floor environment mode has changed from the second floor environment mode to the first floor environment mode based on the judgment result of the first determination unit, it determines the first floor environment mode as the final floor environment mode and operates. The control unit 150 generates an operation control signal for the
바닥 환경 모드 결정부는 제1 판단부의 판단 결과에 근거하여 현재 바닥 환경 모드가 제2 바닥 환경 모드인 것으로 판단되고, 제2 판단부에서 제2 바닥 환경 모드가 일정 시간 유지되는 것으로 추가 판단된 경우, 제2 바닥 환경 모드를 최종 바닥 환경 모드로 결정하여 동작 제어부(150)에서 제2 바닥 환경 모드에 대응되는 이동 로봇(10)의 동작 제어 신호가 생성되도록 한다. 여기서, 동작 제어 신호에는 청소 모듈 안전 관리 동작의 수행 여부에 대한 제어 신호가 포함될 수 있다.When the floor environment mode determination unit determines that the current floor environment mode is the second floor environment mode based on the judgment result of the first determination unit, and the second determination unit further determines that the second floor environment mode is maintained for a certain period of time, The second floor environment mode is determined as the final floor environment mode, and the operation control unit 150 generates an operation control signal of the
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치의 바닥 환경 감지 동작을 설명하기 위한 도면이다. 9 and 10 are diagrams for explaining the floor environment detection operation of the mobile robot motion control device according to another embodiment of the present invention.
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1-1 판단 기준값 및 제1-2 판단 기준값으로 설정된 제1 판단 기준과 제1 통계적 특징값과 비교하고, 제2-1 판단 기준값 및 제2-2 판단 기준값으로 설정된 제2 판단 기준과 제1 통계적 특징값과 비교하여 현재 바닥 환경의 상태를 판단할 수 있다. The mobile robot
도 9는 제1-1 판단 기준값 및 제1-2 판단 기준값으로 설정된 판단 기준과 제1 통계적 특징값을 비교하는 동작을 설명하기 위한 예시도이고, 도 10은 제2-1 판단 기준값 및 제2-2 판단 기준값으로 설정된 제2 판단 기준과 제2 통계적 특징값을 비교하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다. Figure 9 is an example diagram for explaining the operation of comparing the first statistical feature value with the judgment standard set as the 1-1 judgment standard value and the 1-2 judgment standard value, and Figure 10 is the 2-1 judgment standard value and the second judgment standard value. This is an example diagram for explaining the operation of comparing the second judgment standard set as the -2 judgment standard value and the second statistical characteristic value.
도 9를 참고하면, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1-1 판단 기준값 및 제1-2 판단 기준값을 이용하여 제1 판단 기준에 대한 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간을 구분할 수 있다. 여기서, 제1-1 판단 기준값은 제1-2 판단 기준값보다 작은 값인 것이 바람직하다. Referring to FIG. 9, the mobile robot
제1 판단 기준에서 제1 구간은 제1 바닥 환경 모드(하드 플로어) 구간에 대응되고, 제2 구간은 판단 보류 구간에 대응된다. 또한, 제1 판단 기준에서 제3 구간은 제2 바닥 환경 모드(카펫 바닥 환경) 구간에 대응된다. In the first judgment standard, the first section corresponds to the first floor environment mode (hard floor) section, and the second section corresponds to the judgment pending section. Additionally, in the first judgment criterion, the third section corresponds to the second floor environment mode (carpet floor environment) section.
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 기준값을 이용하여 제1-1 판단 기준값 및 제1-2 판단 기준값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 기준값과 동일한 값으로 제1-1 판단 기준값을 결정하고, 제1 판단 기준값에서 일정 임계값을 추가하여 제1-2 판단 기준값을 결정할 수 있다. The mobile robot
도 10을 참고하면, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제2-1 판단 기준값 및 제2-2 판단 기준값을 이용하여 제2 판단 기준에 대한 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간을 구분할 수 있다. 여기서, 제2-1 판단 기준값은 제2-2 판단 기준값보다 작은 값인 것이 바람직하다. Referring to FIG. 10, the mobile robot
제2 판단 기준에서 제1 구간은 바닥 환경 유지에 대한 구간에 대응되고, 제2 구간은 판단 보류 구간에 대응된다. 또한, 제2 판단 기준에서 제3 구간은 바닥 환경 변경에 대한 구간에 대응된다. In the second judgment standard, the first section corresponds to a section for maintaining the floor environment, and the second section corresponds to a judgment pending section. Additionally, in the second judgment standard, the third section corresponds to a section for floor environment change.
