KR20130015458A - 잔디 깎기용 이동로봇 시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템은 이동장치가 구비된 본체와, 본체에 구비되고 상태정보 문의신호를 송수신하는 제1송수신장치와, 잔디존재영역에 적어도 하나 이상 배치되며 제1송수신장치로부터 상태정보 문의신호를 수신하고 제1송수신장치에 상태정보 확인신호를 송신하는 제2송수신장치가 구비되는 경계표시장치 및, 제2송수신장치에서 수신된 상태정보 확인신호에 의해 잔디존재영역 내에서 절대좌표를 인식하는 제어부를 포함한다.

Description

잔디 깎기용 이동로봇 시스템 및 이의 제어방법{Lawn mower robot system and control method for the same}
본 발명은 잔디 깎기용 이동로봇 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동으로 잔디가 존재하는 영역을 감지하여 잔디를 절삭하는 잔디 깍이용 이동로봇 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
잔디 깎기 장치(lawn mower)는 가정의 마당이나 운동장 등에 심어진 잔디를 다듬기 위한 장치이다. 이러한 잔디 깎기 장치는 가정에서 사용된 가정용과, 넓은 운동장이나 넓은 농장에서 사용되는 트랙터용 등으로 구분되기도 한다.
가정용 잔디 깎기 장치에는 사람이 직접 잔디 깎기를 뒤에서 끌고 다니며 잔디를 깍는 워크 비하인드(walk behind)타입과, 사람이 직접 손으로 들고 다니는 핸드 타입이 존재한다.
그러나, 두 타입의 잔디 깎기 장치 모두 사람이 직접 잔디 깎기 장치를 작동시켜야 하는 번거로움이 있다. 특히, 현대의 바쁜 일상 속에서 잔디 깎기 장치를 사용자가 직접 작동하여 마당의 잔디를 깍기 어려우므로, 잔디를 깍을 외부의 사람을 고용하는 것이 대부분이고, 이에 따른 고용 비용이 발생된다.
따라서, 이러한 추가적인 비용의 발생을 방지하고 사용자의 수고로움을 덜기 위한 자동로봇타입의 잔디 깎기 장치가 개발되고 있다.
자동로봇타입의 잔디 깎기 장치는 US 6,885,912 등에 개시되어 있다. 이러한 자동로봇타입의 잔디 깎기 장치는 잔디가 존재하는 영역을 인지해야 하며, 잔디가 존재하는 영역 내에서 장애물 등을 회피해서 잔디 깎기(mowing)을 수행하여야 한다. 또한, 잔디 깎기 수행 중 사람이나 동물의 접근의 접근 시 안전사고 방지를 위해 사람이나 동물의 인지하여 잔디 깎기를 정지하는 기능을 수행할 필요가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 자동으로 잔디가 존재하는 영역을 감지하여 잔디를 절삭하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템은 이동장치가 구비된 본체; 상기 본체에 구비되고, 상태정보 문의신호를 송수신하는 제1송수신장치; 잔디존재영역에 적어도 하나 이상 배치되며, 상기 제1송수신장치로부터 상기 상태정보 문의신호를 수신하고 상기 제1송수신장치에 상태정보 확인신호를 송신하는 제2송수신장치가 구비되는 경계표시장치; 및 상기 제2송수신장치에서 수신된 상기 상태정보 확인신호에 의해 상기 잔디존영역 내에서 절대좌표를 인식하는 제어부; 를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템의 제어방법은 잔디 깎기용 이동로봇에 구비된 제1송수신장치에서 모든 경계표시장치에 상태정보 문의신호를 송신하는 제1단계; 각각의 상기 경계표시장치에 구비된 제2송수신장치로부터 상기 상태정보 문의신호에 대한 상태정보 확인신호를 상기 제1송수신장치에서 수신하는 제2단계; 상기 제1송수신장치가 모든 경계표시장치로부터 상기 상태정보 확인신호를 수신하면, 잔디존재영역 내에서 상기 잔디 깎기용 이동로봇의 절대좌표를 인식하는 제3단계; 상기 제3단계에서 인식된 상기 절대좌표에 따라 상기 잔디존재여역 내에서 절삭장치를 구동하여 잔디를 절삭하는 제4단계; 상기 제4단계 이후에, 상기 잔디 깎기용 이동로봇의 상기 절대좌표에 에러가 발생하면 다시 상기 모든 경계표시장치에 상기 상태정보 문의신호를 송신하는 제5단계; 및 상기 제1송수신장치가 상기 모든 경계표시장치로부터 상기 상태정보 확인신호를 수신하면, 상기 잔디 깎기용 이동로봇의 절대좌표를 재인식하는 제6단계; 를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 잔디 깎기용 이동로봇에 제1송수신장치가 구비되고 경계표시장치에 제2송수신장치가 구비되어 제1송수신장치와 제2송수신장치가 쌍방향 통신을 함에 따라, 잔디 깎기용 이동로봇이 스스로 잔디존재영역 내에서 절대위치를 판별하여 잔디를 절삭할 수 있게 된다.
