KR20150065972A - Robot cleaner and method for controlling the same - Google Patents
Robot cleaner and method for controlling the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20150065972A KR20150065972A KR1020130145964A KR20130145964A KR20150065972A KR 20150065972 A KR20150065972 A KR 20150065972A KR 1020130145964 A KR1020130145964 A KR 1020130145964A KR 20130145964 A KR20130145964 A KR 20130145964A KR 20150065972 A KR20150065972 A KR 20150065972A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- image
- robot cleaner
- foreign
- region
- foreign substance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 62
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 19
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 9
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 7
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000003708 edge detection Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003709 image segmentation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 235000013547 stew Nutrition 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2805—Parameters or conditions being sensed
- A47L9/2826—Parameters or conditions being sensed the condition of the floor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
- A47L9/2894—Details related to signal transmission in suction cleaners
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation
- A47L2201/04—Automatic control of the travelling movement; Automatic obstacle detection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
Abstract
Description
로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법에 관한 것이다.
A robot cleaner and a control method of the robot cleaner.
현재 적용되는 로봇 청소기는 저면에 회전 가능한 브러시를 설치하여 로봇 청소기가 주행할 때 바닥면의 먼지를 흡입구 측으로 쓸어 내도록 하는 장치이다.Currently, the robot cleaner is a device that installs a rotatable brush on the bottom surface and sweeps the dust on the floor surface toward the suction port side when the robot cleaner runs.
상술한 로봇 청소기는 사용자의 별도의 조작 없이 청소해야하는 영역을 스스로 주행하면서 이물질을 청소하는 장치로, 미리 설정된 주행 패턴에 따라 주행하면서 청소 작업을 수행한다.The robot cleaner described above is a device for cleaning foreign matter while traveling on its own area without any additional operation by the user, and carries out a cleaning operation while traveling according to a predetermined driving pattern.
생활의 편리성을 이유로 로봇 청소기를 사용하는 사용자들의 수가 급증함에 따라, 로봇 청소기의 이물질 제거에 대한 신뢰성을 높이기 위해 다양한 연구가 진행되고 있는 실정이다.As the number of users using robotic vacuum cleaners increases rapidly due to the convenience of living, various researches have been conducted in order to increase the reliability of removing the foreign substances in the robot cleaner.
이물질의 종류를 사전에 판별하는 것은 습식 모드와 건식 모드의 청소 기능을 제공하는 로봇 청소기에서 매우 중요한 이슈에 해당한다. 예를 들어, 바닥면에 머리카락 또는 먼지와 같은 이물질이 존재하는 경우, 우선 건식 청소를 수행하고, 추가적으로 습식 청소를 수행하는 것이 효과적이지만, 반면, 우유, 주스, 스튜, 찌개 등의 액체가 포함된 이물질이 존재하는 경우, 보통의 건식 청소를 수행하면 주변으로 오염을 퍼뜨릴 뿐만 아니라, 로봇 청소기의 청소 부재(예를 들어, 브러시 등) 손상을 일으킬 수 있다.It is a very important issue in the robot cleaner to provide the cleaning function of the wet mode and the dry mode in advance to determine the kind of the foreign matter. For example, if there is foreign matter such as hair or dust on the floor surface, it is effective to first perform a dry cleaning and perform an additional wet cleaning, while, on the other hand, a liquid containing milk, juice, stew, In the presence of foreign matter, performing a normal dry cleaning not only spreads the contamination to the surroundings, but also causes damage to the cleaning member (for example, a brush) of the robot cleaner.
이에, 로봇 청소기를 구동함에 있어 전방의 이물질 존재여부의 감지뿐만 아니라 이물질의 종류도 파악할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
Accordingly, there is a need for a technology for detecting the presence or absence of foreign substances in front of the robot cleaner, as well as for identifying the type of foreign object.
로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법의 일 측면은 청소면 바닥 영상 정보를 획득하여 이물질을 감지하고, 감지된 이물질의 종류를 구분하기 위한 로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법에 관한 것이다.
One aspect of the robot cleaner and the control method of the robot cleaner relates to a robot cleaner and a control method of the robot cleaner for detecting foreign objects by acquiring image information of the cleaned floor and distinguishing the types of foreign objects detected.
개시된 발명의 일 측면에 따른 로봇 청소기는, 전방 영역을 센싱하는 이물질 감지 센서; 및 상기 이물질 감지 센서로부터 전송되는 센싱 정보를 기초로 전방 영상을 생성하고, 생성된 상기 전방 영상을 분석하여 전방의 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하고, 상기 바닥 영역의 이물질 존재여부 감지 또는 감지된 이물질의 종류를 파악하는 제어부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a robot cleaner including: a foreign matter detection sensor for sensing a front region; And a controller for generating a forward image based on the sensing information transmitted from the foreign matter detection sensor and analyzing the generated forward image to distinguish a front area and a bottom area from each other, And a control unit for determining the type of the foreign object.
