KR20090076721A - Method for obtaining location of cleaning robot - Google Patents

Method for obtaining location of cleaning robot Download PDF

Info

Publication number
KR20090076721A
KR20090076721A KR1020080002810A KR20080002810A KR20090076721A KR 20090076721 A KR20090076721 A KR 20090076721A KR 1020080002810 A KR1020080002810 A KR 1020080002810A KR 20080002810 A KR20080002810 A KR 20080002810A KR 20090076721 A KR20090076721 A KR 20090076721A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
robot cleaner
communication module
local area
distance
wireless local
Prior art date
Application number
KR1020080002810A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강태욱
Original Assignee
주식회사 대우일렉트로닉스
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 주식회사 대우일렉트로닉스 filed Critical 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority to KR1020080002810A priority Critical patent/KR20090076721A/en
Publication of KR20090076721A publication Critical patent/KR20090076721A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F7/00—Signs, name or number plates, letters, numerals, or symbols; Panels or boards
    • G09F7/02—Signs, plates, panels or boards using readily-detachable elements bearing or forming symbols
    • G09F7/08—Signs, plates, panels or boards using readily-detachable elements bearing or forming symbols the elements being secured or adapted to be secured by means of grooves, rails, or slits
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F15/00—Boards, hoardings, pillars, or like structures for notices, placards, posters, or the like
    • G09F15/0006—Boards, hoardings, pillars, or like structures for notices, placards, posters, or the like planar structures comprising one or more panels
    • G09F15/0012—Boards, hoardings, pillars, or like structures for notices, placards, posters, or the like planar structures comprising one or more panels frames therefor
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F15/00—Boards, hoardings, pillars, or like structures for notices, placards, posters, or the like
    • G09F15/0006—Boards, hoardings, pillars, or like structures for notices, placards, posters, or the like planar structures comprising one or more panels
    • G09F15/0018—Boards, hoardings, pillars, or like structures for notices, placards, posters, or the like planar structures comprising one or more panels panel clamping or fastening means
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F7/00—Signs, name or number plates, letters, numerals, or symbols; Panels or boards
    • G09F7/18—Means for attaching signs, plates, panels, or boards to a supporting structure
    • G09F2007/1843—Frames or housings to hold signs
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F7/00—Signs, name or number plates, letters, numerals, or symbols; Panels or boards
    • G09F7/18—Means for attaching signs, plates, panels, or boards to a supporting structure
    • G09F2007/1847—Brackets to grip the sign board

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)

Abstract

A method for recognizing a location of a robot cleaner is provided to clean rapidly and efficiently a region by indicating a movement region, a restricted region etc, and to find the own location of the robot cleaner correctly. A method for recognizing a location of a robot cleaner includes the following steps of: setting up a coordinate of a wireless local area communications module(S10); calculating distance of the robot cleaner and the wireless local area communications module when the coordinate of the wireless local area communications module is set up(S12); calculating the coordinate of the robot cleaner by using a distance value of the wireless local area communications module(S14); and making a movement map of the robot cleaner according to the coordinate of the robot cleaner(S16).

Description

로봇 청소기의 위치 인식 방법 {Method for obtaining location of cleaning robot} Location recognition method for robot cleaner {Method for obtaining location of cleaning robot}

본 발명은 로봇청소기의 위치 인식 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초광대역 무선디지털 펄스 모듈과의 통신을 통해 로봇청소기의 좌표를 얻음으로써 로봇 청소기의 위치를 인식하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for recognizing a location of a robot cleaner, and more particularly, to a method for recognizing a location of a robot cleaner by obtaining coordinates of a robot cleaner through communication with an ultra-wideband wireless digital pulse module.

일반적으로 로봇 청소기는 일정한 경로패턴에 따라 청소하도록 프로그램되어 있다. 즉 로봇 청소기가 미리 프로그램된 여러 패턴 중에서 골라서 작동하거나, 장애물을 만나면 자동으로 패턴을 변경하여 청소하기도 한다. 로봇 청소기는 초음파 센서나 적외선 센서 등을 장착하여 장애물 충돌을 방지하고 낮은 지역으로의 추락을 방지하도록 구성된다. 충돌 방지나 추락 방지 외에도 청소기의 청소 루트를 결정할 수 있도록 위치 인식을 위한 여러 가지 장치들이 구비되어야 한다.In general, the robot cleaner is programmed to clean according to a certain path pattern. In other words, the robot cleaner works by selecting one of several pre-programmed patterns or automatically changes and cleans a pattern when it encounters an obstacle. The robot cleaner is equipped with an ultrasonic sensor or an infrared sensor to prevent obstacle collision and to prevent falling to a low area. In addition to collision avoidance and fall prevention, various devices for location recognition should be provided to determine the cleaning route of the cleaner.

