KR20100123581A - Mobile robot system and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇의 이동 영역을 제한함은 물론, 다른 영역으로의 이동을 유도하기 위한 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile robot system and a control method thereof for limiting the moving area of the robot as well as for inducing movement to another area.
일반적으로, 이동 로봇은 사용자의 조작없이 주행하고자 하는 영역을 자율적으로 이동하면서 작업을 수행하는 장치이다. 이동 로봇의 하나인 로봇 청소기는 가정이나 사무실과 같이 일정한 청소 영역을 자율적으로 이동하면서 바닥 면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소 작업을 수행한다. In general, a mobile robot is a device that performs a task while autonomously moving a region to be driven without a user's manipulation. The robot cleaner, which is one of the mobile robots, performs a cleaning operation by suctioning foreign substances such as dust from the floor surface while autonomously moving a certain cleaning area such as a home or an office.
이러한 이동 로봇이 작업을 수행하기 위해서는 주행 영역으로부터의 이탈을 방지해야 하며, 이를 위해 주행 영역의 경계(border;예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 출입문 등)에 이동 로봇이 진입하지 못하도록 하는 가상 벽 유닛(Virtual Wall Unit;이하, 비컨이라 한다)을 설치하여 이동 로봇의 이동 영역을 제한하고 있다.In order for the mobile robot to perform work, the mobile robot must prevent departure from the driving area, and for this purpose, the mobile robot cannot enter the border of the driving area (for example, the corner between the living room and the kitchen or the door). A virtual wall unit (hereinafter referred to as beacon) is installed to limit the moving area of the mobile robot.
이동 로봇의 이동 영역을 제한하기 위해 설치된 비컨은 주행 영역의 경계 부분에 적외선 신호를 지속적으로 송출하여 빔 영역을 생성하고, 이동 로봇은 작업 수행을 위해 이동하는 중에 적외선 신호가 감지되면 빔 영역을 넘어가지 않도록 방향을 전환하여 회피 주행을 하게 된다. 이와 같이, 이동 로봇은 비컨에서 송출하는 신호를 감지한 경우에만 회피 주행을 하게 되나 비컨은 이동 로봇이 비컨의 신호 도달 범위에 있지 않더라도 지속적으로 신호 송출을 하게 되므로 신호 송출을 위한 높은 소비 전력이 불필요하게 낭비되고, 불필요한 소비 전력으로 비컨 전지의 잦은 충전과 교체가 요구되어 전지 수명에 대한 사용자 불만이 발생하게 된다.Beacons installed to limit the moving area of the mobile robot continuously generate infrared rays at the boundary of the driving area to generate the beam area, and the mobile robot moves beyond the beam area when the infrared signal is detected while moving to perform work. Do not go to change the direction to dodge driving. As such, the mobile robot will dodge only when it detects a signal transmitted from the beacon, but the beacon continuously transmits the signal even if the mobile robot is not within the beacon's signal range, so high power consumption for signal transmission is unnecessary. Wasted, unnecessary power consumption requires frequent charging and replacement of the beacon battery, causing user dissatisfaction with battery life.
본 발명은 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 이동 로봇의 이동 영역을 제한시키기 위한 응답 신호를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있는 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법을 제시하고자 한다.The present invention provides a beacon battery by notifying the mobile robot of a response signal for limiting the moving area of the mobile robot only when the remote controller receiving module in the beacon detects a transmission signal of the mobile robot by using the remote control reception module with low power consumption. The present invention proposes a mobile robot system and its control method which can increase energy efficiency.
이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템은, 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하는 이동 로봇; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 수신하여 응답 신호를 이동 로봇으로 송신하는 비컨을 포함하고, 비컨은 신호의 수신 영역을 제한하여 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 응답 신호를 이동 로봇으로 송신하는 것을 특징으로 한다.To this end, the mobile robot system according to an embodiment of the present invention, a mobile robot for transmitting a signal while moving the traveling area; A beacon that receives a signal transmitted from the mobile robot and transmits a response signal to the mobile robot, and the beacon restricts the reception area of the signal to move the response signal only when the transmission signal of the mobile robot is detected within the limited reception area. Characterized in that the transmission to the robot.
이동 로봇에서 송신하는 신호는 적외선, 가시광선, 초음파 또는 레이저를 포함한다.Signals transmitted by the mobile robot include infrared light, visible light, ultrasound or laser.
비컨에서 송신하는 응답 신호는 적외선, 가시광선, 초음파, 무선 주파수(RF) 또는 레이저를 포함한다.The response signals transmitted by the beacons include infrared, visible light, ultrasound, radio frequency (RF) or laser.
