KR20080041890A - Sensing method of robot cleaner, recording medium and robot cleaner - Google Patents

Sensing method of robot cleaner, recording medium and robot cleaner Download PDF

Info

Publication number
KR20080041890A
KR20080041890A KR1020060110061A KR20060110061A KR20080041890A KR 20080041890 A KR20080041890 A KR 20080041890A KR 1020060110061 A KR1020060110061 A KR 1020060110061A KR 20060110061 A KR20060110061 A KR 20060110061A KR 20080041890 A KR20080041890 A KR 20080041890A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axis
robot cleaner
robot
calculating
sensor
Prior art date
Application number
KR1020060110061A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이동훈
김성운
윤정석
윤형화
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020060110061A priority Critical patent/KR20080041890A/en
Publication of KR20080041890A publication Critical patent/KR20080041890A/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

A method for sensing the external force of a robot cleaner, and a recording medium and a robot cleaner are provided to reduce errors generated in execution of dead reckoning by sensing slip vertically generated in the advancing direction of a robot. A sensing device for sensing the external force comprises an optical flow sensor(101), a gyro sensor(102), and a control part(103). The optical flow sensor outputs data of advancing distance orienting X axis and advancing distance orienting Y axis according to the movement of a robot. The gyro sensor outputs data for the rotary angular velocity with respect to Z axis according to the movement of the robot. The control part calculates the vertical slip advancing distance and the rotary angle for the moving direction of the robot by using the advancing distance orienting X axis output from the optical flow sensor, the advancing distance orienting Y axis data, and the data for the rotary angular velocity with respect to the Z axis output from the gyro sensor.

Description

로봇청소기의 외력감지방법, 이를 기록한 기록매체 및 이를 이용한 로봇 청소기{Sensing Method of Robot Cleaner, Recording Medium and Robot Cleaner}External force sensing method of robot cleaner, recording medium recording the same and robot cleaner using the same {Sensing Method of Robot Cleaner, Recording Medium and Robot Cleaner}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외력감지를 위한 센싱장치의 블록도1 is a block diagram of a sensing device for sensing an external force according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외력감지가 가능한 로봇청소기의 블록도Figure 2 is a block diagram of a robot cleaner capable of detecting an external force according to an embodiment of the present invention

도 3은 본 발명에 일 실시예에 따른 청소 로봇의 일 실시예를 나타낸 블록도Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a cleaning robot according to an embodiment of the present invention

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 위치를 나타낸 평면도Figure 4 is a plan view showing the position of the sensor according to an embodiment of the present invention

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외력발생시 현재 위치를 판단하는 방법을 나타낸 순서도5 is a flowchart illustrating a method of determining a current position when an external force is generated according to an embodiment of the present invention.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇청소기에 외력이 작용하기 전과 적용을 한 후를 나타낸 도면6 is a view showing before and after the external force is applied to the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.

{도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명}{Description of Signs of Major Parts of Drawings}

100 : 센서장치 101 : 광흐름 센서100: sensor device 101: light flow sensor

102 : 자이로 센서 103 : 제어부102: gyro sensor 103: control unit

200 : 로봇청소기 201 : 로봇제어부200: robot cleaner 201: robot control unit

202 : 맵핑부202: mapping unit

본 발명은 외력감지가 가능한 센서장치 및 이를 이용한 로봇청소기와 이에 적용하기 위한 외력감지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor device capable of detecting external force, a robot cleaner using the same, and an external force sensing method for applying the same.

종래에는 로봇 진행방향에 수직으로 작용되는 외력을 감지하지 못하여, 로봇이 미끄러져도 이를 감지하지 못했다. 이 때문에, 외부에서 로봇의 절대위치를 알려주는 시스템이 없는 경우, 즉, 로봇 스스로 외부의 도움 없이 추측항법(Dead Reckoning) 방식으로 위치 추정을 수행할 경우 오차가 발생 및 누적되는 현상이 있다.Conventionally, the external force acting perpendicular to the robot traveling direction is not detected, and thus, the robot is not detected even if the robot slides. For this reason, there is a phenomenon that an error occurs and accumulates when there is no system that informs the absolute position of the robot from the outside, that is, when the robot estimates the position by the dead reckoning method without external help.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로써, 그 목적은 로봇 주행방향에 수직으로 발생하는 슬립을 감지하여 추측항법 수행시 발생하는 오차를 줄이는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing the error generated when performing the dead reckoning by detecting the slip generated perpendicular to the robot running direction.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 외력감지를 위한 센싱장치는 로봇의 움직임에 따라 X축 진행거리와 Y축 진행거리의 데이터가 출력되는 광흐름 센서와 로봇의 움직임에 따라 Z축에 대한 회전각도에 대한 데이터가 출력되는 자이 로 센서 및 상기 광흐름 센서에서 출력되는 X축 진행거리 및 Y축 진행거리 데이터 및 상기 자이로 센서에서 출력되는 Z축에 대한 회전각도에 대한 데이터를 이용하여 현재 로봇의 이동방향에 대한 수직방향의 슬립 진행거리 및 회전각도를 계산하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the sensing device for detecting external force of the present invention has an optical flow sensor that outputs data of an X-axis traveling distance and a Y-axis traveling distance according to the movement of the robot, and the Z-axis according to the movement of the robot. Current robot using the gyro sensor that outputs the rotation angle data, the X-axis traveling distance and Y-axis traveling distance data output from the optical flow sensor, and the rotation angle of the Z-axis output from the gyro sensor. It includes a control unit for calculating the slip travel distance and the rotation angle in the vertical direction with respect to the moving direction of.