또한 구석구석 청소를 하기 위해 위치 인식 장치들이 구비될 수 있다. 이를 위해서 적외선이나 초음파 센서 등을 실내에 구비하기도 한다.Location recognition devices may also be provided for every corner cleaning. To this end, an infrared or ultrasonic sensor may be provided indoors.

그러나, 적외선이나 초음파 센서는 중간에 장애물이 있으면 신호가 로봇 청소기까지 도달하지 못하게 되고, 로봇 청소기의 특성상 완전히 개방된 환경에서 돌아다니는 것이 아니라 식탁 및 소파 등의 집안 가구들 사이를 돌아다녀야 하므로 위치를 정확하게 파악하기 어려운 문제점이 있다. 위치를 정확하게 파악하지 못하므로써 중복적으로 청소되는 부분과 전혀 청소가 수행되지 않은 부분이 생길 수 있다.However, infrared or ultrasonic sensors cannot reach the robot cleaner if there is an obstacle in the middle, and because of the characteristics of the robot cleaner, it is necessary to move between household furniture such as a dining table and sofa instead of walking in a completely open environment. There is a problem that is difficult to grasp. By not knowing the location correctly, there may be areas of overlapping cleaning and areas of no cleaning at all.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 임의의 공간 내에서 청소기의 이동 위치를 정확하게 인식할 수 있는 로봇 청소기의 위치 인식 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method for recognizing a location of a robot cleaner capable of accurately recognizing a moving position of a cleaner in an arbitrary space.

이러한 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 로봇 청소기의 위치 인식 방법은 a) 무선 근거리 통신 모듈의 좌표를 설정하는 단계; (b) 상기 무선 근거리 통신 모듈의 좌표가 설정되면, 상기 무선 근거리 통신 모듈과 로봇 청소기 사이의 거리를 계산하는 단계; (c) 상기 산출된 로봇청소기와 무선 근거리 통신 모듈과의 거리값을 이용하여 로봇 청소기의 좌표를 산출하는 단계; 및 (d) 상기 로봇청소기의 좌표에 따라 로봇 청소기의 이동 지도를 작성하는 단계를 포함한 다.In order to solve the technical problem of the present invention, a method for recognizing a position of a robot cleaner according to the present invention includes the steps of: a) setting coordinates of a wireless local area communication module; (b) calculating a distance between the wireless local area communication module and the robot cleaner when the coordinates of the wireless local area communication module are set; (c) calculating coordinates of the robot cleaner using the calculated distance value between the robot cleaner and the wireless local area communication module; And (d) creating a movement map of the robot cleaner according to the coordinates of the robot cleaner.

상기 (a) 단계에서 무선 근거리 통신 모듈의 좌표값 설정시 로봇 청소기의 좌표값에 변수를 정의하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include defining a variable in a coordinate value of the robot cleaner when setting the coordinate value of the wireless local area communication module in step (a).

상기 (b) 단계에서 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈간에 전파를 송수신함으로써 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.In step (b), the distance is measured by transmitting and receiving radio waves between the robot cleaner and the wireless local area communication module.

상기 전파는 초광대역(UWB: Ultra WideBand) 신호인 것을 특징으로 한다.The radio wave is characterized in that the ultra-wideband (UWB) signal.

상기 (c) 단계에서 각 장치들의 무선 근거리 통신 모듈의 높이를 고려하여 계산한다.In the step (c) it is calculated in consideration of the height of the wireless local area communication module of each device.

상기 (c)단계에서 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 중 어느 하나와의 관계 방정식은 다음 식을 만족하며,

Figure 112008001965799-PAT00001
상기 x는 x축 방향의 위치, 상기 y는 y축 방향의 위치, 상기 h는 로봇 청소기의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 k는 무선 근거리 통신 모듈의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 b는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리를 각각 나타낸다.In the step (c), the relationship equation between any one of the robot cleaner and the wireless local area communication module satisfies the following equation,
Figure 112008001965799-PAT00001
X is a position in the x-axis direction, y is a position in the y-axis direction, h is a position in the z-axis direction or height of the robot cleaner, k is a position in the z-axis direction, the height of the wireless local area communication module, b Represents a distance between the robot cleaner and the wireless local area communication module, respectively.