이동 로봇은 이동 로봇의 이동 상태를 알리기 위한 신호를 송신하는 적어도 하나의 송신부를 더 포함하고, 적어도 하나의 송신부는 신호를 패킷 단위로 송신하는 것을 특징으로 한다.The mobile robot further includes at least one transmitter for transmitting a signal for notifying a movement state of the mobile robot, wherein the at least one transmitter transmits the signal in packet units.
송신부는 이동 로봇 본체의 전면 상부에 설치되어 이동 로봇이 이동하는 전 방향으로 신호를 송신하는 360도 확산 렌즈인 것을 특징으로 한다.The transmitting unit is installed on the front surface of the mobile robot main body is characterized in that the 360-degree diffused lens for transmitting the signal �¼ 1/4 in the omni-directional direction.
이동 로봇은 비컨의 응답 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신부; 비컨의 응답 신호가 수신된 경우, 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 로봇 제어부를 더 포함한다.The mobile robot includes at least one receiver for receiving a response signal of the beacon; When the response signal of the beacon is received, further comprising a robot control unit for controlling the avoidance running of the mobile robot.
이동 로봇의 회피 주행은 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때까지 이동 로봇이 제자리 회전을 하는 것을 특징으로 한다.The avoidance travel of the mobile robot is characterized in that the mobile robot rotates in place until no response signal of the beacon is received.
로봇 제어부는 비컨의 응답 신호가 수신되면 이동 로봇이 제자리 회전을 시작하도록 제어하고, 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때 이동 로봇의 제자리 회전을 종료하고 제자리 회전이 종료된 방향으로 이동 로봇이 청소 주행을 시작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.When the response signal of the beacon is received, the robot controller controls the mobile robot to start rotating in place, and when the response signal of the beacon is not received, the robot control unit ends the rotation of the moving robot and moves the cleaning robot in the direction in which the rotation is completed. It characterized in that the control to start.
복수의 수신부는 이동 로봇 본체의 전면과 측면에 소정 간격으로 설치되어 이동 로봇이 이동하는 전 방향에서 신호를 송수신하는 180도 확산 렌즈인 것을 특징으로 한다.The plurality of receivers may be installed at front and side surfaces of the mobile robot body at predetermined intervals, and may be 180 degree diffusion lenses for transmitting and receiving signals in all directions in which the mobile robot moves.
비컨은 이동 로봇과 분리되게 설치하는 것을 특징으로 한다.Beacon is characterized in that the installation is separated from the mobile robot.
비컨은 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역 내에서 수신하는 지향성 수신부를 더 포함하고, 지향성 수신부는 수신 영역을 제한하기 위해 폭, 길이, 높이를 갖는 슬릿 형태의 리모컨 수신 모듈인 것을 특징으로 한다.The beacon further includes a directional receiver for receiving a transmission signal of the mobile robot within a limited reception area, wherein the directional receiver is a slit type remote control reception module having a width, a length, and a height to limit the reception area.
지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역의 경계에 근접하였음을 감지하는 제1지향성 수신부와, 이동 로봇이 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 제2지향성 수신부를 포함한다.The directional receiver includes a first directional receiver for detecting that the mobile robot is close to the boundary of the travel area, and a second directional receiver for detecting that the mobile robot is close to an area for inducing the mobile robot to move beyond the boundary area to another area. .
제1지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 청소를 수행하는 중에 이동 로봇이 경계 영역을 넘어가지 않도록 송신하는 신호를 수신하는 것으로, 비컨 본체의 전면 상부에 설치된 경계 영역 인지용 슬릿인 것을 특징으로 한다.The first directivity receiving unit receives a signal transmitted by the mobile robot so as not to cross the boundary area while the mobile robot moves while moving the driving area, and is a boundary area recognition slit installed on the front surface of the beacon main body. It is done.
제2지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하는 것으로, 제1지향성 수신부의 좌우측에 설치된 이주 모드용 슬릿인 것을 특징으로 한다.The second omnidirectional receiver receives a signal that the mobile robot has completed the cleaning of the traveling area and transmits that the cleaning is completed, and is characterized in that the second omnidirectional receiver is a slit for the migration mode provided on the left and right sides of the first omnidirectional receiver.
비컨은 이동 로봇의 송신 신호를 360도로 수신하여 이동 로봇이 근접하였음을 감지하는 전방향 수신부를 더 포함한다.The beacon further includes an omni-directional receiver that detects that the mobile robot is close by receiving a 360 degree transmission signal from the mobile robot.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고; 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어가지 않도록 이동 로봇의 이동을 제한하는 것을 특징으로 한다.Further, a control method of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention, the mobile robot transmits a signal while moving the travel area; Determine whether a signal transmitted from the mobile robot has been detected in the limited reception area of the beacon; If a transmission signal of the mobile robot is detected in the limited reception area, the beacon transmits a response signal to the mobile robot; When the mobile robot receives the beacon response signal, the mobile robot may limit movement of the mobile robot so as not to cross the boundary of the driving area.