둘째, 경계표시장치가 광전지를 이용하여 전류를 생성함에 따라, 주간에는 적외선 조사부에서 적외선을 조사하여 경계지역을 표시할 수 있으며, 야간에는 램프부를 작동시켜 잔디존재영역의 경관을 미려하게 하는 조명으로 작동될 수 있게 된다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계표시장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템의 블록도(block diagram)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템과 잔디존재영역에 대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템의 제어방법에 대한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명과 관련된 잔디 깎기용 이동로봇 시스템 및 이의 제어방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 경계표시장치(20)의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템(1)의 블록도(block diagram)이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇(10)은, 이동장치(120)가 구비되고 외관을 형성하는 본체(110), 본체(110)의 하측에 구비되어 잔디를 절삭하는 절삭장치(140), 본체(110)에 구비되어 외부에 대한 정보를 감지하는 감지장치(150), 잔디 깎기용 이동로봇(10)에 전원을 공급하는 전원공급장치(130) 및, 본체(110)에 구비되고 각종전자부품을 제어하는 제어부(160)를 포함한다.
본체(110)는 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 외관을 형성하며, 내부에 각종 전기적/기계적 부품이 수용된다. 본체(110)에는 잔디 깎기용 이동로봇(10)에 전원을 공급하는 전원공급장치(130)가 구비될 수 있다.
전원공급장치(130)는 충전 및 방전가능한 2차전지로 실시될 수 있다. 전원공급장치(130)는 외부의 전원에 의해 충전될 수 있다. 전원공급장치(130)는 교체가능한 1차전지로 실시될 수도 있으며, 외부와 전선에 의해 연결되어 사용되는 파워서플라이 장치로 실시될 수도 있다. 이하에서 전원공급장치(130)는 2차전지로 실시되는 것으로 설명하나, 이에 전원공급장치(130)의 실시예가 한정되는 것은 아니다.
전원공급장치(130)는 외부의 전류가 공급되는 충전대(미도시)와 탈착가능하게 연결될 수 있다. 이 경우 충전대는 외부의 전원과 연결되어 전류가 공급되며, 충전대와 잔디 깎기용 이동로봇(10) 사이에 쌍방향 통신을 하여, 잔디 깎기용 이동로봇(10)이 스스로 충전대로 복귀하여 전원공급장치(130)를 충전시킬 수 있다.
이동장치(120)는 잔디 깎기용 이동로봇(10)을 이동시킨다. 이동장치(120)는 제어부(160)로부터 제어를 받아 방향과 속도 등이 제어된다.
감지장치(150)는 본체(110)에 구비된다. 감지장치(150)는 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 외부에 대한 정보를 감지한다. 일 실시예로, 감지장치(150)는 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 주변에 존재하는 사물을 감지할 수 있으며, 그 밖에 사람이나 동물, 정지되어 있는 물체 또는 움직이는 물체 등을 감지할 수 있다.
감지장치(150)는 외부의 온도나 습도 등을 감지할 수도 있다. 또한, 일조량의 세기, 풍량 등을 감지할 수도 있다.
