KR20040062039A - Cleaning area enactment method of robot cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇 청소기의 청소영역 설정방법에 관한 것으로, 특히 로봇 청소기가, 청소 시작전에 청소영역에 대한 지도를 벽면에 평행하게 설정함으로써,청소영역의 누락없이 모든 청소영역에 대하여 효율적으로 청소를 수행하도록 한 로봇청소기의 청소영역 설정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for setting a cleaning area of a robot cleaner, and in particular, the robot cleaner sets the map of the cleaning area in parallel with the wall surface before the start of cleaning, thereby efficiently cleaning all the cleaning areas without dropping the cleaning area. It relates to a cleaning area setting method of the robot cleaner.
최근에 가정용 로봇이 새로운 시장을 형성하고, 그 규모가 커져 가고 있다. 특히, 로봇 청소기의 경우, 이미 시장에 여러 제품이 나와서 경쟁중이다.In recent years, home robots have formed a new market, and the scale is growing. In particular, robotic cleaners are already competing with several products on the market.
상기 로봇 청소기에 있어서 중요한 점은 얼마나 빈틈없이 모든 영역을 청소해 내느냐는 것인데, 이를 해결하기 위하여 로봇 청소기가 청소하고자 하는 영역을 빈틈없이 청소하기 위해서는 스스로 청소영역을 인식하고 청소가 된 부분과 청소가 되지 않은 부분을 구별하여, 청소가 되지 않은 영역을 빈틈없이 청소하도록 설계가 되어야 한다.The important point for the robot cleaner is how to clean all the areas without any gaps. To solve this problem, the robot cleaners recognize the cleaning area by themselves and clean the area to be cleaned. It shall be designed to distinguish areas that have not been cleaned and to clean areas that have not been cleaned.
여기서, 로봇청소기의 청소방법은, 랜덤 청소 방식(Random Sweep method)과 패턴 청소방식( Pattern Sweep method)으로 구분된다.Here, the cleaning method of the robot cleaner is divided into a random sweep method and a pattern sweep method.
상기 래덤 청소방식은, 도1과 같이 아무런 규칙성이 없이 청소영역을 이동하면서 청소를 수행하는 것인데, 확률적으로 거의 전 영역에 걸쳐서 청소를 수행할 수는 있지만, 모든 영역을 확실히 청소한다고 보기는 어렵다.The random cleaning method is to perform cleaning while moving the cleaning area without any regularity as shown in FIG. 1, although it is possible to perform cleaning over almost all areas, but it is not clear that all areas are clean. it's difficult.
그리고, 패턴 청소방식은, 도2와 같이, 어떠한 일정한 패턴을 가지고 청소를 수행하는데 이론적으로는 전영역을 청소할 수 있다.In the pattern cleaning method, as shown in FIG. 2, cleaning is performed with a certain pattern, and theoretically, the entire area can be cleaned.
이러한 패턴 청소방식은, 여러 가지 청소패턴이 있을 수 있지만, 공통적으로 로봇 청소기가 청소 영역에 대한 정보를 가지고 있어야 한다.In the pattern cleaning method, there may be various cleaning patterns, but in general, the robot cleaner should have information about the cleaning area.
이러한, 청소 영역에 대한 정보는 지도로 표현되는데, 이 지도를 얼마나 잘 표현하느냐가 청소 성능을 좌우하게 된다.The information on the cleaning area is represented by a map, and how well the map is represented depends on the cleaning performance.
일반적으로 청소 지도는, 도3과같이 그리드(Grid)라는 단위(작은 사각형 단위)로 나뉘어져서 표현되는데, 로봇 청소기는 먼저 벽을 따라서 돌면서 벽의 위치를 먼저 지도상에 표시하게 되고, 자신이 이동한 위치도 지도상에 표시를 하게 된다.In general, the cleaning map is divided into a grid unit (small square unit) as shown in FIG. 3, and the robot cleaner first rotates along the wall to display the position of the wall on the map first, and then moves itself. One location will be marked on the map.
이때, 로봇 청소기의 청소지도는, 그리드 단위로 자신이 이동한 위치를 청소영역으로 표시하고 벽의 위치를 장애물로 표시한다.At this time, the cleaning map of the robot cleaner displays the position moved by the grid unit as the cleaning area and the position of the wall as the obstacle.