이동 로봇의 이동을 제한하는 것은, 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때까지 이동 로봇이 제자리 회전을 하도록 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 것을 특징으로 한다.Restricting the movement of the mobile robot is characterized by controlling the avoidance travel of the mobile robot such that the mobile robot rotates in place until the response signal of the beacon is not received.
이동 로봇은 비컨의 응답 신호를 수신하면 제자리 회전을 시작하고, 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때 제자리 회전을 종료하고 제자리 회전을 종료한 방향으로 청소 주행을 시작하는 것을 특징으로 한다.When the mobile robot receives the response signal of the beacon, the mobile robot starts to rotate in place, and when the mobile robot does not receive the beacon response signal, the mobile robot ends the rotation of the vehicle and starts the cleaning driving in the direction of ending the rotation of the robot.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇 이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨에서 360도로 수신하여 이동 로봇이 상기 비컨에 근접하였는가 판단하고; 이동 로봇이 비컨에 근접한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 회피 주행을 하여 비컨과의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 한다.Further, a control method of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention, the mobile robot transmits a signal while moving the travel area; Receiving a signal transmitted from the mobile robot 360 degrees from the beacon to determine whether the mobile robot is close to the beacon; When the mobile robot is in proximity to the beacon, the beacon sends a response signal to the mobile robot; When the mobile robot receives the beacon response signal, the mobile robot avoids collision with the beacon by avoiding driving.
이동 로봇이 비컨에 근접하였는가 판단하는 것은, 비컨에서 이동 로봇의 송신 신호 중 "근접' 신호를 감지한 경우, 이동 로봇이 비컨에 근접하였다고 판단하는 것을 특징으로 한다.Determining whether the mobile robot is close to the beacon is characterized in that when the beacon detects a "close" signal from the transmission signal of the mobile robot, it determines that the mobile robot is close to the beacon.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하면 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고; 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control method of the mobile robot system according to an embodiment of the present invention, when the mobile robot completes the cleaning of the traveling area and transmits a signal; Determine whether a signal transmitted from the mobile robot has been detected in the limited reception area of the beacon; If a transmission signal of the mobile robot is detected in the limited reception area, the beacon transmits a response signal to the mobile robot; When receiving a response signal of the beacon from the mobile robot, it is characterized in that the mobile robot to move beyond the boundary of the driving area to another area.
이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하는 것은, 이동 로봇이 비컨에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨으로 접근하고; 이동 로봇이 비컨의 근접 영역까지 접근하였는가 판단하고; 이동 로봇이 비컨의 근접 영역까지 접근한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 비컨의 근접 영역을 따라 벽면 추종 주행을 하여 경계 영역을 넘어가는 것을 특징으로 한다.Moving the mobile robot beyond the boundary of the traveling area to another area includes approaching the beacon along the guided area formed by the mobile robot in the beacon; Determine whether the mobile robot has approached the proximity of the beacons; When the mobile robot approaches the proximity of the beacon, the beacon transmits a response signal to the mobile robot; When the mobile robot receives the response signal of the beacon, the mobile robot may move along the wall along the adjacent area of the beacon to cross the boundary area.