감지장치(150)는 잔디의 존재여부를 감지할 수 있다. 감지장치(150)는 잔디가 가지고 있는 색깔(color), 향(perfume), 스펙트럼(spectrum)들 중 적어도 어느 하나 이상 감지하는 센서로 실시될 수 있다.
감지장치(150)는 실시예에 따라 기계적인 센서(mechanical sensor), 옵티컬 센서(opitical sensor), 크로매틱 센서(chromatic sensor), 라디오 주파수 센서(radio frequence sensor), 정전용랑감지 센서(capacitive sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 적외선 센서(infrared ray sensor), 알지비 센서(RGB sensor), 스펙트럼 감지 센서(spectrum sensor)등으로 실시될 수 있으며, 하나 또는 이들의 조합으로 실시될 수 있다.
이하에서는 감지장치(150)가 적외선을 감지하는 적외선 센서(151)와 경계표시장치(20)의 존재여부를 감지하는 초음파 센서(151)를 포함하여 실시되는 것으로 설명하나, 이에 감지장치(150)의 실시예가 한정되는 것은 아니다.
절삭장치(140)는 본체(110)에 구비되어, 잔디를 절삭(mowing)한다. 절삭장치(140)는 본체(110)의 하측에 구비되어, 잔디가 존재하는 영역(이하, '잔디존재영역(G)')을 향하여 배치될 수 있다. 절삭장치(140)가 제어부(160)에 의해 구동되면, 잔디존재영역(G)의 잔디를 절삭한다.
절삭장치(140)는 실시예에 따라 블레이드 타입(blade), 원형날(Circle blade) 타입, 릴 타입(reel), 커터가 끈으로 형성된 라인(line) 또는 스트랜드(strand) 타입, 그 밖에 잘 알려진 커터 등으로 실시될 수 있다.
본체(110)에는 제1송수신장치(170)가 구비된다. 제1송수신장치(170)는 외부의 송수신장치들과 특정주파수에서 특정신호를 송수신 받을 수 있다. 제1송수신장치(170)에는 블루투스(Bluetooth), RF(Radio Frequency), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), 지그비(ZigBee) 등이 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신장치는 라디오 주파수(Radio Frequence, RF)를 사용하는 것으로 설명하나, 이에 실시예가 한정되는 것은 아니다.
제1송수신장치(170)는 제2송수신장치(240)에 제2송수신장치(240)의 온/오프상태, 제2송수신장치(240) 각각에 대한 고유의 식별번호, 각각의 제2송수신장치(240)의 절대위치에 대한 정보를 문의하는 상태정보 문의신호를 송신한다.
제1송수신장치(170)는 실시예에 따라 별도의 PC(Personal computer), 원격조종기(Remote controller), 스마트폰을 포함한 이동단말기 등으로부터 특정신호를 송수신할 수 있다.
본체(110)에는 제어부(160)가 구비된다. 제어부(160)는 잔디 깎기용 이동로봇(10)에 구비되는 전자적/기계적 장치들을 제어한다. 제어부(160)는 상술한 이동장치(120), 제1송수신장치(170), 절삭장치(140) 등을 제어하며, 감지장치(150) 등에서 감지된 데이터를 입력 받아 메모리(161)에 저장할 수 있으며, 저장된 데이터를 바탕으로 잔디 깎기용 이동로봇(10)에 구비된 전자적/기계적 장치를 제어할 수 있다.
제어부(160)는 제1송수신장치(170)를 제어하여 상태정보 확인신호를 송신하게 할 수 있고, 외부의 단말기로부터 수신받은 특정신호에 따라 전자적/기계적 장치를 제어할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 경계표시장치(20)는 외관을 형성하는 하우징(200), 하우징(200)에 구비되고 빛을 받아 전류를 생성하는 광전지(230), 하우징(200)에 구비되고 광전지(230)에서 생성된 전류을 이용하여 적외선을 조사하는 적외선 조사부(210), 제1송수신장치(170)와 쌍방향 통신을 하는 제2송수신장치(240)를 포함한다.