본 발명에서 상기 자이로 센서는 로봇청소기의 외측에 위치하고, 상기 광흐름 센서는 로봇청소기의 중앙에 위치하거나, 상기 자이로 센서는 로봇청소기의 중앙에 위치하고, 상기 광흐름 센서는 로봇청소기의 외측에 위치할 수 있다.In the present invention, the gyro sensor is located outside the robot cleaner, the light flow sensor is located in the center of the robot cleaner, the gyro sensor is located in the center of the robot cleaner, the light flow sensor is located outside the robot cleaner. Can be.

본 발명의 로봇청소기의 외력감지방법은 자이로 센서를 이용하여 로봇청소기가 회전한 방위각을 계산하는 단계와 현재 로봇 청소기가 위치한 방위각을 계산하는 단계와 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 X축 방향 및 Y축 방향의 이동거리를 계산하는 단계 및 상기 방위각과 상기 이동거리를 이용하여 현재 로봇청소기의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.The external force sensing method of the robot cleaner according to the present invention includes the steps of calculating the azimuth angle at which the robot cleaner is rotated using a gyro sensor, calculating the azimuth angle at which the robot cleaner is currently located, and the X axis at which the robot cleaner is moved using an optical flow sensor. Calculating a movement distance in a direction and a Y-axis direction, and calculating a position of a current robot cleaner using the azimuth angle and the movement distance.

본 발명은 컴퓨터에 자이로 센서를 이용하여 로봇청소기가 회전한 방위각을 계산하는 단계와 현재 로봇 청소기가 위치한 방위각을 계산하는 단계와 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 X축 방향 및 Y축 방향의 이동거리를 계산하는 단계 및 상기 방위각과 상기 이동거리를 이용하여 현재 로봇청소기의 위치를 계산하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함한다.The present invention is to calculate the azimuth angle rotated by the robot cleaner using a gyro sensor in the computer, and to calculate the azimuth angle at which the robot cleaner is currently located, and the X-axis direction and Y-axis direction in which the robot cleaner is moved by using the light flow sensor. And a computer readable recording medium having recorded thereon a program for executing the step of calculating the moving distance of the step and calculating the position of the current robot cleaner using the azimuth angle and the moving distance.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한 다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외력감지를 위한 센싱장치의 블록도이다.1 is a block diagram of a sensing device for sensing an external force according to an embodiment of the present invention.

상기 실시예에서, 센싱장치(100)는 광흐름 센서(Optical Flow Sensor)(101), 자이로 센서(102) 및 제어부(103)를 포함한다.In the above embodiment, the sensing device 100 includes an optical flow sensor 101, a gyro sensor 102, and a controller 103.

상기 실시예는, 이동중 외력에 의해 소정의 방향으로 외력이 발생하여 이동한 경우 이를 감지하는 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.The embodiment schematically illustrates an apparatus for detecting an external force generated in a predetermined direction by an external force during movement.

도 1을 참조하면, 상기 센싱장치(100)는 두 개의 센서를 구비하는데 하나는 이동체의 X축 및 Y축의 이동을 감지하는 광흐름 센서(101)이고, 다른 하나는 이동체가 회전하는 경우 회전각 또는 회전각속도를 센싱하는 자이로 센서(102)이다.Referring to FIG. 1, the sensing device 100 includes two sensors, one of which is an optical flow sensor 101 that detects movement of an X-axis and a Y-axis of a moving object, and the other is a rotation angle when the moving object rotates. Or a gyro sensor 102 for sensing the rotational angular velocity.

상기 광흐름 센서(101)는 이동체가 이동함에 따라 X축 또는 Y축 이동관련 펄스가 발생된다. 상기 펄스를 이용하여 X축 및 Y축의 이동거리를 알 수 있다.The optical flow sensor 101 generates an X-axis or Y-axis movement-related pulse as the moving body moves. By using the pulse, the movement distance of the X and Y axes can be known.

상기 자이로 센서(102)는 이동체가 회전하는 경우 회전각도나 회전각속도를 측정하는 것으로써, 상기 자이로 센서(102)를 이용하면 이동체의 회전각을 알아낼 수 있다.The gyro sensor 102 measures the rotational angle or the rotational angular velocity when the moving object rotates. When the gyro sensor 102 is used, the gyro sensor 102 can determine the rotational angle of the moving object.

상기 광흐름 센서(101) 및 상기 자이로 센서(102)는 이미 당업자에게 있어서 공지된 내용이므로 이에 대한 보다 구체적인 설명은 발명의 논지를 해할 우려가 있어서 생략하도록 한다.Since the light flow sensor 101 and the gyro sensor 102 are already known to those skilled in the art, a more detailed description thereof will be omitted since there is a risk of degrading the subject matter of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외력감지가 가능한 로봇청소기의 블록도이다.Figure 2 is a block diagram of a robot cleaner capable of detecting an external force according to an embodiment of the present invention.

상기 실시예에서, 로봇청소기(200)는 센서부(100), 로봇제어부(201) 및 맵핑부(202)를 포함한다.In the above embodiment, the robot cleaner 200 includes a sensor unit 100, a robot control unit 201 and a mapping unit 202.