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제2 판단 기준값을 이용하여 제2-1 판단 기준값 및 제2-2 판단 기준값을 설정할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제2 판단 기준값과 동일한 값으로 제2-1 판단 기준값을 결정하고, 제2 판단 기준값에서 일정 임계값을 추가하여 제2-2 판단 기준값을 결정할 수 있다. The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1-1 판단 기준값 및 제1-2 판단 기준값을 이용하는 제1 판단 기준에 대한 제1 판단 결과 구간과 제2-1 판단 기준값 및 제2-2 판단 기준값을 이용하는 제2 판단 기준에 대한 제2 판단 결과 구간을 기반으로 최종적으로 바닥 환경 모드를 결정할 수 있다.The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 결과 구간 및 제2 판단 결과 구간 각각이 모두 제3 구간에 해당하는 경우, 제1 바닥 환경 모드에서 제2 바닥 환경 모드로 변경된 것으로 판단하고, 바닥 환경 변경에 대한 이동 로봇의 청소 동작을 제어한다. When each of the first judgment result section and the second judgment result section both correspond to the third section, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 결과 구간 및 제2 판단 결과 구간 각각이 모두 제3 구간에 해당하여 바닥 환경 모드가 변경된 것으로 판단되면, 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리 동작(청소 모듈 안전 관리부(120)의 동작)을 수행한다. 여기서, 바닥 환경 모드가 변경된 경우, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 과부하 상태 여부에 대한 안전 상태만을 판단하는 동작을 수행할 수 있다. When the mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 결과 구간이 제3 구간에 해당하고 제2 판단 결과 구간이 제2 구간에 해당하는 경우, 바닥 환경 변경에 대한 판단을 유보하고, 일정 시간 동안 계속 해당 구간이 유지가 되는 경우 바닥 환경이 변경되는 경계 영역인 것으로 판단하고, 경계 영역에 대한 이동 로봇의 청소 동작을 제어한다.Meanwhile, when the first judgment result section corresponds to the third section and the second judgment result section corresponds to the second section, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 결과 구간이 제3 구간에 해당하고 제2 판단 결과 구간이 제2 구간에 해당하여 바닥 환경 변경에 대한 판단을 유보하는 경우, 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리 동작(청소 모듈 안전 관리부(120)의 동작)을 수행한다. 여기서, 바닥 환경 변경에 대한 판단을 유보된 경우, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 과부하 상태, 비정상 정지 상태 및 비정상 걸림 상태 중 적어도 하나의 안전 상태를 판단하는 동작을 수행할 수 있다. The mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 결과 구간이 제2 구간에 해당하는 경우, 바닥 환경 변경에 대한 판단을 유보한다. Meanwhile, when the first judgment result section corresponds to the second section, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 제1 판단 결과 구간이 제2 구간에 해당하는 판단 유보 상태가 일정 시간 동안 계속 유지되는 경우 히스토리 데이터를 기반으로 외부 요인에 의한 측정 전류값 증가인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 히스토리 데이터는 기 저장된 청소 맵(예: 카메라 영상, 라이다 센서 등으로 생성된 맵), 청소 맵 내에 설정된 적어도 하나의 지점에 대한 바닥 환경 모드 정보 등을 포함할 수 있다. The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 히스토리 데이터를 기반으로 동일한 청소 지점에 대해 과거에 비해 현재의 바닥 환경에 대한 제1 판단 결과 구간이 다르게 판단되는 경우 예를 들어, 과거는 제1 구간이지만, 현재는 제2 구간인 경우에는 이물질 걸림(예: 먼지, 머리카락, 장애물 등의 걸림) 등과 같은 외부 요인으로 인해 측정 전류값이 증가한 것으로 판단하여 오류 알림 등의 메시지가 알림 처리되도록 이동 로봇의 동작을 제어한다. If the mobile robot