하우징(200)은 경계표시장치(20)의 외관을 형성한다. 하우징(200)은 실시예에 따라 미려한 경관을 위한 장식물로써의 기능을 할 수 있으며, 이러한 장식물의 형상에 따라 다향한 외관으로 형성될 수 있다. 도 2에서는 하우징(200)의 원통형으로 실시되는 것으로 설명하나, 이에 하우징(200)의 외관이 한정되는 것은 아니다.
광전지(230)(photoelectric cell)는 빛을 받아 전류를 생성한다. 광전지(230)는 하우징(200)의 일측에 구비될 수 있으며, 바람직하게는 하우징(200)의 상측에 구비될 수 있다. 광전지(230)는 태양광을 받아 전류를 생성하는 태양광전지(230)로 실시될 수 있으나, 이에 광전지(230)의 종류가 한정되는 것은 아니다. 광전지(230)에서 생성되는 전류는 하우징(200)에 구비된 전원저장부(미도시)에 저장될 수 있다.
적외선 조사부(210)는 적외선을 조사한다. 적외선 조사부(210)는 하우징(200)의 외부로 적외선이 조사되도록 배치되며, 하우징(200)에 복수개가 배치될 수 있다. 이하에서는 하우징(200)에 두개의 적외선 조사부(210)가 소정의 각도를 이루어 이격되어 구비되는 것으로 설명하나, 이에 적외선 조사부(210)의 개수가 한정되는 것은 아니다.
적외선 조사부(210)는 광전지(230)에서 생성된 전류를 이용하여 적외선을 하우징(200)의 외부로 조사한다. 조사되는 적외선은 적외선 조사부(210)의 실시예에 따라 일직선으로 조사될 수 있다. 또한, 적외선 조사부(210)의 형상에 따라 각도와 범위가 설정되어 조사될 수도 있다. 이하에서 적외선 조사부(210)는 일직선으로 적외선을 조사하는 것으로 설명하나, 실시예에 따라 일정한 범위와 각도를 가지고 2차원의 평면 또는 3차원의 입체공간 상에 적외선을 조사할 수도 있다.
경계표시장치(20)에는 빛을 발광하는 램프부(220)가 구비된다. 램프부(220)는 주간에는 오프되며, 야간에 작동되어 주위의 조명을 작용할 수 있다. 램프부(220)는 광전지(230)에서 생성된 전류를 이용하여 작동될 수 있다.
경계표시장치(20)가 광전지(230)를 이용하여 전류를 생성함에 따라, 주간에는 적외선 조사부(210)에서 적외선을 조사하여 후술하는 잔디존재영역(G)을 표시할 수 있으며, 야간에는 램프부(220)를 작동시켜 잔디존재영역(G)의 경관을 미려하게 하는 조명으로 작동될 수 있게 된다.
경계표시장치(20)에는 제1송수신장치(170)와 쌍방향 통신을 할 수 있는 제2송수신장치(240)가 구비된다. 제2송수신장치(240)는 제1송수신장치(170)와 특정신호를 송수신 할 수 있다. 제2송수신장치(240)는 제1송수신장치(170)와 같은 라디오 주파수(Radio Frequence, RF)를 사용하는 것으로 설명하나, 이에 실시예가 한정되는 것은 아니다.
제2송수신장치(240)가 제1송수신장치(170)로부터 상태정보 문의신호를 수신받으면, 제2송수신장치(240)는 제1송수신장치(170)에 제2송수신장치(240)의 온상태, 제2송수신장치(240) 각각에 대한 고유의 식별번호, 각각의 제2송수신장치(240)의 절대위치에 대한 정보를 전달하는 상태정보 확인신호를 송신하여, 쌍방향 통신을 한다.
경계표시장치는 상태정보 문의신호에 대한 응답신호로써 상태정보 확인신호를 송신한다. 즉, 상태정보 문의신호와 상태정보 확인신호는 하나의 신호쌍으로써 실시될 수 있다. 상태정보 문의신호를 수신한 경계표시장치는 이에 대한 응답신호로써 상태정보 문의신호와 신호쌍을 이루는 상태정보 문의신호를 외부로 송신한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템(1)과 잔디존재영역(G)에 대한 도면이다.