상기 실시예는, 로봇청소기(200)가 이동도중 외력을 받았을 때 이를 감시할 수 있는 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.The embodiment schematically shows an apparatus capable of monitoring the robot cleaner 200 when it receives an external force during the movement.

도 2를 참조하면, 상기 로봇청소기(200)는 도 1에서 설명한 센싱장치(100)를 센서부로 포함한다. 상기 센서부(100)는 로봇이 소정의 영역을 청소하기 위해서 특정목표를 향하여 이동을 하면 상기 센서부(100)내의 광흐름 센서(101)를 이를 인식하여 이동방향에 대한 특정펄스를 생성한다. 즉, Y축 또는 X축 방향으로 이동을 하는 경우 해당 펄스파를 발생하게 되는 데 본 발명의 실시예에서는 로봇청소기(200)가 Y축방향으로 이동을 하는 도중 X축 방향으로 외력을 받는다고 가정을 한다.Referring to FIG. 2, the robot cleaner 200 includes the sensing device 100 described with reference to FIG. 1 as a sensor unit. The sensor unit 100 recognizes the light flow sensor 101 in the sensor unit 100 and generates a specific pulse in the moving direction when the robot moves toward a specific target to clean a predetermined area. That is, when moving in the Y-axis or X-axis direction, the corresponding pulse wave is generated. In the embodiment of the present invention, it is assumed that the robot cleaner 200 receives an external force in the X-axis direction while moving in the Y-axis direction. Do it.

로봇청소기(200)가 Y축방향으로 이동을 하면, 상기 센서부(100) 내의 광흐름 센서(101)는 Y축 이동에 해당하는 펄스파를 생성한다. 제어부(103)는 이러한 신호를 받아서 로봇제어부(201)로 전송을 하면, 상기 로봇제어부(201)는 상기 신호에 따른 좌표값을 계산하여 맵핑부(202)에 저장된 지도와 해당위치를 대응시킨다.When the robot cleaner 200 moves in the Y-axis direction, the light flow sensor 101 in the sensor unit 100 generates a pulse wave corresponding to the Y-axis movement. When the controller 103 receives such a signal and transmits the signal to the robot controller 201, the robot controller 201 calculates a coordinate value according to the signal and associates the map stored in the mapping unit 202 with the corresponding position.

이때, 외부에서 X측 방향의 외력이 발생하면 로봇청소기(200)는 대각선으로 이동을 하게 된다. 이 경우 로봇청소기(200)는 회전을 할 경우도 발생하게 되는데, 상기 센서부(100)는 이러한 변위요소를 계산하게 된다. 즉, X축 방향 및 Y축 방향에 대한 이동변위는 광흐름 센서(101)에서 측정되고, 로봇청소기(200)의 회전각은 자이로 센서(102)에서 측정된다. 이렇게 측정된 데이터는 제어부(103)로 전송되고 상기 제어부(103)는 이러한 상기 데이터를 이용하여 실제 로봇청소기(200)가 이동한 위치를 계산하여 로봇제어부(200)로 전송을 하면, 상기 로봇제어부(200)는 해당 데이터를 이용하여 맵핑부(202)에 저장된 맵과 실제 위치를 대응시킨다.At this time, when an external force in the X-direction occurs from the outside, the robot cleaner 200 moves diagonally. In this case, the robot cleaner 200 also generates a rotation, and the sensor unit 100 calculates such a displacement element. That is, the displacement displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction is measured by the light flow sensor 101, and the rotation angle of the robot cleaner 200 is measured by the gyro sensor 102. The measured data is transmitted to the control unit 103 and the control unit 103 calculates a position where the actual robot cleaner 200 moves using the data and transmits the calculated position to the robot control unit 200. 200 associates the map stored in the mapping unit 202 with the actual location using the corresponding data.

이하, 상기 도 2에서 개시된 구성을 포함한 전체적인 로봇청소기의 구성을 살펴보도록 한다.Hereinafter, the configuration of the entire robot cleaner including the configuration disclosed in FIG. 2 will be described.

도 3은 본 발명에 따른 청소 로봇의 일 실시예를 나타낸 블록도로, 로봇제어부(201), 부제어부(410), 메모리부(420), 좌측바퀴 구동부(430), 좌측바퀴 구동용 모터(432), 제 1, 제 2 회전량 감시부(440, 460), 우측바퀴 구동부(450), 우측바퀴 구동용 모터(452), 청소 구동부(470), 집진용 모터(472), 브러시 구동부(480), 브러시 구동용 모터(482), 디스플레이부(484), 리모콘 센서(490), 조도 센서(400), 충전 및 배터리 감지부(310), 거리센서(320), 보조센서(330), 무접점 터치센서(340), 바닥센서(350), 광흐름 센서(101), 자이로 센서(102) 및 맵핑부(202)로 구성된다. 3 is a block diagram showing an embodiment of a cleaning robot according to the present invention, the robot controller 201, the sub-control unit 410, the memory unit 420, the left wheel drive unit 430, the left wheel driving motor 432 ), The first and second rotation amount monitoring unit 440, 460, the right wheel drive unit 450, the right wheel drive motor 452, the cleaning drive unit 470, the dust collecting motor 472, the brush drive unit 480 ), A brush driving motor 482, the display unit 484, the remote control sensor 490, the illumination sensor 400, the charging and battery detection unit 310, the distance sensor 320, the auxiliary sensor 330, no The contact touch sensor 340, the floor sensor 350, the light flow sensor 101, the gyro sensor 102, and the mapping unit 202 are configured.

