KR20120108278A - 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템 - Google Patents

이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20120108278A
KR20120108278A KR1020110025952A KR20110025952A KR20120108278A KR 20120108278 A KR20120108278 A KR 20120108278A KR 1020110025952 A KR1020110025952 A KR 1020110025952A KR 20110025952 A KR20110025952 A KR 20110025952A KR 20120108278 A KR20120108278 A KR 20120108278A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mobile robot
infrared
ultrasonic sensor
transmitting
anisotropic
Prior art date
Application number
KR1020110025952A
Other languages
English (en)
Inventor
최덕희
김병극
송호정
권석영
허동혁
Original Assignee
(주)하기소닉
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)하기소닉 filed Critical (주)하기소닉
Priority to KR1020110025952A priority Critical patent/KR20120108278A/ko
Publication of KR20120108278A publication Critical patent/KR20120108278A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/008—Manipulators for service tasks
    • B25J11/0085—Cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/026—Acoustical sensing devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/01—Mobile robot

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발사장치를 구비한 이동로봇 및 그를 이용한 충전장치를 제공한다. 본 발명은 일정시간 간격으로 특정한 코드를 가지는 무지향성 적외선 트리거신호를 발신하는 무지향성 적외선 발사장치; 및 수신되는 초음파 신호를 수신하기 위한 수신용 이방성 초음파센서를 구비하며, 상기 무지향성 적외선 발사장치는 적외선을 출력하기 위한 발광장치와, 상기 발광장치에서 제공된 적외선을 반사하여, 전달하기 위한 반사체를 구비하는 이동로봇를 제공한다.

Description

이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템{Robot using Anisotropic Ultrasonic Sensors and Omnidirectional Infrared Radiation Device and Self-Charge Docking System using the same}
본 발명은 이동로봇의 충전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발사장치를 구비한 이동로봇 및 그를 이용한 충전장치에 관한 것이다.
로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발 산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소로봇이다. 이동로봇의 하나인 청소로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 구동하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기이다.
이동로봇은 정해진 구역을 스스로 이동하며 임무를 수행하기 때문에 자동 충전 기능이 있다. 자동 충전 기능은 이동로봇 스스로 소정 주기마다 배터리의 잔량을 파악하여 기준 값에 이르지 못할 경우 임무 수행 구역의 소정 위치에 설치된 충전 장치에 자동으로 복귀하여 부족한 배터리의 전원을 충전하고, 다시 작업을 재개한다. 일반적인 이동로봇의 충전은 충전 장치에 도킹한 이동로봇의 충전 단자와 충전 장치의 전원 공급 단자가 접촉하고, 두 단자가 접촉한 상태에서 이동로봇에 의해 충전 장치의 전원 단자가 눌림이 일어나면, 충전 장치는 이를 감지하여 내부 스위치를 구동함으로써 이동로봇의 충전 단자로 충전 전원이 인가되도록 한다. 충전 장치로부터 충전 전원이 인가되면, 이동로봇의 내부에 구비된 배터리 충전회로는 배터리를 충전하게 된다.
그러나, 이동로봇은 스스로 판단하고 이동하기 때문에 정해진 위치에 있는 충전장치와의 상대적 거리는 늘 다를 수 밖에 없다. 따라서 이동로봇이 상대적으로 충전장치와 어떤 거리인지, 어떤 방향에 놓여 있는지를 잘 감지하는 것이 신뢰성 있는 충전장치능에 매우 중요한 포인트이다.
일반적으로 이동로봇의 자동 충전장치술은 마그네틱, 적외선, 초음파를 사용하는 방법이 있다. 자동충전을 하기 위한 방법은 마그네틱을 사용하는 방법, 적외선을 사용하는 방법, 범용초음파센서를 사용하는 방법 등이 있다. 마그네틱을 사용하는 방법은 이동로봇이 벽면을 따라 주행하다가 마그네틱 유도수단을 발견하면 충전장치에 접속하는 방법이나 이는 필요 이상의 시간을 소비하는 경우가 발생한다.