또한, 이물질 감지 센서는, 상기 전방으로 광을 조사하는 광 조사부; 및 상기 전방 또는 후방으로부터 입사되는 광을 전기적 신호로 변환하여 영상 신호를 획득하는 영상 획득부;를 포함할 수 있다.Further, the foreign matter detection sensor may include a light irradiation unit for irradiating the forward light; And an image acquisition unit for converting the light incident from the front or rear side into an electrical signal to acquire a video signal.
또한, 제어부는, 상기 영상 획득부로부터 전달되는 영상 신호를 수신하는 영상 신호 수신부; 상기 영상 신호 수신부에 의해서 수신된 전기적 영상 신호를 변환하여 전방 영상을 생성하는 영상 처리부; 및 상기 영상 처리부에 의해서 생성된 상기 전방 영상을 기초로 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하고, 상기 전방 영상을 기초로 상기 바닥 영역의 이물질을 감지하거나, 또는 이물질의 종류를 파악하는 이물질 감지부;를 포함할 수 있다.The control unit may further include: a video signal receiving unit receiving the video signal transmitted from the video acquiring unit; An image processor for converting an electrical image signal received by the image signal receiver to generate a forward image; A foreign matter sensing unit for distinguishing a bottom region and a bottom region based on the forward image generated by the image processing unit and for sensing foreign matter in the bottom region based on the forward image or for identifying the type of foreign matter; . ≪ / RTI >
또한, 이물질 감지부는, 상기 전방 영상으로부터 감지된 이물질의 크기를 파악하고, 파악된 이물질의 크기가 기준치 범위에 해당하는 경우, 해당 이물질을 청소 대상으로 판단할 수 있다.Also, the foreign substance sensing unit may determine the size of the foreign substance detected from the forward image, and may determine the foreign substance as a cleaning object when the size of the detected foreign substance falls within the reference value range.
또한, 이물질 감지부는, 상기 영상 처리부를 통해 연속적으로 입력되는 상기 전방 영상의 각각의 프레임으로부터 색상 차이를 통해 경계를 파악하여 전방 영역의 이물질을 감지할 수 있다.In addition, the foreign substance sensing unit can detect the foreign matter in the front region by grasping the boundary through each color difference from each frame of the forward image continuously inputted through the image processing unit.
또한, 이물질 감지부는, 상기 영상 처리부를 통해 획득되는 전방 영상에서 상기 광 조사부를 통해 조사된 선 구조광의 왜곡정도를 분석하여 전방 영역의 이물질 존재여부를 파악할 수 있다.In addition, the foreign substance sensing unit may analyze the degree of distortion of the ray-structured light irradiated through the light irradiating unit in the front image obtained through the image processing unit to determine whether or not foreign matter exists in the front region.
또한, 상기 선 구조광은 로봇 청소기의 주행 방향과 교차되도록 하나의 직선 형태로 조사되며, 상기 이물질 감지부는, 상기 전방 영상에서 상기 선 구조광이 조사되는 영역 중 특정 영역에 왜곡이 나타나는 경우, 해당 영역에 이물질이 존재하는 것으로 파악할 수 있다.In addition, when the linear structure light is irradiated in a straight line shape so as to intersect with the running direction of the robot cleaner, and the foreign matter sensing unit detects a distortion in a specific region among the regions irradiated with the linear structure light in the front image, It can be understood that a foreign substance exists in the region.
또한, 상기 로봇 청소기는 후방 영역을 센싱하는 이물질 감지 센서를 더 포함하고, 상기 이물질 감지부는, 상기 전방 영상과 상기 바닥 영역을 청소한 후의 후방 영상을 기초로 변형된 얼룩 형태를 기초로 얼룩을 감지할 수 있다.The robot cleaner may further include a foreign matter sensing sensor for sensing a rear area of the robot cleaner, and the foreign matter sensing unit may detect a foreign object based on a shape of the foreign object based on the front image and the rear image after cleaning the bottom area can do.
또한, 이물질 감지부는, 상기 전방 영상과 상기 후방 영상을 역투영 변환(Inverse Perspective Mapping Transform) 방법에 적용하여 바닥 영역과 수직한 위치 기준의 영상을 획득하고, 전후 영상 차이를 통해 얼룩 형태의 변형여부를 확인하고, 얼룩형태가 변형되는 경우 해당 얼룩을 청소 가능한 얼룩으로 판단할 수 있다.Also, the foreign matter sensing unit may apply the forward and backward images to an Inverse Perspective Mapping method to acquire an image based on a position perpendicular to the bottom area, And if the shape of the stain is deformed, it is possible to judge the stain as a cleanable stain.
또한, 이물질 감지부는, 상기 영상 처리부를 통해 획득되는 전방 영상으로부터 휘도를 추출하고 추출된 휘도값이 기준치 이상인 반사광 영역을 추출하며, 상기 전방 영상으로부터 이물질의 경계 곡선을 파악하여 폐곡선을 형성하고, 상기 반사광 영역과 상기 폐곡선의 내측 영역이 중복되는 경우, 해당 이물질을 액체로 판단할 수 있다.Also, the foreign substance sensing unit extracts luminance from a front image obtained through the image processing unit, extracts a reflected light region having an extracted luminance value equal to or higher than a reference value, forms a closed curve by grasping a boundary curve of the foreign substance from the forward image, When the reflected light region overlaps with the inner region of the closed curve, the foreign matter can be judged as a liquid.
