KR20050114312A - Cleanning robot with ultrasonic satellite - Google Patents

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KR20050114312A
KR20050114312A KR1020040039454A KR20040039454A KR20050114312A KR 20050114312 A KR20050114312 A KR 20050114312A KR 1020040039454 A KR1020040039454 A KR 1020040039454A KR 20040039454 A KR20040039454 A KR 20040039454A KR 20050114312 A KR20050114312 A KR 20050114312A
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안희태
이동활
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안희태
이동활
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Abstract

도 2에 보는 청소로봇은 자기 위치 인식 기능이 없는 청소로봇으로 청소시간이 많이 걸리고 특정 지점을 반복 청소하거나 아예 청소를 하지 않는 경우가 있다.The cleaning robot shown in FIG. 2 is a cleaning robot that does not have a magnetic position recognition function, which takes a lot of cleaning time and may not repeatedly clean a specific point or do not clean at all.

기존 로봇에 연결장치를 구비하여 초음파위성을 이용한 자기 위치 인식 기능을 추가하고 그에 따른 알고리즘을 부가하여 청소로봇의 기능을 극대화 한다.The existing robot is equipped with a connection device to add the magnetic position recognition function using the ultrasonic satellite and add the algorithm accordingly to maximize the function of the cleaning robot.

초음파위성과 기존 청소로봇과 새로운 제어장치와 이를 연결하는 인터페이스로 구성된다.It consists of an ultrasonic satellite, an existing cleaning robot and a new control device and an interface connecting it.

Description

초음파위성을 이용한 청소로봇{Cleanning Robot with Ultrasonic Satellite}Cleaning Robot with Ultrasonic Satellite

도 2에 보는 청소로봇은 자기 위치 인식 기능이 없는 청소로봇으로 청소시간이 많이 걸리고 특정 지점을 반복 청소하거나 아예 청소를 하지 않는 경우가 있다.The cleaning robot shown in FIG. 2 is a cleaning robot that does not have a magnetic position recognition function, which takes a lot of cleaning time and may not repeatedly clean a specific point or do not clean at all.

기존 로봇에 연결장치를 구비하여 초음파위성을 이용한 자기 위치 인식 기능을 추가하고 그에 따른 알고리즘을 부가하여 청소로봇의 기능을 극대화 한다.The existing robot is equipped with a connection device to add the magnetic position recognition function using the ultrasonic satellite and add the algorithm accordingly to maximize the function of the cleaning robot.

초음파위성과 기존 청소로봇과 새로운 제어장치와 이를 연결하는 인터페이스로 구성된다. It consists of an ultrasonic satellite, an existing cleaning robot and a new control device and an interface connecting it.

1. 초음파위성 적용 1. Application of ultrasonic satellite

우리 연구실은 청소로봇의 위치 인식을 위해 초음파을 이용하여 GPS의 위성방식을 적용하여 초음파위성 시스템을 개발하였습니다. 저렴한 비용으로 간단하게 위치를 인식할 수 있는 시스템으로 청소로봇에 적용하는 경우 고가의 비젼시스템을 능가하는 청소 능력을 발휘할 수 있습니다.    Our laboratory developed the ultrasonic satellite system by applying GPS satellite method using ultrasonic waves to recognize the position of the cleaning robot. It is a low cost, simple position-aware system that can be applied to a cleaning robot to achieve a cleaning ability that can surpass that of expensive vision systems.

2. 신규 제어기와 기존 리모컨기능의 신규 리모컨으로 무선 인터페이스2. Wireless interface with new controller and new remote control

청소로봇의 개발은 계속 되겠지만 기존 보급형 로봇과 초음파위성의 연결만으로도 종래의 청소로봇의 제약 조건을 뛰어 넘어 고급 기능을 구현할 수 있습니다. 그러기 위해서는 기존 청소로봇의 개조가 불가피합니다. 그러나 완전 자동 청소로봇의 경우에는 제작사가 지원하는 기능 이외에는 추가 기능을 부가하기가 곤란합니다. 다행히 수동 조작이 가능한 청소로봇의 경우에는 보다 용이하게 추가 기능을 부여할 수 있는데 리모컨을 사용하는 청소로봇의 경우에는 리모컨의 신규 제작으로 수동 기능을 이용한 추가 기능의 부여가 가능합니다.    Although the development of the cleaning robot will continue, it is possible to implement advanced functions beyond the limitations of the conventional cleaning robot by simply connecting the existing entry robot and the ultrasonic satellite. In order to do this, modification of the existing cleaning robot is inevitable. However, in the case of a fully automatic cleaning robot, it is difficult to add additional functions beyond those supported by the manufacturer. Fortunately, the cleaning robot that can be operated manually can be added more easily. In the case of the cleaning robot that uses the remote control, additional functions using the manual function can be given by the new production of the remote control.