적외선을 사용하는 방법은 이동로봇이 자율주행을 하다가 적외선 신호를 발견하게 되면 충전장치에 접속하는 방법이나 이 또한 필요이상의 시간을 소비하는 경우가 발생하며, 조명기구나 자연광선의 영향으로 적외선 수광부가 포화되어 동작되지 않는 경우가 발생한다. 초음파를 사용하는 경우에 초음파를 출력하는 센서의 수신 범위가 좁아서, 이동로봇이 충전장치가 어디에 있는지 찾지 못하는 경우가 생긴다.
본 발명은 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발사장치를 구비한 이동로봇 및 그를 이용한 충전장치를 제공한다.
본 발명은 일정시간 간격으로 특정한 코드를 가지는 무지향성 적외선 트리거신호를 발신하는 무지향성 적외선 발사장치; 및 수신되는 초음파 신호를 수신하기 위한 수신용 이방성 초음파센서를 구비하며, 상기 무지향성 적외선 발사장치는 적외선을 출력하기 위한 발광장치와, 상기 발광장치에서 제공된 적외선을 반사하여, 전달하기 위한 반사체를 구비하는 이동로봇를 제공한다.
본 발명은 일정시간 간격으로 특정한 코드를 가지는 무지향성 적외선 트리거신호를 발신하는 무지향성 적외선 발사장치와, 수신되는 초음파 신호를 수신하기 위한 수신용 이방성 초음파센서를 구비하는 이동로봇; 및 상기 무지향성 적외선 발사장치에서 발신된 트리거신호를 수신하는 적외선신호 수신장치와, 송신용 이방성 초음파센서로 초음파 신호를 송신하는 송신용 이방성 초음파센서를 구비하는 충전장치를 포함하며, 상기 무지향성 적외선 발사장치는 적외선을 출력하기 위한 발광장치와, 상기 발광장치에서 제공된 적외선을 반사하여 전달하기 위한 반사체를 구비하는 이동로봇 충전시스템을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 적외선 송신장치는 가로 방향으로 180도 정도의 광지향 특성을 가지며, 세로 방향으로는 불필요한 신호를 수신하지 않도록 30~60도 정도로 제한된 이방성 특성을 가진다. 따라서 적외선 송신장치를 구비한 이동로봇의 자동충전장치는 충전장치를 안정적으로 인식할 수 잇어, 이동로봇의 방향과 상관없이 충전장치와 쉽게 동기화 할 수 있다.
또한, 본 발명의 자동 충전장치를 구비한 이동로봇과 충전장치간의 접속을 위한 거리 측정 알고리즘으로 인해, 이동로봇이 어느 위치에서도 충전장치로의 신뢰성있는 자동복귀가 가능하다.
도1은 범용초음파센서를 사용하였을 경우 로봇의 인식 범위를 보인 개략도.
도2는 본 발명에 의한 무지향성 적외선 발신장치를 포함하는 이동로봇과 충전장치를 나타내는 도면.
도3은 본 발명에 의한 무지향성 적외선 발사장치를 사용한 적외선 동기화동작을 나타내는 도면.
도4는 이동로봇과 충전장치 사이의 거리를 계산하는 동작을 나타내는 도면.
도5는 본 발명에 실시예에 의한 무지향성 적외선 발사장치를 나타내는 사진.
도6 내지 도11은 본 발명에 따른 무지향성 적외선 발사장치의 다양한 실시예.
<도면의주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 이동로봇
11: 송신용 무지향성 적외선 발사 장치
12: 수신용 이방성 초음파 센서
20: 충전장치
21: 수신용 적외선 센서
22: 송신용 이방성 초음파 센서
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명은 이동로봇이 주행 중 충전장치로의 복귀 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이방성 센서를 사용하여 이동로봇과 충전장치간의 거리를 계산하는 방법과, 계산된 거리를 사용하여 충전장치로의 정밀한 복귀 방법, 무지향성 적외선 발사장치를 이용한 이동로봇과 충전장치의 교신과 교신을 위한 트리거신호를 사용하는 방법, 그리고 그 장치에 관한 것이다.