도 4를 참조하면, 잔디존재영역(G)은 잔디(grass)가 존재하는 영역으로 정의된다. 잔디가 존재하는 영역은 일반적으로 가정 또는 산업환경에서 다른구역과 차별화 되도록 일정한 구역에 잔디를 심은 영역으로 구획되어 존재한다. 이 경우, 경계지역(B)은 잔디가 존재하는 잔디존재영역(G)과 그 밖의 나머지 지역(O)을 구분하는 경계가 된다. 경계지역(B)은 하나의 닫힌 경로(enclosed path)를 형성한다.
잔디가 존재하지 않은 그 밖의 나머지 영역(O)에도 잔디의 일부가 존재할 수 있으나, 이하에서는 경계지역(B)을 기준으로 잔디존재영역(G)에 잔디가 대량으로 존재하며, 그 밖의 나머지 영역(O)은 잔디 또는 식물이 소량 존재하는 토양, 콘크리트, 블럭, 도로 등을 포함하는 것으로 설명한다.
경계표시장치(20)는 잔디존재영역(G)의 범위에 따라 적어도 하나 이상 배치될 수 있다. 잔디존재영역(G)이 이루는 모양에 따라, 각각의 코너에 적어도 하나의 경계표시장치(20)가 배치될 수 있다.
도 4의 경우에는 잔디존재영역(G)이 직사각형으로 실시되는 실시예에 따라, 경계표시장치(20)가 4개 구비되며, 각각의 코너(conner)에 하나의 경계표시장치(20)가 배치된다. 이하에서는 도 4에 따라 잔디존재영역(G)이 직사각형으로 실시되는 것으로 설명하나, 잔디존재영역(G)을 형성하는 도형은 무수히 많이 존재하며, 도 4가 잔디존재영역(G)의 실시예를 한정하는 것은 아니다.
경계표시장치(20)는 적외선 조사부(210)에서 조사하는 적외선으로 잔디존재영역(G)의 경계지역(B)을 표시한다. 경계표시장치(20)가 각각 직사각형의 꼭지점을 이루고, 각각의 적외선 조사부(210)에서 조사되는 적외선이 직사각형의 선분을 이루며, 이 선분과 꼭지점으로 구성된 직사각형이 경계지역(B)을 형성한다. 이때, 경계지역(B)의 내부에 존재하는 평면이 잔디존재영역(G)이 된다.
감지장치(150)는 적외선 센서(151)로 실시되어 적외선 조사부(210)에서 조사되는 적외선을 감지한다. 감지장치(150)는 잔디존재영역(G) 내에서 이동 중 적외선을 만나면, 적외선을 감지하여 제어부(160)에 감지결과를 전송한다.
감지장치(150)는 초음파 센서(151)로 실시되어 경계표시장치(20)의 존재여부를 감지한다. 감지장치(150)는 잔디존재영역(G) 내에서 이동 중 경계표시장치(20)를 만나면, 경계표시장치(20)의 존재여부를 감지하여 제어부(160)에 감지결과를 전송한다.
제어부(160)는 감지장치(150)의 감지결과에 따라, 이동장치(120) 및/또는 절삭장치(140)를 제어한다. 제어부(160)가 적외선의 감지결과를 전송받으면, 제어부(160)는 이동장치(120)를 제어하여 적외선이 형성하는 경계지역(B)을 따라 이동되도록 제어할 수 있다.
제어부(160)는 각각의 경계표시장치(20)의 제2송수신장치(240)에서 수신된 상태정보 확인신호에 의해 잔디존재영역(G) 내에서 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 절대좌표<x,y>를 인식한다. 도 4에 도시된 것과 같이, 4개의 경계표시장치(20)를 기준으로 할 때, 제1경계표시장치(20)가 절대좌표<0,0>을 나타내고, 제2경계표시장치(20)가 절대좌표<0,1>, 제3경계표시장치(20)가 절대좌표<1,1>, 제4경계표시장치(20)가 절대좌표<1,0>을 나타낸다.
제1경계표시장치(20) 내지 제4경계표시장치(20)가 표시하는 절대좌표의 범위 안쪽은 상술한 잔디존재영역을 형성한다. 즉, 제1경계표시장치(20) 내지 제4경계표시장치(20)가 위치되는 부분은 경계지역(B)의 코너부분에 해당한다.
경계지역(B)의 코너부분에 배치된 제1경계표시장치(20) 내지 제4경계표시장치(20)의 제2송수신장치(240)는 제1송수신장치(170)에 각각의 상태정보 확인신호를 송신하여, 제어부(160)에 이러한 상태정보 확인신호을 인식할 수 있도록 한다.
이 경우, 제어부(160)는 잔디존재영역(G) 내에서 각각의 코너부분에 해당하는 절대좌표를 기준으로 현재의 절대좌표<x,y>를 인식하게 된다. 제어부(160)는 각각의 코너부분에 존재하는 제2송수신장치(240)와의 거리나 방향 등을 계산하여, 현재위치에 대한 절대좌표<x,y>를 인식한다. 이 경우, 제어부(160)는 제1송수신장치(170)로 송신되는 상태정보 확인신호의 도달 속도나, 각각의 제2송수신장치(240)에서 송신하는 신호의 세기 등을 비교하여 현재의 절대좌표<x,y>를 인식한다.
제어부(160)는 <0,0>, (1,0), <1,1>, <0,1>의 절대좌표 내에 존재하는 잔디 깎기용 이동로봇의 절대좌표<x,y>를 인식하고, 제1경계표시장치(20) 내지 제4경계표시장치(20)가 표시하는 잔대존재영역(G)의 절대좌표의 범위 내에서 절삭장치(140)를 구동하게 된다.
제어부(160)는 잔디존재영역(G)에서 본체(110)가 이탈되면 절삭장치(140)의 구동을 정지시킬 수 있다. 제어부(160)는 잔디 깎기용 이동로봇의 이동 중 경사에 의한 미끄러짐이나 외부 상황에 의한 강제이동 등 비일반적으로 발생되는 상황에 의해 본체(110)가 잔디존재영역(G)에서 이탈되는 것을 현재위치에 대한 절대좌표를 통해 감지할 수 있다.
본체(110)가 잔디존재영역(G)에서 이탈되는 경우에는 본체(110)가 뒤집어 질 수 있으며, 본체(110)의 하측에 구비된 절삭장치(140)가 외부로 노출될 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 절삭장치(140)의 구동을 정지하여, 절삭장치(140)에 사용자나 외부인 또는 애완동식물이 절삭장치(140)에 의해 다치거나 파손되는 것을 방지한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔디 깎기용 이동로봇 시스템(1)의 제어방법에 대한 순서도이다.
도 5를 참조하여 잔디 깎기용 이동로봇 시스템(1)의 제어방법을 설명한다.
우선, 잔디 깎기용 이동로봇(10)이 온(on) 작동된다. 잔디 깎기용 이동로봇(10)은 잔디존재영역내에(G)서 최초로 온 작동될 수 있고, 또한 잔디 깎기용 이동로봇(10)이 잔디존재영역(G) 밖에서 온 작동된 후에 잔디존재영역내(G)로 이동될 수 있다.
제어부(160)는 잔디 깎기용 이동로봇(10)이 온 작동되면, 잔디 깎기용 이동로봇(10)에 구비된 제1송수신장치(170)에서 모든 경계표시장치(20)에 상태정보 문의신호를 송신하도록 제어한다(S10).
상태정보 문의신호는 상술한 것과 같이, 제2송수신장치(240)의 온/오프상태, 제2송수신장치(240) 각각에 대한 고유의 식별번호, 각각의 제2송수신장치(240)의 절대위치에 대한 정보를 문의하는 신호를 포함할 수 있다.
경계표시장치(20)가 4개 구비되는 본 발명의 일 실시예에 따라, 제1경계표시장치(20) 내지 제4경계표시장치(20) 각각에 구비된 제2송수신장치(240)는 상태정보 문의신호를 수신한다.
제1경계표시장치(20) 내지 제4경계표시장치(20)의 각각에 구비된 제2송수신장치(240)는 상태정보 문의신호에 대한 응답신호인 상태정보 확인신호를 제1송수신장치(170)에 송신한다.
상태정보 확인신호에는 제2송수신장치(240)의 온상태, 각각의 제2송수신장치(240)에 대한 고유의 식별번호, 절대위치정보에 대한 응답정보가 포함될 수 있다.
제1송수신장치(170)는 각각의 경계표시장치(20)에 구비된 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신한다(S20). 제어부(160)는 제2송수신장치(240)에서 수신된 상태정보 확인신호를 해석하여, 현재 각각의 제2송수신장치(240)의 온(on)상태여부, 고유의 식별번호에 해당여부, 각각의 제2송수신장치(240)의 절대위치정보에 대하여 판단한다.
제어부(160)는 모든 경계표시장치(20)의 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신하였는지 판단한다(S30). 제어부(160)는 적어도 하나 이상의 제2송수신장치(240)에서 제1송수신장치(170)로로 상태정보확인신호를 송신하지 않아 제1송수신장치(170)가 적어도 하나 이상의 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신하지 못하는 것을 판단하면, 잔디 깎기용 이동로봇에서 에러메세지를 외부로 알린다(S80). 사용자는 외부로 알려지는 에러메세지를 인지하고, 경계표시장치(20) 및 이의 포함되는 제2송수신장치(240)를 수리하게 된다.
제어부(160)는 제1송수신장치(170)에서 모든 경계표시장치(20)의 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신하였다고 판단하면, 잔디존재영역(G) 내에서 잔디 깎기용 이동로봇의 절대좌표를 인식한다(S40).
이 경우, 도 4에 도시된 것과 같이 4개의 경계표시장치(20)를 기준으로 잔디존재영역 내에서 현재의 절대좌표를 인식하게 된다. 제어부(160)는 제1경계표시장 내지 제4경계표시장치(20)가 표시하는 3개 이상의 절대좌표 범위 내에서 현재위치에 대한 절대좌표<x,y>를 인식하고, 제1경계표시장치(20) 내지 제4경계표시장치(20)가 표시하는 절대좌표의 범위 내에서 절삭장치(140)를 구동하여, 잔디존재영역 내(G)에서 잔디를 절삭(mowing)하게 된다(S50).
절대좌표를 인식한 후, 잔디를 절삭 중 또는 잔디존재영역(G) 내에서 이동 중 지면의 경사 또는 장애물 또는 난입한 사람이나 동물에 의해 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 절대좌표에서 에러가 발생할 수 있다.
절대좌표에 에러가 발생하면 잔디 깎기용 이동로봇(10)이 잔디존재영역(G) 내에서 절삭장치(140)를 구동하는 것에 대하여 오류가 발생하여, 잔디존재영역(G) 밖에서도 절삭장치(140)가 구동될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 제어부(160)는 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 절대좌표에 에러가 발생하는지를 판단한다(S60). 절대좌표에 에러가 발생하지 않으면, 현재 실시되고 있는 동작을 계속 실시하며(S70), 일 실시예로 절삭장치(140)를 계속 구동하여 잔디를 절삭(mowing)하는 것을 계속 실시한다.
절대좌표에 에러가 발생하면 다시 모든 경계표시장치(20)의 제2송수신장치(240)에 상태정보 문의신호를 송신하도록 제1송수신장치(170)를 제어한다(S10).
제1송수신장치(170)는 다시 상태정보 문의신호를 모든 제2송수신장치(240)에 송신하고, 상태정보 문의신호를 수신한 제2송수신장치(240)는 다시 상태정보 확인신호를 제1송수신장치(170)에 송신한다.
제1송수신장치(170)는 다시 각각의 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신한다(S20). 제어부(160)는 제2송수신장치(240)에서 수신된 상태정보 확인신호를 해석하여, 현재 각각의 제2송수신장치(240)의 온(on)상태여부, 고유의 식별번호에 해당여부, 각각의 제2송수신장치(240)의 절대위치정보에 대하여 판단한다.
제어부(160)는 모든 경계표시장치(20)의 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신하였는지 판단한다(S30). 제어부(160)는 제1송수신장치(170)에서 모든 경계표시장치(20)의 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신하였다고 판단하면, 잔디존재영역 내에서 잔디 깎기용 이동로봇(10)의 절대좌표를 재인식한다.
