KR20060042803A

KR20060042803A - 로봇청소기의 움직임 추적장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060042803A
Application number: KR1020040091596A
Authority: KR
Inventors: 박진석
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2006-05-15
Also published as: JP2006139753A; RU2305914C2; KR100619758B1; JP4763353B2; RU2005115276A; US20060100742A1

Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 움직임 추적장치 및 방법에 관한 것으로, 화면내에 일정한 기준을 가진 기준영역을 정한 다음, 현재 영상과 과거 영상의 모든 화소중 그 기준영역의 위,아래, 오른쪽,왼쪽의 차이점만을 감지하여 움직임을 추적함으로써, 연산량을 획기적으로 감소시키면서도 사방에 대한 움직임을 효율적으로 감지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 영상을 촬영하는 카메라와; 상기 카메라에서 출력되는 영상을, 제어신호에 의해, 움직임 추적을 위한 기준영역을 가진 움직임 추적 영상으로 생성하는 움직임 추적 영상 생성수단과; 상기 움직임 추적 영상생성수단에서 출력되는 현재 움직임 추적영상과 과거 움직임 추적영상의 기준 영역 부분의 화소를 비교하고, 그 비교결과에 따른 차영상을 추출하는 차영상 추출수단과; 상기 움직임 추적 영상생성수단의 움직임 추적을 위한 기준영역을 제어하고, 상기 차영상 추출수단에서 출력되는 차영상에 의해, 영상의 상/하/좌/우 움직임을 추적하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.

Description

로봇청소기의 움직임 추적장치 및 방법{MOTION TRACING APPARATUS AND METHOD FOR ROBOT CLEANER}

도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도

도3은 본 발명 로봇 청소기의 움직임 추적장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명 로봇 청소기의 움직임 추적방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

10:카메라 20:움직임 영상 생성수단

30:차영상 추출수단 40:마이크로컴퓨터

본 발명은 로봇 청소기의 움직임 추적장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 화면내에 일정한 기준을 가진 기준영역을 정한 다음, 현재 영상과 과거 영상의 모든 화소중 그 기준영역의 위,아래, 오른쪽,왼쪽의 차이점만을 감지하여 움직임을 추적함으로써, 연산량을 획기적으로 감소시키면서도 사방에 대한 움직임을 효율적으로 감지하도록 한 로봇 청소기의 움직임 추적장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기를 말한다.

이러한 로봇청소기는 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 청소경로를 주행하면서 청소동작을 수행하도록 되어 있는데, 이와 같이 기설정된 청소 경로를 자동적으로 주행하면서 청소동작을 수행하기 위해서는 로봇청소기의 위치와 주행거리 및 장애물등을 감지하기 위해 많은 수의 센서들이 사용된다.

그러나, 이러한 로봇 청소기는, 설정된 청소 경로를 정확하게 주행하여 청소를 수행하기 위해 수많은 고가의 센서들이 설치되기 때문에 내부 구조가 복잡해지고 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 랜덤 방식에 의해 임의의 청소경로를 주행하여 청소를 수행하는 로봇 청소기가 개발되었다.

도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도1에 도시된 바와같이, 로봇 청소기가 일정 영역을 직진하다가, 충돌이 발생하면 그 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(1)와; 상기 장애물 감지부(1)에서 출력되는 신호에 의해, 로봇 청소기의 주행을 정지시킨 다음, 랜덤 방식으로 랜덤 각도를 생성하고, 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 로봇 청소기를 회전시키는 제어부(2)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(5)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(3)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 우륜 모터(6)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(4)를 포함하여 구 성한다.

도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도이다.

도2에 도시된 바와같이, 사용자에 의해, 청소명령이 발생하면 로봇 청소기를 직진시키면서, 장애물이 감지되는지를 판단하는 과정(SP1~SP3)과; 상기 판단결과, 장애물이 감지되면 로봇 청소기를 정지시킨후, 랜덤 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하는 과정(SP4)과; 상기 단계에서 생성된 랜덤각도를 회전각도로 하여, 로봇 청소기를 회전시키는 과정(SP5)과; 상기 회전된 로봇 청소기를 직진시키면서, 청소 완료를 판단하여, 청소완료이면 주행을 정지하는 과정(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 종래 기술을 설명한다.