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇 동작 제어장치에서 전류 오프셋을 기반으로 측정 전류값을 보정하여 바닥 환경을 감지하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating an operation of detecting a floor environment by correcting a measured current value based on a current offset in a mobile robot motion control device according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참고하면, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 바닥 환경과는 독립적인 부가 요인에 의해 메인 브러쉬에 가해지는 부가적인 부하에 대한 전류 오프셋을 산출하고, 이동 로봇(10)에 장착되어 동작하는 모터로부터 측정된 측정 전류값에서 전류 오프셋을 차감하여 산출된 보정 전류값을 기반으로 통계적 특징값을 산출할 수 있다. 여기서, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 전류값에 대한 전류 오프셋을 산출하는 것으로 기재하고 있으나 측정된 값이 전압값인 경우 전압 오프셋을 산출하여 보정 전압값을 산출할 수 있다. Referring to FIG. 11, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 전류 오프셋 산출을 위하여 초기화 세팅 상태에 대한 설정을 수행한다. 여기서, 초기화 세팅 상태는 이물질 또는 고장의 영향을 최소한으로 받는 설정 상태를 의미하며, 신제품 상태 또는 이동로봇에 대한 내부 청소가 수행된 이후의 상태를 초기화 세팅 상태로 정의할 수 있다. 하지만, 이동 로봇 동작 제어장치(100)에서 간헐적으로 이루어지는 내부 청소 상태를 기반으로 초기화 셋팅 상태를 일정하게 설정하기는 쉽지 않으므로, 주행 중인 이동 로봇(10)의 전류값이 일정 기준(예: 제1 판단 기준값) 이하로 유지되는 때 또는, 마지막 청소 동작의 주행에 비하여 전류값의 분포 패턴이 낮게 관측되는 때를 초기화 셋팅 상태로 정의할 수 있다. 여기서, 초기화 셋팅 상태는 후술하는 전류 오프셋 산출과 관련된 기준이 될 수 있다. The mobile robot
이후, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 기 저장된 청소 맵에서 제1 앵커 지점(1110)에서의 맵 부가정보를 비교하여 전류값의 차이를 제1 전류 오프셋으로 산출할 수 있다. 여기서, 제1 전류 오프셋은 제1 앵커 지점(1110)의 이전 시점 주행과 현재 시점 주행에서의 전류값 차이를 의미한다. .Thereafter, the mobile robot
또한, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 기 저장된 청소 맵에서 제2 앵커 지점(1120)에서의 맵 부가정보를 비교하여 전류값의 차이를 제2 전류 오프셋으로 산출할 수 있다. 여기서, 제2 전류 오프셋은 제2 앵커 지점(1120)의 이전 시점 주행과 현재 시점 주행에서의 전류값 차이를 의미한다.Additionally, the mobile robot
제1 앵커 지점 및 제2 앵커 지점 등은 기 저장된 맵 정보를 이용하여 추출된 지점으로서, 과거의 이동 루틴상에 존재하는 위치와 유사한 현재의 루틴상의 위치에 해당하는 지점을 의미한다. 청소 맵은 카메라 영상, 라이다 센서 등으로부터 획득된 정보를 바탕으로 생성된 맵을 의미하고, 맵 부가정보는 청소 맵을 이루는 각각의 지점들에서 획득된 환경 센서값(예: 전류값, 전압값, 통계적 특징값 등)을 의미한다. The first anchor point and the second anchor point are points extracted using pre-stored map information and mean a point corresponding to a position in the current routine that is similar to a position in a past movement routine. A cleaning map refers to a map created based on information obtained from camera images, lidar sensors, etc., and map additional information refers to environmental sensor values (e.g., current values, voltage values) acquired at each point forming the cleaning map. , statistical feature values, etc.).