또한, 제어부는, 상기 광 조사부로부터 조사되는 선 구조광 또는 면 구조광의 광원의 온(ON) 또는 오프(OFF)를 조절하는 광원 제어부;를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a light source control unit for controlling ON or OFF of a light source of linear structure light or plane structure light emitted from the light irradiation unit.
개시된 발명의 다른 측면에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기의 주행에 따른 전방 영상을 획득하고, 상기 전방 영상을 처리하여 바닥 영역과 비바닥 영역을 구분하고, 상기 전방 영상의 상기 바닥 영역의 영상을 기초로 상기 로봇 청소기의 전방 영역의 이물질을 감지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a robot cleaner, comprising: acquiring a forward image according to traveling of a robot cleaner; processing the forward image to distinguish a bottom region and a non- It is possible to detect the foreign matter in the front region of the robot cleaner based on the image.
또한, 로봇 청소기의 주행에 따라 연속적으로 입력되는 상기 전방 영상의 각각의 프레임으로부터 색상 차이를 통해 경계를 파악하여 전방 영역의 이물질을 감지 할 수 있다.In addition, foreign objects in the front region can be detected by grasping the boundary through the color difference from each frame of the forward image continuously input in accordance with the running of the robot cleaner.
또한, 로봇 청소기의 주행방향의 전방에 광을 조사하는 것을 더 포함할 수 있다.Further, it may further include irradiating light in front of the running direction of the robot cleaner.
또한, 획득되는 전방 영상에서 상기 조사된 선 구조광의 왜곡정도를 분석하여 전방 영역의 이물질을 감지할 수 있다.In addition, foreign matter in the front region can be detected by analyzing the degree of distortion of the irradiated line structure light in the obtained front image.
또한, 로봇 청소기의 주행에 따른 후방 영상을 더 획득하고, 상기 후방 영상을 처리하여 바닥 영역과 비바닥 영역을 구분하고, 상기 전방 영상과 상기 바닥 영역을 청소한 후의 후방 영상을 기초로 변형된 얼룩 형태를 기초로 얼룩을 감지할 수 있다.The robot cleaner further obtains a rear image corresponding to the running of the robot cleaner, processes the rear image to distinguish the bottom area from the bottom area, and detects the uneven area based on the back image after cleaning the front area and the bottom area. You can detect stains based on shape.
개시된 발명의 또 다른 측면에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 로봇 청소기의 주행에 따라 획득되는 전방 영상으로부터 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하는 단계; 상기 전방 영상을 흑백 변환하는 단계; 상기 흑백 변환된 전방 영상으로부터 휘도를 추출하고, 추출된 휘도값이 기준치 이상인 반사광 영역을 추출하는 단계; 상기 전방 영상으로부터 이물질의 경계 곡선을 파악하여 폐곡선을 형성하는 단계; 상기 반사광 영역과 상기 폐곡선의 내측 영역이 중복되는지 여부를 확인하는 단계; 및 확인 결과 중복되는 경우, 해당 영역에 액체 형태의 이물질이 존재하는 것으로 인식하는 단계;를 포함할 수 있다.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a robot cleaner, including: dividing a bottom area and a bottom area from a forward image acquired according to travel of a robot cleaner; Converting the forward image into black and white; Extracting a luminance from the monochrome converted front image, and extracting a reflected light region having the extracted luminance value equal to or greater than a reference value; Forming a closed curve by grasping a boundary curve of the foreign object from the forward image; Confirming whether the reflected light region overlaps the inner region of the closed curve; And recognizing that a foreign substance in liquid form exists in the corresponding region if the result of the check is duplicated.
로봇 청소기 및 로봇 청소기의 제어방법의 일 측면에 의하면, 로봇 청소기의 주행 방향을 기준으로 전방의 영상을 통해 바닥 영역을 구분하고, 전방 영상의 바닥 영역을 분석하여 이물질의 존재를 감지하고, 파악된 이물질의 종류를 파악할 수 있다는 효과를 기대할 수 있다. According to one aspect of the robot cleaner and the method of controlling the robot cleaner, the floor area is divided through the front image based on the traveling direction of the robot cleaner, the presence of the foreign object is detected by analyzing the bottom area of the front image, It is possible to expect an effect that the kind of the foreign substance can be grasped.
또한, 전방 영상의 다양한 분석을 통해 이물질 감지 및 이물질 종류 판단 결과에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 이를 로봇 청소기에 적용함으로 인해 청소 결과에 대한 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있다는 것이다.
In addition, it is possible to improve the reliability of the foreign matter detection result and the foreign matter type determination result through various analysis of the forward image, and to apply it to the robot cleaner, the user's satisfaction with the cleaning result can be improved.