비컨은 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하고, 이동 로봇이 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 것을 특징으로 한다.The beacon is characterized in that the mobile robot completes the cleaning of the driving area and receives a signal transmitting that the cleaning is completed, and detects that the mobile robot is close to the area for inducing the mobile robot to move beyond the boundary area to another area.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면 소비 전력이 높은 신호 송출 대신에 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 응답 신호의 형태로 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 기능을 구현하면서도 비컨 전지의 에너지 소비를 최소화하여 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있게 된다. 또한 리모컨 수신 모듈의 신호 수신 영역을 기구물(지향성 수신기)로 제한하여 비컨이 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 제한 영역을 최소로 하여 이동 로봇이 청소를 해야 하는 영역까지 제한하지 않도록 한다. 또한 이동 로봇이 한쪽 방에 대한 청소를 완료하면 다른 방으로의 이동을 유도하는 lighthouse 기능을 추가하여 여러 방을 청소하는 경우에도 보다 다양한 사용자의 요구를 만족할 수 있도록 한다.According to the exemplary embodiment of the present invention, instead of transmitting a signal with high power consumption, the remote controller receiving module in the beacon detects the transmission signal of the mobile robot by using the remote control receiving module with low power consumption. By notifying the mobile robot, the mobile robot can realize the function of limiting the moving area of the mobile robot while minimizing the energy consumption of the beacon battery, thereby increasing the energy efficiency of the beacon battery. In addition, by limiting the signal reception area of the remote control receiver module to an instrument (directional receiver), the mobile robot is notified of the detection result only when the beacon detects the transmission signal of the mobile robot within the restricted reception area. Should be kept to a minimum so as not to limit the area where the mobile robot should be cleaned. In addition, when the mobile robot completes the cleaning of one room, it adds a lighthouse function that induces the movement to the other room so that it can satisfy the needs of various users even when cleaning multiple rooms.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 전체 구성도로서, 일정 영역을 자율적으로 이동하면서 청소 작업을 수행하며 적외선(IR) 신호를 패킷 단위 로 송신하는 이동 로봇(10)과, 이동 로봇(10)과 분리되어 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 수신하는 비컨(20)을 포함한다.1 is an overall configuration diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention, which performs a cleaning operation while moving a certain area autonomously and transmits an infrared (IR) signal in packet units, and a mobile robot. Separate from the
비컨(20)은 이동 로봇(10)의 이동 영역을 제한하기 위해 주행 영역의 경계(예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 방과 방 사이의 출입문 등)에 이동 가능하게 설치되며 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 감지한 경우, 그 감지 결과에 따른 응답 신호를 이동 로봇(10)으로 통보하기 위해 응답 신호를 전 방향으로 송신하여 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계(경계 영역)를 넘어가지(cross하지) 못하도록 함과 동시에 이동 로봇(10)이 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 제어한다.The
이외에도, 비컨(20)은 이동 로봇(10)이 한쪽 방의 청소 작업을 완료한 후, 다른 방의 청소 작업을 수행할 수 있도록 다른 방으로의 이동을 유도하는 lighthouse 기능을 갖는다.In addition, the
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇의 외관 투시도이다.2 is an external perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
도 2에서, 이동 로봇(10)은 외관을 형성하는 본체(12)와, 이동 로봇(10)의 이동을 위한 한 쌍의 구동 바퀴(14)가 일정간격을 두고 본체(12)의 하부에 설치되어 있다. 한 쌍의 구동바퀴(14)는 각각을 회전시키기 위한 구동부(모터)에 의해 선택적으로 구동되어 이동 로봇(10)이 필요한 방향으로 이동할 수 있도록 하며, 구동바퀴(14)의 전,후방에는 본체(12)를 지지함과 아울러 이동 로봇(10)의 주행을 원활하게 하는 복수의 보조바퀴가 설치될 수 있다.In FIG. 2, the
또한, 이동 로봇(10)은 자기가 이동하고 있음을 주변에 알리기 위한 적외 선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신하는 하나의 송신부(100)와, 비컨(20)에서의 응답 신호를 수신하기 위한 복수(예를 들어, 6개)의 수신부(102)를 포함한다. 하나의 송신부(100)는 본체(12)의 전면 상부에 설치되어 전 방향(360도)으로 적외선을 송신하는 360도 확산 렌즈를 사용하고, 복수의 수신부(102)는 본체(12)의 전면과 측면에 일정 간격으로 설치되어 전 방향으로 적외선을 수신하는 180도 확산 렌즈를 사용한다.In addition, the
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비컨의 외관 투시도이다.3 is an external perspective view of a beacon according to an embodiment of the present invention.