상기 (c)단계에서 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 중 다른 하나와의 관계 방정식은 다음 식을 만족하며,

Figure 112008001965799-PAT00002
상기 x는 x축 방향의 위치, 상기 y는 y축 방향의 위치, 상기 h는 로봇 청소기의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 k는 무선 근거리 통신 모듈의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 c는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리를 각각 나타낸다.In the step (c), the relationship equation between the robot cleaner and the other of the short range wireless communication module satisfies the following equation,
Figure 112008001965799-PAT00002
X is a position in the x-axis direction, y is a position in the y-axis direction, h is a position or height in the z-axis direction of the robot cleaner, k is a position or height in the z-axis direction of the wireless local area communication module, c Represents a distance between the robot cleaner and the wireless local area communication module, respectively.

상기 (c) 단계에서 상기 x 좌표는 아래의 식을 만족하며,In step (c), the x coordinate satisfies the following equation,

Figure 112008001965799-PAT00003
상기 a는 상기 두 개의 무선 근거리 통신 모듈 들 사이의 거리, 상기 b는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리, 상기 c는 상기 로봇 청소기와 다른 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리를 각각 나타낸다.
Figure 112008001965799-PAT00003
A denotes a distance between the two wireless short range communication modules, b denotes a distance between the robot cleaner and a wireless short range communication module, and c denotes a distance between the robot cleaner and another wireless short range communication module.

상기 (c) 단계에서 상기 y 좌표는 아래의 식을 만족하며,In the step (c), the y coordinate satisfies the following equation,

Figure 112008001965799-PAT00004
Figure 112008001965799-PAT00004

상기 a는 상기 두 개의 무선 근거리 통신 모듈 들 사이의 거리, 상기 b는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리, 상기 c는 상기 로봇 청소기와 다른 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리, 상기 h는 로봇 청소기의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 k는 무선 근거리 통신 모듈의 z 축 방향의 위치 즉 높이를 각각 나타낸다.A is a distance between the two wireless short range communication modules, b is a distance between the robot cleaner and a wireless short range communication module, c is a distance between the robot cleaner and another wireless short range communication module, and h is a robot The position or height in the z-axis direction of the cleaner, k denotes the position or height in the z-axis direction of the wireless local area communication module, respectively.

본 발명에 따른 로봇 청소기의 위치 인식 방법은 로봇 청소기와의 거리를 계산할 때 기준점이 되는 UWB 모듈을 2개만 설치하여도 되므로 비용이 적게드는 효과가 있다.The position recognition method of the robot cleaner according to the present invention has an effect of reducing costs because only two UWB modules serving as reference points may be installed when calculating a distance from the robot cleaner.

또한, 장애물이 있는 환경에서도 정확하게 로봇 청소기가 자신의 위치를 찾아낼 수 있도록 하며, 이동 거리를 시간에 따라 기록하므로써 로봇 청소기가 이동한 경로를 지도형태로 보관하여 로봇 청소기가 이동한 지역, 이동하지 않은 지역, 이동할 수 없는 지역 등을 표시해 효율적으로 빠르게 청소를 마무리 할 수 있게 한다.In addition, even in the presence of obstacles, the robot cleaner can accurately find its position, and by recording the moving distance according to the time, it keeps the route that the robot cleaner moved in the form of a map, so that the robot cleaner has not moved or moved. Unmarked areas, areas that cannot be moved, etc., can be cleaned up quickly and efficiently.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

로봇 청소기는 주행이 가능하도록 하는 이동 바퀴와 같은 주행수단을 구비하고, 실내 공간에서 무선으로 전파를 송수신하기 위한 무선 근거리 통신수단, 전기를 공급하는 전기수단을 기본적으로 구비하여야 한다.The robot cleaner should have a driving means such as a moving wheel to enable driving, and should basically include a wireless local area communication means for transmitting and receiving radio waves in an indoor space and an electric means for supplying electricity.

무선 근거리 통신수단으로는 초광대역 무선 디지털 펄스(Ultra WideBand, 이하 'UWB'라 칭함) 모듈 및 IEEE802.11, 블루투스, 지그비 등과 같이 근거리 무선통신 기술이 다양하게 연구되고 또 상용화되어 있다.As wireless short-range communication means, ultra-wideband digital pulse (Ultra WideBand) modules and short-range wireless communication technologies such as IEEE802.11, Bluetooth, ZigBee, and the like have been variously studied and commercialized.

상기 장치들은 기능이 서로 비슷하지만, 속도, 전력소모, 신뢰성, 비용적인 측면을 고려하여 시스템에 적용하는 바람직하다.The devices are similar in function to each other, but are preferably applied to the system in consideration of speed, power consumption, reliability, and cost.