상기 그리드 단위로 청소 영역을 표시함으로써, 로봇 청소기가 청소를 한 영역을 기억하며, 청소하지 않은 영역으로 청소기를 이동하게 되고, 모든 그리드를 청소한 영역으로 표시하게 되면 청소기는 청소가 완료되었음을 알 수 있다.By displaying the cleaning area by the grid unit, the robot cleaner remembers the area cleaned, moves the cleaner to the area that has not been cleaned, and if it displays the area that cleaned all the grids, the cleaner knows that the cleaning is completed. have.
그러나, 도3과 같이, 그리드가 벽에 평행하게 나뉘어진 것은 아주 이상적인 경우이고, 일반적인 경우에는, 도4와 같이, 벽과 그리드가 평행하지 않게 그려지게 된다.However, as shown in Fig. 3, it is a very ideal case that the grid is divided parallel to the wall, and in general, as shown in Fig. 4, the wall and the grid are drawn out of parallel.
그 이유는 로봇 청소기의 처음 위치는 정해진 것이 아니고 어떤 곳에도 놓일 수 있기 때문에, 로봇 청소기의 처음 이동방향이 벽과 평행하다는 보장이 없는데, 즉 로봇 청소기는 자신의 처음 위치를 기준으로 청소 지도를 그리게 된다.The reason is that since the robot cleaner's initial position is not fixed and can be placed anywhere, there is no guarantee that the robot cleaner's initial direction of travel is parallel to the wall, ie the robot cleaner draws a cleaning map based on its initial position. do.
만약, 도4와 같이, 벽이 표시되었을 경우에, 로봇 청소기가 청소할 수 있는 영역이 많이 협소해지고, 또한 청소한 영역과 벽의 구분이 아주 모호해 지게 되고이로 인해 로봇 청소기의 청소 성능이 저하되는 문제점이 있다.If the wall is displayed, as shown in Fig. 4, the area that the robot cleaner can clean becomes much narrower, and the distinction between the cleaned area and the wall becomes very ambiguous, and thus the cleaning performance of the robot cleaner is deteriorated. There is this.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로봇 청소기가, 청소 시작전에 청소영역에 대한 지도를 벽면에 평행하게 설정함으로써,청소영역의 누락없이 모든 청소영역에 대하여 효율적으로 청소를 수행하도록 한 로봇청소기의 청소영역 설정방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the robot cleaner, by setting the map of the cleaning area in parallel to the wall surface before the start of cleaning, to efficiently clean all the cleaning area without omission of the cleaning area It is an object of the present invention to provide a method for setting a cleaning area of a robot cleaner.
도1은 로봇 청소기가 랜덤 청소방식으로 청소영역을 청소하는 모습을 보인도.Figure 1 shows a robot cleaner to clean the cleaning area by a random cleaning method.
도2는 로봇 청소기가 패턴 청소방식으로 청소영역을 청소하는 모습을 보인도.Figure 2 shows the robot cleaner to clean the cleaning area by the pattern cleaning method.
도3은 이상적인 로봇 청소기의 청소영역에 대한 청소지도를 보인도.Figure 3 shows a cleaning map for the cleaning area of the ideal robot cleaner.
도4는 일반적인 로봇 청소기의 청소영역에 대한 청소지도를 보인도.Figure 4 shows a cleaning map for the cleaning area of a typical robot cleaner.
도5는 본 발명 로봇 청소기의 청소영역 설정방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 블록도.Figure 5 is a block diagram showing the configuration of an apparatus to which the cleaning area setting method of the present invention robot cleaner is applied.
도6은 본 발명에 따른 로봇 청소기의 청소영역 설정방법에 대한 동작흐름도.6 is a flowchart illustrating a method for setting a cleaning area of a robot cleaner according to the present invention.