부제어부(410)는 리모콘 센서(490), 조도 센서(400), 충전 및 배터리 감지부(410)와 각각 접속된다.The sub-control unit 410 is connected to the remote control sensor 490, the illumination sensor 400, the charging and battery detection unit 410, respectively.

동 도면에 있어서, 로봇제어부(201)는 부제어부(410), 메모리부(420), 좌측바퀴 구동부(430), 제 1, 제 2 회전량 감시부(440, 460), 우측바퀴 구동부(450), 청소 구동부(470), 브러시 구동부(480), 디스플레이부(484), 거리센서(320), 보조센서(330), 무접점 터치센서(340), 및 바닥센서(350)에 접속되어, 소정의 청소 알고리즘에 따라 청소의 진행을 제어한다.In the drawing, the robot controller 201 includes a sub-control unit 410, a memory unit 420, a left wheel drive unit 430, first and second rotation amount monitoring units 440 and 460, and a right wheel drive unit 450. ), The cleaning driving unit 470, the brush driving unit 480, the display unit 484, the distance sensor 320, the auxiliary sensor 330, the contactless touch sensor 340, and the bottom sensor 350, The progress of cleaning is controlled in accordance with a predetermined cleaning algorithm.

상기 부제어부(410)는 리모콘 센서(490), 조도 센서(400), 충전 및 배터리 감지부(410)와 각각 접속되어, 로봇제어부(401)의 제어 기능을 보조한다. 예로, 부제어부(410)는 리모콘 센서(490)로부터 제공되는 리모콘 신호, 조도 센서(400)로부터 제공되는 외부의 밝기 정보, 충전 및 배터리 감지부(310)로부터 제공되는 배터리 상태 정보를 각기 받아 로봇제어부(201)로 보고한다.The sub-control unit 410 is connected to the remote control sensor 490, the illumination sensor 400, the charging and battery detection unit 410, respectively, to assist the control function of the robot controller 401. For example, the sub-control unit 410 receives the remote control signal provided from the remote control sensor 490, the external brightness information provided from the illuminance sensor 400, and the battery state information provided from the charging and battery detecting unit 310, respectively. Report to the control unit 201.

상기 메모리부(420)는 로봇제어부(201)에 의해 제어되어, 청소 로봇이 청소도중 발생하는 메모리 맵, 청소 로봇의 현재 위치, 방전체의 크기, 및 모서리의 위치 정보 등을 저장한다.The memory unit 420 is controlled by the robot control unit 201 to store a memory map generated during the cleaning robot cleaning, the current position of the cleaning robot, the size of the discharge body, the position information of the corner, and the like.

상기 좌측바퀴 구동부(430)는 로봇제어부(201)의 제어에 따라 좌측바퀴 구동용 모터(432)의 구동을 제어하여, 전방 좌측에 설치된 바퀴를 구동시킴으로써 청소 로봇의 좌측 이동을 관장한다.The left wheel driving unit 430 controls the driving of the left wheel driving motor 432 under the control of the robot control unit 201 to drive the left side of the cleaning robot by driving the wheel installed on the front left side.

상기 제 1 회전량 감시부(440)는 좌측바퀴의 회전량에 따라 좌측바퀴의 이동한 거리를 측정하여 로봇제어부(201)로 전달한다.The first rotation amount monitoring unit 440 measures the moved distance of the left wheel according to the rotation amount of the left wheel and transmits it to the robot controller 201.

상기 우측바퀴 구동부(450)는 로봇제어부(201)의 제어에 따라 우측바퀴 구동용 모터(452)의 구동을 제어하여, 전방 우측에 설치된 바퀴를 구동시킴으로써 청소 로봇의 우측 이동을 관장한다.The right wheel driving unit 450 controls the driving of the right wheel driving motor 452 under the control of the robot control unit 201 to drive the right movement of the cleaning robot by driving the wheel installed on the front right side.

상기 제 2 회전량 감시부(460)는 우측바퀴의 회전량에 따라 우측바퀴의 이동 한 거리를 측정하여 로봇제어부(201)로 전달한다.The second rotation amount monitoring unit 460 measures the distance traveled by the right wheel according to the rotation amount of the right wheel and transmits it to the robot controller 201.

상기 청소 구동부(470)는 로봇제어부(201)의 제어에 따라 집진용 모터(472)의 구동을 제어하여, 바닥의 오물이나 먼지 등이 소정의 흡입구 또는 흡입관을 통해 집진실로 들어가도록 한다.The cleaning driving unit 470 controls the driving of the dust collecting motor 472 under the control of the robot control unit 201 to allow dirt or dust on the floor to enter the dust collecting chamber through a predetermined suction port or suction pipe.

상기 브러시 구동부(480)는 로봇제어부(201)의 제어에 따라 브러시 구동용 모터(482)의 구동을 제어하여, 청소 로봇의 바닥에 설치된 브러시를 구동해서 바닥의 오물이나 먼지 등을 쓸어 담거나 카페트 등을 턴다.The brush driver 480 controls the driving of the brush driving motor 482 under the control of the robot controller 201, and drives the brush installed on the floor of the cleaning robot to sweep dirt or dust on the floor or carpet. Turn your back.