도1은 범용초음파센서를 사용하였을 경우 로봇의 인식 범위를 보인 개략도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 이동로봇(4)은 적외선 송신장치(5)를 구비하고 있다. 이동로봇(4)이 예정된 배터리양보다 줄어들었을 때, 구비된 적외선 송신장치(5)에서 충전장치(6)로 적외선을 송출한다. 충전장치(6)는 이동로봇(4)에서 제공되는 적외선을 수신받아서 초음파를 발사한다. 이동로봇(4)은 충전장치(6)로부터 초음파를 수신받아 충전장치(6)로 이동하여 접속한다. 접속이후 이동로봇(4)는 충전을 한다.
도시된 바와 같이, 이동로봇(4)에 구비된 일반적인 초음파 수신센서(7)는 60~ 70도 정도의 수신범위를 가지고 있어 안정적으로 충전장치(6)로부터 제공되는 초음파를 수신하기 어렵다. 또한, 이동로봇(4)에 구비된 적외선 송신장치(5)는 일방향으로만 송신이 가능하여, 안정적으로 적외선을 충전장치(6)로 보내는데 문제가 있다. 만약 적외선 송신장치(6)가 적외선을 송신하는 방향이 충전장치가 있는 방향이 아닌경우 제대로 충전장치(6)의 위치를 이동로봇이 인지하기 어렵다.
본 발명을 전술한 문제를 해결하기 위해, 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발사장치를 구비한 이동로봇 및 그를 이용한 충전장치를 제안한다.
도2는 본 발명에 의한 무지향성 적외선 발신장치를 포함하는 이동로봇과 충전장치를 나타내는 도면이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이동로봇은 중심 상단에 위치되어 부착되어 일정시간 간격으로 특정한 코드를 가지는 무지향성 적외선 트리거신호를 발신하는 무지향성 적외선 발사장치(11)와, 충전장치(20)에서 제공되는 초음파 신호를 수신하기 위한 수신용 이방성 초음파센서(12)를 구비한다. 또한, 본 실시예에 따른 충전장치(20)는 충전장치의 소정의 위치에 부착되어 무지향성 적외선 발사장치(11)에서 발신된 트리거신호를 수신하는 적외선신호 수신장치(21)와, 송신용 이방성 초음파센서(12)로 초음파 신호를 송신하는 송신용 이방성 초음파센서(22)를 구비한다.
본 실시예에 따른 충전장치와 이동로봇은 각각 이방성 초음파센서(22,12)를 각각 구비하고 있기 때문에, 도시된 바와 같이, 150 ~ 180도의 범위로 초음파 신호를 주고 받을 수 있다. 이를 자세히 살펴보면, 본 실시예에 따른 이동로봇(10)과 충전장치(20)는 가로 방향으로 150~ 180도 정도의 광지향 특성을 가지며, 세로 방향으로는 불필요한 신호를 수신하지 않도록 30~60도 정도로 제한된 이방성 초음파센서를 사용하여 소량의 센싱동작만으로도 사각지대 없이 넓은 범위에 걸쳐 송/수신 센서간의 인식이 가능하도록 한 것이 특징이다.
또한, 본 실시예에 따른 이동로봇 및 충전장치는 이동로봇과 충전장치간의 접속을 위한 거리 측정 및 알고리즘을 적용하여, 이동로봇이 어느 위치에서도 충전장치로의 자동복귀가 가능하도록 한 것이 특징이다.
도3은 본 발명에 의한 무지향성 적외선 발사장치를 사용한 적외선 동기화동작을 나타내는 도면이다. 도4는 이동로봇과 충전장치 사이의 거리를 계산하는 동작을 나타내는 도면이다. 도3과 도4를 참조하여 본 실시예에 따른 이동로봇과 충전장치가 어떻게 동작하는 지 알아본다.