3. 안전 장치 추가3. Add safety device

안전은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 본 시스템에서는 기존 기능에 몇가지 안전장치를 부가했습니다.   Safety cannot be overemphasized. The system has added some safety features to existing functions.

3-1. 안전덮개: 부가적으로 덮개를 추가하여 사용자가 원하는 경우 간단한 조작으로 로봇의 기능을 정지시킬 수 있습니다. 3-1. Safety cover: An additional cover can be added to stop the robot's function with simple operation if desired.

3-2. 음성지원: 비상 정지를 위한 간단한 음성 인식 기능을 추가합니다. 예를 들면 특정 크기 이상의 소리를 인식하면 비상정지 기능이 작동합니다. 3-2. Voice Support: Adds simple voice recognition for emergency stops. For example, the emergency stop function works when a sound of a certain size or more is recognized.

3-3. RF 비상정지 기능: 적외선 리모컨에 의한 비상정지는 시야가 막힌 경우 동작이 안 됩니다. 또한 여러 가지 복잡한 경로를 통한 제어 신호는 장애로 인해 동작하지 않을 수 있습니다. 따라서 비상정지 기능은 보조적으로 시야와 무관하며 단순한 기능으로 구현되는 RF 신호에 동작하도록 합니다. 3-3. RF emergency stop function: Emergency stop by infrared remote control does not work when the view is blocked. In addition, control signals through various complex paths may not work due to disturbances. Therefore, the emergency stop function is assisted to operate on RF signal which is auxiliary irrespective of sight and implemented by simple function.

○ 로봇의 구조   ○ Structure of the robot

제안하는 청소로봇은 시스템으로 구성된다. The proposed cleaning robot consists of a system.

1. 초음파 위성에 의한 현재 위치 인식: 경로 계획 구현 가능1. Recognition of Current Location by Ultrasonic Satellite: Implementation of Route Planning

1-1. 여러 개의 알고 있는 고정 위치에 초음파 발신기 배치 (초음파위성)1-1. Ultrasonic Transmitter Placed in Multiple Known Fixed Positions (Ultrasound)

1-2. 일정 시간 간격으로 동기 신호를 전파로 발신1-2. Synchronization signal is sent out at regular intervals

1-3. 여러 개의 초음파위성은 각각 주소를 가지며 1-3. Multiple ultrasonic satellites each have an address

동기 신호 수신 후 자신의 주소에 맞는 지연 시간 후에 초음파를 발신Ultrasonic wave is sent after the delay time that matches the address after receiving the synchronization signal

1-4. 로봇에서 각각의 위성에서 발신하는 초음파 신호를 수신1-4. The robot receives ultrasonic signals from each satellite

1-5. 동기 신호와 비교하여 각각의 초음파위성까지의 거리를 계산함1-5. Compute the distance to each ultrasonic satellite compared to the sync signal

1-6. 여러 개의 초음파위성의 좌표를 이용하여 로봇의 현재 위치를 계산함 1-6. Calculate the current position of the robot using the coordinates of several ultrasonic satellites

2. 제어기의 역할: 다양한 경로 계획 구현 가능2. The role of the controller: various path plans can be implemented

2-1. 점 방식 자동청소: 지정 위치를 출발점으로 자동 경로 실행 가능2-1. Point-based automatic cleaning: Automatic route execution from the designated location to the starting point

2-2. 영역 방식 자동청소: 지정 위치를 출발점으로 청소 영역 인식 및 2-2. Area type automatic cleaning: Recognizes the cleaning area as a starting point

영역 내 경로 생성 가능In-zone route can be created

2-3. 학습 반복: 이전 청소 동작의 기억 또는 학습으로 2-3. Iterative learning: remembering or learning from previous cleaning actions

지정 시간 반복 기능 구현 가능 Can implement a timed repeat function

3. 채택된 기존 청소로봇: 원형구조의 낮은 높이를 가지므로 가구 아래 청소 가능 3. Adopted existing cleaning robot: It can be cleaned under furniture because it has a low height of circular structure

○ 작동원리   ○ How it works

1. 위치 인식:1. Location Awareness:

1-1. 초음파는 1초에 약 340m을 전파한다. 1-1. Ultrasound propagates about 340 meters per second.