도 1은 로봇 청소기의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 로봇 청소기의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3은 이물질 감지 센서의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4는 제어부의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 5는 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 로봇 청소기의 이물질 감지 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 로봇 청소기의 이물질 감지 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 로봇 청소기의 이물질 감지 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 로봇 청소기의 이물질 종류 파악 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing an appearance of a robot cleaner.
2 is a view showing the configuration of the robot cleaner in detail.
FIG. 3 is a view showing in detail the configuration of the foreign matter detection sensor.
4 is a diagram showing the configuration of the control unit in detail.
5 is a flowchart for explaining a control method of the robot cleaner.
6 is a view for explaining an embodiment of a method for detecting a foreign object in the robot cleaner.
FIGS. 7 and 8 are views for explaining another embodiment of the foreign object detecting method of the robot cleaner.
FIGS. 9 and 10 are views for explaining another embodiment of a foreign matter detection method of the robot cleaner.
11 is a view for explaining a method of identifying a foreign object type of the robot cleaner.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages, and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. In this specification, the terms first, second, etc. are used to distinguish one element from another, and the element is not limited by the terms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 로봇 청소기의 외관을 나타내는 도면이다.1 is a view showing an appearance of a robot cleaner.
도 1에서 도시하는 것과 같이, 로봇 청소기(10)는 본체(11), 광 조사부(13) 및 영상 획득부(17)를 포함하는 이물질 감지 센서, 구동 바퀴(27) 및 청소 부재(29)를 포함할 수 있다.1, the
보다 상세히 설명하면, 광 조사부(13)는 본체(11)의 주행 방향을 기준으로 전방을 향하는 일측면(전면)의 상부와 하부에 각각 구비될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 운용자에 따라 장착 위치를 변경하는 것도 가능하다 할 것이다. 이때, 상부에 구비되는 광 조사부(13a)는 레이저(Laser)와 같은 선 구조광을 조사하고, 하부에 구비되는 광 조사부(13b)는 엘이디(LED)와 같은 면 구조광을 조사할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.More specifically, the
영상 획득부(17)는 입사되는 광을 촬영 렌즈(21)로 반사시키는 사이드 미러(19), 사이드 미러(19)를 통해 전달되는 광을 이미지 센서(23)로 전달하는 촬영 렌즈(21) 및 촬영 렌즈(21)를 통과하여 입사되는 광을 전기 신호로 변환하는 이미지 센서(23)를 포함할 수 있다. 이때, 이미지 센서(23)는 전하 결합 소자(Charge Coupled Device, CCD) 또는 금속 산화물 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 상기 영상 획득부(17)는 카메라를 비롯하여 입사되는 광을 통해 영상 획득이 가능한 구성은 모두 가능하다 할 것이다. 또한, 영상 획득부(17)는 도 1에 도시된 위치에 한정되지 않고, 운용자에 필요에 따라 다른 위치에 장착되는 것도 가능하다 할 것이다.The
구동 바퀴(27)는 본체(11) 저면의 중앙 영역의 좌우 가장자리에 서로 대칭되는 위치 및 본체(11) 저면의 전방 영역에 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 운용자의 필요에 따라 다른 영역에 장착되는 것도 가능하다. 이때, 구동 바퀴(27)는 본체(11)의 청소 주행 모드 중 전진, 후진 또는 회전 등 다양한 방향으로 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 휠 모터(미도시)를 통해 이동력을 인가받을 수 있다. 또한, 구동 바퀴(27)는 모듈화되어 후크 결합, 스크류 결합, 끼워맞춤 등과 같은 방식을 통해 본체(11)의 저면에 착탈 가능 하도록 장착될 수 있다. The
청소 부재(29)는 후술한 브러시 유닛, 걸레를 비롯한 건식 모드 및 습식 모드의 청소 모드를 동작 시 바닥면을 청소하기 위해 요구되는 구성으로, 상술한 브러시 유닛 및 걸레에 한정되지 않고, 운용자의 필요에 따라 추가 가능할 수 있다.The
도시하지 않았지만, 상술한 구성 이외에도 로봇 청소기(10)는 감지 센서, 통신부, 디스플레이, 집진부, 브러시 유닛, 전원부를 포함할 수 있다.In addition to the above-described components, the
보다 상세히 설명하면, 감지 센서는 본체(11)가 주행하는 경로 상에 존재하는 장애물을 감지하기 위한 센서로 거리 인식이 가능한 근접 센서 형태일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 이 외에도, 로봇 청소기(10)의 주행을 위한 맵을 형성하기 위해 위치 인식이 가능한 비전 센서를 더 포함할 수 있다.In more detail, the detection sensor may be a sensor for detecting an obstacle present on a path that the
통신부는 로봇 청소기(10)가 도킹 스테이션 및 버추얼 가드와 같은 외부 기기와 통신을 수행할 수 있도록 한다. 이때, 도킹 스테이션은 로봇 청소기의 청소 주행 모드가 완료되거나, 배터리의 양이 기준치보다 낮아지게 되면 본체(11)가 도킹되는 구성으로, 본체(11)로 전력을 공급할 수 있다. 또한, 도킹 스테이션은 본체(11)의 도킹을 유도하기 위해 본체(11)와 도킹 신호를 송수신하는 통신부를 포함할 수 있다. 또한, 버추얼 가드는 로봇 청소기(10)의 주행 시 주행 제한 영역을 구분하기 위한 가상벽 기능을 수행하는 구성으로, 로봇 청소기(10)가 특정 영역으로 진입하는 것을 막기 위해 현재의 청소 영역과 특정 영역 사이의 연결 통로를 향해 진입 제한 신호를 송신할 수 있다.The communication unit enables the
디스플레이는 본체(11)의 일측에 형성되어, 로봇 청소기(10)의 각종 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 배터리 충전 상태 또는 집진부에 먼지가 가득 찼는지 여부, 로봇 청소기(10)의 청소 주행 모드, 휴면 모드 등이 표시될 수 있다.The display is formed on one side of the
집진부는 브러시 유닛 등을 통해 집진되어 흡입구를 통해 유입되는 먼지와 같은 이물질을 모을 수 있다.The dust collecting unit may collect dust such as dust that is collected through the brush unit or the like and collects through the suction port.
브러시 유닛은 사이드 브러시 유닛과 메인 브러시 유닛을 포함할 수 있으며, 사이드 브러시 유닛은 본체(11)의 전방 양 측면에 설치되어 바닥면을 기준으로 수평면으로 회전할 수 있는 구성으로, 회전축 및 사이드 브러시를 포함할 수 있다. 이때, 사이드 브러시 유닛은 돌출형 사이드 브러시 유닛과 고정형 사이드 브러시 유닛을 포함할 수 있다. The brush unit may include a side brush unit and a main brush unit. The side brush unit is installed on both front sides of the
메인 브러시 유닛은 본체(11)의 저면에 형성된 흡입구에 부착될 수 있다. 메인 브러시 유닛은 메인 브러시와 롤러를 포함할 수 있으며, 메인 브러시는 롤러의 외면에 형성될 수 있다. 롤러가 회전함에 따라 메인 브러시는 바닥면에 쌓인 먼지를 비산시켜 흡입구로 유도시킬 수 있다. 이때, 메인 브러시는 탄성력을 가진 재질이라면 모두 적용 가능할 수 있다.The main brush unit may be attached to a suction port formed on the bottom surface of the
전원부는 본체(11)를 구동시키기 위한 전원을 공급하는 장치로, 본체(11) 이외에도 본체(11)에 장착된 각종 부품을 구동시키기 위한 구동부와 전기적으로 연결되어 구동 전원을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다. 이때, 배터리는 재충전이 가능한 2차 배터리일 수 있으며, 본체(11)가 청소 주행 모드를 완료하여 도킹 스테이션(미도시)에 결합된 경우 도킹 스테이션으로부터의 전력 공급을 통해 충전될 수 있다.
The power supply unit is a device for supplying power for driving the
도 2는 로봇 청소기의 구성을 상세하게 나타내는 도면이고, 도 3은 이물질 감지 센서의 구성을 상세하게 나타내는 도면이며, 도 4는 제어부의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a detailed view of the configuration of the robot cleaner, FIG. 3 is a detailed view of the foreign matter detection sensor, and FIG. 4 is a detailed view of the configuration of the control unit.
이때, 로봇 청소기의 이물질 감지 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도 6, 로봇 청소기의 이물질 감지 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 도 7 및 도 8, 로봇 청소기의 이물질 감지 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도 9 및 도 10, 로봇 청소기의 이물질 종류 파악 방법을 설명하기 위한 도 11을 참조하여 설명하기로 한다. 6 and 7 for explaining another embodiment of the method for detecting a foreign object in the robot cleaner, and FIG. 8 and FIG. 8 for explaining another embodiment of the method for sensing foreign objects in the robot cleaner. 9 and 10 for explaining the foreign matter sorting method of the robot cleaner will be described with reference to FIG.
도 2에서 도시하는 바와 같이, 로봇 청소기(10)는 이물질 감지 센서(100), 제어부(200), 모터 구동부(300), 청소 부재 작동부(400) 및 메모리(500)를 포함할 수 있다.2, the
이물질 감지 센서(100)는 주행 방향을 기준으로 전방 또는 후방으로부터의 영상을 비롯하여 각종 상태를 센싱하여 제어부(200)로 전달할 수 있다.The foreign
도 3에서 도시하는 바와 같이, 이물질 감지 센서(100)는 상기 전방으로 레이저 광을 비롯한 선 구조광 또는 엘이디(LED) 광을 비롯한 면 구조광을 조사하는 광 조사부(13) 및 전방 또는 후방으로부터 입사되는 광을 전기적 신호로 변환하여 영상 신호를 획득하는 영상 획득부(17)를 포함할 수 있다. 이때, 영상 획득부(17)는, 로봇 청소기(10)의 전면에 장착된 제1 영상 획득부와 로봇 청소기의 후면에 장착된 제2 영상 획득부를 포함할 수 있다. 상기 전면과 후면은 로봇 청소기(10)의 주행 방향을 기준으로 전방측과 후방측으로 구분될 수 있다.3, the foreign
제어부(200)는 이물질 감지 센서(100)로부터 전송되는 센싱 정보를 기초로 전방 영상을 생성하고, 생성된 상기 전방 영상을 분석하여 전방의 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하고, 상기 바닥 영역의 이물질 존재여부 감지 또는 감지된 이물질의 종류를 파악할 수 있다.The
도 4에서 도시하는 바와 같이, 제어부(200)는 영상 신호 수신부(210), 광원 제어부(220), 영상 처리부(230), 이물질 감지부(240) 및 구동 제어부(250)를 포함할 수 있다.4, the
보다 상세히 설명하면, 영상 신호 수신부(210)는 영상 획득부(17)로부터 전달되는 영상 신호를 수신할 수 있다.More specifically, the image signal receiving unit 210 can receive the image signal transmitted from the
광원 제어부(220)는 광 조사부(13)로부터 조사되는 선 구조광 또는 면 구조광의 광원의 온(ON) 또는 오프(OFF)를 조절할 수 있다.The light
영상 처리부(230)는 영상 신호 수신부(210)에 의해서 수신된 전기적 영상 신호를 변환하여 전방 영상을 생성할 수 있다. 이때, 수신된 전기적 영상 신호가 후방측에 대한 것일 경우, 후방 영상을 생성하는 것은 당연하다 할 것이다.The
이물질 감지부(240)는 영상 처리부(230)에 의해서 생성된 전방 영상을 기초로 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하고, 전방 영상을 기초로 바닥 영역의 이물질을 감지하거나, 또는 이물질의 종류를 파악할 수 있다.The foreign
이때, 이물질 감지부(240)는 전방 영상으로부터 감지된 이물질의 크기를 파악하고, 파악된 이물질의 크기가 기준치 범위에 해당하는 경우, 해당 이물질을 청소 대상으로 판단할 수 있다. 이때, 기준치 범위는 청소 대상으로 판단할 이물질의 최소 크기값으로부터 최대 크기값의 범위를 의미하는 것으로, 청소할 수 없을만큼 작거나 또는 큰 이물질을 청소 대상에서 제외하기 위한 기준인 것이다.At this time, the foreign
이하에서는, 이물질 감지부(240)에서의 이물질 감지 또는 이물질의 종류를 파악하는 기술에 대해 개시하기로 한다.Hereinafter, a description will be given of a technique for detecting a foreign object in the foreign
먼저, 이물질 감지부(240)는 영상 처리부(230)를 통해 연속적으로 입력되는 전방 영상의 각각의 프레임으로부터 색상 차이를 통해 경계를 파악하여 전방 영역의 이물질을 감지할 수 있다.First, the foreign
예를 들어, 도 6(a) 내지 (b)에서 도시하는 바와 같이, 이물질 감지부(240)는 영상 처리부(230)를 통해 실시간으로 입력되는 전방 영상 프레임 각각으로부터 로봇 청소기(10)가 주행하는 방향의 인접 영역의 부분 색상 요소들을 저장하고, 이것을 기준으로 색 트랙킹(Color Tracking) 방식을 통해 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분할 수 있다. 이때, 색 트랙킹은 무채색의 스케일(그레이스 스케일) 전체에 걸쳐 색 평형이 유지되고 있는 정도를 의미하는 것으로, 흑백 신호에 의해 생기는 휘도 영역에 대해서 영상 획득부(17)에 의해 색도도 상의 무채색 영역 내의 일정한 색도가 얻어지고 있는 정도를 의미하는 것일 수 있다. For example, as shown in FIGS. 6 (a) to 6 (b), the foreign
한편, 이물질 감지부(240)는 워터쉐드(Watershed) 기법을 통해 전방 영상으로부터 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하는 것도 가능할 수 있다. 이는, 전방 영상을 2차원 지형으로 가정하여 원본 영상을 그라디언트 이미지(Gradient Image)로 변환하고, 국부 최소(Local Minimum)에서 물을 채워가며 영역 경계선(Watershed Line)을 획득하는 것을 통해 바닥과 비 바닥을 구분하는 방법일 수 있다.Meanwhile, the foreign
다음, 이물질 감지부(240)는 바닥 영역에서 연속적으로 입력되는 전방 영상 프레임으로부터 색상 차이를 통해 경계(윤곽)를 추출(도 6(c))하고, 경계를 제외한 배경을 제거(도 6(d))하여, 감지된 이물질에 라벨링(A)(도 6(e))하여 이물질을 감지할 수 있다.Next, the foreign
이때, 이물질 감지부(240)는 연속된 관측 정보로부터 이물질 격자지도를 작성하고, 확률 갱신에 의하여 이물질이 여러 번 관측되는 영역을 지도 상에서 높은 확률로 등록하며, 이물질이 자주 관측되지 않는 영역을 낮은 확률로 등록하고 관리하여, 이물질 감지에 따른 추가 검증을 수행하여 이물질 감지 결과에 대한 신뢰성을 향상시키는 것도 가능하다 할 것이다. 이때, 이물질이 존재할 확률이 높은 영역 중 일정 시간 동안 이물질이 발견되지 않은 영역은 격자지도 상에서 삭제될 수 있다.At this time, the foreign
또한, 이물질 감지부(240)는 영상 처리부(230)를 통해 획득되는 전방 영상에서 광 조사부(13)를 통해 조사된 선 구조광의 왜곡정도를 분석하여 전방 영역의 이물질 존재여부를 파악할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 면 구조광의 왜곡정도를 분석하는 것도 가능하다 할 것이다. 이때, 선 구조광은 로봇 청소기(10)의 주행 방향과 교차되도록 하나의 직선 형태로 조사(도 7 참조)될 수 있다. In addition, the foreign
상기 이물질 감지부(240)는 전방 영상에서 선 구조광이 조사되는 영역 중 특정 영역에 왜곡이 나타나는 경우, 해당 영역에 이물질이 존재하는 것으로 파악할 수 있다.When the foreign
예를 들어, 도 7에서 도시하는 바와 같이, 로봇 청소기(10)는 광 조사부(13)를 통해 전방을 향해 레이저와 같은 선 구조광을 조사(도 7, 도 8(a))할 수 있다. 이때, 이물질 감지부(240)는 영상 처리부(230)를 통해 전달되는 전방 영상에서 선 구조광의 왜곡(도 8(c)의 B)을 감지하는 경우, 해당 영역에 이물질이 존재하는 것으로 판단하여 라벨링(도 8(d)의 B)할 수 있다. 이때, 이물질 감지부(240)는 일직선으로 나타나는 선 구조광의 특성에 따라 일직선으로 나타나지 않는 영역을 왜곡 영역으로 판단하거나, 또는 도 8(b)와 같은 이물질 부재 시 선 구조광의 상태와 비교하여 선 구조광의 왜곡을 판단하는 것도 가능할 것이다.For example, as shown in Fig. 7, the
또한, 이물질 감지부(240)는 제1 영상 획득부와 제2 영상 획득부를 통해 획득되는 로봇 청소기가 경유하기 전의 전방 영상과 로봇 청소기가 경유하여 걸레로 바닥 영역을 청소한 후의 후방 영상을 기초로 변형된 얼룩 형태를 기초로 얼룩을 감지할 수 있다. 이때, 이물질 감지부(240)는 전방 영상과 후방 영상을 역투영 변환(Inverse Perspective Mapping Transform) 방법에 적용하여 바닥 영역과 수직한 위치 기준의 영상을 획득하고, 전후 영상 차이를 통해 얼룩 형태의 변형여부를 확인하고, 확인 결과, 얼룩형태가 변형되는 경우, 해당 얼룩을 청소 가능한 얼룩으로 판단할 수 있다. 이때, 얼룩은 커피, 주스 등 바닥과 구분되는 색상의 액체가 흐른 자국을 의미하는 것으로 정의하기로 한다.In addition, the foreign
예를 들어, 도 9와 같이, 로봇 청소기(10)가 제1 영상 획득부(17a)와 제2 영상 획득부(17b) 및 걸레와 같은 청소 부재(29)를 장착하고 주행하는 경우, 이물질 감지부(240)는 제1 영상 획득부(17a)로부터 촬영된 전방 영상(도 10(a))과 후방 영상(도 10(b))을 저장하고, IPM(Inverse Perspective Mapping) 기법을 통해 바닥과 수직한 위치에서 바라본 영상을 획득하여, 픽셀 밝기 기반의 차영상(도 10(c))을 이용하여 전후 영상의 차이를 계산하여 변형된 얼룩 형태로부터 얼룩을 감지하는 것이다. 이때, 이물질 감지부(240)는 픽셀 밝기 기반 차영상 이외에도 NSSD(Normalized Sum of Squared Difference), NCC(Normalized Cross-Correlation) 등의 기법을 통해 두 영상의 차이를 검출하는 것도 가능하다 할 것이다.9, when the
또한, 이물질 감지부(240)는 영상 처리부(230)를 통해 획득되는 전방 영상으로부터 휘도(Luminance, 밝기)를 추출하고, 추출된 휘도값이 기준치 이상인 반사광 영역을 추출하며, 전방 영상으로부터 이물질의 경계 곡선을 파악하여 폐곡선을 형성할 수 있다. 또한, 이물질 감지부(240)는 반사광 영역과 폐곡선 내측 영역이 중복되는지 여부를 확인하여, 확인 결과 중복되는 경우, 해당 이물질을 액체로 판단할 수 있다. 이때, 반사광 영역 추출은 광 조사부(13)를 통해 조사된 면 구조광을 통해 휘도값이 기준치 이상인 영역을 반사광 영역으로 파악하는 것이다.The foreign