도 3에서, 비컨(20)은 외관을 형성하는 본체(22)와, 신호를 송수신하기 위한 센서창(24)이 본체(22)의 둘레에 형성되며, 센서창(24)의 외곽은 송수신되는 신호의 빔이 꺾이지 않도록 원형으로 형성되어 있다.In FIG. 3, the
또한, 비컨(20)은 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 수행하기 위해 이동하는 중에 송신하는 신호(강/중/약/근접 신호)를 제한된 수신 영역 내에서 수신하여 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계(경계 영역)에 들어왔음을 감지하는 제1지향성 수신부(200)와, 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 후 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 제한된 수신 영역 내에서 수신하여 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 수 있도록 유도하는 영역(유도 영역)에 근접하였음을 감지하는 제2지향성 수신부(202)와, 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호를 수신하여 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처에 근접하였음을 감지하는 전방향 수신부(204)와, 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지한 경우 그 감지 결과에 따른 응 답 신호(이동 로봇이 경계 영역을 넘어가지 못하도록 방지하거나 다른 영역으로 유도 주행을 할 수 있도록 송신하는 적외선 신호)를 이동 로봇(10)에게 통보하기 위해 응답 신호를 전 방향으로 송신하는 복수(예를 들어, 3개)의 송신부(206)를 포함한다.In addition, the
제1지향성 수신부(200)는 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 수행하기 위해 이동하는 중에 송신하는 신호(강/중/약/근접 신호)를 수신하는 영역을 제한하도록 비컨(20)의 전면 상부에 설치된 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿으로, 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿은 틈새(폭), 길이, 높이를 이용하여 신호의 수신 영역을 제한시켜서 지향성을 갖도록 한다.The
제2지향성 수신부(202)는 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 후 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하는 영역을 제한하도록 제1지향성 수신부(200)의 좌우측에 설치된 이주 모드용 지향성 수신 슬릿으로, 이주 모드용 지향성 수신 슬릿은 제1지향성 수신부(200)에 해당하는 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿과 마찬가지로 틈새(폭), 길이, 높이를 이용하여 신호의 수신 영역을 제한시켜서 지향성을 갖도록 한다. 제2지향성 수신부(202)에 해당하는 이주 모드용 지향성 수신 슬릿은 이동 로봇(10)을 한쪽 방에서 다른 방으로 이동시킬 수 있도록 유도하기 위해 슬릿의 폭을 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿의 폭보다 크게 한다.The second
제2지향성 수신부(202)는 제1지향성 수신부(200)의 좌우측에 복수 개(예를 들어, 2개) 설치하여 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 때에, 이동 로봇(10)을 우측 수신 영역에서 좌측 수신 영역으로 유도하거나 또는 좌측 수신 영역에서 우측 수신 영역으로 유도한다.The second
전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호를 360도로 수신하도록 비컨(20)의 하부 중심부에 설치된 전방향 수신 렌즈(Omnidirectional receiver)로, 렌즈(204a)의 굴절과 반사 성질을 이용하여 전방위각에서 입사되는 적외선 신호를 수신 모듈(204b)을 통해 수신하여 확산 광 영역을 생성한다.The
제1 및 제2지향성 수신부(200, 202)와 전방향 수신부(204)는 소비 전류가 최대 0.4~2.0mA 정도로 매우 낮은 리모컨 수신 모듈을 사용한다.The first and second
복수의 송신부(206)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202)와 전방향 수신부(204)에서 수신했을 때에, 이동 로봇(10)에게 수신 방향과 수신 신호를 알리는 응답 신호를 통보하며, 180도 확산 렌즈를 사용한다.When the plurality of
또한, 비컨(20)에는 비컨(20)의 구동 전원을 공급하는 전지(26)와, 비컨(20)의 신호 도달 거리를 "강, 중 또는 약"으로 설정하기 위한 신호 설정 스위치(28)와, 비컨(20)의 동작 모드를 "경계 영역 인지 모드 또는 이주 모드"로 설정하기 위한 모드 설정 스위치(30)를 더 포함한다.In addition, the
신호 설정 스위치(28)를 "강"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 4m로, 일반 가정에서 거실의 1/2에 해당하는 거리이다.When the
신호 설정 스위치(28)를 "중"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 2m로, 일반 가정에서 주방 hallway에 해당하는 거리이다.When the
신호 설정 스위치(28)를 "약"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 1m로, 일반 가정에서 출입문의 너비에 해당하는 거리이다.When the
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 4에서, 이동 로봇(10)은 도 2에 도시한 기본 구성 이외에 입력부(104), 장애물 감지부(106), 구동부(108), 배터리 감지부(110), 저장부(112) 및 로봇 제어부(114)를 더 포함한다.In FIG. 4, the
입력부(104)는 사용자가 이동 로봇(10)의 작업 수행 명령을 입력하도록 이동 로봇 본체(12)의 상부 또는 리모컨(미도시)에 다수의 버튼을 포함한다.The
장애물 감지부(106)는 이동 로봇(10)이 주행하는 영역 내에 설치된 가구, 사무용품 기기, 벽과 같은 장애물을 감지하기 위한 것으로, 이동 로봇(10)이 주행하는 경로에 초음파를 발신하고, 발신된 초음파가 장애물에 부딪혀 반사되어 오는 초음파를 수신하여 장애물의 유무와 장애물까지의 거리를 감지한다. 이때 장애물 감지부(106)는 복수의 적외선 발광소자와 수광소자로 이루어져 적외선을 출사하고, 반사된 광을 수신할 수 있도록 적외선 센서가 적용될 수 있다.The
구동부(108)는 장애물 감지부(106)에 의해 감지된 장애물 정보를 기반으로 하여 이동 로봇(10)이 벽이나 장애물과의 충돌없이 주행 영역을 스스로 이동하면서 방향 등의 전환이 가능하도록 이동 로봇 본체(12)의 하부에 설치된 양쪽 구동바퀴(14)를 구동시킨다.The driving
배터리 감지부(110)는 이동 로봇(10)의 구동 전원(예를 들면, 복수의 송신부 에서 신호 송신에 필요한 에너지)을 공급하는 충전 배터리(109)의 충전 잔량을 감지하여 충전 잔량 정보를 로봇 제어부(114)에 전달한다.The
저장부(112)는 이동 로봇(10)의 구동을 위한 운영 프로그램과 주행 패턴, 주행 과정에서 획득한 이동 로봇(10)의 위치 정보와 장애물 정보 등을 저장하는 메모리이다.The
로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 프로세서로, 복수의 송신부(100)에서 이동 로봇(10)이 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신하도록 제어하고, 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)에서의 응답 신호가 수신되면 비컨(20)에서의 응답 신호가 수신되지 않을 때까지 이동 로봇(10)의 회피 주행을 제어한다.The
도 4에서, 비컨(20)은 도 3에 도시한 기본 구성 이외에 이동 로봇(10)의 헤더 정보 등을 저장하는 저장부(208)와, 비컨(20)의 전반적인 동작을 제어하되 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 여부를 복수의 송신부(206)를 통해 적외선 신호로 통보(응답)하도록 제어하는 비컨 제어부(210)를 더 포함한다.In FIG. 4, the
이하, 상기와 같이 구성된 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the operation process and the effect of the mobile robot system and the control method configured as described above will be described.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도로서, 비컨(20)의 동작 모드를 경계 영역 인지 모드로 설정한 경우를 예로 들어 설명한 것이다.FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of a mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention, and illustrates an example in which an operation mode of the