무지향성 적외선 발사장치(11)가 트리거 신호를 발사하면, 충전장치(20)의 송신용 초음파센서(22)가 초음파를 발사하게 되고, 송신용 초음파센서(22)의 초음파를 받은 이동로봇(10)은 현재위치를 확인한다. 현재위치를 확인하고, 유효범위에 있지 않으면 유효범위로 이동한다. 유효범위에 있을 경우, 이동하여 충전장치에 도착하게 된다.
이를 자세히 살펴보면, 이동로봇(10)에 내장된 마이크로프로세서는 무지향성 적외선 발사장치(11)를 이용하여 일정시간 간격으로 트리거신호를 송신한다. 충전장치(20)는 트리거신호가 송신된 시점을 기준으로 하여 소정의 위치에 부착된 송신용 이방성 초음파 센서(22)로부터 수신되는 시간을 검출하고, 그 검출된 도달시간을 이용하여 이동로봇과 각 수신용 이방성 초음파 센서(12)까지의 거리(d1, d2, d3, d4)를 계산한다.
여기서 송신용 이방성 초음파 센서(22)로부터 송신된 초음파 신호는 수신용 이방성 초음파 센서(12)중 최소 2개의 수신 센서에서 수신할 수 있으므로, 2개 이상의 수신 센서에서 수신하였을 때는 거리가 가장 짧은 두 개의 수신 센서를 p1(x1,y1), p2(x2,y2)라고 정의하고, 송신용 이방성 초음파 센서(22)로부터 p1, p2까지의 거리를 d1~d4라고 정의한다.
여기서, 이동로봇(10)에 내장된 마이크로프로세서는 하기의 수학식에 의해, 상기 충전장치(20)와 상기 각 수신용 이방성 초음파 센서(12)까지의 거리를 계산한다.
Figure pat00001
T : 초음파 신호를 수신한 시간
t : 트리거신호를 송신한 시간
또한, 이동로봇(10)에 내장된 마이크로프로세서는 하기의 수학식에 의해, 상기 계산된 거리 d1~d4를 사용하여 충전장치(20)를 원점으로 하는 각 수신용 이방성 초음파 센서중 2개의 좌표 p1, p2를 계산한다
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007

또한, 이동로봇(10)에 내장된 마이크로프로세서는 하기의 수학식에 의해, 상기 계산된 좌표 p1(x1, y1), p2(x2, y2)를 사용하여 상기 충전장치(20)를 기준으로 하는 상기 이동로봇(10)의 방향(각도)을 계산한다.
Figure pat00008
수학식1 내지 수학식3에 의해 계산된 거리와 각도를 이용하여 이동로봇(10)은 충전장치가 어디에 있는지 정확하게 판단할 수 있고, 판단된 정보에 따라 충전장치로 이동하여 접속한 후 충전동작을 수행하게 된다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 이동로봇(10)이 충전장치(20)의 위치를 감지하고 접근하여 충전하려면, 무지향성 적외선 발사장치(11)에서 송신하는 적외선 트리거 신호가 안정적으로 충전장치(20)의 적외선신호 수신장치(21)에 수신되어야 한다. 본 발명을 이를 위해 사각지대 없이 넓은 범위에 걸쳐, 송/수신 센서간의 인식이 가능하도록 한 무지향성 적외선 발사장치를 제안한다.
도5는 본 발명에 실시예에 의한 무지향성 적외선 발사장치를 나타내는 사진이다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무지향성 적외선 발사장치(11)는 트리거 신호를 발사하며, 밑에서 적외선을 발사했을때 수평방향으로 굴절시켜주는 반사체(11a)와 다수의 적외선 LED(11b)를 구비하며, 360방향으로 적외선을 발사시켜주는 장치이다. 도5에 도시된 무지향성 적외선 발사장치를 이동로봇이 구비하게 되면, 이동로봇의 방향과 관계없이 충전장치와의 동기화가 쉽게 가능하다.