본 발명에서는 속도, 전력소모, 거리 측정 정확도, 투과력면에서 장점이 많아 실내 거리 측정 센서로 각광을 받고 있는 UWB 기술을 예로 들어 설명하지만, 통신수단으로써 UWB로 한정하는 것이 아님을 유의하여야 한다.In the present invention, the UWB technology, which has been spotlighted as an indoor distance measuring sensor because of its advantages in terms of speed, power consumption, accuracy, and transmission power, is described as an example, but it should be noted that the communication means is not limited to UWB.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 위치 인식 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a position recognition system of the robot cleaner according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 로봇 청소기의 위치 인식 시스템은 청소하고자 하는 실내 구간에서 주행수단을 이용하여 이동하면서 청소하는 로봇 청소기(20)와, 로봇 청소 기(20)에 설치된 UWB 모듈 통신수단(미도시)과 신호를 송수신하는 UWB 모듈 1(11) 및 UWB 모듈 2(12)로 구성된다. 최소한의 모듈을 설치하기 위해 UWB 모듈을 로봇 청소기(20)가 동작하는 바닥의 높이에 설치할 수 있다. 그리고 로봇 청소기(20)가 두 UWB 모듈(11,12)을 잇는 직선을 넘어가지 않도록 청소하는 공간의 벽면에 배치해 놓을 수 있다.Referring to FIG. 1, the robot cleaner 20 may recognize the position recognition system of the robot cleaner while moving using a traveling means in an indoor section to be cleaned, and a UWB module communication means installed in the robot cleaner 20 (not shown). ) And UWB module 1 (11) and UWB module 2 (12) for transmitting and receiving signals. In order to install the minimum module, the UWB module may be installed at the height of the floor on which the robot cleaner 20 operates. In addition, the robot cleaner 20 may be disposed on a wall surface of the space for cleaning so that the robot cleaner 20 does not cross a straight line connecting the two UWB modules 11 and 12.

UWB는 초당 수천 ~ 수백만 횟수의 저출력 펄스로 이루어지며 대용량의 데이터를 0.5m/W 정도의 저전력으로 70m 까지 전송할 수 있다. 또한 땅속이나 벽면 뒤쪽으로도 통과되어 초고속 인터넷 접속은 물론 레이더 기능으로 특정 지역을 감시할 수 있다.UWB consists of thousands to millions of low-power pulses per second and can transmit large amounts of data up to 70m with a low power of 0.5m / W. It can also pass through the ground or behind a wall, allowing high-speed Internet access as well as radar to monitor specific areas.

도 1에서와 같이 UWB 모듈 2개를 이용하여 현재 청소기의 위치를 인식하기 위해서는 다음과 같은 방정식이 필요하다. 방정식의 이해를 돕기 위해 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2는 3차원에서 점과 점 사이의 거리를 계산하는 방정식을 설명하기 위한 도면이다. x축, y축, z축 세 방향을 고려하여 거리를 측정하여야 한다. 도 2에서 r(거리값)은

Figure 112008001965799-PAT00005
식에 대입하여 구할 수 있다.As shown in FIG. 1, the following equation is required to recognize the location of a current cleaner using two UWB modules. In order to help understand the equation, it will be described with reference to FIG. 2. 2 is a view for explaining an equation for calculating the distance between points in three dimensions. The distance shall be measured taking into account the three directions of x, y, and z axes. In Figure 2 r (distance value) is
Figure 112008001965799-PAT00005
Can be found by substituting in the equation.

도 3은 로봇 청소기와 무선 디지털 펄스 모듈간의 거리값을 이용하여 로봇 청소기의 좌표를 산출함을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, UWB 모듈 1(11)과 UWB 모듈 2(12) 중 어느 하나를 기준 좌표로 선정하여야 한다. 본 발명에서는 UWB 모듈 1(11)의 좌표를 (0,0,k)로 하여 기준좌표로 정한다. 여기서 k는 UWB 모듈의 높이를 고려하여 실제 전파송수신부(RF)가 설치되는 지점의 높이를 의미한다.3 is a view for explaining the calculation of the coordinates of the robot cleaner using the distance value between the robot cleaner and the wireless digital pulse module. Referring to FIG. 3, one of the UWB module 1 (11) and the UWB module 2 (12) should be selected as the reference coordinate. In the present invention, the coordinate of the UWB module 1 (11) is set as the reference coordinate with (0,0, k). Here k denotes the height of the point where the actual radio wave transceiver (RF) is installed in consideration of the height of the UWB module.