도 5에서, 이동 로봇(10)은 주행하고자 하는 영역을 자율적(예를 들면, 굵은 화살표 방향)으로 이동하고, 비컨(20)은 이동 로봇(10)이 주행하는 영역의 경계(예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 방과 방 사이의 출입문 등)에 설치되어 있다.In FIG. 5, the
도 5에서 보듯이, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 자율적으로 이동하면서 로봇 본체(12)의 전면 상부에 설치된 하나의 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 주변에 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다. 이때 이동 로봇(10)에서 송신하는 패킷 신호에는 이동 로봇(10)의 헤더 정보와, 이동 로봇(10)이 접근하고 있음을 알리기 위한 "강, 중, 약, 근접"의 세기를 갖는 신호 데이터가 포함되며, 패킷 신호를 송신하는 시간은 1주기당 약 180~200msec이다.As shown in FIG. 5, the
본 발명의 실시예에서는 이동 로봇(10)이 비컨(20)으로부터 멀리 떨어진 경우, 비컨(20)에서 신호 송출이 이루어지지 않으므로 비컨 전지(26)의 에너지가 불필요하게 낭비되는 일은 없다. 또한 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 지향성 수신부(200)와 전방향 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지하기 위해 대기상태를 유지하고 있다.In the embodiment of the present invention, when the
비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)는 리모컨 수신 모듈이 지향성을 갖도록 수신되는 경계 영역(Confinement border)을 슬릿 형태로 제한하여 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 경계 영역(Confinement border)에 들어왔을 때 이동 로봇(10)이 경계 영역에 접근하였음을 감지한다.The first
비컨(20)의 전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 360도 로 수신하여 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호('근접'신호의 도달 거리는 이동 로봇이 비컨 근처로 접근하여 비컨과 충돌할 수 있는 정도의 안전 거리)가 수신되었을 때 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지한다.The omni-
이와 같이, 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호가 감지된 경우, 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계에 진입하지 못하도록 하거나 또는 이동 로봇(10)이 비컨(20)과 충돌하지 않도록 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 이동 로봇(10)에 통보하기 위해 응답 신호를 전방향으로 송신한다.As such, when a transmission signal of the
이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)의 주행을 멈추고 이동 로봇(10)의 주행 영역의 경계를 넘어가지 못하도록 하거나 또는 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 한다.Accordingly, the
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of limiting a moving area of a mobile robot in a mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 경계 영역 인지 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that the
도 6에서, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 이동하면서 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다(300).In FIG. 6, the
이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 수신 영역에 들어왔을 때 제1지향성 수신부(200)를 통해 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, the
따라서, 비컨 제어부(210)는 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(302), 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(304).Accordingly, the
단계 302의 판단 결과, 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 경계 영역에 들어왔음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)에게 "진입 불가 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호(적외선 신호)를 전방으로 송신한다(306).As a result of the determination in
따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, the
이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(308), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 300으로 진행하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, the
단계 308의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 청소 주행을 멈추고 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하여 경계 영역을 넘어가지 못하도록 회피 주행을 제어한다(310).As a result of the determination in
이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 통해 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않는가를 판단하여(312), 비컨(20)의 응답 신호가 감지되면 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않을 때까지 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 계속한다.Thereafter, the
단계 312의 판단 결과, 로봇 제어부(114)는 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않으면 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 종료하고, 제자리 회전을 종료한 방향으로 청소 주행을 시작한다(314).As a result of the determination in
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 충돌을 방지하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of preventing a collision of a mobile robot in a mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 경계 영역 인지 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that the
도 7에서, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 이동하면서 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다(400).In FIG. 7, the
이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호를 전방향 수신부(204)를 통해 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, the
따라서, 비컨 제어부(210)는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(402), 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(404).Accordingly, the
단계 402의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 로봇에게 "진입 불가 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호를 전방으로 송신한다(406).As a result of the determination in
따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, the
이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(408), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 400으로 진행하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, the