수광 센서를 감응시키려면 광원의 파장대역도 중요하지만 이를 정해진 주파수로 변조시켜야 한다. 또한 이동 중인 플랫폼의 현재 위치나 방향(Heading)에 관계없이 스테이션을 부를 수 있는 광원은 360도 무지향성이 되어야 보다 안정적으로 신호를 송신할 수 있다.
본 실시예에 따른 무지향성 적외선 발사장치는 단일 방향의 적외선 빔(Beam)을 전 방향으로 확산시키기 위한 광학적 구조물로서 표면이 연마된 반사경을 구비한다. 또한, 본 실시예에 따른 무지향성 적외선 발사장치는 광에너지 밀도가 작아져 충분한 조도를 얻기 어려운 경우를 막기 위해 복수개의 발광체(여기서는 LED)를 사용한다. 역 원추형의 반사경으로 360도 전 방향으로 IR신호를 방사시키는 역할을 한다.
무지향성 적외선 발사장치가 신호처리기에 연결되면, 적외선을 발신할 수 있고, 리모컨처럼 충전장치의 초음파 발신을 유도한다. 적외선 발사장치는 발사하는 트리거 신호의 형태가 임펄스(Impulse)가 아닌 듀티비가 50%인 연속 방향파이고, 음파 대신 광파가 방사될 수 있다.
또한, 적외선 발사장치는 30kHz 발진기를 중심으로 외부 트리거 신호를 버스터(Burst)로 변환하는 게이트(Gate) 및 이 버스터(Burst)를 증폭하여 IRED를 구동하는 드라이버 및 IRED Array로 구성되어 하나의 PCB 기판에 탑재된다.
또한, 광원은 반사경 아래에 8개의 Array로 조립되어 있다. 광원으로서 고휘도 적외선 LED(파장; 850nm)를 사용할 수도 있고, 다른 종류의 LED를 사용할 수도 있다. 본 실시예에 따른 무지향성 적외선 발사장치는 8개의 LED를 하단에 배치하고있으나, 그 숫자는 경우에 따라 달라질 수 있다.
무지향성 적외선 발사장치에 구비되는 발광소자는 몇 종류의 적외선 LED를 비교하여 중심 파장, 최대 광량, 응답 속도 등이 주로 성능지표가 적절한 것으로 할 수 있다.
도6 내지 도11은 본 발명에 따른 무지향성 적외선 발사장치의 다양한 실시예이다.
도6 내지 도11에는 본 발명에서 제안하는 무지향성 적외선 발사장치에 구비되는 반사체의 다양한 형태가 도시되어 있다.
도6을 참조하여 살펴보면, 무지향성 적외선 발사장치는 8개의 LED가 하단에 배치되어 있으며, 30도의 각을 가지고 위로 갈수록 넓어지는 반사체가 8개의 LED에 배치되어 있다.
반사체는 원뿔, 원뿔대, 각뿔 및 각뿔대중 하나의 형태로 구현되거나 상기 원뿔, 원뿔대, 각뿔 및 각뿔대중 하나의 형태에서 하면과 상면이 평행하지 않은 형태로 구현될 수 있다.
도7을 참조하여 살펴보면, 무지향성 적외선 발사장치는 8개의 LED가 하단에 배치되어 있으며, 35도의 각을 가지고 위로 갈수록 넓어지는 반사체가 8개의 LED에 배치되어 있다.
도8 내지 도11은 각각 40, 45, 50, 55도의 각을 가지고 위로 갈수록 넓어지는 반사체가 8개의 LED에 각각 배치되어 있다.