도7은 도6에 있어서, 로봇 청소기가 지나간 위치와 벽의위치를 보인도.7 is a view showing the position of the robot cleaner and the position of the wall in Figure 6;
도8은 도6에 있어서, 지도의 축을 변환시킨후 로봇 청소기가 지나간 위치와 벽의 위치를 보인도.8 is a view showing the position of the robot cleaner and the position of the wall after changing the axis of the map in FIG.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇청소기가, 청소 영역의 벽면을 따라 한바퀴 회전하면서, 소정 제어주기마다 벽의 위치와 그 시점의 로봇 청소기의 위치를 기록하는 단계와; 각 제어주기 마다, 로봇 청소기의 위치를 이용하여, 각 제어 주기 사이의 위치벡터들을 구하는 단계와; 상기 위치벡터들중에서, 연속적으로 기울기가 일정한 범위이내로 들어오는 위치벡터의 갯수를 구하는 단계와; 가장 많은 갯수의 위치벡터가 존재하는 벽면을, 중심축의 X축이 되는 기준벽면으로 정하는 단계와; 상기 기준벽면에 맞추어서, 나머지 벽면을 회전 및 평행이동시킨후, 그 이동된 위치에 맞추어서 청소영역에 그리드를 표시하여 청소 지도를 완성하는 단계로 수행함을 특징으로 하는 한다.The present invention for achieving the above object, the robot cleaner, the step of recording the position of the wall and the position of the robot cleaner at the time point every predetermined control cycle while rotating along the wall surface of the cleaning area; For each control cycle, using the position of the robot cleaner, obtaining position vectors between the control cycles; Obtaining a number of position vectors among the position vectors, the slope of which continuously falls within a predetermined range; Determining a wall surface on which the largest number of position vectors exist, as a reference wall surface that becomes the X axis of the central axis; According to the reference wall surface, the remaining wall surface is rotated and parallel movement, and according to the moved position to display a grid on the cleaning area characterized in that the step of completing the cleaning map characterized in that it is performed.
이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기의 청소영역 설정방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the operation and effects of the method for setting the cleaning area of the robot cleaner according to the present invention will be described in detail.
도5는 본 발명 로봇 청소기의 청소영역 설정방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 블록도로서, 센서 입력부, 엔코더, 구동부, 제어부로 구성되고, 상기 제어부는 센서입력부를 통해 초음파 센서의 수신신호를 이용하여 현재 로봇 청소기로부터장애물 까지의 상대위치를 계산하고, 또한, 상기 제어부는 상기 센서입력부를 통해 엔코더(Encorder)입력을 누적하여 청소기의 현재 위치를 계산한다.FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an apparatus to which a method for setting a cleaning area of a robot cleaner according to the present invention is applied, and includes a sensor input unit, an encoder, a driver, and a controller, wherein the controller uses a received signal of an ultrasonic sensor through the sensor input unit. The relative position from the current robot cleaner to the obstacle is calculated, and the controller calculates an encoder position by accumulating an encoder input through the sensor input unit.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 청소영역 설정동작을 보인 동작흐름도이다.6 is a flowchart illustrating an operation of setting a cleaning area of a robot cleaner according to an exemplary embodiment of the present invention.
도6에 도시한 바와같이, 본 발명 로봇 청소기의 청소영역 설정방법은, 로봇청소기가, 청소 영역의 벽면을 따라 한바퀴 회전하면서, 소정 제어주기마다 벽의 위치와 그 시점의 로봇 청소기의 위치를 기록하는 단계(SP1~SP3)와; 각 제어주기 마다, 로봇 청소기의 위치를 이용하여, 각 제어 주기 사이의 위치벡터들을 구한후, 그 위치벡터들중에서, 연속적으로 기울기가 일정한 범위이내로 들어오는 위치벡터의 갯수를 구하는 단계(SP4)와; 가장 많은 갯수의 위치벡터가 존재하는 벽면을, 중심축의 X축이 되는 기준벽면으로 정하는 단계(SP5)와; 상기 기준벽면에 맞추어서, 나머지 벽면을 회전 및 평행 이동시킨후, 그 이동된 위치에 맞추어서 청소영역에 그리드를 표시하여 청소 지도를 완성하는 단계(SP6)로 이루어지며,이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.As shown in Fig. 6, the cleaning area setting method of the robot cleaner according to the present invention records the position of the wall and the position of the robot cleaner at a predetermined control cycle while the robot cleaner rotates once along the wall surface of the cleaning area. Step SP1 to SP3; For each control cycle, using the position of the robot cleaner, obtaining the position vectors between the control cycles, and then obtaining the number of position vectors from among the position vectors which continuously incline within a predetermined range (SP4); Determining a wall surface on which the largest number of position vectors exist, as a reference wall surface serving as the X axis of the central axis (SP5); In accordance with the reference wall surface, the remaining wall surface is rotated and moved in parallel, and according to the moved position to display a grid on the cleaning area to complete the cleaning map (SP6), the operation of the present invention as described do.