따라서 시간을 측정하면 거리를 알 수 있다.Therefore, measuring the time can tell the distance.

1-2. 이동체의 3차원 상의 위치는 4개의 정해진 독립적인 위치(초음파위성)와 1-2. The three-dimensional position of the moving object is determined by four defined independent positions (ultrasound satellites)

각각의 거리를 알면 구할 수 있다.Knowing each distance can be found.

1-3. 초음파 자원의 공유1-3. Sharing of Ultrasound Resources

1-3-1. 1개의 이동체가 초음파를 발신1-3-1. One moving object sends out ultrasonic waves

1-3-1-1. 여러 개의 수신기가 각각의 거리를 제공 1-3-1-1. Multiple receivers provide each distance

1-3-1-2. 동시에 측정이 가능1-3-1-2. Simultaneous measurement

1-3-1-3. 여러 개의 이동체가 있는 경우 음파의 간섭문제1-3-1-3. Sound interference problem when there are several moving objects

1-3-1-4. 동시에 초음파를 발신하지 못하므로 1-3-1-4. Can not send ultrasound at the same time

규칙을 정해야 하므로 복잡Complicated because you have to set rules

1-3-1-5. 순서를 기다려야 하므로 응답성이 늦어짐1-3-1-5. Slow responsiveness because you have to wait for the sequence

1-3-2. 고정된 위치에 있는 초음파위성 발신1-3-2. Ultrasonic satellite transmission in a fixed position

1-3-2-1. 이동체는 여러 개가 각각 수신을 하여 자기 위치를 인식1-3-2-1. Each mobile object receives its own and recognizes its own position

1-4. 자기 위치 추정 방법 병행: 제어 결과를 측정하여 예측된 위치를 산출하고 1-4. Parallel Position Estimation Method: Measure the control results to calculate the predicted position

짧은 시간동안에 대한 위치값으로 사용한다. Use as a position value for a short time.

2. 청소 기능: 채택된 보급형 청소로봇2. Cleaning function: adopted entry-level cleaning robot

2-1. 진공 흡입: 미세한 먼지만 빨아들이는 정도의 진공 생성2-1. Vacuum suction: creates a vacuum that only sucks in fine dust

2-2. 쓸고 담기: 소형 쓰레기는 쓸기 기능의 브러시와 담기 기능의 유연판의 2-2. Sweep and hold: Small garbage can be cleaned with brush and

조합된 회전으로 집어서 제거한다.Pick up and remove with combined rotation.

2-3. 수동 병행: 큰 쓰레기 또는 장애물은 미리 치워 준다. 2-3. Manual parallelism: Remove large garbage or obstacles in advance.

이때 발의 높이가 높은 이동 가능한 바구니가 있으면 좋다.It is good to have a movable basket with a high foot height.

○ 청소방식   ○ Cleaning method

1. 경로 계획: 종래의 보급형 청소로봇의 시행착오에 의한 경로 생성과 달리 1. Path planning: Unlike the path generation by trial and error of conventional low-cost cleaning robot

사용자 요구에 대응하는 경로 및 방식 적용이 가능Applicable paths and methods to meet user needs

1-1. 청소 영역 지정: 사용자의 필요에 따라 선택 가능1-1. Specify cleaning area: selectable according to your needs

1-2. 주요 경로 설정: 사용자의 지식 또는 제어기의 학습 결과 반영1-2. Key path setting: reflects user knowledge or controller learning results

1-3. 세부 경로 생성: CAM 기능의 잔삭 가공방식 적용 1-3. Detailed path generation: Residual machining with CAM

2. 청소 기능2. cleaning function

2-1. 진공 흡입: 미세한 먼지2-1. Vacuum suction: fine dust

2-2. 쓸고 담기: 소형 쓰레기2-2. Sweeping and Carrying: Small Garbage

2-3. 수동 병행: 큰 쓰레기 또는 장애물은 미리 치워 주는 방법 2-3. Manual Parallelism: How to Put Out Large Garbage or Obstacles Ahead

또는 영역 제외 적용으로 수동 병행하여 역할 분담Roles in parallel with manual or zone exclusion

3. 성능평가 방법3. Performance Evaluation Method

○ 성능 평가 방법(안전성 확보 방법 , 청소성능 측정방법 등)   ○ Performance evaluation method (safety method, cleaning performance measurement method, etc.)