UWB 모듈 2(12)는 UWB 모듈 1(11)로부터 떨어진 거리(a)를 x 좌표에 대입하므로써 좌표는 (a,0.k)가 된다. 그리고 로봇 청소기(20)의 좌표는 (x,y,h)로 정의한다. 여기서 h는 로봇 청소기(20)에 설치된 전파송수신부의 실질적인 높이를 의미한다.The UWB module 2 (12) substitutes the distance a from the UWB module 1 (11) for the x coordinate so that the coordinate becomes (a, 0. k). And the coordinates of the robot cleaner 20 is defined as (x, y, h). Here, h means the actual height of the radio wave transmitter and receiver installed in the robot cleaner 20.

각 좌표의 변수가 정의된 상태에서, 각 장치들에 설치된 전파송수신부를 활용하여 UWB 모듈 1(11)과의 거리(b)와 UWB 모듈 2(12)와의 거리(c)를 측정하고 이 값들(a,b,c,k,h)을 아래 수학식에 대입하면 로봇 청소기(20)의 좌표가 산출된다.With the variables of each coordinate defined, measure the distance (c) between UWB module 1 (11) and the distance (c) between UWB module 2 (12) using the radio transmitters and receivers installed in the devices. Substituting a, b, c, k, h into the following equation calculates the coordinates of the robot cleaner 20.

한편, k,h는 각 장치들간의 거리가 아니고 각 장치들에 설치된 전파송수신부의 높이이기 때문에 별도로 측정할 필요는 없다.On the other hand, k, h does not need to be measured separately because it is not the distance between the devices, but the height of the radio wave receiver installed in each device.

즉, UWB 모듈 1(11)과 UWB 모듈 2(12) 사이의 거리를 "a"라 하고, UWB 모듈 1(11)과 로봇 청소기(20) 사이의 거리를 "b"라 하고, UWB 모듈 2(12)와 로봇 청소기(20) 사이의 거리를 "c"라 하고, UWB 모듈 1(11)과 UWB 모듈 2(12)의 높이를 "k"라 하고, 로봇 청소기(20)의 높이를 "h"라고 하였을 경우 로봇 청소기(20)의 좌표는 아래 수학식 들을 통해 구해질 수 있다.That is, the distance between the UWB module 1 (11) and the UWB module 2 (12) is referred to as "a", the distance between the UWB module 1 (11) and the robot cleaner 20 is referred to as "b", UWB module 2 The distance between the 12 and the robot cleaner 20 is "c", the height of the UWB module 1 (11) and the UWB module 2 (12) is "k", and the height of the robot cleaner 20 is "". h ", the coordinates of the robot cleaner 20 can be obtained through the following equations.

수학식 1은 UWB 모듈 1(11)과 로봇 청소기(20)와의 관계를 이용한 방정식이다.Equation 1 is an equation using the relationship between the UWB module 1 (11) and the robot cleaner 20.

Figure 112008001965799-PAT00006
Figure 112008001965799-PAT00006

수학식 2는 UWB 모듈 2(12)와 로봇 청소기(20)와의 관계를 이용한 방정식이다.Equation 2 is an equation using the relationship between the UWB module 2 (12) and the robot cleaner 20.

Figure 112008001965799-PAT00007
Figure 112008001965799-PAT00007

상기 수학식 1과 수학식 2로부터 아래 수학식 3이 도출된다Equation 3 below is derived from Equations 1 and 2 above.

수학식 3은 x 좌표값을 산출하기 위한 방정식이다.Equation 3 is an equation for calculating the x coordinate value.

Figure 112008001965799-PAT00008
Figure 112008001965799-PAT00008

x 좌표값을 수학식 1 또는 수학식 2에 대입하면 아래 수학식 4가 도출된다.Substituting the x coordinate value into Equation 1 or 2 results in Equation 4 below.

수학식 4는 y 좌표값을 산출하기 위한 방정식이다.Equation 4 is an equation for calculating the y coordinate value.

Figure 112008001965799-PAT00009
Figure 112008001965799-PAT00009

상기와 같이 로봇 청소기(20)의 x,y 좌표가 산출되면 이 좌표값에 따라 이동 경로를 지도형태로 제공할 수 있다. When the x, y coordinates of the robot cleaner 20 are calculated as described above, the movement route may be provided in a map form according to the coordinate values.