상기 디스플레이부(484)는 로봇제어부(201)의 제어에 따라 청소 로봇의 각종 상태를 표시하거나 청소 시간에 관련된 정보 등을 표시한다.The display unit 484 displays various states of the cleaning robot or information related to the cleaning time under the control of the robot controller 201.

상기 거리센서(320)는 3개의 센서로 구성되어, 청소 로봇의 전방 및 좌우에 각기 설치된다. 각 센서는 외부로 신호를 송출하고 반사된 신호를 수신함으로써 청소 로봇 주위의 벽이나 장애물의 거리를 탐지하여 로봇제어부(201)로 보고한다.The distance sensor 320 is composed of three sensors, respectively installed in front and left and right of the cleaning robot. Each sensor transmits a signal to the outside and receives the reflected signal to detect and report the distance of the wall or obstacle around the cleaning robot to the robot controller 201.

상기 보조센서(330)는 적외선을 출사한 적외선 발광소자와 반사광을 수신하는 수광 소자로 구성되는 적외선 센서 8개로 구성되어, 청소 로봇의 전방 좌측, 우측에 3개씩, 청소 로봇의 바닥 좌측, 우측 1개씩 총 8개가 설치된다. 이 보조센서(330)는 거리센서(320)를 보좌하여 청소 로봇의 구동이 더욱 원활하도록 한다.The auxiliary sensor 330 is composed of eight infrared sensors composed of an infrared light emitting element that emits infrared light and a light receiving element that receives the reflected light, three on the front left and right sides of the cleaning robot, the bottom left and right 1 of the cleaning robot. A total of eight will be installed. The auxiliary sensor 330 assists the distance sensor 320 to more smoothly drive the cleaning robot.

상기 무접점 터치센서(340)는 충돌 센서로서, 거리센서(320)와 보조센서(330)가 탐지하지 못하는 장애물이나 벽, 갑작스러운 충돌 발생 등을 검출하여 로봇제어부(201)로 보고한다.The contactless touch sensor 340 is a collision sensor and detects and reports an obstacle, a wall, a sudden collision, etc. which the distance sensor 320 and the auxiliary sensor 330 do not detect and reports to the robot controller 201.

상기 바닥센서(350)는 청소 로봇의 바닥 좌측, 우측에 각기 설치되어, 계단 이나 바닥의 패인 곳 등으로 청소 로봇이 떨어지지 않도록 한다.The floor sensor 350 is installed on the bottom left and right sides of the cleaning robot, respectively, so that the cleaning robot does not fall to the stairs or the pit of the floor.

상기 자이로 센서(102), 상기 광흐름 센서(101) 및 맵핑부(202)는 상기 도 1 및 도 2에서 이미 설명하였으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.Since the gyro sensor 102, the light flow sensor 101, and the mapping unit 202 have been described above with reference to FIGS. 1 and 2, a detailed description thereof will be omitted.

상기 광흐름 센서(101) 및 자이로 센서(102)는 다양한 위치에 위치할 수 있으나, 도 4a에서와 같이 로봇청소기(200) 중앙에 광흐름 센서(101)가 위치하고, 외측에 자이로 센서(102)가 위치할 수 있으나, 도 4b에서와 같이 로봇청소기(200) 중앙에 자이로 센서(102)가 위치하고, 외측에 광흐름 센서(101)가 위치할 수 있다.The light flow sensor 101 and the gyro sensor 102 may be located at various positions, but as shown in FIG. 4A, the light flow sensor 101 is positioned at the center of the robot cleaner 200, and the gyro sensor 102 is located at the outside. May be located, the gyro sensor 102 is located in the center of the robot cleaner 200, as shown in Figure 4b, the light flow sensor 101 may be located outside.

이하, 이동시 외력이 발생한 경우 이에 대한 정확한 위치를 판단하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the process of determining the exact position of the external force occurs when moving as follows.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외력발생시 현재 위치를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of determining a current position when an external force is generated according to an embodiment of the present invention.

단계 501은 자이로 센서로 부터 방위각의 변화를 계산하는 과정으로써, 도 6을 참조하면, 현재 로봇청소기가 (xt-1, yt-1, θt-1)의 위치에서 (xt, yt, θt)로 이동하였음을 알 수 있다. 방위각은 θt-1 에서 θt로 이동함을 알 수 있는데, 자이로 센서를 이용하여 △θ(방위각 변화량)에 대한 데이터를 알 수 있다.Step 501 is a process of calculating a change in the azimuth angle from the gyro sensor. Referring to FIG. 6, the robot cleaner is at the position of (x t-1 , y t-1 , θ t-1 ) and (x t , y t , θ t ) can be seen. It can be seen that the azimuth moves from θ t-1 to θ t, and data on Δθ (azimuth angle change) can be obtained using a gyro sensor.

단계 502는 현재 방위각을 계산하는 과정으로써, 실제 로봇청소기가 회전하여 위치하고 있는 방위각을 계산하는 과정이다. 이는 이전 방위각에 방위각 변화량을 합산하여 계산된다. 즉, 현재 방위각 θt(현재 방위각)=θt-1(이전 방위각) + △θ(방위각 변화량)으로 계산될 수 있다.Step 502 is a process of calculating the current azimuth angle, which is a process of calculating the azimuth angle in which the actual robot cleaner is rotated. This is calculated by adding the azimuth change amount to the previous azimuth. That is, it can be calculated as the current azimuth angle θ t (current azimuth angle) = θ t-1 (previous azimuth angle) + Δθ (azimuth angle change amount).