먼저, 사용자에 의해 청소 명령이 발생하면(SP1), 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키기 위하여, 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 구동속도를 일치시키기 위한 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시킨다.

이에 따라, 로봇 청소기는 직진한다(SP2).

이때, 장애물 감지부(1)는, 로봇 청소기가 임의의 장애물에 충돌하는 경우에 발생하는 충격량으로 장애물을 감지하여 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부 (2)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제어부(2)는, 상기 장애물 감지신호에 의해 주행을 정지시 킨 다음, 랜던 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하고(SP4), 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 하기 위한 제어신호를 출력하는데, 이때 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 회전 방향에 따라 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 속도를 달리하도록 하는 제어신호를 좌륜모터 구동부(3) 및 우륜 모터 구동부(4)에 출력한다.

이에 따라, 상기 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시켜, 로봇 청소기를 임의의 랜덤 각도로 회전시킨다 (SP5).

그 다음, 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키면서(SP6), 청소 완료로 판단되면 청소를 종료하고(SP7), 청소 완료가 되지 않았으면 상기 동작을 반복 수행한다.

상술한 로봇 청소기는, 청소기능 뿐만 아니라, 최근에 멀티미디어 기능이 포함된 새로운 개념의 로봇 청소기로 개발되고 있다.

즉, 로봇 청소기를 이용하여, 외부 인터넷망에 접속하거나 무선 이동통신망에 접속하여 다양한 콘텐츠를 다운로드 받아 재생하거나 운용할 수 있도록 개발되고 있다.

또한, 상기 로봇 청소기는 카메라를 장착하여, 주변환경의 변화나 움직임을 추적하는 용도로 사용되고 있다.

종래 로봇 청소기의 카메라를 이용하여 움직임을 추적하는 기술은, 로봇 청소기의 카메라에 의해 촬영된 과거 영상과 현재 영상을 추출한후, 그 두 영상의 차 영상을 구하여 움직임을 추적하는데, 움직임이 큰 부분일수록 차영상의 값이 크게나타나서, 흰색으로 보이게 된다.

그러나, 상술한 로봇 청소기의 움직임 추적기술은, 현재 영상과 과거영상의 모든 화소를 1:1로 비교해야 하므로 연산시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 화면내에 일정한 기준을 가진 기준영역을 정한 다음, 현재 영상과 과거 영상의 모든 화소중 그 기준영역의 위,아래, 오른쪽,왼쪽의 차이점만을 감지하여 움직임을 추적함으로써, 연산량을 획기적으로 감소시키면서도 사방에 대한 움직임을 효율적으로 감지하도록 한 로봇 청소기의 움직임 추적장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상을 촬영하는 카메라와; 상기 카메라에서 출력되는 영상을, 제어신호에 의해, 움직임 추적을 위한 기준영역을 가진 움직임 추적 영상으로 생성하는 움직임 추적 영상 생성수단과; 상기 움직임 추적 영상생성수단에서 출력되는 현재 움직임 추적영상과 과거 움직임 추적영상의 기준 영역 부분의 화소를 비교하고, 그 비교결과에 따른 차영상을 추출하는 차영상 추출수단과; 상기 움직임 추적 영상생성수단의 움직임 추적을 위한 기준영역을 제어하고, 상기 차영상 추출수단에서 출력되는 차영상에 의해, 영상의 상/하/좌/우 움직임을 추적하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 영상을 촬영하는 과정과; 상 기 영상을, 움직임 추적을 위한 기준영역을 가진 움직임 추적영상으로 생성하는 과정과; 현재 생성된 움직임 추적영상과 과거 생성된 움직임 영상의 기준영역 부분에 대한 화소를 비교하여, 그 비교결과에 따른 차영상을 추출하는 과정과; 상기 차영상에 의해, 영상의 상/하/좌/우 움직임을 추적하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기의 움직임 추적장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도3은 본 발명 로봇 청소기의 움직임 추적장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 영상을 촬영하는 카메라(10)와; 상기 카메라에서 출력되는 영상을, 제어신호에 의해, 움직임 추적을 위한 기준영역을 가진 움직임 추적 영상으로 생성하는 움직임 추적 영상 생성수단(20)과; 상기 움직임 추적 영상 생성수단(20)에서 출력되는 현재 움직임 추적영상과 과거 움직임 추적영상의 기준 영역 부분의 화소를 비교하고, 그 비교결과에 따른 차영상을 추출하는 차영상 추출수단(30)과; 상기 움직임 추적 영상 생성수단(20)의 움직임 추적을 위한 기준영역을 제어하고, 상기 차영상 추출수단(30)에서 출력되는 차영상에 의해, 영상의 상/하/좌/우 움직임을 추적하는 마이크로컴퓨터(40)를 포함하여 구성한다.