단계 408의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 청소 주행을 멈추고 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하여 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 제어한다(410).As a result of the determination in
이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 통해 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않는가를 판단하여(412), 비컨(20)의 응답 신호가 감지되면 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않을 때까지 주행 방향의 반대 방향으로 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 계속한다.Thereafter, the
단계 412의 판단 결과, 로봇 제어부(114)는 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않으면 이동 로봇(10)이 주행 방향의 반대 방향으로 제자리 회전을 하는 회피 주행을 종료하고, 주행 방향의 반대 방향으로 청소 주행을 시작한다(414).As a result of the determination of
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도로서, 비컨(20)의 동작 모드를 이주 모드로 설정한 경우를 예로 들어 설명한 것이다.FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of a mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention, and illustrates an example in which an operation mode of the
도 8에서, 이동 로봇(10)은 이동하고자 하는 유도 영역을 따라 이동하고, 비 컨(20)은 이동 로봇(10)이 주행하는 영역의 경계(예를 들어, 방과 방 사이의 출입문)에 설치되어 있다.In FIG. 8, the
도 8에서 보듯이, 이동 로봇(10)은 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 경우, 로봇 본체(12)의 전면 상부에 설치된 송신부(100)를 통해 청소를 완료하였음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 360도로 송신한다.As shown in FIG. 8, when the
비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)는 리모컨 수신 모듈이 지향성을 갖도록 좌우측 수신 영역(유도 영역)을 슬릿 형태로 제한하여 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 좌우측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔을 때 이동 로봇(10)이 유도 영역으로 들어왔음을 감지한다.The
비컨(20)의 전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 360도로 수신하여 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호가 수신되었을 때 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지한다.The
이와 같이, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호가 감지된 경우, 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 수 있도록 비컨(20)에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하도록 하거나 또는 이동 로봇(10)이 "근접" 신호 감지 시 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하도록 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 전 방향으로 송신한다.As such, when a transmission signal of the
이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)이 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하면 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 경계 영역을 넘어가도록 주행을 한다.Accordingly, the
도 8에서는 이동 로봇(10)이 우측 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역까지 접근한 후에는 비컨(20)의 근접 영역을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 우측 방에서 좌측 방으로 넘어가는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 이동 로봇(10)이 반대로 좌측 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역까지 접근한 후에는 비컨(20)의 근접 영역을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 좌측 방에서 우측 방으로 넘어갈 수 있음은 물론이다.In FIG. 8, the
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇이 다른 방으로 이동하도록 유도하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of inducing a mobile robot to move to another room in the mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 이주 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that the
도 9에서, 이동 로봇(10)은 한쪽 방에 대한 청소를 청소를 완료한 경우, 송신부(100)를 통해 청소를 완료하였음을 알리기 위한 이주 모드용 적외선(IR) 신호를 360도로 송신한다(500).In FIG. 9, when the cleaning of one room is completed, the
이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)의 이주 모드용 송신 신호가 제한된 좌우측 수신 영역에 들어왔을 때 제2지향성 수신부(202)를 통해 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, the
따라서, 비컨 제어부(210)는 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(502), 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(504).Accordingly, the
단계 502의 판단 결과, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 제한된 좌우측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)에게 "유도 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호(적외선 신호)를 전 방향으로 송신한다(506).As a result of the determination in
따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, the
이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(508), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 500으로 피드백하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, the
단계 508의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 청소를 완료한 한쪽 방에서 청소를 수행해야 하는 다른 방으로 이동할 수 있도록 비컨(20)에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하도록 유도 주행을 제어한다(510).As a result of the determination in
이후, 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하도록 유도 주행을 제어하다가 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호가 전방향 수신부(204)를 통해 수신되면 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단한다(512).Thereafter, the
단계 512의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 단계 510으로 피드백하여 이동 로봇(10)의 유도 주행을 계속한다.As a result of the determination in
단계 512의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하였음을 감지하고, 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 "근접" 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 전 방향으로 송신한다.As a result of the determination in