단계 503은 현재 X축 및 Y축 좌표를 계산하는 과정으로써, 광흐름 센서에서 발생하는 펄스파를 이용하여 현재 좌표를 계산한다. 현재 x축 위치 xt = xt-1 + OFSxcosθt + OSFysinθt 로써 계산되고, 현재 y축 위치는 yt = yt-1 + OFSycosθt + OSFxsinθt 로 계산된다. 상기에서 OFSx 및 OFSy는 광흐름 센서에서 발생되는 x 또는 y축 델타펄스이다.Step 503 is a process of calculating the current X-axis and Y-axis coordinates, and calculates the current coordinates using pulse waves generated by the light flow sensor. The current x-axis position is calculated as x t = x t-1 + OFS x cosθ t + OSF y sinθ t , and the current y-axis position is calculated as y t = y t-1 + OFS y cosθ t + OSF x sinθ t . . OFS x and OFS y are x or y-axis delta pulses generated in the light flow sensor.

단계 504는 현 위치를 계산하는 과정으로써, 상기 식들에 의해서 현재 이동한 x,y 축 위치와 회전한 각도를 계산함으로써 정확한 위치파악이 가능하다.Step 504 is a process of calculating the current position, and the exact position can be determined by calculating the x and y axis position and the rotated angle that are currently moved by the above equations.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자이로 센서만 사용할 경우 감지할 수 없었던 진행거리를 광흐름 센서로 계산하여, 정확한 추측항법을 수행할 수 있다.As described above, according to the present invention, an accurate dead reckoning may be performed by calculating a traveling distance that could not be detected using only a gyro sensor using an optical flow sensor.

Claims (12)