또한, 도6에 도시된 무지향 적외선 발사장치에 구비되는 반사체는 하단에 배치된 8개의 LED를 덮지 못하게 배치되어 있으며, 도11에 도시된 무지향 적외선 발사장치에 구비되는 반사체는 하단에 배치된 8개의 LED를 충분히 덮을 수 있도록 구성되어 있다. 무지향 적외선 발사장치가 구비되는 이동로봇과 특성과 동작시 이동로봇과 충전장치와의 거리등에 따라 구비되는 반사체의 형태를 달리 할 수 있다. 또한, 반사체의 형태의 의한 지향각이 작을수록 원거리까지 도달이 가능하지만, 사각이 생길 수 있으므로 적절 각의 선택이 중요하다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (17)

  1. 일정시간 간격으로 특정한 코드를 가지는 무지향성 적외선 트리거신호를 발신하는 무지향성 적외선 발사장치; 및
    수신되는 초음파 신호를 수신하기 위한 수신용 이방성 초음파센서를 구비하며,
    상기 무지향성 적외선 발사장치는
    적외선을 출력하기 위한 발광장치와, 상기 발광장치에서 제공된 적외선을 반사하여, 전달하기 위한 반사체
    를 구비하는 이동로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 발광장치의 상단부에 위치되어, 상기 발광장치에서 제공하는 적외선을 반사하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무지향성 적외선 발사장치는
    상기 이동로봇의 중심 상단에 위치되어 부착되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 무지향성 적외선 발사장치는 다수개가 원형으로 배치되고, 그 상단에 상기 반사체가 구비되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 반사체는 원뿔, 원뿔대, 각뿔 및 각뿔대중 하나의 형태로 구현되거나 상기 원뿔, 원뿔대, 각뿔 및 각뿔대중 하나의 형태에서 하면과 상면이 평행하지 않은 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사체는 반사를 위한 경사면이 30도에서 55도 사이의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  7. 제 1 항에 있어서,
    선택적으로 상기 송신용 이방성초음파센서를 동작시키기 위해 일정한 코드를 갖는 신호를 만들고, 이를 상기 무지향성 적외선 발사장치를 이용해 트리거 신호로 전송하고, 충전장치로부터 제공되는 초음파신호를 상기 수신용 이방성 초음파센서를 통해 수신하여 신호를 분석하고, 상기 이동로봇의 위치를 추정하고, 추정한 이동로봇위치를 위치를 이용하여 이동로봇의 진행방향과 이동해야할 거리를 판단하여 충전장치의 전원단자에 접속하도록 제어하는 마이크로프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수신용 이방성 초음파 센서는 적어도 2개를 구비하여, 가로 방향으로 180도 정도의 광지향 특성을 가지며, 세로 방향으로는 불필요한 신호를 수신하지 않도록 30~60도 정도의 수신 제한 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  9. 일정시간 간격으로 특정한 코드를 가지는 무지향성 적외선 트리거신호를 발신하는 무지향성 적외선 발사장치와, 수신되는 초음파 신호를 수신하기 위한 수신용 이방성 초음파센서를 구비하는 이동로봇; 및
    상기 무지향성 적외선 발사장치에서 발신된 트리거신호를 수신하는 적외선신호 수신장치와, 송신용 이방성 초음파센서로 초음파 신호를 송신하는 송신용 이방성 초음파센서를 구비하는 충전장치를 포함하며,
    상기 무지향성 적외선 발사장치는
    적외선을 출력하기 위한 발광장치와, 상기 발광장치에서 제공된 적외선을 반사하여 전달하기 위한 반사체
    를 구비하는 이동로봇 충전시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 발광장치의 상단부에 위치되어, 상기 발광장치에서 제공하는 적외선을 반사하는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 무지향성 적외선 발사장치는
    상기 이동로봇의 중심 상단에 위치되어 부착되는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 무지향성 적외선 발사장치는 다수개가 원형으로 배치되고, 그 상단에 상기 반사체가 구비되는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사체는 원뿔, 원뿔대, 각뿔 및 각뿔대중 하나의 형태로 구현되거나 상기 원뿔, 원뿔대, 각뿔 및 각뿔대중 하나의 형태에서 하면과 상면이 평행하지 않은 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사체는 반사를 위한 경사면이 30도에서 55도 사이의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전시스템.