이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어가도록 벽면 추종(wall-following) 주행을 제어한다(514).Accordingly, the
이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어갔는가를 판단하여(516), 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어가지 않으면 단계 514로 피드백하여 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어가는 벽면 추종(wall-following) 주행을 계속한다.Thereafter, the
단계 516의 판단 결과, 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어가면 반대쪽 유도 영역(예를 들어, 우측 유도 영역을 따라 이동 로봇이 우측 방에서 좌측 방으로 넘어간 경우에는 좌측 유도 영역이 반대쪽 유도 영역이 된다)을 통해 이동 로봇(10)의 주행을 제어한다(518).As a result of the determination in
반대쪽 유도 영역을 통해 이동 로봇(10)의 주행을 제어하는 것은, 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어간 후에 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202;구체적으로, 도 5에서 좌측에 마련된 제2지향성 수신부)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신할 때까지 이동 로봇(10)이 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following)을 계속하도록 하고, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 이동 로봇(10)이 좌측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔음을 감지하여 좌측 유도 영역(즉, 반대쪽 유도 영역)을 기준으로 이동 로봇(10)이 좌측 방(즉, 반대쪽 방)의 청소 주행을 시작하도록 제어하는 것이다.Controlling the traveling of the
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 비컨 설정 상태에 따른 이동 로봇의 신호 송출을 나타낸 표이다.10 is a table illustrating signal transmission of a mobile robot according to a beacon setting state in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 10에서, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 조작하여 비컨(20)의 도달 거리를 "강, 중 또는 약"으로 설정함에 따라 비컨(20)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 설정값에 따라 응답 신호를 송신하지 않아 이동 로봇(10)의 회피 주행을 다르게 제어할 수 있게 된다.In FIG. 10, as the user operates the
예를 들어, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 "약"으로 설정한 경우 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "강 또는 중" 세기의 송신 신호에 대해서는 비컨(20)에서 응답 신호를 전방향으로 송신하지 않기 때문에 이동 로봇(10)이 회피 주행을 무시하고, 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "약"과 "근접" 세기의 송신 신호에 대해서만 회피 주행을 알리게 된다.For example, when the user sets the
또한, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 "중"으로 설정한 경우 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "강" 세기의 송신 신호에 대해서는 비컨(20)에서 응답 신호를 전방향으로 송신하지 않기 때문에 이동 로봇(10)이 회피 주행을 무시하고, 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "중 또는 약"과 "근접" 세기의 송신 신호에 대해서만 회피 주행을 알리게 된다.In addition, when the user sets the
위에서 설명한 예는 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)를 "경계 영역 인지 모드"로 설정하였을 때 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하는 경우를 나타낸 것이고, 사용자가 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)를 "이주 모드"로 설정한 경우에는 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 이주 모드용 송신 신호를 좌우측 유도 영역으로 수신하여 이동 로봇(10)의 다른 방으로의 이동을 유도한다.In the above-described example, when the
한편, 본 발명의 실시예에서는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 적외선 신호로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가시광선, 초음파, 레이저 신호를 이용하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, for example, the signal transmitted from the
또한, 본 발명의 실시예에서는 비컨(20)에서 송신하는 신호를 적외선 신호로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가시광선, 초음파, 무선 주파수(Radio Frequency), 레이저 신호를 이용하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있다.In addition, in the exemplary embodiment of the present invention, the signal transmitted from the
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇의 외관 투시도이다.2 is an external perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비컨의 외관 투시도이다.3 is an external perspective view of a beacon according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of limiting a moving area of a mobile robot in a mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 충돌을 방지하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of preventing a collision of a mobile robot in a mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도8 is a conceptual diagram illustrating an operation principle of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇이 다른 방으로 이동하도록 유도하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of inducing a mobile robot to move to another room in the mobile robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 비컨 설정 상태에 따른 이동 로봇의 신호 송출을 나타낸 표이다.10 is a table illustrating signal transmission of a mobile robot according to a beacon setting state in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 이동 로봇 20 : 비컨10: mobile robot 20: beacon
28 : 신호 설정 스위치 30 : 모드 설정 스위치28: signal setting switch 30: mode setting switch
100 : 송신부 102 : 수신부100: transmitter 102: receiver
110 : 배터리 감지부 114 : 로봇 제어부110: battery detection unit 114: robot control unit
200 : 제1지향성 수신부 202 : 제2지향성 수신부200: first directional receiver 202: second directional receiver
204 : 전방향 수신부 210 : 비컨 제어부204: omni-directional receiver 210: beacon controller
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