로봇의 움직임에 따라 X축 진행거리와 Y축 진행거리의 데이터가 출력되는 광흐름 센서; An optical flow sensor that outputs data of an X axis travel distance and a Y axis travel distance according to the movement of the robot; 로봇의 움직임에 따라 Z축에 대한 회전각속도에 대한 데이터가 출력되는 자이로 센서; 및A gyro sensor that outputs data on rotational angular velocity with respect to the Z axis according to the movement of the robot; And 상기 광흐름 센서에서 출력되는 X축 진행거리 및 Y축 진행거리 데이터 및 상기 자이로 센서에서 출력되는 Z축에 대한 회전각속도에 대한 데이터를 이용하여 현재 로봇의 이동방향에 대한 수직방향의 슬립 진행거리 및 회전각도를 계산하는 제어부를 포함하는 외력감지를 위한 센싱장치.Slip travel distance in the vertical direction with respect to the moving direction of the robot by using the X-axis travel distance and Y-axis travel distance data output from the optical flow sensor and the data on the rotational angular velocity with respect to the Z axis output from the gyro sensor and Sensing device for detecting the external force including a control unit for calculating the rotation angle. 로봇의 움직임에 따라 X축 진행거리와 Y축 진행거리의 데이터가 출력되는 광흐름 센서와 로봇의 움직임에 따라 Z축에 대한 회전각속도에 대한 데이터가 출력되는 자이로 센서 및 상기 광흐름 센서에서 출력되는 X축 진행거리 및 Y축 진행거리 데이터 및 상기 자이로 센서에서 출력되는 Z축에 대한 회전각속도에 대한 데이터를 이용하여 현재 로봇의 이동방향에 대한 수직방향의 슬립 진행거리 및 회전각도를 계산하는 제어부를 포함하는 센서부;The optical flow sensor outputs data of the X-axis traveling distance and the Y-axis traveling distance according to the movement of the robot, and the gyro sensor and the optical flow sensor outputting data on the rotational angular velocity of the Z-axis according to the movement of the robot. The control unit calculates the slip progression distance and the rotation angle in the vertical direction with respect to the movement direction of the robot by using the X-axis travel distance and the Y-axis travel distance data and the data about the rotation angle velocity with respect to the Z axis output from the gyro sensor. Sensor unit comprising; 현재 청소영역에 대한 지도정보를 포함하는 맵핑부; 및A mapping unit including map information on a current cleaning area; And 상기 센서부에 의해 인식된 현재 위치와 상기 맵핑부에 저장된 지도와 좌표를 일치시키는 로봇제어부를 포함하는 외력감지가 가능한 로봇청소기.And a robot controller configured to match a current position recognized by the sensor unit and coordinates with a map stored in the mapping unit. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 자이로 센서는 로봇청소기의 외측에 위치하고, 상기 광흐름 센서는 로봇청소기의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 외력감지가 가능한 로봇청소기.The gyro sensor is located on the outside of the robot vacuum cleaner, the optical flow sensor is a robot cleaner capable of detecting external force, characterized in that located in the center of the robot cleaner. 제 2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 자이로 센서는 로봇청소기의 중앙에 위치하고, 상기 광흐름 센서는 로봇청소기의 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 외력감지가 가능한 로봇청소기.The gyro sensor is located in the center of the robot cleaner, the light flow sensor is a robot cleaner capable of detecting external force, characterized in that located on the outside of the robot cleaner. 자이로 센서를 이용하여 로봇청소기가 회전한 방위각을 계산하는 단계;Calculating an azimuth of rotation of the robot cleaner using a gyro sensor; 현재 로봇 청소기가 위치한 방위각을 계산하는 단계;Calculating an azimuth angle at which the current robot cleaner is located; 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 X축 방향 및 Y축 방향의 이동거리를 계산하는 단계; 및Calculating a moving distance in the X-axis direction and the Y-axis direction in which the robot cleaner moves using the light flow sensor; And 상기 방위각과 상기 이동거리를 이용하여 현재 로봇청소기의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 로봇청소기의 외력감지방법.And calculating a position of the current robot cleaner using the azimuth and the movement distance. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 현재 로봇 청소기가 위치한 방위각을 계산하는 방법은 다음 식에 의하는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 외력감지방법.The method of calculating the azimuth angle at which the current robot cleaner is located is an external force sensing method of the robot cleaner, characterized by the following equation.
Figure 112006081811942-PAT00001
Figure 112006081811942-PAT00001
 단,
Figure 112006081811942-PAT00002
는 이동 이전에 로봇 청소기가 위치한 방위각이며,
Figure 112006081811942-PAT00003
는 현재 로봇 청소기가 이동한 방위각이다.only,
Figure 112006081811942-PAT00002
Is the azimuth angle where the robot cleaner is located prior to movement,
Figure 112006081811942-PAT00003
Is the azimuth angle that the robot cleaner has moved. 제 5항에 있어서, 상기 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 X축 방향의 이동거리를 계산하는 방법은 다음식에 의한 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 외력감지방법.The method of claim 5, wherein the method for calculating the moving distance in the X-axis direction of the robot cleaner by using the optical flow sensor is as follows.
Figure 112006081811942-PAT00004
Figure 112006081811942-PAT00004
 (단, 상기에서
Figure 112006081811942-PAT00005
은 이전 x축 위치이고, OFSx는 x축 델타펄스이며, OFSy는 y축 델타펄스이고,
Figure 112006081811942-PAT00006
는 회전한 방위각을 나타낸다.)(Wherein
Figure 112006081811942-PAT00005
Is the previous x-axis position, OFS x is the x-axis delta pulse, OFS y is the y-axis delta pulse,
Figure 112006081811942-PAT00006
Represents the rotated azimuth angle.) 제 5항에 있어서, 상기 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 Y축 방향의 이동거리를 계산하는 방법은 다음식에 의한 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 외력감지방법.The method of claim 5, wherein the method for calculating the moving distance in the Y-axis direction of the robot cleaner by using the optical flow sensor is performed by the following equation.
Figure 112006081811942-PAT00007
Figure 112006081811942-PAT00007
 (단, 상기에서
Figure 112006081811942-PAT00008
은 이전 x축 위치이고, OFSx는 x축 델타펄스이며, OFSy는 y축 델타펄스이고,
Figure 112006081811942-PAT00009
는 회전한 방위각을 나타낸다.)(Wherein
Figure 112006081811942-PAT00008
Is the previous x-axis position, OFS x is the x-axis delta pulse, OFS y is the y-axis delta pulse,
Figure 112006081811942-PAT00009
Represents the rotated azimuth angle.) 컴퓨터에 자이로 센서를 이용하여 로봇청소기가 회전한 방위각을 계산하는 단계; 현재 로봇 청소기가 위치한 방위각을 계산하는 단계; 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 X축 방향 및 Y축 방향의 이동거리를 계산하는 단계; 및 상기 방위각과 상기 이동거리를 이용하여 현재 로봇청소기의 위치를 계산하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.Calculating azimuth of rotation of the robot cleaner using a gyro sensor in a computer; Calculating an azimuth angle at which the current robot cleaner is located; Calculating a moving distance in the X-axis direction and the Y-axis direction in which the robot cleaner moves using the light flow sensor; And calculating a position of a current robot cleaner by using the azimuth angle and the movement distance. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 현재 로봇 청소기가 위치한 방위각을 계산하는 방법은 다음 식에 의하는 것을 특징으로 하는 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.The method of calculating the azimuth angle at which the current robot cleaner is located is a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for execution according to the following equation.
Figure 112006081811942-PAT00010
Figure 112006081811942-PAT00010
 단,
Figure 112006081811942-PAT00011
는 이동 이전에 로봇 청소기가 위치한 방위각이며,
Figure 112006081811942-PAT00012
는 현재 로봇 청소기가 이동한 방위각이다.only,
Figure 112006081811942-PAT00011
Is the azimuth angle where the robot cleaner is located prior to movement,
Figure 112006081811942-PAT00012
Is the azimuth angle that the robot cleaner has moved. 제 9항에 있어서, 상기 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 X축 방향의 이동거리를 계산하는 방법은 다음식에 의한 것을 특징으로 하는 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.10. The computer-readable recording medium of claim 9, wherein the method for calculating the moving distance in the X-axis direction of the robot cleaner by using the optical flow sensor is as follows. .
Figure 112006081811942-PAT00013
Figure 112006081811942-PAT00013
 (단, 상기에서
Figure 112006081811942-PAT00014
은 이전 x축 위치이고, OFSx는 x축 델타펄스이며, OFSy는 y축 델타펄스이고,
Figure 112006081811942-PAT00015
는 회전한 방위각을 나타낸다.)(Wherein
Figure 112006081811942-PAT00014
Is the previous x-axis position, OFS x is the x-axis delta pulse, OFS y is the y-axis delta pulse,
Figure 112006081811942-PAT00015
Represents the rotated azimuth angle.) 제 9항에 있어서, 상기 광흐름 센서를 이용하여 로봇청소기가 이동한 Y축 방향의 이동거리를 계산하는 방법은 다음식에 의한 것을 특징으로 하는 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.10. The computer-readable recording medium of claim 9, wherein the method for calculating the movement distance in the Y-axis direction of the robot cleaner by using the optical flow sensor is as follows. .
Figure 112006081811942-PAT00016
Figure 112006081811942-PAT00016
 (단, 상기에서
Figure 112006081811942-PAT00017
은 이전 x축 위치이고, OFSx는 x축 델타펄스이며, OFSy는 y축 델타펄스이고,
Figure 112006081811942-PAT00018
는 회전한 방위각을 나타낸다.)(Wherein
Figure 112006081811942-PAT00017
Is the previous x-axis position, OFS x is the x-axis delta pulse, OFS y is the y-axis delta pulse,
Figure 112006081811942-PAT00018
Represents the rotated azimuth angle.)
KR1020060110061A 2006-11-08 2006-11-08 Sensing method of robot cleaner, recording medium and robot cleaner KR20080041890A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060110061A KR20080041890A (en) 2006-11-08 2006-11-08 Sensing method of robot cleaner, recording medium and robot cleaner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060110061A KR20080041890A (en) 2006-11-08 2006-11-08 Sensing method of robot cleaner, recording medium and robot cleaner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080041890A true KR20080041890A (en) 2008-05-14