안전성safety

1. 장애물: 발생하면 우회(접촉 가이드 및 인식 스위치)1. Obstacles: bypass when encountered (contact guides and recognition switches)

2. 계단: 발견하면 회피(거리 센서)2. Stairs: Evade if found (distance sensor)

3. 비상정지3. Emergency stop

3-1. 상단부위 접촉되면 정지(측면은 장애물로 인지)3-1. Stops when the upper part is touched (side is perceived as an obstacle)

3-2. 간이 음성인식 기능 부가, 정지 관련 조건의 소리 입력의 경우 비상정지 동작3-2. Simple voice recognition function, emergency stop operation in case of sound input of stop related condition

3-3. RF 무선 수신에 의한 비상정지: 블루투스 무선 제어, 적외선 비상정지 기능 등이 3-3. Emergency stop by RF radio reception: Bluetooth wireless control, infrared emergency stop

장애가 생기는 것을 대비하여 RF 에 의한 비상정지 기능 부가 Add emergency stop function by RF in case of failure

청소성능 측정방법How to measure cleaning performance

1. 청소경로: 지정 경로를 정확하게 통과1. Cleaning Path: Pass exactly the designated path

2. 청소시간: 지정 영역을 빈틈없이 통과하는 데 걸리는 시간2. Cleaning time: time taken to pass through the designated area

3. 자율영역확보: 청소 가능한 영역 검색 3. Securing autonomous areas: searchable areas for cleaning

초음파위성을 이용하여 자기위치인식기능을 부가하고 기존 로봇의 수동조작 기능으로 자동 제어를 하므로 기능이 부가된다.The function is added because it adds magnetic position recognition function by using ultrasonic satellite and automatically controls by manual operation function of existing robot.

도 1은 초음파위성의 구성 예1 is a configuration example of an ultrasonic satellite

도 2는 본 발명이 적용 가능한 청소로봇의 예2 is an example of a cleaning robot to which the present invention is applicable.

도 3은 도 2의 청소로봇에 적용되는 리모컨3 is a remote control applied to the cleaning robot of FIG.

Claims (2)

청소로봇에 있어서:In the cleaning robot: 기존 청소로봇에 수동 조작 기능을 이용하여 초음파위성을 이용한 자기위치인식기능을 추가하고;Add the magnetic position recognition function using the ultrasonic satellite by using the manual operation function to the existing cleaning robot; 자기위치인식 기능으로 가능한 알고리즘을 적용한 제어기를 접속시키고;Connect a controller to which an algorithm capable of the magnetic position recognition function is applied; 안전장치가 덮개에 의한 비상정지, 음성에 의한 비상정지, RF 신호에 의한 비상정지의 3중으로 탑재되는 것을 특징으로 하는 초음파위성을 이용한 청소로봇.A cleaning robot using an ultrasonic satellite, characterized in that the safety device is mounted in triple of emergency stop by cover, emergency stop by voice and emergency stop by RF signal. 제 1항에 있어서:The method of claim 1 wherein: 자기위치인식 기능으로 가능한 알고리즘은,Algorithm that is possible with self position recognition function, 사용자의 필요에 따라 선택이 가능한 청소 영역 지정 기능과;A cleaning area designation function selectable according to a user's needs; 사용자의 지식 또는 제어기의 학습 결과를 반영한 주요 경로 설정 기능과;A main path setting function reflecting a user's knowledge or a learning result of a controller; CAM 기능의 잔삭 가공방식을 적용한 세부 경로 생성 기능으로 구성되는 것을 특징으로 하는 초음파위성을 이용한 청소로봇.Cleaning robot using ultrasonic satellite, characterized in that consisting of a detailed path generation function applying the residual machining method of the CAM function.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100801527B1 (en) * 2006-05-26 2008-02-12 후지쯔 가부시끼가이샤 Mobile robot, and control method and program for the same
WO2021248680A1 (en) * 2020-06-11 2021-12-16 南京朗禾智能控制研究院有限公司 Remote control method applied to sweeper

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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