이하, 본 발명에 따른 로봇 청소기의 위치 인식 과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, a position recognition process of the robot cleaner according to the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 위치 인식 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 기준점을 설정하기 위해 UWB 모듈의 좌표를 설정한다(S10). UWB 모듈의 좌표값 설정시 로봇 청소기의 좌표값에 변수를 정의해 놓는다. 일반적으로 3차원 공간에서의 좌표는 X,Y,Z 을 사용하므로 높이(h)를 제외한 나머지 변수는 x,y로 정의한다. 높이 h는 로봇 청소기의 높이를 의미하는 상수이다.4 is a flowchart illustrating a method of recognizing a location of a robot cleaner according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, in order to set a reference point, coordinates of the UWB module are set (S10). When setting the coordinate values of the UWB module, variables are defined in the coordinate values of the robot cleaner. In general, coordinates in 3D space use X, Y, Z, so the remaining variables except height (h) are defined as x, y. The height h is a constant representing the height of the robot cleaner.

다음으로, UWB 모듈과 로봇 청소기에 설치된 전파송수신부(RF)를 이용하여 각 장치간의 거리(a,b,c)를 계산한다(S12).Next, the distance (a, b, c) between each device is calculated using the radio wave transceiver RF installed in the UWB module and the robot cleaner (S12).

거리값(a,b,c)이 산출되면 거리값과 각 장치들의 전파송수신부(RF) 높이(k,h)값을 상기 수학식 들에 대입하여 로봇 청소기의 좌표를 알아낼 수 있다(S14).When the distance values (a, b, c) are calculated, the coordinates of the robot cleaner may be determined by substituting the distance values and the height (k, h) values of the radio wave receivers (RF) of the respective devices into the above equations (S14). .

로봇 청소기의 좌표를 획득하면, 실시간으로 좌표를 사용해 지도를 작성할 수 있다(S16). 지도가 작성되면 로봇 청소기의 이동 경로를 정확하게 알 수 있다.Once the coordinates of the robot cleaner are obtained, a map may be created using the coordinates in real time (S16). Once the map is created, the robot cleaner's movement path can be known accurately.

본 발명에서는 각 장치들의 높이까지 고려하여 계산하므로 로봇 청소기의 좌표를 정확하게 얻을 수 있게 된다. 따라서 로봇 청소기의 이동 경로도 정확하게 제어할 수 있다 할 것이다.In the present invention, it is possible to accurately obtain the coordinates of the robot cleaner because it calculates considering the height of each device. Therefore, the movement path of the robot cleaner can also be accurately controlled.

이상 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실 시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to its preferred embodiments, those skilled in the art will variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And can be practiced with modification. Accordingly, modifications to future embodiments of the present invention will not depart from the technology of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기 위치 인식 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a robot cleaner position recognition system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 3차원에서 점과 점 사이의 거리를 계산하는 방정식을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining an equation for calculating the distance between points in three dimensions.

도 3은 로봇 청소기와 무선 디지털 펄스 모듈간의 거리값을 이용하여 로봇 청소기의 좌표를 산출함을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the calculation of the coordinates of the robot cleaner using the distance value between the robot cleaner and the wireless digital pulse module.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 청소기의 위치 인식 방법을 설명하는 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of recognizing a location of a robot cleaner according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (9)

(a) 무선 근거리 통신 모듈의 좌표를 설정하는 단계;(a) setting coordinates of a wireless local area communication module; (b) 상기 무선 근거리 통신 모듈의 좌표가 설정되면, 상기 무선 근거리 통신 모듈과 로봇 청소기 사이의 거리를 계산하는 단계;(b) calculating a distance between the wireless local area communication module and the robot cleaner when the coordinates of the wireless local area communication module are set; (c) 상기 산출된 로봇청소기와 무선 근거리 통신 모듈과의 거리값을 이용하여 로봇 청소기의 좌표를 산출하는 단계; 및(c) calculating coordinates of the robot cleaner using the calculated distance value between the robot cleaner and the wireless local area communication module; And (d) 상기 로봇청소기의 좌표에 따라 로봇 청소기의 이동 지도를 작성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.(d) creating a movement map of the robot cleaner according to the coordinates of the robot cleaner. 제 1 항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 무선 근거리 통신 모듈의 좌표값 설정시 로봇 청소기의 좌표값에 변수를 정의하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.The method of claim 1, further comprising: defining a variable in a coordinate value of the robot cleaner when the coordinate value of the wireless local area communication module is set in the step (a). 제 1 항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈간에 전파를 송수신함으로써 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.The method of claim 1, wherein the step of measuring the distance by transmitting and receiving radio waves between the robot cleaner and the wireless local area communication module in the step (b). 제 3 항에 있어서, 상기 전파는 초광대역(UWB: Ultra WideBand) 신호인 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.4. The method of claim 3, wherein the radio wave is an ultra wideband signal (UWB). 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 각 장치들의 무선 근거리 통신 모듈의 높이를 고려하여 계산하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.The method of claim 1, wherein the step (c) calculates in consideration of the height of the wireless short-range communication module of each device, characterized in that the robot cleaner. 제 1 항에 있어서, 상기 (c)단계에서 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 중 어느 하나와의 관계 방정식은 다음 식을 만족하며,The method of claim 1, wherein the relationship equation between any one of the robot cleaner and the wireless local area communication module in step (c) satisfies the following equation,
Figure 112008001965799-PAT00010
Figure 112008001965799-PAT00010
 상기 x는 x축 방향의 위치, 상기 y는 y축 방향의 위치, 상기 h는 로봇 청소기의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 k는 무선 근거리 통신 모듈의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 b는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리를 각각 나타내는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.X is a position in the x-axis direction, y is a position in the y-axis direction, h is a position in the z-axis direction or height of the robot cleaner, k is a position in the z-axis direction, the height of the wireless local area communication module, b The robot cleaner location recognition method for indicating the distance between the robot cleaner and the wireless local area communication module, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 (c)단계에서 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 중 다른 하나와의 관계 방정식은 다음 식을 만족하며,The method of claim 1, wherein the relationship equation between the robot cleaner and the other of the short range communication module in step (c) satisfies the following equation,
Figure 112008001965799-PAT00011
Figure 112008001965799-PAT00011
 상기 x는 x축 방향의 위치, 상기 y는 y축 방향의 위치, 상기 h는 로봇 청소기의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 k는 무선 근거리 통신 모듈의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 c는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리를 각각 나타내는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.X is a position in the x-axis direction, y is a position in the y-axis direction, h is a position or height in the z-axis direction of the robot cleaner, k is a position or height in the z-axis direction of the wireless local area communication module, c The robot cleaner location recognition method for indicating the distance between the robot cleaner and the wireless local area communication module, respectively. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 x 좌표는 아래의 식을 만족하며The method of claim 1, wherein in step (c), the x coordinate satisfies the following equation
Figure 112008001965799-PAT00012
Figure 112008001965799-PAT00012
 상기 a는 상기 두 개의 무선 근거리 통신 모듈 들 사이의 거리, 상기 b는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리, 상기 c는 상기 로봇 청소기와 다른 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리를 각각 나타내는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.A is a distance between the two wireless short range communication modules, b is a distance between the robot cleaner and a wireless short range communication module, and c is a robot cleaner representing a distance between the robot cleaner and another wireless short range communication module, respectively. Location recognition method. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 상기 y 좌표는 아래의 식을 만족하며The method of claim 1, wherein the y coordinate in step (c) satisfies the following equation
Figure 112008001965799-PAT00013
Figure 112008001965799-PAT00013
 상기 a는 상기 두 개의 무선 근거리 통신 모듈 들 사이의 거리, 상기 b는 상기 로봇 청소기와 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리, 상기 c는 상기 로봇 청소기와 다른 무선 근거리 통신 모듈 사이의 거리, 상기 h는 로봇 청소기의 z 축 방향의 위치 즉 높이, 상기 k는 무선 근거리 통신 모듈의 z 축 방향의 위치 즉 높이를 각각 나타내는 로봇 청소기의 위치 인식 방법.A is a distance between the two wireless short range communication modules, b is a distance between the robot cleaner and a wireless short range communication module, c is a distance between the robot cleaner and another wireless short range communication module, and h is a robot The position, height, of the z-axis direction of the cleaner, wherein k denotes the position, height, of the z-axis direction of the wireless local area communication module, respectively.
KR1020080002810A 2008-01-09 2008-01-09 Method for obtaining location of cleaning robot KR20090076721A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080002810A KR20090076721A (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method for obtaining location of cleaning robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080002810A KR20090076721A (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method for obtaining location of cleaning robot

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090076721A true KR20090076721A (en) 2009-07-13

Family

ID=41333784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080002810A KR20090076721A (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method for obtaining location of cleaning robot

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090076721A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015060672A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 삼성전자주식회사 Cleaning robot
KR20150047893A (en) * 2013-10-25 2015-05-06 삼성전자주식회사 Cleaning robot
KR20150047899A (en) * 2013-10-25 2015-05-06 삼성전자주식회사 Cleaning robot
CN105302131A (en) * 2014-07-22 2016-02-03 德国福维克控股公司 Method for cleaning or processing a room using an automatically moved device
KR20180039439A (en) * 2016-10-10 2018-04-18 엘지전자 주식회사 Guidance robot for airport and method thereof
WO2020017942A1 (en) * 2018-07-20 2020-01-23 엘지전자 주식회사 Robot cleaner and method for controlling same
WO2020032413A1 (en) * 2018-08-05 2020-02-13 Lg Electronics Inc. Moving robot and controlling method thereof
WO2020032501A1 (en) * 2018-08-05 2020-02-13 Lg Electronics Inc. Station apparatus and moving robot system
WO2023027334A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 삼성전자주식회사 Robot cleaner and location identification method thereof
CN117731183A (en) * 2024-02-19 2024-03-22 杭州万向职业技术学院 Shield door cleaning robot and cleaning method thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10678236B2 (en) 2013-10-25 2020-06-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot
KR20150047893A (en) * 2013-10-25 2015-05-06 삼성전자주식회사 Cleaning robot
KR20150047899A (en) * 2013-10-25 2015-05-06 삼성전자주식회사 Cleaning robot
WO2015060672A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 삼성전자주식회사 Cleaning robot
US20160274580A1 (en) * 2013-10-25 2016-09-22 Samsung Electronics Co., Ltd Cleaning robot
CN105302131A (en) * 2014-07-22 2016-02-03 德国福维克控股公司 Method for cleaning or processing a room using an automatically moved device
KR20180039439A (en) * 2016-10-10 2018-04-18 엘지전자 주식회사 Guidance robot for airport and method thereof
WO2020017942A1 (en) * 2018-07-20 2020-01-23 엘지전자 주식회사 Robot cleaner and method for controlling same
WO2020032413A1 (en) * 2018-08-05 2020-02-13 Lg Electronics Inc. Moving robot and controlling method thereof
WO2020032501A1 (en) * 2018-08-05 2020-02-13 Lg Electronics Inc. Station apparatus and moving robot system
US11960278B2 (en) 2018-08-05 2024-04-16 Lg Electronics Inc. Moving robot and controlling method thereof
US11989017B2 (en) 2018-08-05 2024-05-21 Lg Electronics Inc. Station apparatus and moving robot system
WO2023027334A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 삼성전자주식회사 Robot cleaner and location identification method thereof
CN117731183A (en) * 2024-02-19 2024-03-22 杭州万向职业技术学院 Shield door cleaning robot and cleaning method thereof
CN117731183B (en) * 2024-02-19 2024-05-10 杭州万向职业技术学院 Shield door cleaning robot and cleaning method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090076721A (en) Method for obtaining location of cleaning robot
EP3889725B1 (en) Self-moving robot movement boundary determining method
González et al. Mobile robot localization based on ultra-wide-band ranging: A particle filter approach
KR100834761B1 (en) Method and apparatus for reckoning position of moving robot
KR102153351B1 (en) Cleaning robot
AU2013400684B2 (en) Positioning system using radio frequency signals
KR20110012584A (en) Apparatus and method for estimating position by ultrasonic signal
US11656083B2 (en) Autonomous tunnel navigation with a robotic system
CN113168179A (en) Detecting a location of an autonomous device
KR100699083B1 (en) Positioning deduction Method
Derkach et al. Obstacle avoidance algorithm for small autonomous mobile robot equipped with ultrasonic sensors
CN112904845A (en) Robot jamming detection method, system and chip based on wireless distance measurement sensor
Zhang et al. A dynamic window-based UWB-Odometer fusion approach for indoor positioning
WO2019239983A1 (en) Propagation environment recognition method and propagation environment recognition device
KR20230115027A (en) System and Method for Improving Indoor Positioning Accuracy of UWB and AMCL based Mobile Robot
KR100752580B1 (en) Method of estimating location
CN108344970B (en) Wireless positioning automatic calibration method using mobile robot
KR101165969B1 (en) Position measuring device having distance and angle measuring function
Adhvaryu et al. Design of fuzzy based intelligent controller for autonomous mobile robot navigation
Hwang et al. A simple ultrasonic GPS system for indoor mobile robot system using kalman filtering
KR20150047899A (en) Cleaning robot
Basha et al. A robot controlled 3D mapping and communication system using ultrasonic sensors
Hasan et al. Ultra-Wideband based on Automated Guided Vehicle for Localization
Van Herbruggen et al. Impact of CIR processing for UWB radar distance estimation with the DW1000 transceiver
Hsu et al. An improved ultrasonic-based localization using reflection method

Legal Events

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