상기 마이크컴퓨터(40)는, 상기 기준영역이, 사각형이 되도록 제어한다.

이와같은 본 발명의 동작을 도4를 참조하여 설명한다.

먼저, 사용자에 의해, 움직임 추적모드가 선택되면, 로봇 청소기는 카메라 (10)를 이용하여 특정 움직임 물체가 포함된 영상을 촬영한다(SP1).

그 다음, 움직임 추적 영상 생성수단(20)에서 상기 영상을, 움직임 추적을 위하여, 기준영역을 가진 움직임 추적영상으로 생성하는데(SP2), 바람직한 실시예로서, 이 기준영역은 사각형으로 설정한다.

그 다음, 차영상 추출수단(30)은, 상기 움직임 추적 영상 생성수단(20)에서 생성된 현재 움직임 추적영상과 과거 움직임 영상의 기준영역 부분에 대한 화소를 비교하여, 그 비교결과에 따른 차영상을 추출한다(SP3).

실시예로 기준영역이 사각형인 경우, 그 사각형 부분의 차이점만을 감지하는데, 즉 사각형의 위,아래,오른쪽,왼쪽에 차이점이 있음을 감지한다.

그 다음, 상기 차영상에 의해, 영상의 상/하/좌/우 움직임을 추적하는데, 사각형의 위,아래,오른쪽,왼쪽에 존재하는 차아점만을 연산하여 움직임을 추적한다(SP4).

예를 들어, 화면 내부에 가로 '150',세로'100'크기의 사각형을 정한다면, 위,아래,오른쪽,왼쪽변의 길이의 합인 500번만의 비교만으로 화면의 상하좌우에서 일어나는 움직임을 감지하므로 연산량을 종래에 비해 획기적으로 줄일 수 있다.

다시 말해서, 본 발명은, 화면내에 일정한 기준을 가진 기준영역을 정한 다음, 현재 영상과 과거 영상의 모든 화소중 그 기준영역의 위,아래, 오른쪽,왼쪽의 차이점만을 감지하여 움직임을 추적하도록 한 것이다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시 예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 화면내에 일정한 기준을 가진 기준영역을 정한 다음, 현재 영상과 과거 영상의 모든 화소중 그 기준영역의 위,아래, 오른쪽,왼쪽의 차이점만을 감지하여 움직임을 추적함으로써, 연산량을 획기적으로 감소시키면서도 사방에 대한 움직임을 효율적으로 감지하는 효과가 있다.

Claims

로봇 청소기에 있어서,

영상을 촬영하는 카메라와;

상기 카메라에서 출력되는 영상을, 제어신호에 의해, 움직임 추적을 위한 기준영역을 가진 움직임 추적 영상으로 생성하는 움직임 추적 영상 생성수단과;

상기 움직임 추적 영상생성수단에서 출력되는 현재 움직임 추적영상과 과거 움직임 추적영상의 기준 영역 부분의 화소를 비교하고, 그 비교결과에 따른 차영상을 추출하는 차영상 추출수단과;

상기 움직임 추적 영상생성수단의 움직임 추적을 위한 기준영역을 제어하고,

상기 차영상 추출수단에서 출력되는 차영상에 의해, 영상의 상/하/좌/우 움직임을 추적하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 움직임 추적장치.
제1 항에 있어서, 마이크컴퓨터는,

상기 기준영역이, 사각형이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 움직임 추적장치.
영상을 촬영하는 과정과;

상기 영상을, 움직임 추적을 위한 기준영역을 가진 움직임 추적영상으로 생 성하는 과정과;

현재 생성된 움직임 추적영상과 과거 생성된 움직임 영상의 기준영역 부분에 대한 화소를 비교하여, 그 비교결과에 따른 차영상을 추출하는 과정과;

상기 차영상에 의해, 영상의 상/하/좌/우 움직임을 추적하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 움직임 추적방법.
제3 항에 있어서, 기준영역은,

사각형인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 움직임 추적방법.