  15. 제 9 항에 있어서,
    선택적으로 상기 송신용 이방성초음파센서를 동작시키기 위해 일정한 코드를 갖는 신호를 만들고, 이를 상기 무지향성 적외선 발사장치를 이용해 트리거 신호로 전송하고, 충전장치로부터 제공되는 초음파신호를 상기 수신용 이방성 초음파센서를 통해 수신하여 신호를 분석하고, 상기 이동로봇의 위치를 추정하고, 추정한 이동로봇위치를 위치를 이용하여 이동로봇의 진행방향과 이동해야할 거리를 판단하여 충전장치의 전원단자에 접속하도록 제어하는 마이크로프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 수신용 이방성 초음파 센서와, 상기 송신용 이방성 초음파 센서는 각각 적어도 2개가 배치되며, 가로 방향으로 180도 정도의 광지향 특성을 가지며, 세로 방향으로는 불필요한 신호를 수신하지 않도록 30~60도 정도의 수신 제한 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전시스템.
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 충전장치는
    적어도 두 개의 송신용 초음파센서를 구비하고, 상기 송신용 초음파 센서를 운용함에 있어 일정한 코드를 갖는 신호를 받아 선택적으로 상기 송신용 초음파 센서를 동작시키도록 하기 위한 마이크로 프로세서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충전시스템.
KR1020110025952A 2011-03-23 2011-03-23 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템 KR20120108278A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110025952A KR20120108278A (ko) 2011-03-23 2011-03-23 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110025952A KR20120108278A (ko) 2011-03-23 2011-03-23 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120108278A true KR20120108278A (ko) 2012-10-05

Family

ID=47279902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110025952A KR20120108278A (ko) 2011-03-23 2011-03-23 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120108278A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9128215B2 (en) 2013-06-19 2015-09-08 Samsung Display Co., Ltd. Optical structure and backlight unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9128215B2 (en) 2013-06-19 2015-09-08 Samsung Display Co., Ltd. Optical structure and backlight unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10996768B2 (en) Device and method for orientation and positioning
CN110300537B (zh) 吸尘器及其控制方法
US9280158B2 (en) System and method for guiding a robot cleaner along a path
CN205643711U (zh) 一种多线旋转扫描探测装置
CN105974359B (zh) 一种定位设备、定位基站、空间定位系统及方法
US8515580B2 (en) Docking process for recharging an autonomous mobile device
KR102032516B1 (ko) 이동 로봇 및 그 제어방법
US12081039B2 (en) Multiple beam wireless power transmission system
KR100902115B1 (ko) 카메라와 적외선 센서를 이용한 로봇자동충전 장치 및 방법
KR102070283B1 (ko) 청소기 및 그 제어방법
KR20160146379A (ko) 이동 로봇 및 그 제어방법
CN107367737A (zh) 一种多线旋转扫描探测方法
US9948405B1 (en) Underwater mobile body
CN100576156C (zh) 利用光学抬升检测的光学导航系统和运动评估方法
RU2005114218A (ru) Автоматизированная система чистки и способ ее зарядки от внешнего зарядного устройства
EP3865968B1 (en) Systems for determining location using robots with deformable sensors
CN105191507A (zh) 缓解感测中的扰动
KR102684547B1 (ko) 초소형 라이다 센서
KR20120108278A (ko) 이방성 초음파센서와 무지향성 적외선 발신장치를 이용한 이동로봇 및 그를 이용한 충전시스템
KR101080366B1 (ko) 초음파센서를 이용한 로봇의 위치 인식 방법 및 그 장치
KR20060034327A (ko) 로봇청소기 시스템의 도킹 유도장치 및 이를 이용한도킹방법
WO2020181772A1 (zh) 检测组件、扫地机器人及其行走路况检测方法和控制方法
US20210391756A1 (en) Receivers and transmitters for wireless charging of devices in motion
JP2006250554A (ja) 位置検出の方法及び装置
CN110082722B (zh) 基于白光led的室内固定障碍条件下飞行光源定位方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application