먼저, 사용자에 의해, 특정영역에 대한 청소명령이 발생하면, 로봇 청소기는 청소 영역의 벽면을 따라 한바퀴 회전하면서(SP1,SP2), 소정 제어주기 마다 벽의 위치와 그 시점의 로봇 청소기의 위치를 기록한다(SP3).First, when a cleaning command for a specific area is generated by the user, the robot cleaner rotates once along the wall surface of the cleaning area (SP1, SP2), and the robot cleaner at the time of the predetermined control period is used to determine the position of the wall and the position of the robot cleaner at that time. Record (SP3).
즉, 로봇 청소기가, 청소 영역의 벽면에 평행하게 이동하여, 소정 제어주기마다 초음파센서의 입력으로, 현재 로봇 청소기로부터 벽면까지의 위치를 계산하여 벽면의 위치를 기록하고, 아울러 상기 벽면의 위치를 기록하는 시점에, 엔코더 입력을 누적하여 로봇 청소기의 현재 위치를 기록한다.That is, the robot cleaner moves in parallel with the wall surface of the cleaning area, calculates the position from the current robot cleaner to the wall surface by recording the position of the wall surface with the input of the ultrasonic sensor at every predetermined control period, and records the position of the wall surface. At the time of recording, the encoder input is accumulated to record the current position of the robot cleaner.
이때, 로봇 청소기가 벽을 한 바퀴 다 돌고 제자리에 돌아왔을 때의 벽과 로봇 청소기의 위치는, 도7과 같이 표현된다At this time, the position of the wall and the robot cleaner when the robot cleaner returns to its original position after turning the wall is represented as shown in FIG.
그 다음, 각 제어주기 마다, 로봇 청소기의 위치를 이용하여, 각 제어 주기 사이의 위치벡터들을 구한후, 그 위치벡터들중에서, 연속적으로 기울기가 일정한 범위이내로 들어오는 위치벡터의 갯수를 구한다(SP4).Then, for each control cycle, the position vectors between the control cycles are obtained by using the position of the robot cleaner, and among the position vectors, the number of position vectors that continuously incline within a predetermined range is found (SP4). .
즉, 현 제어주기의 로봇 청소기의 위치에서 이전 제어주기의 로봇 청소기의 로봇 청소기의 위치를 감산하여 위치벡터를 구한다.That is, the position vector is obtained by subtracting the position of the robot cleaner of the robot cleaner of the previous control cycle from the position of the robot cleaner of the current control cycle.
그 다음, 가장 많은 갯수의 위치벡터가 존재하는 벽면을, 중심축의 X축이 되는 기준벽면으로 정한후(SP5), 그 기준벽면에 맞추어서, 도8과 같이 청소영역에 대한 지도가 만들어지도록, 나머지 벽면을 회전 및 평행 이동시킨다(SP6).Then, the wall surface on which the largest number of position vectors exist is set as the reference wall surface which becomes the X axis of the central axis (SP5), and then the remaining area is made to map the cleaning area as shown in Fig. 8 according to the reference wall surface. Rotate and move the wall surface (SP6).
이후, 상기 청소영역에 대한 지도에, 청소영역에 그리드를 표시하여 청소 지도를 완성한다.Thereafter, a grid is displayed on the cleaning area on the map of the cleaning area to complete the cleaning map.
그러면, 로봇 청소기는 상기에서 설정된 청소 지도를 사용함으로서, 청소영역의 누락없이, 모든 청소영역에 대하여, 효율적으로 청소를 수행한다.Then, by using the cleaning map set as described above, the robot cleaner efficiently cleans all the cleaning areas without missing the cleaning area.
따라서, 본 발명은, 청소 지도를 구성할 때, 청소 지도의 축을 벽과 평행하게 하는 방법을 이용함으로서, 빈틈없는 청소를 수행할 수 있다.Accordingly, the present invention can perform a thorough cleaning by using a method of making the axis of the cleaning map parallel to the wall when constructing the cleaning map.
상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.The specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific examples and should not be construed as consultations. Various changes can be made within the scope of.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇 청소기가 청소영역에 대한 지도를 벽면에 평행하게 설정함으로써, 로봇청소기가 청소영역의 누락없이, 모든 청소영역에 대하여, 효율적으로 청소를 수행하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has the effect that the robot cleaner efficiently cleans all the cleaning areas without dropping the cleaning area by setting the map of the cleaning area in parallel with the wall surface. .
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