이 경우, 상술한 단계와 마찬가지로 제어부(160)가 적어도 하나 이상의 제2송수신장치(240)에서 제1송수신장치(170)로 상태정보 확인신호를 송신하지 않아 제1송수신장치(170)가 적어도 하나 이상의 제2송수신장치(240)로부터 상태정보 확인신호를 수신하지 못하는 것을 판단하면, 에러메세지를 외부로 알린다(S80). 사용자는 외부로 알려지는 에러메세지를 인지하고, 경계표시장치(20) 및 이의 포함되는 제2송수신장치(240)를 수리하게 된다.
이상에서 설명한 실시예들의 구성과 방법은 한정되어 적용될 수 있는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10 : 잔디 깎기용 이동로봇 20 : 경계표시장치
150 : 감지장치 120 : 이동장치
130 : 전원공급장치 140 : 절삭장치
160 : 제어부 200 : 하우징
230 : 광전지

Claims (12)

  1. 이동장치가 구비된 본체;
    상기 본체에 구비되고, 상태정보 문의신호를 송수신하는 제1송수신장치;
    잔디존재영역에 적어도 하나 이상 배치되며, 상기 제1송수신장치로부터 상기 상태정보 문의신호를 수신하고 상기 제1송수신장치에 상태정보 확인신호를 송신하는 제2송수신장치가 구비되는 경계표시장치; 및
    상기 제2송수신장치에서 수신된 상기 상태정보 확인신호에 의해 상기 잔디존영역 내에서 절대좌표를 인식하는 제어부;
    를 포함하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1송수신장치는 라디오 주파수(RF)를 사용하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2송수신장치는 라디오 주파수(RF)를 사용하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 하측에 구비되어 잔디를 절삭하는 절삭장치를 더 포함하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 잔디존재영역에서 상기 본체가 이탈되면 상기 절삭장치의 구동을 정지시키는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경계표시장치는 적외선을 조사하여 상기 잔디존재영역을 표시하는 적외선 조사부를 포함하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 적외선 조사부에서 조사되는 상기 적외선을 감지하는 감지장치가 더 구비되는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경계표시장치는 빛을 받아 전류를 생성하는 광전지를 더 포함하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 경계표시장치는 상기 상태정보 문의신호에 대한 응답신호로써 상기 상태정보 확인신호를 송신하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템.
  10. 잔디 깎기용 이동로봇에 구비된 제1송수신장치에서 모든 경계표시장치에 상태정보 문의신호를 송신하는 제1단계;
    각각의 상기 경계표시장치에 구비된 제2송수신장치로부터 상기 상태정보 문의신호에 대한 상태정보 확인신호를 상기 제1송수신장치에서 수신하는 제2단계;
    상기 제1송수신장치가 모든 경계표시장치로부터 상기 상태정보 확인신호를 수신하면, 잔디존재영역 내에서 상기 잔디 깎기용 이동로봇의 절대좌표를 인식하는 제3단계;
    상기 제3단계에서 인식된 상기 절대좌표에 따라 상기 잔디존재여역 내에서 절삭장치를 구동하여 잔디를 절삭하는 제4단계;
    상기 제4단계 이후에, 상기 잔디 깎기용 이동로봇의 상기 절대좌표에 에러가 발생하면 다시 상기 모든 경계표시장치에 상기 상태정보 문의신호를 송신하는 제5단계; 및
    상기 제1송수신장치가 상기 모든 경계표시장치로부터 상기 상태정보 확인신호를 수신하면, 상기 잔디 깎기용 이동로봇의 절대좌표를 재인식하는 제6단계;
    를 포함하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2단계 이후에, 상기 제1송수신장치가 적어도 하나 이상의 경계표시장치로부터 상기 상태정보 확인신호를 수신하지 못하면, 상기 잔디 깎기용 이동로봇에서 에러메세지를 외부로 알리는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템의 제어방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제4단계 이후에, 상기 잔디 깎기용 이동로봇의 절대좌표에 에러가 발생하지 않으면 상기 절삭장치를 계속하여 구동하는 잔디 깎기용 이동로봇 시스템의 제어방법.
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