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 전류 오프셋들 중 선택된 하나의 값 또는 평균값을 최종 전류 오프셋으로 산출할 수 있다. The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 현재 루틴에서 획득된 측정 전류값에서 최종 전류 오프셋을 뺀, 보정 전류값을 적용하여 바닥 환경 모드를 결정하는 판단 동작을 수행할 수 있다. The mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 전류 오프셋을 기 설정된 주기 마다 누적 저장하여 누적 전류 오프셋을 산출할 수 있다. 여기서, 기 설정된 주기는 3 주, 1 달, 2 달 등으로 설정될 수 있다. Meanwhile, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 각각의 앵커 지점 별로 소정의 시간 구간 동안 산출된 전류 오프셋을 누적한 누적 전류 오프셋이 일정 기준(기 설정된 임계치)을 초과한 경우, 이동 로봇(10)이 고장 상태인 것으로 판단할 수 있다. The mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 누적 전류 오프셋이 점차적으로 증가하는 패턴(기 설정된 증가량 미만의 증가 패턴)으로 확인되는 경우 고장 원인이 먼지, 머리카락 등의 등 꾸준히 발생하는 이물질에 의한 것으로 예측할 수 있다. If the mobile robot
한편, 이동 로봇 동작 제어장치(100)는 누적 전류 오프셋이 급진적으로 증가하는 패턴(기 설정된 증가량 이상의 증가 패턴)으로 확인되는 경우 고장 원인이 소정의 외부의 충격 또는 내부 고장에 의한 것인 것으로 예측할 수 있다. Meanwhile, the mobile robot
이동 로봇 동작 제어장치(100)는 이러한 누적 전류 오프셋의 패턴 변화에 대한 분석을 통해, 고장의 원인이 이물질의 누적에 의한 것인지 또는 충격에 따른 고장에 의한 것인지 추정할 수 있다. The mobile robot
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 이동 로봇 동작 제어 장치는, 바닥 환경에 따른 센서값으로부터 바닥 환경 특징값을 추출하는 학습부(미도시)를 더욱 포함할 수 있다. 학습부는, 입력레이어, 히든레이어 및 출력레이어를 포함하는 인공 신경망으로 구현될 수 있다. 각각의 레이어는 복수의 노드들을 포함하며, 인접레이어간 노드는, 트레이닝 데이터를 통해 이미 학습된 결정가중치에 따라 연결되도록 구현될 수 있다. 또한, 이동 로봇 동작 제어 장치는 센서값을 전처리하는 전처리부(미도시)를 더욱 포함할 수 있다. 예를들어, 전처리부는 일정 시간 구간 단위로 획득된 전류의 세기에 따른 전류 신호를 입력 받고, 일정한 샘플링 주기로 전류 신호를 샘플링하고, 샘플링된 값을 학습부에서 처리가능한 형태의 벡터 행렬값의 형태로 변환시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the mobile robot motion control device of the present invention may further include a learning unit (not shown) that extracts floor environment characteristic values from sensor values according to the floor environment. The learning unit may be implemented as an artificial neural network including an input layer, a hidden layer, and an output layer. Each layer includes a plurality of nodes, and nodes between adjacent layers can be implemented to be connected according to decision weights already learned through training data. Additionally, the mobile robot motion control device may further include a preprocessing unit (not shown) that preprocesses sensor values. For example, the preprocessor receives a current signal according to the intensity of the current acquired in a certain time interval, samples the current signal at a constant sampling period, and converts the sampled value into a vector matrix value that can be processed by the learning unit. It can be converted.
또한, 바닥면의 부하가 없는 조건에서 관측되는, 이동 로봇이 방향 전환을 하는 구간, 또는 장애물이 감지된 구간 등과 같은 가속/감속구간에서의 전류값과, 등속도로 이동하는 등속 이동 구간에서의 전류값은 패턴이 다르다. 본 실시예에서, 실질적으로 무부하 상태에서 관측되는 모터의 전류값은 주행 모드별 기준 전류값으로 정의한다. 상기 바닥 환경 특징값은 관측된 전류값에서 주행 모드별 기준 전류값을 차감한 기준 차감 전류값을 상기 학습부의 입력으로 하여 얻어지는 특징값인 것이 바람직하다. 이를 통해, 주행 모드에 따른 모터 부하의 편차를 제외함으로써, 바닥 환경을 보다 정확히 감지할 수 있다. 본 실시예에서, 바닥 환경 감지부는 바닥 환경을 판단함에 있어서, 학습부를 통해 언어진 바닥 환경 특징값을 더욱 고려하여, 현재 이동 로봇이 위치하고 있는 바닥 환경을 판단할 수 있다.In addition, the current value observed in acceleration/deceleration sections such as a section in which a mobile robot changes direction or a section in which an obstacle is detected, observed under conditions where there is no load on the floor, and the current in a constant speed movement section moving at a constant speed. The values have different patterns. In this embodiment, the current value of the motor observed in a substantially no-load state is defined as a reference current value for each driving mode. The floor environment feature value is preferably a feature value obtained by subtracting the reference current value for each driving mode from the observed current value as an input to the learning unit. Through this, the floor environment can be detected more accurately by excluding the deviation of the motor load depending on the driving mode. In this embodiment, when determining the floor environment, the floor environment detection unit may further consider floor environment characteristic values obtained through the learning unit to determine the floor environment where the mobile robot is currently located.