Family

ID=39648837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060110061A KR20080041890A (en) 2006-11-08 2006-11-08 Sensing method of robot cleaner, recording medium and robot cleaner

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080041890A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190060450A (en) * 2017-11-24 2019-06-03 (주)한국전자기술 Portable Sterilizer
WO2020000320A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 广州艾若博机器人科技有限公司 Optical flow sensor-based speed measuring method and apparatus, slip detecting method and apparatus, mobile electronic device, and path correcting method and apparatus
WO2021141199A1 (en) * 2020-01-10 2021-07-15 Lg Electronics Inc. Robot cleaner and method for controlling the same
CN114355920A (en) * 2021-12-27 2022-04-15 深圳市银星智能科技股份有限公司 Method and device for controlling traveling direction, intelligent equipment and storage medium

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190060450A (en) * 2017-11-24 2019-06-03 (주)한국전자기술 Portable Sterilizer
WO2020000320A1 (en) * 2018-06-28 2020-01-02 广州艾若博机器人科技有限公司 Optical flow sensor-based speed measuring method and apparatus, slip detecting method and apparatus, mobile electronic device, and path correcting method and apparatus
WO2021141199A1 (en) * 2020-01-10 2021-07-15 Lg Electronics Inc. Robot cleaner and method for controlling the same
CN114355920A (en) * 2021-12-27 2022-04-15 深圳市银星智能科技股份有限公司 Method and device for controlling traveling direction, intelligent equipment and storage medium
CN114355920B (en) * 2021-12-27 2024-02-02 深圳银星智能集团股份有限公司 Control method and device for traveling direction, intelligent equipment and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11960304B2 (en) Localization and mapping using physical features
KR102502219B1 (en) Drift control method due to carpet during robot movement, chip and cleaning robot
AU2017276408B2 (en) Cleaning robot and method of surmounting obstacle
EP1368715B1 (en) Method and device for determining position of an autonomous apparatus
KR100772912B1 (en) Robot using absolute azimuth and method for mapping by the robot
CN108354524B (en) Automatic cleaning machine and control method thereof
KR0168189B1 (en) Control method and apparatus for recognition of robot environment
KR101338143B1 (en) Apparatus and Method for Detecting Slip of a Mobile Robot
CN109506652B (en) Optical flow data fusion method based on carpet migration and cleaning robot
KR20040086940A (en) Mobile robot in using image sensor and his mobile distance mesurement method
EP3738495B1 (en) Robotic vacuum cleaner and control method therefor
CN112204486A (en) Time-of-flight sensor arrangement for robot navigation and method for positioning using the same
KR20080041890A (en) Sensing method of robot cleaner, recording medium and robot cleaner
KR100904769B1 (en) Detecting device of obstacle and method thereof
KR20180085154A (en) Robot cleaner
JP2010262461A (en) Mobile object
KR101359380B1 (en) Sensing Method of Robot Cleaner, Recording Medium and Robot Cleaner
KR20090019564A (en) Apparatus for returning of robot cleaner system and returning method thereof
JP2005346477A (en) Autonomous travelling body
CN114305202B (en) Self-walking device and control method thereof
KR100963755B1 (en) A sensing and countermoving method for restrictive condition of automatic vacuum cleaner
CN113260293B (en) Robot cleaner having distance sensor for estimating speed of robot cleaner
EP4385680A1 (en) Robot device and robot control method
US20210404804A1 (en) Movable device and method for sensing inclination of distance sensor attached to movable device
JP2022182100A (en) Autonomous travel type robot

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination