KR20100024217A

KR20100024217A - Artificial landmark, the robot system with the artificial landmark, and the method for controlling the robot system

Info

Publication number: KR20100024217A
Application number: KR1020080082972A
Authority: KR
Inventors: 도낙주; 이승규
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-03-05

Abstract

PURPOSE: An artificial mark, a mobile robot system with the same, and a control method thereof are provided to rapidly make the environmental map of surrounding roads by obtaining the road information of surroundings through the environment patterns of the artificial mark. CONSTITUTION: An artificial mark(1) informs absolute coordinate information within a 2-dimensional coordinate system of a mobile robot. The artificial mark comprises a reference pattern(10), an environment pattern(20), and coordinate information patterns(30,40,50). The reference pattern shows the reference point of the artificial mark. The environment pattern is positioned to be contiguous to the reference pattern. The environment pattern offers the environment information of the mobile robot. The coordinate information pattern includes position information within the 2-dimensional coordinate system.

Description

Artificial marker, mobile robot system having same and control method thereof {ARTIFICIAL LANDMARK, THE ROBOT SYSTEM WITH THE ARTIFICIAL LANDMARK, AND THE METHOD FOR CONTROLLING THE ROBOT SYSTEM}

본 발명은 인공 표식에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 신속한 표식 인지를 가능하게 하는 구조의 인공 표식, 이를 구비하는 로봇 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an artificial mark, and more particularly, to an artificial mark of a structure that enables a faster mark recognition, a robot system having the same and a control method thereof.

로봇에 대한 수요는 산업용으로서 뿐만 아니라 가정용에 대한 수요도 증대되고 있고, 이에 따라 로봇 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 종래의 위치 고정된 로봇과는 달리 이동 가능한 이동 로봇에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이동 가능한 이동 로봇은 주변 환경을 사용하여 자신의 위치를 정확하게 인식하는 기술 및 이를 위하여 기준이 되는 표식을 기점으로 자신의 위치 파악을 가능하게 하는 지도 작성에 대한 기술의 연구가 진행되고 있다. The demand for robots is not only for industrial use, but also for home use, and accordingly, research on robots is actively progressing. In particular, unlike conventional position-fixed robots, researches on mobile robots that can be moved are being actively conducted, and the mobile robots can recognize their position accurately using the surrounding environment and marks for reference. Starting from now, researches on techniques for making maps that enable one's own location are underway.

이동 로봇의 자기 위치 인식 기술은 통상적으로 상대 위치 인식과 절대 위치 인식 방법이 있다. 상대 위치 인식의 경우 엔코더와 같은 주행거리계 및 초음파 센서와 레이저 등을 이용한 거리 측정 장치와 같은 거리 계측, 장애물 검출이 가능 한 장치 등을 이용하여 이동 로봇의 상대적인 자기 위치를 인식하게 되고, 절대 위치 인식 방법의 경우 카메라 등의 영상 처리 장치를 이용하여 실내의 소정의 위치에 부착된 인공 표식 등의 위치를 검출함으로써 이동 로봇의 절대적인 위치를 인식하는 기술로 구분된다. 상대 위치 인식의 경우 초음파 센서 및 엔코더 등을 통한 환경 지도 작성과 이를 통한 자율 주행을 가능하게 하나 엔코더 등의 계측 장치는 이동 로봇의 이동시 발생하는 슬립 현상 등으로 인하여 점진적 오차가 발생함에 따라 이동 로봇의 이동 거리가 증대될수록 누적 오차가 증대한다는 문제점이 수반되었다. 절대 위치 인식 방법의 경우 이와 같은 상대 위치 인식 방법이 갖는 문제점을 구비하지는 않으나, 각각의 인공 표식을 장착함에 있어 카메라와 같은 이미지 촬상 수단이 커버하는 영역의 한정으로 인하여 상당한 수의 인공 표식이 이동 경로 상에 배치되어야 하고 이로 인한 초기 설비 투자 비용이 상당히 소요된다는 문제점이 수반되었다. 뿐만 아니라, 종래의 인공 표식의 경우 단순한 도형 구조임에도 종래 기술에 따른 이미지 처리 과정시 이동 로봇의 진행 방향, 위치 및 조명 등의 외부 조건 변화에 따라 상당한 영향을 받아 처리 속도가 상당히 저해된다는 문제점도 수반되었다. 또한, 종래 기술에 따른 인공 표식 및 이를 통한 위치 인식을 위한 이동 로봇의 경우, 부분 환경 지도를 조합 매칭하는 맵핑 과정에 있어 불충분한 정보 내지 외란 등의 급변 상황이 발생하는 경우 이들의 맵핑이 수 회의 반복 과정을 통하여 부분적 정보를 조합시키는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라, 부정확한 매칭으로 인한 잘못된 환경 지도가 도출되는 문제점도 수반하였다. Magnetic position recognition techniques of mobile robots generally include relative position recognition and absolute position recognition. In the case of the relative position recognition, the relative magnetic position of the mobile robot is recognized by using a distance measuring device such as an encoder and a distance measuring device such as a distance measuring device using an ultrasonic sensor and a laser and a device capable of detecting an obstacle. The method is classified into a technology for recognizing an absolute position of a mobile robot by detecting a position of an artificial mark attached to a predetermined position in a room using an image processing apparatus such as a camera. In the case of relative position recognition, it is possible to create environment maps through ultrasonic sensors and encoders, and autonomous driving through them.However, measurement devices such as encoders have a gradual error due to slip phenomenon that occurs when the robot moves. Along with the increase of the moving distance, a cumulative error increases. Absolute position recognition method does not have the problem of the relative position recognition method, but due to the limitation of the area covered by the image capturing means such as a camera in mounting each artificial marker, a large number of artificial markers are moved. This entailed the problem that the equipment must be placed on top of the bed and this would result in a significant initial capital investment. In addition, the conventional artificial markers have a problem that the processing speed is considerably hindered by the influence of external conditions such as the moving direction, position, and lighting of the mobile robot during the image processing process according to the prior art, even though it is a simple figure structure. It became. In addition, in the case of the artificial marker according to the prior art and the mobile robot for location recognition through the same, when the sudden change situation such as insufficient information or disturbance occurs in the mapping process of matching the partial environment map, the mapping thereof is repeated several times. Not only does it take a considerable amount of time to combine the partial information through an iterative process, but it also entails the problem of incorrect environmental maps resulting from incorrect matching.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하고자 하는 것으로, 신속한 인지를 가능하게 하도록 정보 내용은 풍부하나 간결하고 단순하게 변화된 정보를 갖도록 할 뿐만 아니라, 초기 설비 비용을 현저하게 감소시킬 수 있는 인공 표식과, 이를 구비하는 이동 로봇 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention is intended to solve the above problems, not only to have a rich but concise and simply changed information information to enable a quick recognition, but also an artificial mark that can significantly reduce the initial equipment cost. And it is an object to provide a mobile robot system and a control method thereof having the same.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2차원 평면 좌표계 내 절대 좌표 정보를 이동 로봇에게 알려주는 인공 표식으로서, 상기 인공 표식의 기준점을 나타내는 기준 패턴과, 상기 기준 패턴에 인접하게 배치되고 이동 로봇의 주변 환경 정보를 제공하는 환경 패턴과, 상기 환경 패턴을 사이에 두고 상기 기준 패턴의 반대편에 배치되고 2차원 평면 좌표계 내 위치 정보를 포함하는 좌표 정보 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 인공 표식을 제공한다. The present invention for achieving the above object is an artificial marker that informs the mobile robot of the absolute coordinate information in the two-dimensional plane coordinate system, a reference pattern indicating a reference point of the artificial marker, and a mobile robot disposed adjacent to the reference pattern And an environmental pattern for providing information about the surrounding environment of the apparatus, and a coordinate information pattern disposed on the opposite side of the reference pattern with the environmental pattern therebetween and including position information in a two-dimensional plane coordinate system. do.

상기 인공 표식에 있어서, 상기 좌표 정보 패턴의 위치 정보는 X축 위치 정보와 Y축 위치 정보를 포함할 수 있고, 상기 좌표 정보 패턴은 방위 정보를 더 포함할 수 있다. In the artificial marker, the position information of the coordinate information pattern may include X axis position information and Y axis position information, and the coordinate information pattern may further include azimuth information.

또한, 상기 인공 표식에 있어서, 상기 좌표 정보 패턴은 복수 개의 컬러 블록을 구비할 수도 있고, 상기 좌표 정보 패턴은: 상기 위치 정보에서의 도로 유형을 제공하는 환경 도로 정보와, 상기 위치 정보 인근에 배치되는 다른 인공 표식과의 거리를 제공하는 인접 표식 거리 정보를 포함할 수도 있다. In addition, in the artificial marker, the coordinate information pattern may include a plurality of color blocks, and the coordinate information pattern may include: environmental road information providing a road type in the location information and adjacent to the location information; It may also include adjacent marker distance information that provides distance to other artificial markers.

상기 인공 표식에 있어서, 상기 기준 패턴에는 이동 로봇의 비전 센서에 의한 감지를 가능하게 하는 광원이 더 구비될 수도 있다. In the artificial marker, the reference pattern may be further provided with a light source for enabling the detection by the vision sensor of the mobile robot.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 2차원 평면 좌표계 내 절대 좌표 정보를 이동 로봇에게 알려주는 인공 표식으로서, 상기 인공 표식의 기준점을 나타내는 기준 패턴과, 상기 기준 패턴에 인접하게 배치되고 이동 로봇의 주변 환경 정보를 제공하는 환경 패턴과, 상기 환경 패턴을 사이에 두고 상기 기준 패턴의 반대편에 배치되고 2차원 평면 좌표계 내 위치 정보를 포함하는 좌표 정보 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 인공 표식; 및 상기 기준 패턴, 상기 환경 패턴 및 상기 좌표 정보 패턴을 영상 감지하는 비전 센서와, 상기 비전 센서로부터 감지된 영상 정보를 처리하는 영상 처리부와, 상기 환경 패턴 및 상기 좌표 정보 패턴에 대한 사전 설정 값이 저장된 저장부와, 상기 저장부 및 상기 영상 처리부와 전기적 소통을 이루어 처리된 영상 정보 및 사전 설정 저장값으로부터 2차원 평면 좌표계 상 절대 좌표 정보 및 환경 정보를 판단하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 제어 신호에 따라 가동되어 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는 이동 로봇;을 포함하는 이동 로봇 시스템을 제공한다. According to another aspect of the present invention, an artificial marker for informing absolute movement information in a two-dimensional plane coordinate system to a mobile robot, comprising: a reference pattern indicating a reference point of the artificial marker, and a surrounding environment of the mobile robot disposed adjacent to the reference pattern An artificial mark comprising an environment pattern for providing information and a coordinate information pattern disposed on the opposite side of the reference pattern with the environment pattern interposed therebetween and including position information in a two-dimensional plane coordinate system; And a vision sensor for sensing the reference pattern, the environment pattern, and the coordinate information pattern, an image processor processing the image information detected by the vision sensor, and preset values for the environment pattern and the coordinate information pattern. A control unit for determining absolute coordinate information and environment information on a two-dimensional plane coordinate system from the stored storage unit, the image information processed in electrical communication with the storage unit and the image processing unit, and a preset storage value, and a control signal from the control unit. It provides a mobile robot system comprising; a mobile robot including a drive unit is moved according to the driving force.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 2차원 평면 좌표계 내 절대 좌표 정보를 이동 로봇에게 알려주는 인공 표식으로서, 상기 인공 표식의 기준점을 나타내는 기준 패턴과, 상기 기준 패턴에 인접하게 배치되고 이동 로봇의 주변 환경 정보를 제공하는 환경 패턴과, 상기 환경 패턴을 사이에 두고 상기 기준 패턴의 반대편에 배치되고 2차원 평면 좌표계 내 위치 정보를 포함하는 좌표 정보 패턴을 구비하는 것 을 특징으로 하는 인공 표식; 및 상기 기준 패턴, 상기 환경 패턴 및 상기 좌표 정보 패턴을 영상 감지하는 비전 센서와, 상기 비전 센서로부터 감지된 영상 정보를 처리하는 영상 처리부와, 상기 환경 패턴 및 상기 좌표 정보 패턴에 대한 사전 설정 값이 저장된 저장부와, 상기 저장부 및 상기 영상 처리부와 전기적 소통을 이루어 처리된 영상 정보 및 사전 설정 저장값으로부터 2차원 평면 좌표계 상 절대 좌표 정보 및 환경 정보를 판단하는 제어부와, 상기 제어부로부터의 제어 신호에 따라 가동되어 구동력을 제공하는 구동부를 포함하는 이동 로봇;을 포함하는 이동 로봇 시스템을 제공하는 제공 단계와, 상기 비전 센서에서 영상을 감지하는 감지 단계와, 상기 감지된 영상 정보를 처리하는 영상 정보 처리 단계와, 상기 처리된 영상 정보로부터 상기 기준 패턴, 상기 환경 패턴 및 상기 좌표 정보 패턴을 추출하여 위치 정보 및 방위 정보 및 주변 환경 정보를 추출하는 영상 정보 추출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템 제어 방법을 제공한다. According to yet another aspect of the present invention, an artificial mark for informing absolute movement information in a two-dimensional plane coordinate system to a mobile robot, comprising: a reference pattern indicating a reference point of the artificial mark, and a periphery of the mobile robot disposed adjacent to the reference pattern An artificial mark comprising an environment pattern for providing environment information and a coordinate information pattern disposed on the opposite side of the reference pattern with the environment pattern interposed therebetween and including position information in a two-dimensional plane coordinate system; And a vision sensor for sensing the reference pattern, the environment pattern, and the coordinate information pattern, an image processor processing the image information detected by the vision sensor, and preset values for the environment pattern and the coordinate information pattern. A control unit for determining absolute coordinate information and environment information on a two-dimensional plane coordinate system from the stored storage unit, the image information processed in electrical communication with the storage unit and the image processing unit, and a preset storage value, and a control signal from the control unit. Providing a mobile robot system comprising a; providing a mobile robot system including a driving unit that is driven in accordance with the driving force to provide a driving force, a sensing step of detecting an image in the vision sensor, and image information processing the detected image information A processing step and the reference pattern, the environment pattern, and the like from the processed image information. And a video information extraction step of extracting the coordinate information pattern to extract location information, orientation information, and surrounding environment information.

상기 이동 로봇 시스템에 있어서, 상기 이동 로봇은 거리 센서를 더 구비하고, 상기 거리 센서로부터 감지되어 산출된 지도 정보는 상기 저장부에 저장되고, 상기 제어부는 상기 지도 정보와 상기 영상 정보 추출 단계에서 얻어진 위치 정보, 방위 정보 및 주변 환경 정보로부터 전체 지도를 작성하는 환경 지도 맵핑 단계를 더 구비할 수도 있다. In the mobile robot system, the mobile robot further includes a distance sensor, map information detected and calculated by the distance sensor is stored in the storage unit, and the control unit obtains the map information and the image information extraction step. An environment map mapping step of creating a whole map from the location information, the orientation information, and the surrounding environment information may be further provided.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 인공 표식, 이동 로봇 시스템 및 이의 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다. Artificial marking, a mobile robot system and a control method thereof according to the present invention having the configuration as described above has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 인공 표식, 이동 로봇 시스템 및 이의 제어 방법은, 보다 효율적 배치 및 정보 인식 구조의 인공 표식을 통하여 이동 로봇이 보다 신속하고 빠르게 절대 좌표계 상의 자기 위치 인식을 가능하게 할 수 있다. First, the artificial mark, the mobile robot system and the control method thereof according to the present invention can enable the mobile robot to recognize the magnetic position on the absolute coordinate system more quickly and quickly through the artificial mark of the more efficient arrangement and information recognition structure.

둘째, 본 발명에 따른 인공 표식, 이동 로봇 시스템 및 이의 제어 방법은, 인공 표식의 환경 패턴을 통하여 주변 환경, 특히 주변 환경의 도로 정보를 통한 보다 신속하고 용이하게 주변 도로의 환경 지도 작성을 가능하게 할 수 있다. Secondly, the artificial marker, the mobile robot system, and the control method thereof according to the present invention enable the environment map of the surrounding road to be quickly and easily created through the road information of the surrounding environment, in particular, the surrounding environment through the environmental pattern of the artificial marker. can do.

셋째, 본 발명에 따른 인공 표식, 이동 로봇 시스템 및 이의 제어 방법은, 인공 표식의 좌표 정보 패턴의 복수 개의 컬러 블록 구조를 통한 컬러 히스토그램 해석 방식을 사용함으로써, 자기 위치 인지를 위한 영상 처리부, 제어부, 연산부 등의 연산 처리 시간을 현저하게 감소시킬 수 있고, 이동 로봇의 진행 방향에 따라 변화되는 미세한 변화에 영향을 받지 않는 강인성(robustness)을 제공할 수도 있다. Third, the artificial marker, mobile robot system and control method thereof according to the present invention, by using a color histogram analysis method through a plurality of color block structure of the coordinate information pattern of the artificial marker, the image processing unit, the controller, It is possible to remarkably reduce arithmetic processing time of the arithmetic unit and the like, and to provide robustness that is not affected by the minute change that changes according to the moving direction of the mobile robot.

넷째, 본 발명에 따른 인공 표식, 이동 로봇 시스템 및 이의 제어 방법은, 좌표 정보 패턴 중 방위 정보를 포함함으로써, 환경 패턴과 함께 전체 환경 지도 작성시 보다 신속하고 정확한 맵핑 과정을 가능하게 할 수도 있다. Fourth, the artificial marking, the mobile robot system, and the control method thereof according to the present invention may include a bearing information in the coordinate information pattern, thereby enabling a faster and more accurate mapping process when creating the entire environment map together with the environment pattern.

이하에서는 본 발명에 따른 인공 표식 및 이를 구비하는 이동 로봇 시스템 및 이의 제어 방법의 구체적 내용에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail the artificial marker according to the present invention, a mobile robot system having the same and a control method thereof.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 인공 표식의 개략적인 구성도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 시스템(5)의 이동 로봇(100)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 시스템의 개략적인 블록 선도가 도시되는데, 이동 로봇 시스템(5)은 인공 표식(1)과 이동 로봇(100)을 포함한다. 이동 로봇 시스템(5)의 인공 표식(1)은 2차원 평면 좌표계 내에서 절대 좌표 정보를 이동 로봇(100)에게 제공함으로써 이동 로봇(100)이 보다 원활하게 자기 위치 인식을 통한 위치 이동과 함께 환경 지도를 작성하는 것을 가능하게 할 수 있다. Figure 1 is a schematic configuration diagram of the artificial marker according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic perspective view of the mobile robot 100 of the mobile robot system 5 according to an embodiment of the present invention 3 is a schematic block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention, wherein the mobile robot system 5 includes an artificial mark 1 and a mobile robot 100. The artificial marker 1 of the mobile robot system 5 provides absolute coordinate information to the mobile robot 100 in a two-dimensional plane coordinate system, thereby enabling the mobile robot 100 to smoothly move the environment together with position movement through magnetic position recognition. Can make it possible to create a map.

본 발명의 일실시예에 따른 인공 표식(1)은 기준 패턴(10)과 환경 패턴(20)과 좌표 정보 패턴(30,40,50)을 포함하는데, 환경 패턴(20)은 기준 패턴(10)과 좌표 정보 패턴(30,40,50)을 사이에 두고 배치된다. 인공 표식(1)은 단일의 플레이트로 형성될 수 있는데, 기준 패턴(10)과 환경 패턴(20)과 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 인공 표식(1)의 일면 상에 각각의 구획된 영역에 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 기준 패턴(10)은 특정 형상을 구비하는데, 본 실시예에 따른 기준 패턴(10)은 원형으로 구성된다. 하기되는 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)에서 감지된 영상을 통하여 기준 패턴(10) 추출을 용이하게 하기 위하여 자연 상에 배치된 물체와는 상이한 특정 형상을 갖도록 구성한다. 본 실시예에 따른 원형 타입의 기준 패턴(10)의 중앙에는 보조 기준 패턴(11)을 더 구비하여 비전 센서(110)를 통한 영상 정보로부터의 특징 추출을 보다 용이하게 할 수도 있다. 기준 패턴(10)은 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)를 통하여 쉽게 인지될 수 있도록 특정 위치, 즉 본 실시예와 같이 인공 표식(1)의 좌측 최상단에 배치하는 것이 바람직하다. 기준 패턴(10)은 인공 표식(1) 인지 기준점으로 작용함으로써, 이동 로 봇(100)의 비전 센서(110)로부터 감지되는 영상 정보를 통하여 나머지 정보, 즉 환경 패턴(20) 및 좌표 정보 패턴(30,40,50)의 인지의 시작점을 이룬다. 예를 들어, 하기되는 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)를 통하여 감지된 영상 정보로부터 기준 패턴(10)이 추출된 경우, 기준 패턴(10)의 우측 구역은 환경 패턴(20)으로 인지되고, 환경 패턴(20)보다 우측의 영역의 정보를 좌표 정보 패턴(30,40,50)으로 인지될 수 있다. The artificial marker 1 according to an embodiment of the present invention includes a reference pattern 10, an environment pattern 20, and coordinate information patterns 30, 40, and 50, and the environment pattern 20 includes a reference pattern 10. ) And the coordinate information patterns 30, 40, and 50 are disposed therebetween. The artificial marker 1 may be formed as a single plate, and the reference pattern 10, the environmental pattern 20, and the coordinate information patterns 30, 40, and 50 may be divided into sections on one surface of the artificial marker 1. It is also possible to take a structure that is arranged in the area. The reference pattern 10 has a specific shape, the reference pattern 10 according to the present embodiment is configured in a circular shape. In order to facilitate extraction of the reference pattern 10 through the image sensed by the vision sensor 110 of the mobile robot 100 described below, it is configured to have a specific shape different from an object disposed on nature. In the center of the circular type reference pattern 10 according to the present exemplary embodiment, an auxiliary reference pattern 11 may be further provided to facilitate feature extraction from the image information through the vision sensor 110. The reference pattern 10 may be disposed at a specific position, that is, at the top left of the artificial mark 1 as in the present embodiment so that the reference pattern 10 may be easily recognized through the vision sensor 110 of the mobile robot 100. The reference pattern 10 serves as a reference point for recognizing the artificial mark 1, and thus, the remaining information, that is, the environment pattern 20 and the coordinate information pattern () through image information detected by the vision sensor 110 of the mobile robot 100. 30, 40, 50) is the starting point of recognition. For example, when the reference pattern 10 is extracted from the image information sensed through the vision sensor 110 of the mobile robot 100 described below, the right region of the reference pattern 10 is recognized as the environment pattern 20. The information on the area on the right side of the environment pattern 20 may be recognized as the coordinate information patterns 30, 40, and 50.

기준 패턴(10)의 우측에는 환경 패턴(20)이 배치되는데, 환경 패턴(20)은 특정 형상의 사전 설정된 도형으로 구성된다. 환경 패턴(20)은 환경 도로 정보(21)와 환경 패턴 배경(23)을 구비하는데, 환경 패턴 배경(23)은 백색의 영역으로 구성되고 환경 패턴 배경(23)은 색상을 구비하는 도형 내지 폐곡선으로 구성됨으로써 환경 도로 정보(21)의 인지율을 향상시키는 구조를 취한다. 환경 도로 정보(21)는 사전 설정된 형태의 도형으로 구성되는데, 도 1 및 도 6에 도시된 환경 도로 정보(21)는 회전된 "ㄱ"자 형상을 구비한다. 이와 같이 도시된 환경 패턴(20)은 꺾여진 도로 정보를 나타내는 것으로 환경 도로 정보에 대한 규약으로 사전 설정될 수 있다. 환경 도로 정보(21)는 이 밖에도 다양한 형태를 취할 수 있다. 즉, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 다양한 형태를 취할 수 있는데, 도 7에 도시된 환경 도로 정보(21a)는 교차로 타입의 도로에 대한 정보를 나타내고, 도 8에 도시된 환경 도로 정보(21b)는 곡선 주로 타입의 도로에 대한 정보를 나타내며, 도 9에 도시된 환경 도로 정보(21c)는 직선 도로의 일측에 배치된 문을 나타낸다. 도 6 내지 도 9에 도시된 환경 도로 정보는 본 발명의 환경 패턴을 설명하기 위한 일예일 뿐 본 발명의 환경 패턴이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 복수개의 도형 패턴이 복수 개의 색상을 구비하며 결합되는 보다 다양한 변형된 형태로 구성될 수 있다. 도 10에는 복합 형태의 복합 환경 도로 정보(21d)가 도시되는데, 복합 환경 도로 정보(21d)는 단일 도형으로 형성되는 환경 도로 정보(21)와 인접 표식 거리 정보(22-1,22-2)를 포함할 수 있다. 환경 도로 정보(21)는 도시된 꺾어진 도로에 대한 정보를 나타내고, 인접 표식 거리 정보(22-1,22-2)는 도시된 환경 도로 정보(21)의 인접 영역에 다른 인공 표식의 배치 거리 정보를 나타낸다. 여기서, 인접 표식 거리 정보(22-1,22-2)는 원형의 특정 색상을 나타내는 것으로 설정되는데, 단일 도형으로서의 환경 도로 정보의 내부에 배치되는 보조적인 원형 도형은 인접 표식과의 거리를 나타내도록 설정될 수 있고, 빨강 색상은 해당 도로 방향으로 8~10m 범위 내에, 파랑 색상은 해당 도로 방향으로 5~8m 범위 내에 배치되는 것과 같이 사전 설정될 수 있다. 즉, 도 10에 도시된 환경 패턴으로서의 복합 환경 도로 정보(21d)는 인공 표식이 배치된 도로의 주변 환경은 꺾어진 도로를 형성하며, 뒷방향으로 5~8m 영역에 인접한 인공 표식이 배치되고 우측 방향으로 8~10m 영역에 또 다른 인접한 인공 표식이 배치되는 것을 나타낸다. On the right side of the reference pattern 10 is an environmental pattern 20, which is composed of a preset figure of a particular shape. The environment pattern 20 includes environment road information 21 and an environment pattern background 23. The environment pattern background 23 is composed of a white area, and the environment pattern background 23 has a color to a closed curve. In this way, a structure for improving the recognition rate of the environmental road information 21 is taken. The environmental road information 21 is configured with a figure of a preset form, and the environmental road information 21 shown in FIGS. 1 and 6 has a rotated “a” shape. The illustrated environmental pattern 20 represents the broken road information and may be preset as a protocol for the environmental road information. The environmental road information 21 may also take various forms. That is, as shown in Figures 7 to 9 can take a variety of forms, the environmental road information 21a shown in Figure 7 represents the information on the road of the intersection type, the environmental road information (shown in Figure 8 ( 21b) represents information on a curved main road type, and the environmental road information 21c shown in FIG. 9 represents a door disposed on one side of a straight road. The environmental road information illustrated in FIGS. 6 to 9 is merely an example for describing the environmental pattern of the present invention, and the environmental pattern of the present invention is not limited thereto. That is, as illustrated in FIGS. 10 and 11, the plurality of figure patterns may have a plurality of modified forms in which a plurality of colors are combined and combined. In FIG. 10, the complex environment road information 21d of the complex form is shown. The complex environment road information 21d includes the environment road information 21 and the adjacent marking distance information 22-1 and 22-2 formed in a single figure. It may include. The environmental road information 21 represents information on the illustrated broken road, and the adjacent marker distance information 22-1 and 22-2 are information on arrangement distances of other artificial markers in adjacent areas of the illustrated environmental road information 21. Indicates. Here, the adjacent marker distance information 22-1, 22-2 is set to represent a specific color of the circle, and the auxiliary circular figure disposed inside the environment road information as a single figure indicates the distance from the adjacent marker. The red color may be set in a range of 8 to 10 m in a corresponding road direction, and the blue color may be preset in a range of 5 to 8 m in a corresponding road direction. That is, the complex environment road information 21d as the environment pattern shown in FIG. 10 indicates that the surrounding environment of the road on which the artificial mark is arranged forms a curved road, and the artificial mark adjacent to the region of 5 to 8 m in the rear direction is disposed and the right direction. This indicates that another adjacent artificial marker is placed in the 8-10m region.

또한, 복합 환경 도로 정보의 다른 일예가 도 11에 도시되는데, 복합 환경 도로 정보(21e)는 환경 도로 정보(21b)와 도로 곡률 정보(23-1,23-2)를 포함한다. 환경 도로 정보(21b)는 인공 표식이 배치되는 주변 환경에서의 도로 정보로서 곡선 도로를 나타내는데, 도로 곡률 정보(23-1,23-2)는 해당 곡선 도로의 곡률을 나타낸 다. 곡선 도로의 곡률을 나타내기 위하여 복수 개의 색상을 취할 수 있는 삼각 형상 도형으로 구성할 수도 있다. 즉, 곡선 도로를 나타내는 환경 도로 정보 상에 삼각 형상이 배치된 경우 곡률을 나타내는 것으로 설정되고, 빨강 색상의 도로 곡률 정보는 곡률 반경이 10~20m, 파랑 색상의 도로 곡률 정보는 곡률 반경이 20~30m인 것으로 설정될 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 곡선 도로를 나타내는 환경 도로 정보(21b)에 삼각 형상의 도형이 배치되고 도면 부호 23-1로 지시되는 도형이 빨강 색이고, 도면 부호 23-2로 지시되는 도형이 파랑 색으로 설정되는 경우, 곡선 도로의 초입 곡률은 10~20m, 곡선 도로의 진행 방향으로 출구 측 곡률 반경은 20~30m인 것으로 하기되는 이동 로봇(100)이 인지할 수 있다. In addition, another example of the composite environmental road information is shown in FIG. 11, wherein the composite environmental road information 21e includes the environmental road information 21b and the road curvature information 23-1 and 23-2. The environmental road information 21b indicates a curved road as road information in the surrounding environment where the artificial mark is placed, and the road curvature information 23-1 and 23-2 indicates the curvature of the curved road. In order to show the curvature of the curved road, it may be configured as a triangular figure that can take a plurality of colors. That is, when a triangular shape is disposed on the environmental road information representing the curved road, the curvature is set to indicate curvature. The road curvature information of the red color has a curvature radius of 10 to 20 m and the road curvature information of a blue color has a curvature radius of 20 to 20 m. It can be set to be 30m. That is, as shown in Fig. 11, a triangular figure is arranged in the environmental road information 21b representing a curved road, and the figure indicated by 23-1 is red and is indicated by 23-2. When the figure is set to blue, the mobile robot 100 may recognize that the initial curvature of the curved road is 10 to 20 m and the exit radius of curvature is 20 to 30 m in the advancing direction of the curved road.

또한, 단일 형상 및 복합 형상의 단순 도형 구조의 환경 도로 정보 이외에 특수 형상의 환경 도로 정보가 구비될 수도 있다. 도 12에는 진행 방향으로 내리막 도로를 나타내는 환경 도로 정보(21f)가 도시되고, 도 13에는 진행 방향으로 계단이 배치되는 것을 나타내는 환경 도로 정보(21g)가 도시된다. 이와 같이, 환경 패턴으로서의 환경 도로 정보는 단일 형상의 도형, 복합 도형 내지 복합 색상, 그리고 특수 형상의 사전 설정된 타입의 다양한 형상을 구비하여, 다양한 도로 환경 정보를 나타내도록 사전 설정될 수 있다. 다만, 하기되는 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)에 의한 인지율을 극대화시키기 위하여 가급적 단순화된 형태의 도형으로 사전 설정되는 것이 바람직하다. Further, in addition to the environmental road information of a simple figure structure having a single shape and a complex shape, special road shape road information may be provided. FIG. 12 shows the environmental road information 21f indicating the downhill road in the travel direction, and FIG. 13 shows the environmental road information 21g indicating that the stairs are arranged in the travel direction. As such, the environmental road information as the environmental pattern may be preset to represent various road environmental information by having various shapes of a predetermined shape of a single shape figure, a compound figure to a complex color, and a special shape. However, in order to maximize the recognition rate by the vision sensor 110 of the mobile robot 100 described below, it is preferable to be preset in a simplified form as much as possible.

좌표 정보 패턴(30,40,50)은 환경 패턴(20)을 사이에 두고 기준 패턴(10)을 멀리하는 반대편에 배치된다. 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 2차원 평면 좌표계 내 에서 인공 표식(1)의 절대 좌표 위치에 대한 정보를 포함한다. 본 실시예에 따른 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 위치 정보(30,40)와 방위 정보(50)를 포함하는데, 경우에 따라 위치 정보(30,40)만 구비하는 구성을 취할 수도 있다. 또한, 본 실시예에 따른 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 복수 개의 컬러 블록으로 구성된다. 도 1에서 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 도면의 편의상 해칭 등의 블록 채움으로 표시되었으나 실제 구현은 각각의 사전 설정된 색상을 갖는 컬러 블록으로 구현된다. 컬러 블록으로 구현되는 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 복수 개의 컬러 블록으로 형성되는 복수 개의 열을 구비하는데, 위치 정보와 방위 정보를 포함하는 본 실시예에 따른 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 3열의 컬러 블록을 구비한다. The coordinate information patterns 30, 40, and 50 are disposed on the opposite side away from the reference pattern 10 with the environment pattern 20 therebetween. The coordinate information patterns 30, 40, and 50 include information about the absolute coordinate position of the artificial marker 1 in the two-dimensional plane coordinate system. The coordinate information patterns 30, 40, and 50 according to the present embodiment include the position information 30 and 40 and the orientation information 50. In some cases, the coordinate information patterns 30, 40 and 50 may be configured to include the position information 30 and 40 only. have. In addition, the coordinate information patterns 30, 40, and 50 according to the present embodiment consist of a plurality of color blocks. In FIG. 1, the coordinate information patterns 30, 40, and 50 are represented by block filling such as hatching for convenience of drawing, but the actual implementation is implemented by color blocks having respective preset colors. The coordinate information patterns 30, 40, and 50 implemented by the color blocks have a plurality of columns formed by a plurality of color blocks, and the coordinate information patterns 30, 40 according to the present embodiment including position information and orientation information. 50 has three rows of color blocks.

위치 정보(30,40)는 X축 위치 정보(30)와 Y축 위치 정보(40)를 포함하는데, 각각의 cartesian X-Y 평면 절대 좌표계에서의 각 축의 위치를 나타낸다. 컬러 블록으로 구현되는 X축 위치 정보(30)는 좌표 정보 패턴(30,40,50)의 첫 번째 컬러 블록 열로 구현되고, Y축 위치 정보(40)는 두 번째 컬러 블록 열로 구현되며, 방위 정보(50)는 세번째 컬러 블록 열로 구현된다. 각각의 컬러 블록 열은 수 개의 행으로 구성되는데, 본 실시예에서는 3행의 구성을 취한다. 하지만 이는 일예일뿐 본 발명의 컬러 블록으로 구현되는 좌표 정보 패턴이 이에 국한되는 것은 아니다. The positional information 30, 40 includes X-axis positional information 30 and Y-axis positional information 40, which represent the position of each axis in each cartesian X-Y plane absolute coordinate system. The X-axis position information 30 embodied as the color block is embodied as the first color block column of the coordinate information patterns 30, 40, and 50, and the Y-axis position information 40 is embodied as the second color block column. 50 is implemented with a third color block column. Each color block column consists of several rows, which take three rows in this embodiment. However, this is merely an example and the coordinate information pattern implemented by the color block of the present invention is not limited thereto.

본 실시예 따른 복수 개를 갖는 각각의 컬러 블록 열로 구현되는 좌표 정보 패턴(30,40,50)은 하기되는 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)를 통하여 얻어진 영상 정보가 처리되어 컬러 히스토그램으로 표현됨으로써 X-Y 좌표축 상에서의 절대 위치 및 방위 정보로 변화될 수 있다. 예를 들어, 각각의 컬러 블록에 대한 영상 이 비전 센서(110)를 통하여 입력되는 경우, 이는 하기되는 영상 처리부(200)에서 영상 처리되어 컬러 히스토그램으로 표현된다. 본 실시예에서, 컬러 히스토그램의 각 주파 영역에 대하여 각각 숫자와 같은 사전 설정된 값을 설정하는데, 인식된 소정의 컬러 블록에 대한 영상 정보 중 강도가 큰 해당 주파수에 대한 사전 설정된 값이 인식됨으로써 인공 표식(1)에 대한 절대 좌표가 인지될 수 있다. 위치 정보(30,40)에 대한 컬러 블록의 컬러 히스토그램은 도 14 및 도 15에 도시된다. 도 14에는 X축 위치 정보(30)의 각각의 컬러 블록에 대한 컬러 히스토그램이 도시되고, 도 15에는 Y축 위치 정보(30)의 각각의 컬러 블록에 대한 컬러 히스토그램이 도시되는데, 가로축은 색상에 대한 주파수 영역을 나타내고 세로축은 영상 정보로부터 얻어지는 색상 주파수에 대한 강도를 나타낸다. 가로축은 컬러(색상) 주파수 영역에 따라 0 내지 9의 숫자에 대응하는 영역으로 분류되고, 각각의 위치 정보(30,40)의 X축 위치 정보(30)와 Y축 위치 정보(40)는 각각 X축 위치 제 1 정보(31), X축 위치 제 2 정보(33), X축 위치 제 3 정보(35)와, Y축 위치 제 1 정보(41), Y축 위치 제 2 정보(43), Y축 위치 제 3 정보(45)를 포함한다. 각각을 구성하는 컬러 블록은 백색으로 구획되는 정보 간극(37,47,57)을 통하여 구획됨으로써 보다 명확한 인지를 가능하게 할 수도 있다. The coordinate information patterns 30, 40, and 50, which are implemented by a plurality of color block columns having a plurality, according to the present embodiment, are processed by image information obtained through the vision sensor 110 of the mobile robot 100, which is described below, into a color histogram. By being represented, it can be changed into absolute position and orientation information on the XY coordinate axis. For example, when an image for each color block is input through the vision sensor 110, the image is processed by the image processor 200, which is described below, and is expressed as a color histogram. In this embodiment, a preset value, such as a number, is set for each frequency region of the color histogram, and the artificial marker is recognized by recognizing a preset value for a corresponding frequency having a large intensity among the image information for the predetermined color block. The absolute coordinates for (1) can be recognized. Color histograms of the color blocks with respect to the positional information 30, 40 are shown in Figs. 14 shows a color histogram for each color block of the X-axis position information 30, and FIG. 15 shows a color histogram for each color block of the Y-axis position information 30, with the horizontal axis representing the color. The vertical axis represents the intensity with respect to the color frequency obtained from the image information. The horizontal axis is classified into areas corresponding to the numbers 0 to 9 according to the color (color) frequency area, and the X-axis position information 30 and the Y-axis position information 40 of each position information 30 and 40 are respectively. X-axis position first information 31, X-axis position second information 33, X-axis position third information 35, Y-axis position first information 41, Y-axis position second information 43 , Y-axis position third information 45. The color blocks constituting each of them may be partitioned through the information gaps 37, 47, and 57 which are divided into white to enable clearer recognition.

본 실시예에서 X축 위치 제 1 정보(31), X축 위치 제 2 정보(33), X축 위치 제 3 정보(35) 및 Y축 위치 제 1 정보(41), Y축 위치 제 2 정보(43), Y축 위치 제 3 정보(45)에 대하여 각각 0 내지 9의 숫자로 대응되도록 설정된다. 따라서, 각각의 위치 정보, X축 위치 제 1 정보(31 또는 X31), X축 위치 제 2 정보(33 또는 X33), X축 위치 제 3 정보(35 또는 X35) 및 Y축 위치 제 1 정보(41 또는 Y41), Y축 위치 제 2 정보(43 또는 Y43), Y축 위치 제 3 정보(45 또는 Y45)가 사전 설정된 색상을 구비하는 경우, 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)로부터 얻어진 영상 정보로부터 처리된 컬러 히스토그램으로부터 X31에서 "2", X33에서 "4", X35에서 "6", Y41에서 "0",Y43에서 "2", Y45에서 "5"를 구비하는 것으로 인지될 수 있고, 이와 같은 변환을 통해 인공 표식(1)이 포함하는 위치 정보가 (X,Y)좌표로 (246,25)을 갖는 것을 알 수 있다. 여기서, X-Y 좌표 영역은 각각 1000×1000의 그리드 구역 설정되도록 X축 위치 정보 및 Y축 위치 정보가 총 3행의 컬러 블록을 구비하는 구성을 취하였으나, 경우에 따라 각각의 X,Y축 위치 정보가 더 많은 컬러 블록을 구비하는 경우 보다 세분화된 그리드 구성이 가능하다. In the present embodiment, the X-axis position first information 31, the X-axis position second information 33, the X-axis position third information 35, and the Y-axis position first information 41, the Y-axis position second information (43), the Y-axis position third information 45 is set to correspond to the numbers 0 to 9, respectively. Therefore, the respective position information, the X-axis position first information 31 or X31, the X-axis position second information 33 or X33, the X-axis position third information 35 or X35, and the Y-axis position first information ( 41 or Y41), when the Y-axis position second information 43 or Y43 and the Y-axis position third information 45 or Y45 have a predetermined color, obtained from the vision sensor 110 of the mobile robot 100. From the color histogram processed from the image information, it can be recognized as having "2" at X31, "4" at X33, "6" at X35, "0" at Y41, "2" at Y43, and "5" at Y45. Through this conversion, it can be seen that the positional information included in the artificial marker 1 has (246, 25) in the (X, Y) coordinate. Here, the XY coordinate area has a configuration in which the X-axis position information and the Y-axis position information have a total of three rows of color blocks so that a grid area of 1000 × 1000 is set, respectively. A finer grid configuration is possible when has more color blocks.

방위 정보(50)는 위치 정보를 사이에 두고 환경 패턴(20)과 마주하도록 배치되는데, 방위 정보(50)의 구성은 단일 열로 구성되는 점을 제외하고는 상기 위치 정보(30,40)와 동일한 구성을 취한다. 따라서, 방위 정보(50)도 복수 개의 컬러 블록을 구비하는데, 각각의 컬러 블록의 색상은 사전 설정된 색상을 구비함으로써 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)를 통하여 얻어지는 영상 정보의 컬러 히스토그램으로부터 인공 표식(1)에 기록된 방위 정보를 얻을 수 있다. 즉, 도 16에 도시된 바와 같이, 방위 정보(50)를 나타내는 복수 개의 컬러 블록(51,53,55 또는 R51,R53,R55)에 대한 컬러 히스토그램의 강도를 통하여 각각의 컬러 블록은 "0","9","0"으로 설정됨으로써 인공 표식(1)이 구비하는 방위 정보(50)는 90도이다. 방위 정보(50)에 대한 컬러 블록(51,53,55)은 총 3개가 구비되어 360도 범위 를 충분히 커버할 수 있다. 방위 정보(50)를 통한 회전 방향은 사전 설정을 통하여 규약될 수 있으며, 본 실시예에서는 시계 방향(clockwise)의 회전 방향을 기본 방향으로 채택하였다. 따라서, 방위 정보(50)를 통하여 환경 패턴(20)을 회전시켜 주위 환경의 도로 패턴을 회전시킴으로써 보다 정확하면서도 빠른 환경 지도 작성을 가능하게 할 수 있다. The azimuth information 50 is disposed to face the environmental pattern 20 with the location information interposed therebetween, except that the azimuth information 50 is composed of a single column except that the azimuth information 50 is the same as the location information 30 and 40. Take the configuration. Accordingly, the azimuth information 50 also includes a plurality of color blocks, and the color of each color block has a predetermined color, which is artificial from the color histogram of image information obtained through the vision sensor 110 of the mobile robot 100. The azimuth information recorded in the mark (1) can be obtained. That is, as shown in FIG. 16, each color block is " 0 " through the intensity of the color histogram for the plurality of color blocks 51, 53, 55 or R51, R53, R55 representing the azimuth information 50. Is set to "9" and "0", the azimuth information 50 included in the artificial mark 1 is 90 degrees. A total of three color blocks 51, 53, and 55 for the azimuth information 50 may be provided to sufficiently cover a 360 degree range. The rotation direction through the azimuth information 50 may be regulated through a preset, and in this embodiment, the clockwise rotation direction is adopted as the basic direction. Therefore, the environment pattern 20 can be rotated through the orientation information 50 to rotate the road pattern of the surrounding environment, thereby making it possible to create a more accurate and faster environment map.

도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 시스템(5)의 이동 로봇(100)의 개략적인 사시도가 도시되고, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 시스템(5)의 개략적인 블록 선도가 도시된다. 이동 로봇 시스템(5)은 인공 표식(1)과 이동 로봇(100)을 포함하는데, 인공 표식(1)은 상기 실시예에 설명된 바와 동일한 바에 이에 대한 설명은 상기로 대체한다. 이동 로봇(100)은 로봇 하우징(101)과, 비전 센서(110)와, 영상 처리부(200)와, 저장부(400)와, 제어부(300)와, 구동부(133)를 포함하는데, 이동 로봇(100)의 로봇 하우징(101)에 다른 구성요소들이 내장 또는 표면 배치되는 구조를 취한다. 이동 로봇(100)의 로봇 하우징(101)의 상단에 비전 센서(110)가 장착되는데 비전 센서(110)는 영상 정보를 취득하기 위한 카메라 등으로 구성될 수 있다. 이동 로봇(100)의 로봇 하우징(110)의 측면에는 거리 센서(120)가 더 배치될 수 있다. 거리 센서(120)는 외부 물체와의 거리를 측정 감지하여 이를 이동 로봇(100)의 제어부(300)로 전달함으로써, 이동 로봇(100)이 이동함에 따라 얻어지는 물체와의 거리 정보를 통하여 이동 로봇(100)이 이동하는 공간에서의 X-Y 좌표축 상 환경 지도를 작성하는데 사용될 수 있다. 이동 로봇(100)의 로봇 하우징(101)의 상단에는 출력부로서의 디스플레이 부(1)가 구비되고 입력부로서의 버튼 입력부(140)가 더 구비되어 사용자로 하여금 현재 이동 로봇(100)이 취하고자 하는 작동 모드 선택 및 현재 작동 상태 표시를 가능하게 할 수도 있다. 2 is a schematic perspective view of the mobile robot 100 of the mobile robot system 5 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of the mobile robot system 5 according to an embodiment of the present invention. In block diagram is shown. The mobile robotic system 5 comprises an artificial mark 1 and a mobile robot 100, the artificial mark 1 being the same as described in the above embodiment, and the description thereof is replaced by the above. The mobile robot 100 includes a robot housing 101, a vision sensor 110, an image processing unit 200, a storage unit 400, a control unit 300, and a driver 133. The robot housing 101 of 100 has a structure in which other components are embedded or surface disposed. The vision sensor 110 is mounted on an upper end of the robot housing 101 of the mobile robot 100. The vision sensor 110 may be configured as a camera for acquiring image information. The distance sensor 120 may be further disposed on a side surface of the robot housing 110 of the mobile robot 100. The distance sensor 120 measures and detects a distance from an external object and transfers the detected distance to the controller 300 of the mobile robot 100, thereby moving the mobile robot through distance information with respect to an object obtained as the mobile robot 100 moves. 100) can be used to create an environment map on the XY coordinate axis in the moving space. The upper part of the robot housing 101 of the mobile robot 100 is provided with a display unit 1 as an output unit, and a button input unit 140 as an input unit is further provided to allow the user to operate the current mobile robot 100. It is also possible to select the mode and display the current operating status.

구동부(133)는 이동 로봇(100)의 로봇 하우징(101)의 내부에 배치되는데, 구동부(133)는 이동 로봇(100)의 하단에 배치되는 구동 휠(130)과 기계적 연결을 이룬다. 또한, 구동부(130)는 제어부(300)와 전기적 소통을 이룸으로써, 제어부(300)의 제어 신호에 따라 가동되어 구동 휠(130)에 구동력을 제공함으로써 이동 로봇(100)의 위치 이동을 가능하게 한다. 한편, 이동 로봇(100)에는 구동 휠(130) 이외에 구동력을 제공하지는 않으나 이동 로봇(100)의 이동을 가능하게 하는 두 개의 평행한 이동 휠(미도시)이 더 구비될 수 있는데, 이동 휠에는 엔코더(131)가 장착될 수 있다. 엔코더(131)는 이동 휠의 회전 수를 감지하고 이를 하기되는 제어부(300)로 전달할 수 있다. The driving unit 133 is disposed inside the robot housing 101 of the mobile robot 100, and the driving unit 133 makes a mechanical connection with the driving wheel 130 disposed at the bottom of the mobile robot 100. In addition, the drive unit 130 is in electrical communication with the control unit 300, and is operated according to the control signal of the control unit 300 to provide a driving force to the drive wheel 130 to enable the movement of the position of the mobile robot 100. do. Meanwhile, the mobile robot 100 may further include two parallel moving wheels (not shown) that do not provide driving force in addition to the driving wheel 130, but allow the moving robot 100 to move. The encoder 131 may be mounted. The encoder 131 may detect the number of rotations of the moving wheel and transmit it to the control unit 300 to be performed.

영상 처리부(200)는 제어부(300) 및/또는 비전 센서(110)와 전기적 소통을 이루는데, 영상 처리부(200)는 비전 센서(110)를 통하여 취득된 영상 정보를 처리한다. 저장부(400)에는 인공 표식(1)의 환경 패턴(20) 및 좌표 정보 패턴(30,40,50)에 대한 사전 설정 값이 저장되는데, 환경 패턴의 환경 도로 정보로서, 단순한 단일 도형 형태의 환경 도로 정보와, 단순한 도형 형태의 환경 도로 정보 및 인접 표식 거리 정보 등의 추가적 정보 등을 포함하는 복합 환경 도로 정보에 대한 사전 설정된 도형 패턴에 대한 정보와, 좌표 정보 패턴의 컬러 블록의 영상 정보로부터 얻어진 컬러 히스토그램에 대하여 소정의 주파수 영역에 대하여 대 응된 각각의 숫자 코드 등이 사전 설정 값으로 구성될 수 있다. 제어부(300)는 저장부(400) 및 영상 처리부(200)와 전기적 소통을 이루는데, 영상 처리부(200)에서 처리된 영상 정보 및 저장부(400)에 사전 설정되어 저장된 인공 표식(1)의 환경 패턴(20) 및 좌표 정보 패턴(30,40,50) 등에 대한 사전 설정값으로부터 X-Y 2차원 평면 좌표계 상의 절대 좌표 정보 및 환경 정보를 판단하여 이동 로봇(100)의 절대 좌표계 상의 위치를 판단한다. 또한, 제어부(300)는 상기 구동부(133)와 연결되는 엔코더(131)로부터 입력되는 신호와 저장부(400)에 사전 설정되어 저장된 이동 휠의 반경 등의 정보를 사용하여, 제어부(300)가 연산부(500)에 제어 신호를 인가하여 연산함으로써 현재 이동 로봇(100)의 이동 거리 및 회전 각도 등이 산출되고 이러한 산출된 이동 거리 및 회전 각도 정보는 저장부(400)에 저장될 수 있다. 또한, 제어부(300)는 거리 센서(120)로부터의 신호에 기초하여 이동 로봇(100)이 이동하는 경로에 대한 환경 지도를 맵핑 과정을 통하여 도출할 수 있다. The image processor 200 makes electrical communication with the controller 300 and / or the vision sensor 110, and the image processor 200 processes image information acquired through the vision sensor 110. The storage unit 400 stores preset values for the environmental pattern 20 and the coordinate information patterns 30, 40, and 50 of the artificial marker 1, and the environment road information of the environmental pattern, which is a simple single figure. From the information on the preset figure pattern for the complex environment road information including the environment road information, additional information such as the environment road information in the form of a simple figure and the adjacent marker distance information, and the image information of the color block of the coordinate information pattern For each of the obtained color histograms, each numeric code or the like corresponding to a predetermined frequency range may be configured with a preset value. The control unit 300 makes electrical communication with the storage unit 400 and the image processing unit 200, and the image information processed by the image processing unit 200 and the artificial marker 1 pre-set and stored in the storage unit 400. The absolute coordinate information and the environment information on the XY two-dimensional plane coordinate system are determined from preset values for the environment pattern 20 and the coordinate information patterns 30, 40, and 50, and the position on the absolute coordinate system of the mobile robot 100 is determined. . In addition, the controller 300 uses the signal input from the encoder 131 connected to the driving unit 133 and information such as the radius of the moving wheel which is preset and stored in the storage 400, so that the controller 300 By applying the control signal to the calculation unit 500 to calculate the movement distance and the rotation angle of the current mobile robot 100, such calculated movement distance and rotation angle information may be stored in the storage unit 400. In addition, the controller 300 may derive an environment map of a path on which the mobile robot 100 moves based on a signal from the distance sensor 120 through a mapping process.

이하에서는 이동 로봇(100) 및 인공 표식(1)을 포함하는 이동 로봇 시스템(5)의 제어 과정에 대하여 설명하는데, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 이동 로봇 시스템의 제어 과정에 대한 개략적인 흐름도가 도시된다. Hereinafter, a control process of the mobile robot system 5 including the mobile robot 100 and the artificial mark 1 will be described. FIGS. 4 and 5 are schematic flowcharts of the control process of the mobile robot system of the present invention. Is shown.

이러한 제어 과정을 통하여 이동 로봇의 주행 제어 및 환경 지도 작성이 이루어질 수 있다. 먼저, 제어부(300)는 비전 센서(110) 및 거리 센서(120)에 제어 신호를 인가하여 감지 단계(S100)를 수행한다. 감지 단계(S100)에서 비전 센서(110)는 이동 로봇(100)의 주행 방향에 대한 영상을 취득한다. 본 실시예에서는 취득된 영상에 인공 표식(1)에 대한 영상이 포함되는 경우에 대하여 설명한다. 또한, 제어부(300)는 거리 센서(120)에 제어 신호를 인가하여 외부 물체의 존재 및 이와의 거리를 측정 감지한다. 거리 센서(120)는 적외선 센서, 초음파 센서 등이 사용되는데, 넓은 감지 범위를 요하는 경우 초음파 센서로 구현될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 선택이 가능하다. 이러한 거리 센서(120)는 이동 로봇(100)에 복수 개가 구비되어 보다 정확한 구조물, 벽과 같은 외부 물체에 대한 보다 정확한 거리 측정이 가능하다. Through such a control process, driving control and environment map preparation of the mobile robot can be made. First, the controller 300 applies a control signal to the vision sensor 110 and the distance sensor 120 to perform a detection step (S100). In the detection step (S100), the vision sensor 110 acquires an image of the driving direction of the mobile robot 100. In the present embodiment, the case where the image of the artificial mark 1 is included in the acquired image will be described. In addition, the controller 300 applies a control signal to the distance sensor 120 to measure and detect the presence of the external object and the distance therefrom. The distance sensor 120 may be an infrared sensor, an ultrasonic sensor, or the like, which may be implemented as an ultrasonic sensor when a wide detection range is required. The distance sensor 120 is provided with a plurality of the mobile robot 100, it is possible to measure the more accurate distance to an external object, such as a more accurate structure, walls.

그런 후, 제어부(300)는 거리 센서(200)로부터 취득된 거리 정보를 사용하여 부분 환경 지도를 작성하는 부분 환경 지도 작성 단계(S110)를 수행한다. 부분 환경 지도 작성 단계(S110)에서, 제어부(30))는 연산부(500)로 하여금 취득된 거리 정보로부터 얻어진 외부 물체와의 거리를 통하여 국소 환경 지도를 작성하도록 하는데, 작성된 국소 환경 지도 정보는 저장부(400)에 저장된다. Thereafter, the controller 300 performs a partial environment map preparation step (S110) of creating a partial environment map by using the distance information acquired from the distance sensor 200. In the partial environment mapping step (S110), the controller 30 causes the calculation unit 500 to generate a local environment map through a distance from an external object obtained from the acquired distance information, and the generated local environment map information is stored. It is stored in the unit 400.

그런 후, 제어부(300)는 영상 처리부(200)로 하여금 영상 처리 과정(S200)을 수행하도록 하는데, 영상 처리부(200)는 제어부(300)의 신호에 따라 비전 센서(110)로부터 취득된 영상 정보를 처리한다. 본 발명의 이동 로봇(100)에 구비되는 비전 센서(110)는 영상 정보를 취득하기 위한 카메라 등으로 구성되는데, 본 실시예에서 비전 센서(110)는 스테레오 타입의 쌍안 카메라로 구성되었다. 하지만, 본 발명은 이에 국한되지 않고 경우에 따라 단안 카메라로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능한데, 비전 센서가 단안 카메라로 구성되고 보다 넓은 영상 정보를 취득하기 위하여 취득된 영상 정보에 화상 왜곡이 발생하는 경우, 제어부(300)는 영상 처리부(200)를 통하여 영상 정보를 보정하도록 하는 영상 보정 단계를 더 구비할 수도 있다. Thereafter, the control unit 300 causes the image processing unit 200 to perform an image processing process (S200). The image processing unit 200 acquires image information acquired from the vision sensor 110 according to a signal of the control unit 300. To process Vision sensor 110 provided in the mobile robot 100 of the present invention is composed of a camera for acquiring image information, etc. In this embodiment, the vision sensor 110 is composed of a stereo-type binocular camera. However, the present invention is not limited thereto, and may be variously modified in some cases, such as being configured as a monocular camera. The image sensor is configured as a monocular camera and image distortion is generated in the acquired image information to acquire wider image information. In this case, the control unit 300 may further include an image correction step for correcting the image information through the image processing unit 200.

영상 처리 단계(S200) 후, 제어부(300)는 영상 처리부(200)에서 영상 처리된 영상으로부터 영상 정보를 추출하는 영상 정보 추출 단계(S300)를 수행한다. 먼저, 처리된 영상에서 제어부(300)는 먼저 기준 패턴(10)에 해당하는 대상 영상 정보를 추출한다(S310). 그런 후, 제어부(300)는 대상 영상 정보를 저장부(400)에 사전 설정된 기준 패턴(10)에 대한 정보와 비교함으로써 기준 패턴(10) 여부를 판단한다(S320). 제어부(300)가 대상 영상 정보에 기준 패턴(10)이 존재하지 않는 것으로 판단하는 경우, 제어부(300)는 제어 흐름을 단계 S1000으로 복귀시켜 감지 단계(S100)를 재차 수행한다. After the image processing step (S200), the controller 300 performs an image information extraction step (S300) of extracting image information from an image processed by the image processing unit 200. First, in operation S310, the controller 300 extracts target image information corresponding to the reference pattern 10. Thereafter, the controller 300 compares the target image information with information about the reference pattern 10 preset in the storage 400 to determine whether the reference pattern 10 is present (S320). When the controller 300 determines that the reference pattern 10 does not exist in the target image information, the controller 300 returns the control flow to step S1000 and performs the detection step S100 again.

반면, 제어부(300)가 대상 영상 정보에 저장부(400)에 사전 설정된 값과 일치하는 기준 패턴이 존재하는 경우 제어부(300)는 인접 영역의 영상 정보를 환경 패턴(20)으로 인지하고 환경 패턴(20)을 추출하는 환경 패턴 추출 단계를 수행한다(S330). 즉, 제어부(300)는 환경 패턴(20)에서 환경 도로 정보 내지 복합 환경 도로 정보(21)를 추출하고 저장부(400)에 사전 설정된 도 6 내지 도 12에 도시된 바와 같은 환경 패턴 정보를 활용하여 인공 표식(1)에 설정된 환경 패턴이 어떠한 것인지를 이미지 비교를 통해 현재 인공 표식(1) 내지 이동 로봇(100)의 주변 환경 정보로서의 도로 정보가 어떠한 형태인지를 판단한다. On the other hand, when the control unit 300 has a reference pattern that matches the preset value in the storage unit 400 in the target image information, the control unit 300 recognizes the image information of the adjacent area as the environment pattern 20 and the environment pattern. An environmental pattern extraction step of extracting 20 is performed (S330). That is, the controller 300 extracts the environment road information or the complex environment road information 21 from the environment pattern 20 and utilizes the environment pattern information as shown in FIGS. 6 to 12 preset in the storage unit 400. By comparing the image of the environmental pattern set in the artificial marker 1, it is determined whether the road information as the surrounding environment information of the current artificial marker 1 to the mobile robot 100 is in the form.

그런 후, 제어부(300)는 환경 패턴(20) 측면의 대상 영상 정보를 좌표 정보 패턴(30,40,50)으로 인지하고, 이를 통하여 절대 좌표계 상의 인공 표식 및 이동 로봇(100)에 대한 절대 좌표를 산출 판단한다. 먼저, 좌표 정보 패턴(30,40,50)의 처리된 영상 정보로부터 환경 패턴(20)에 인접한 두 개 열의 컬러 블록으로 구성되는 위치 정보(310)를 추출하는 위치 정보 추출 단계(S340)를 수행한다. 영상 처리부(200)에서 처리된 영상 정보에 대한 국소 컬러 히스토그램을 통하여 각각의 컬러 블록에 대한 도 14 및 도 15와 같은 X축 위치 정보 및 Y축 위치 정보에 대한 컬러 히스토그램을 추출할 수 있다. 제어부(300)는 이러한 산출된 컬러 히스토그램과 저장부(400)에 사전 설정된 각각의 색상(컬러)의 주파수에 대한 0 내지 9의 숫자 코드를 활용하여 제어부(300)는 소정의 절대 위치 좌표를 산출할 수 있다. 컬러 히스토그램을 통한 숫자 코드 추출은 여기서 명확하게 기술되지는 않았으나, 각각의 컬러 블록에 대한 컬러 히스토그램에 대하여 최대 강도(maximum intensity)의 20% 이상 강도를 갖는 주파수 영역 중 최대 누적값을 갖는 주파수 영역에 대한 숫자 코드를 도출하는 방식으로 구성할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. Thereafter, the controller 300 recognizes the target image information on the side of the environment pattern 20 as the coordinate information patterns 30, 40, and 50, and through this, the artificial marker on the absolute coordinate system and the absolute coordinates of the mobile robot 100. Determine the calculation. First, a location information extraction step (S340) of extracting location information 310 including two columns of color blocks adjacent to the environment pattern 20 from the processed image information of the coordinate information patterns 30, 40, and 50 is performed. do. The color histogram of the X-axis position information and the Y-axis position information as shown in FIGS. 14 and 15 of each color block may be extracted through the local color histogram of the image information processed by the image processor 200. The control unit 300 calculates a predetermined absolute position coordinate by using the calculated color histogram and a numeric code of 0 to 9 for the frequency of each color (color) preset in the storage unit 400. can do. Numerical code extraction through color histograms is not explicitly described here, but in the frequency domain with the highest cumulative value among the frequency domains having an intensity greater than 20% of the maximum intensity for the color histogram for each color block. Various configurations are possible depending on the design specification, such as the way to derive the numeric code for the.

또한, 여기서 명확하게 도시되지는 않았으나, 인공 표식과 이동 로봇간의 거리 및 엔코더 누적 정보를 활용하여 인공 표식에 대한 절대 좌표계 상의 위치를 활용한 이동 로봇의 절대 좌표 위치 산출은 통상적인 산출 방식으로 이루어질 수 있다. 그런 후, 제어부(300)는 방위 정보를 컬러 히스토그램을 사용하는 위치 정보 추출 단계(S340)와 동일 내지 유사한 방식을 사용하여 방위 정보(50)를 추출하는 방위 정보 추출 단계(S350)를 수행한다. In addition, although not clearly shown here, the calculation of the absolute coordinate position of the mobile robot using the position on the absolute coordinate system with respect to the artificial marker by using the distance between the artificial marker and the mobile robot and the cumulative encoder information may be performed by a conventional calculation method. have. Thereafter, the controller 300 performs the orientation information extraction step S350 for extracting the orientation information 50 using the same or similar method as the location information extraction step S340 using the color histogram as the orientation information.

그런 후, 제어부(300) 산출된 방위 정보(50)를 사용하여 단계 S150에서 산출된 국소 환경 지도를 맵핑하여 보다 확장된 환경 지도를 작성하고 이를 저장 부(400)에 저장하는 환경 지도 맵핑 단계(S400)를 수행한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같은 꺾어진 도로를 나타내는 환경 패턴(20)이 구비되고 90도의 방위 정보가 얻어지 경우 인공 표식(1)을 기준으로 꺾어진 도로를 따라 거리 센서(120)를 통하여 얻어진 국소 환경 지도들은 90도 시계 방향 회전되어 서로 연결되도록 맵핑됨으로써 보다 원활하면서도 정확한 전체 환경 지도 작성이 가능하다. 도 17에는 본 발명의 이동 로봇(100)이 이동하는 실제 지도를 나타내고 도 18에는 방위 정보를 통하여 국부 환경 지도의 조합을 통하여 맵핑된 환경 지도가 도시된다. 즉, 도 1에서와 같은 인공 표식(1)을 통하여 이동 로봇(100)은 위치 정보로서의 (246,25)의 좌표축 정보를 얻게 된다. (246,25)의 위치를 기준으로 형성되는 주변 환경은 환경 도로 정보로서 "「" 형상의 꺾어진 도로 패턴이 인지되고, 이와 동시에 90도의 방위 정보로부터 환경 도로 정보를 시계 방향으로 회전시켜, 실제 주변 환경 도로는 "ㄱ" 형상의 꺾어진 도로라는 것이 인지되고, 이를 통해 (246,25)의 위치를 기준으로 양측의 국소 환경 지도를 맵핑하여 전체 환경 지도를 산출하는 과정에서 환경 지도를 작성하는 과정에서 도 18의 점선으로 표시된 꺾어진 도로를 구비하는 환경 지도가 도출될 수 있다. Thereafter, the environment map mapping step of mapping the local environment map calculated in step S150 using the calculated bearing information 50 to create an extended environment map and storing it in the storage unit 400 ( S400). That is, when the environment pattern 20 showing the curved road as shown in FIG. 1 is provided and the bearing information of 90 degrees is obtained, the local area obtained through the distance sensor 120 along the road curved based on the artificial mark 1 is obtained. The environment maps are rotated 90 degrees clockwise and mapped to each other for a smoother and more accurate overall environment map. FIG. 17 shows an actual map to which the mobile robot 100 of the present invention moves, and FIG. 18 shows an environment map mapped through a combination of local environment maps through orientation information. That is, the mobile robot 100 obtains coordinate axis information of (246, 25) as position information through the artificial mark 1 as shown in FIG. The surrounding environment formed based on the position of (246, 25) is recognized as the environmental road information, and a curved road pattern having a shape of "" is recognized, and at the same time, the environmental road information is rotated clockwise from the 90 degree azimuth information, and the actual surrounding It is recognized that the environmental road is a curved road of "a" shape, and in this process, the environment map is generated in the process of mapping the local environmental maps on both sides based on the position of (246,25) and calculating the overall environmental map. An environment map having a curved road indicated by a dotted line in FIG. 18 may be derived.

한편, 상기 실시예에서는 단순한 패턴 내지 컬러 블록을 이용한 인공 표식 및 이를 구비하는 이동 로봇 시스템에 대하여 기술되었으나, 경우에 따라 인공 표식의 인지를 보다 원활하게 하기 위한 구성요소가 더 구비될 수도 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 인공 표식(1)은 인공 표식 통신부(60,70)를 더 구비하고, 이동 로봇(100)은 통신부(600)를 더 구비할 수도 있다. 인공 표식 통신부(60,70)는 인공 표식 통신 송신부(60)와 인공 표식 통신 안테나(70)를 포함하는데, 인공 표식 통신 송신(60)에서 생성되는 인공 표식(1)의 위치 정보 및/또는 방위 정보는 인공 표식 통신 안테나(70)를 통하여 이동 로봇(100)의 통신부(600)로 수신된다. 이러한 통신 방식은 지그비, 블루투스, 소용량 UWB, 대용량 UWB, 무선 USB 도는 무선 이더넷 중 하나의 무선 통신 방식을 사용할 수 있다. 통신부(600)는 제어부(300)와 전기적 소통을 이루고 제어부(300)는 저장부(400)에 사전 설정된 값을 사용하여 이동 로봇(100)이 절대 좌표계 상의 X,Y 위치 정보를 취득하여, 비전 센서를 통하여 취득된 좌표 정보 등의 검증 내지 보완을 가능하게 할 수도 있다. Meanwhile, in the above embodiment, an artificial mark using a simple pattern or color block and a mobile robot system having the same have been described. However, in some cases, a component may be further provided to more smoothly recognize the artificial mark. That is, as shown in FIG. 2, the artificial mark 1 may further include artificial mark communication units 60 and 70, and the mobile robot 100 may further include a communication unit 600. The artificial marker communication unit 60, 70 includes an artificial marker communication transmitter 60 and an artificial marker communication antenna 70, which are location information and / or orientation of the artificial marker 1 generated in the artificial marker communication transmitter 60. The information is received by the communication unit 600 of the mobile robot 100 through the artificial marker communication antenna 70. Such a communication method may use one of Zigbee, Bluetooth, small UWB, large UWB, wireless USB, or wireless Ethernet. The communication unit 600 makes electrical communication with the control unit 300, and the control unit 300 acquires the X and Y position information on the absolute coordinate system using the preset value in the storage unit 400, thereby providing vision. It may also be possible to verify or supplement the coordinate information acquired through the sensor.

또한, 경우에 따라 인공 표식의 인지를 보다 용이하게 하기 위한 구성요소가 더 구비될 수도 있다. 즉, 도 19에 도시된 바와 같이, 인공 표식(1-1)의 좌상단에는 기준 패턴(10)이 구비되는데, 기준 패턴(10)의 내부에 기준 패턴 광원(11-1)이 더 구비될 수 있다. 이러한 기준 패턴 광원(11-1)은 사전 설정된 방식에 따라 플릭킹 등의 점멸 동작 등을 수행함으로써, 이동 로봇(100)의 비전 센서(110)를 통한 기준 패턴 인지를 보다 용이하게 할 수도 있다. 또한, 좌표 정보 패턴의 각각의 X축 위치 정보, Y축 위치 정보 및 방위 정보를 나타내는 영역의 상단에 소정의 X축 광원(30-1), Y축 광원(40-1) 및 방위 광원(50-1)이 구비되고 이들은 사전 설정된 방식에 따라 점멸 등의 동작을 이루어 좌표 정보 비전 센서(110)를 통한 좌표 정보 확보를 보다 용이하게 할 수 있는데, 점멸 동작은 각각이 X축 광원, Y축 광원, 방위 광원 중 어느 것인지를 나타내는 인식 점멸 동작을 수행한 후, 수초의 간극을 두고 해당 인공 표식에 대한 X축 위치 정보, Y축 위치 정보 및 방위 정보를 나타내 는 점멸 동작을 수행할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. 이와 같은 각각의 광원을 구비하는 인공 표식 구조를 통하여 조도가 낮은 장소, 내지 야간 주행시 기준 패턴 등을 인식하지 못하여 이동 로봇의 자기 위치 인지 불능 상태에 이르는 것을 방지할 수도 있다. In addition, in some cases, a component may be further provided to more easily recognize the artificial mark. That is, as shown in FIG. 19, the reference pattern 10 is provided at the upper left of the artificial mark 1-1, and the reference pattern light source 11-1 may be further provided inside the reference pattern 10. have. The reference pattern light source 11-1 may perform a flickering operation such as flicking according to a preset method, thereby making it easier to recognize the reference pattern through the vision sensor 110 of the mobile robot 100. In addition, a predetermined X-axis light source 30-1, Y-axis light source 40-1, and azimuth light source 50 are located at the upper end of the region representing the X-axis position information, Y-axis position information, and orientation information of the coordinate information pattern. -1) is provided and these can be made in accordance with a predetermined manner to make the coordinate information through the coordinate information vision sensor 110 to facilitate the operation, such as the X-axis light source, Y-axis light source After performing the recognition blinking operation indicating which of the azimuth light sources, and then performing a blinking operation indicating the X-axis position information, the Y-axis position information, and the azimuth information of the corresponding artificial mark with a gap of several seconds. Various configurations are possible according to the specification. Through the artificial marker structure provided with each of the light sources as described above, it is possible to prevent the mobile robot from being able to recognize a magnetic position by not recognizing a place having low illumination or a reference pattern when driving at night.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 이에 국한되지 않고 다양한 환경 패턴에 대한 복합적인 조합과, 다수 열의 컬러 블록을 통한 좌표 정보 패턴을 구성할 수도 있고, 이러한 인공 표식 및 인공 표식의 좌표 정보를 인지하는 이동 로봇을 포함하는 이동 로봇 시스템을 구성할 수도 있는 등 다양한 설계 변형이 가능하다. The above embodiments are provided to illustrate the present invention, and the present invention is not limited thereto, and the present invention may constitute a complex combination of various environmental patterns and coordinate information patterns through a plurality of columns of color blocks. Various design variations are possible, such as a mobile robot system including a mobile robot that recognizes coordinate information.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention is described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인공 표식의 개략적인 구성도이다. 1 is a schematic diagram of an artificial mark according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 시스템의 이동 로봇에 대한 개략적인 사시도이다.2 is a schematic perspective view of a mobile robot of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 시스템의 개략적인 블록 선도이다. 3 is a schematic block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명의 이동 로봇 시스템의 제어 과정에 대한 개략적인 흐름도이다. 4 and 5 are schematic flowcharts of a control process of the mobile robot system of the present invention.

도 6 내지 도 13은 본 발명의 인공 표식에 구비되는 환경 패턴의 예를 도시하는 개략적인 구성도이다. 6-13 is a schematic block diagram which shows the example of the environmental pattern with which the artificial mark of this invention is equipped.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 인공 표식의 복수 개의 컬러 블록으로 구성되는 좌표 정보 패턴에 대한 컬러 히스토그램이다. 14 to 16 are color histograms of coordinate information patterns composed of a plurality of color blocks of an artificial marker of the present invention.

도 17 및 도 18은 본 발명의 이동 로봇이 주행하는 실제 지도와, 맵핑된 환경 지도를 나타내는 개략적인 구성도이다. 17 and 18 are schematic configuration diagrams showing an actual map on which the mobile robot of the present invention travels and a mapped environment map.

도 19는 본 발명의 인공 표식에 대한 변형예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 19 is a schematic block diagram showing a modification to the artificial marker of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1...인공 표식 5...이동 로봇 시스템1 ... artificial marking 5 ... mobile robot system

10...기준 패턴 20...환경 패턴10 ... reference pattern 20 ... environment pattern

30,40,50...좌표 정보 패턴 100...이동 로봇30, 40, 50 ... coordinate information pattern 100 ... mobile robot

200...영상 처리부 300...제어부200 ... image processing unit 300 ... control unit

400...저장부 500...연산부400 storage 500 operation

Claims

As an artificial marker that informs the mobile robot of absolute coordinate information in a two-dimensional plane coordinate system,

A reference pattern representing a reference point of the artificial mark,

An environmental pattern disposed adjacent to the reference pattern and providing environment information of the mobile robot;

And a coordinate information pattern disposed opposite to the reference pattern with the environment pattern interposed therebetween and including coordinate information patterns including position information in a two-dimensional plane coordinate system.

The method of claim 1,

Position information of the coordinate information pattern is an artificial marker characterized in that it comprises X-axis position information and Y-axis position information.

3. The method of claim 2,

The coordinate information pattern is artificial markers, characterized in that further comprises a bearing information.

The method of claim 3,

And said coordinate information pattern comprises a plurality of color blocks.

The method of claim 1,

The coordinate information pattern is:

Environmental road information for providing a road type in the location information;

And an adjacent marker distance information providing a distance from another artificial marker disposed in the vicinity of the location information.

The method of claim 1,

The reference pattern is artificial markers, characterized in that the light source further enables the detection by the vision sensor of the mobile robot.

An artificial mark that informs a mobile robot of absolute coordinate information in a two-dimensional plane coordinate system, comprising: a reference pattern representing a reference point of the artificial mark, an environment pattern disposed adjacent to the reference pattern and providing environment information of the mobile robot; An artificial marker comprising a coordinate information pattern disposed on the opposite side of the reference pattern with the environment pattern interposed therebetween, the coordinate information pattern including position information in a two-dimensional plane coordinate system; And

A vision sensor for sensing an image of the reference pattern, the environment pattern, and the coordinate information pattern, an image processor processing the image information detected by the vision sensor, and preset values for the environment pattern and the coordinate information pattern are stored A control unit for determining absolute coordinate information and environment information on a two-dimensional plane coordinate system from a storage unit, image information and preset storage values which are in electrical communication with the storage unit and the image processing unit, and a control signal from the control unit. The mobile robot system comprising; a mobile robot including a driving unit which is moved along to provide a driving force.

An artificial mark that informs a mobile robot of absolute coordinate information in a two-dimensional plane coordinate system, comprising: a reference pattern representing a reference point of the artificial mark, an environment pattern disposed adjacent to the reference pattern and providing environment information of the mobile robot; An artificial marker comprising a coordinate information pattern disposed on the opposite side of the reference pattern with the environment pattern interposed therebetween, the coordinate information pattern including position information in a two-dimensional plane coordinate system; And a vision sensor for sensing the reference pattern, the environment pattern, and the coordinate information pattern, an image processor processing the image information detected by the vision sensor, and preset values for the environment pattern and the coordinate information pattern. A control unit for determining absolute coordinate information and environment information on a two-dimensional plane coordinate system from the stored storage unit, the image information processed in electrical communication with the storage unit and the image processing unit, and a preset storage value, and a control signal from the control unit. Providing a mobile robot system comprising; a mobile robot including a drive unit is moved according to the driving force to provide a driving force;

A sensing step of detecting an image from the vision sensor;

An image information processing step of processing the sensed image information;

And extracting the reference pattern, the environment pattern, and the coordinate information pattern from the processed image information to extract location information, orientation information, and surrounding environment information.

The method of claim 10,

The mobile robot further includes a distance sensor, the map information detected and calculated from the distance sensor is stored in the storage unit,

And the control unit further comprises an environment map mapping step of creating an entire map from the location information, the orientation information, and the surrounding environment information obtained in the map information and the image information extraction step.