이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an exemplary explanation of the technical idea of the embodiments of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications and modifications without departing from the essential characteristics of the embodiments of the present invention. Transformation will be possible. Accordingly, the embodiments of the present invention are not intended to limit but to explain the technical idea of the embodiment of the present invention, and the scope of the technical idea of the embodiment of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the embodiments of the present invention should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of the embodiments of the present invention.
10: 이동 로봇
100: 이동 로봇 동작 제어장치 200: 모터 구동부
110: 전류 측정부 120: 청소 모듈 안전 관리부
130: 동작 제어부10: Mobile robot
100: Mobile robot motion control device 200: Motor driving unit
110: Current measuring unit 120: Cleaning module safety management unit
130: motion control unit
Claims (15)
청소 모듈에 연결되어 구동되는 모터에 대한 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하는 전류 측정 단계;
측정된 상기 전류값을 기반으로 상기 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리 단계; 및
상기 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 동작 제어 단계를 포함하되,
상기 청소 모듈 안전 관리 단계는, 측정된 상기 전류값을 제1 기준 전류값, 제2 기준 전류값 및 평균 전류값 중 적어도 하나의 상기 기준 전류값과 비교하여 상기 모터의 전류 상태를 판단하는 전류 상태 판단 단계; 상기 전류 상태의 판단 결과를 기반으로 청소 모듈의 안전 상태를 판단하는 청소 모듈 상태 판단 단계; 및 상기 청소 모듈의 안전 상태 판단 결과에 대응하는 안전 관리 제어모드를 결정하는 안전 관리 제어모드 결정 단계를 포함하되,
상기 청소 모듈 안전 관리 단계는, 측정된 상기 전류값이 상기 제1 기준 전류값과 상기 제2 기준 전류값 사이 범위에 해당하면서 일정 시간 동안 측정된 평균 전류값 이상인 전류 상태이면, 상기 모터가 비정상 걸림 상태인 것으로 상기 안전 상태를 판단하고, 상기 비정상 걸림 상태에 대응하는 제3 안전 관리 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.In a method of performing motion control for safety management of a cleaning module in a mobile robot motion control device,
A current measurement step of measuring the current value through current sensing for a motor connected to and driven by the cleaning module;
A cleaning module safety management step of determining the state of the cleaning module based on the measured current value and determining a safety management control mode based on the determination result; and
Including an operation control step of controlling the operation of the mobile robot based on the safety management control mode,
The cleaning module safety management step includes comparing the measured current value with at least one of a first reference current value, a second reference current value, and an average current value to determine the current state of the motor. Judgment stage; A cleaning module state determination step of determining a safety state of the cleaning module based on the current state determination result; And a safety management control mode determination step of determining a safety management control mode corresponding to the safety status determination result of the cleaning module,
In the cleaning module safety management step, if the measured current value falls within the range between the first reference current value and the second reference current value and is in a current state that is more than the average current value measured for a certain period of time, the motor is abnormally engaged. A mobile robot operation control method for safety management, characterized by determining the safety state as being in a state and determining a third safety management control mode corresponding to the abnormal jamming state.
상기 전류 측정 단계는,
상기 이동 로봇의 메인 브러쉬에 연결된 상기 모터로부터 상기 메인 브러쉬의 회전 동작에 따른 상기 전류값을 획득하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to paragraph 1,
The current measurement step is,
A mobile robot operation control method for safety management, characterized in that the current value is measured according to the rotational movement of the main brush from the motor connected to the main brush of the mobile robot.
상기 청소 모듈 상태 판단 단계는,
상기 모터의 전류 상태를 기반으로 과부하 상태, 비정상 정지 상태 및 비정상 걸림 상태 중 적어도 하나의 상기 안전 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to paragraph 1,
The cleaning module status determination step is,
A mobile robot operation control method for safety management, characterized in that determining at least one of the safety states among an overload state, an abnormal stop state, and an abnormal jam state based on the current state of the motor.
상기 안전 관리 제어모드 결정 단계는,
상기 안전 상태의 판단 결과를 기반으로 모터의 인가 전압 제어 및 비정상 동작에 대한 에러 메시지 알림 처리 중 적어도 하나의 제어 동작을 수행하기 위한 상기 안전 관리 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to clause 5,
The safety management control mode decision step is,
Movement for safety management, characterized in that determining the safety management control mode for performing at least one control operation of controlling the applied voltage of the motor and processing error message notification for abnormal operation based on the determination result of the safety state. Robot motion control method.
상기 청소 모듈 안전 관리 단계는,
측정된 상기 전류값이 제1 기준 전류값 이상인 전류 상태이면, 상기 모터가 과부하 상태인 것으로 상기 안전 상태를 판단하고, 상기 과부하 상태에 대응하는 제1 안전 관리 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to paragraph 1,
The cleaning module safety management step is,
If the measured current value is in a current state greater than or equal to the first reference current value, the safety state is determined as the motor is in an overload state, and a first safety management control mode corresponding to the overload state is determined. Mobile robot motion control method for management.
상기 청소 모듈 안전 관리 단계는,
측정된 상기 전류값이 제2 기준 전류값 미만인 전류 상태이면, 상기 모터가 비정상 정지 상태인 것으로 상기 안전 상태를 판단하고, 상기 비정상 정지 상태에 대응하는 제2 안전 관리 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to paragraph 1,
The cleaning module safety management step is,
If the measured current value is in a current state that is less than the second reference current value, the safety state is determined as the motor is in an abnormal stop state, and a second safety management control mode corresponding to the abnormal stop state is determined. Mobile robot motion control method for safety management.
상기 청소 모듈 안전 관리 단계는,
상기 모터에 엔코더(Encoder)가 연결되어 있는 경우, 상기 엔코더에서 측정되는 입력 전압 대비 모터의 회전속도를 비교하여 상기 비정상 정지 상태에 대한 상기 안전 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to clause 8,
The cleaning module safety management step is,
When an encoder is connected to the motor, a mobile robot for safety management is characterized in that the safety state for the abnormal stop state is determined by comparing the rotational speed of the motor with the input voltage measured by the encoder. Motion control method.
상기 청소 모듈 안전 관리 단계는,
상기 모터에 엔코더가 연결되어 있지 않은 경우, 상기 모터에 인가되는 전압이 기 설정된 최소 인가 전압에 대응되고, 상기 모터의 측정 전류가 기 설정된 과전류 기준치 초과인 상태를 일정 시간 동안 유지하면 상기 비정상 정지 상태인 것으로 상기 안전 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to clause 8,
The cleaning module safety management step is,
If an encoder is not connected to the motor, the voltage applied to the motor corresponds to a preset minimum applied voltage, and the measured current of the motor exceeds the preset overcurrent reference value is maintained for a certain period of time, the abnormal stop state occurs. A mobile robot operation control method for safety management, characterized in that the safety state is determined to be.
상기 청소 모듈 안전 관리 단계는,
일정 시간 동안 측정된 전류값의 표준 편차를 산출하고, 상기 표준 편차가 상기 평균 전류값 이상이면, 상기 모터가 비정상 걸림 상태인 것으로 상기 안전 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 방법.According to paragraph 1,
The cleaning module safety management step is,
Mobile robot operation for safety management, characterized in that calculating the standard deviation of the current value measured for a certain period of time, and if the standard deviation is greater than the average current value, determining the safety state as if the motor is in an abnormally jammed state. Control method.
청소 모듈에 연결되어 구동되는 모터에 대한 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하는 전류 측정부;
측정된 상기 전류값을 기반으로 상기 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하는 청소 모듈 안전 관리부; 및
상기 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 동작 제어부를 포함하되,
상기 청소 모듈 안전 관리부는, 측정된 상기 전류값을 제1 기준 전류값, 제2 기준 전류값 및 평균 전류값 중 적어도 하나의 상기 기준 전류값과 비교하여 상기 모터의 전류 상태를 판단하는 전류 상태 판단부; 상기 전류 상태의 판단 결과를 기반으로 청소 모듈의 안전 상태를 판단하는 청소 모듈 상태 판단부; 및 상기 청소 모듈의 안전 상태 판단 결과에 대응하는 안전 관리 제어모드를 결정하는 안전 관리 제어모드 결정부를 포함하되,
상기 청소 모듈 안전 관리부는, 측정된 상기 전류값이 상기 제1 기준 전류값과 상기 제2 기준 전류값 사이 범위에 해당하면서 일정 시간 동안 측정된 평균 전류값 이상인 전류 상태이면, 상기 모터가 비정상 걸림 상태인 것으로 상기 안전 상태를 판단하고, 상기 비정상 걸림 상태에 대응하는 제3 안전 관리 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 장치.In a device for controlling the operation of a mobile robot for safety management of a cleaning module,
A current measurement unit that measures the current value through current sensing for a motor connected to and driven by the cleaning module;
a cleaning module safety management unit that determines the state of the cleaning module based on the measured current value and determines a safety management control mode based on the determination result; and
It includes an operation control unit that controls the operation of the mobile robot based on the safety management control mode,
The cleaning module safety management unit compares the measured current value with at least one of a first reference current value, a second reference current value, and an average current value to determine the current state of the motor. wealth; a cleaning module state determination unit that determines a safety state of the cleaning module based on the current state determination result; And a safety management control mode determination unit that determines a safety management control mode corresponding to the safety status determination result of the cleaning module,
If the cleaning module safety management unit is in a current state where the measured current value falls within the range between the first reference current value and the second reference current value and is more than the average current value measured for a certain period of time, the motor is in an abnormal jam state. A mobile robot motion control device for safety management, characterized in that it determines the safety state and determines a third safety management control mode corresponding to the abnormal jamming state.
상기 전류 측정부는, 상기 이동 로봇의 메인 브러쉬에 연결된 상기 모터로부터 상기 메인 브러쉬의 회전 동작에 따른 상기 전류값을 획득하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 안전 관리를 위한 이동 로봇 동작 제어 장치.According to clause 13,
The current measuring unit is a mobile robot operation control device for safety management, characterized in that it measures the current by obtaining the current value according to the rotational motion of the main brush from the motor connected to the main brush of the mobile robot.
적어도 두 개의 메인 휠;
상기 메인 휠을 회전시키기 위한 구동력을 발생하는 이동 모터;
적어도 하나의 블레이드가 결합된 메인 브러쉬;
상기 메인 브러쉬를 회전시키는 메인 브러쉬 모터; 및
상기 메인 브러쉬 모터로부터 전류 센싱을 통해 전류값을 측정하고, 측정된 상기 전류값을 기반으로 상기 청소 모듈의 상태를 판단하고, 판단 결과를 기반으로 안전 관리 제어모드를 결정하며, 상기 안전 관리 제어모드에 근거하여 이동 로봇의 동작을 제어하는 이동 로봇 동작 제어장치를 포함하되,
상기 이동 로봇 동작 제어장치는, 측정된 상기 전류값을 제1 기준 전류값, 제2 기준 전류값 및 평균 전류값 중 적어도 하나의 상기 기준 전류값과 비교하여 상기 모터의 전류 상태를 판단하고, 상기 전류 상태의 판단 결과를 기반으로 청소 모듈의 안전 상태를 판단하며, 상기 청소 모듈의 안전 상태 판단 결과에 대응하는 안전 관리 제어모드를 결정하되,
상기 이동 로봇 동작 제어장치는, 측정된 상기 전류값이 상기 제1 기준 전류값과 상기 제2 기준 전류값 사이 범위에 해당하면서 일정 시간 동안 측정된 평균 전류값 이상인 전류 상태이면, 상기 모터가 비정상 걸림 상태인 것으로 상기 안전 상태를 판단하고, 상기 비정상 걸림 상태에 대응하는 제3 안전 관리 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.In a mobile robot that performs cleaning operations based on safety management of the cleaning module,
at least two main wheels;
a moving motor that generates a driving force to rotate the main wheel;
a main brush incorporating at least one blade;
a main brush motor that rotates the main brush; and
Measures a current value through current sensing from the main brush motor, determines the status of the cleaning module based on the measured current value, determines a safety management control mode based on the judgment result, and determines the safety management control mode. It includes a mobile robot motion control device that controls the motion of the mobile robot based on
The mobile robot operation control device compares the measured current value with at least one of a first reference current value, a second reference current value, and an average current value to determine the current state of the motor, The safety status of the cleaning module is determined based on the current state determination result, and a safety management control mode corresponding to the safety status determination result of the cleaning module is determined,
The mobile robot operation control device, when the measured current value falls within the range between the first reference current value and the second reference current value and is in a current state that is more than the average current value measured for a certain period of time, the motor is abnormally engaged. A mobile robot characterized in that it determines the safety state as being in a state and determines a third safety management control mode corresponding to the abnormal jamming state.
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