예를 들어, 이물질 감지부(240)는 전방 영상으로부터 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분(도 11의 (a), (b))하고, 반사광 영역(도 11의 (c)) 및 경계 곡선 영상(도 11의 (d))을 추출하며, 경계 곡선의 곡률 방향과 반사광 영역의 중복여부를 확인하여, 확인 결과, 중복되는 경우, 해당 영역을 액체 영역으로 인식하여 마킹(도 11의 (e), (f))할 수 있다. 이때, 바닥 영역과 비 바닥 영역은 워터쉐드(Watershed) 알고리즘을 이용한 영상 분할 기법을 통해 구분할 수 있으며, 경계 곡선 영상 추출은 케니 에지 검출(Canny Edge Detection) 알고리즘 또는 Find Contour 알고리즘을 통해 이룰 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
11 (a) and 11 (b)), the foreign
구동 제어부(250)는 이물질 감지부(240)에 의해서 감지된 전방 영역의 이물질 존재여부 또는 이물질 종류에 따라 로봇 청소기(10)의 주행 방향을 제어할 수 있다.The driving
예를 들어, 구동 제어부(250)는 로봇 청소기(10)의 주행 방향을 기준으로 전방에 액체 영역 감지 시 회피 주행하도록 제어하거나, 또는 이물질 감지 시 해당 영역을 집중 청소하도록 제어하거나, 또는 얼룩과 같은 이물질 감지 시 해당 영역에 습식 청소모드를 구동시키는 등의 전방의 이물질 감지 또는 이물질 종류에 따라 구동 모드를 제어할 수 있는 것이다.For example, the
모터 구동부(300)는 구동 바퀴(도 1의 27)에 구동력을 제공할 수 있다.The
청소 부재 작동부(400)는 브러시 유닛, 걸레를 비롯하여 로봇 청소기(10)의 저면에 형성되어 바닥 영역의 이물질을 제거하기 위한 청소 부재(도 1의 29)를 상기 제어부(200)의 제어에 따라 작동할 수 있다.The cleaning
메모리(500)는 로봇 청소기(10)와 관련된 정보를 저장할 수 있다.
The
도 5는 로봇 청소기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for explaining a control method of the robot cleaner.
먼저, 로봇 청소기(10)는 로봇 청소기의 주행에 따라 획득되는 전방 영상으로부터 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분할 수 있다(S101).First, the
보다 상세히 설명하면, 로봇 청소기(10)는 실시간으로 입력되는 전방 영상 프레임 각각으로부터 인접 영역의 부분 색상 요소들을 저장하고, 이것을 기준으로 색 트랙킹(Color Tracking) 방식을 통해 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분할 수 있다. 또한, 로봇 청소기(10)는 워터쉐드(Watershed) 기법을 통해 전방 영상으로부터 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하는 것도 가능할 수 있다. 이는, 전방 영상을 2차원 지형으로 가정하여 원본 영상을 그라디언트 이미지(Gradient Image)로 변환하고, 국부 최소(Local Minimum)에서 물을 채워가며 영역 경계선(Watershed Line)을 획득하는 것을 통해 바닥과 비 바닥을 구분하는 방법일 수 있다.More specifically, the robot cleaner 10 stores partial color components of the adjacent region from each of the forward image frames input in real time, and distinguishes between the bottom region and the non-bottom region based on the color tracking method . Also, the
다음, 로봇 청소기(10)는 전방 영상을 흑백 변환할 수 있다(S103).Next, the
다음, 로봇 청소기(10)는 흑백 변환된 전방 영상으로부터 휘도를 추출하고, 추출된 휘도값이 기준치 이상인 반사광 영역을 추출할 수 있다(S105).Next, the
다음, 로봇 청소기(10)는 전방 영상으로부터 이물질의 경계 곡선을 파악하여 폐곡선을 형성할 수 있다(S107). 즉, 이물질의 형태에 따라 폐곡선이 형성되는 것이며, 이는 이후 해당 영역이 반사광 영역과 중복되는지 여부를 확인하는데 이용될 수 있다. 단계 S107은 단계 S101 이후 S103 이전에 수행되는 것도 가능하다 할 것이다.Next, the
다음, 로봇 청소기(10)는 반사광 영역과 폐곡선의 내측 영역이 중복되는지 여부를 확인할 수 있다(S109).Next, the
확인 결과 중복되는 경우, 로봇 청소기(10)는 해당 영역에 액체 형태의 이물질이 존재하는 것으로 인식할 수 있다(S111). 즉, 액체의 휘도값(반사도) 특성을 이용하여 이물질의 휘도값이 기준치 이상인 경우, 이를 액체로 인식하는 것이다.If the check result shows that the
한편, 단계 S101 이후 단계 S107 이전에, 로봇 청소기(10)는 전방 영상의 각각의 프레임으로부터 색상 차이를 통해 전방 영역의 이물질을 감지할 수 있다.
On the other hand, before step S101 and after step S107, the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10 : 로봇 청소기
11 : 본체
13 : 광 조사부
17 : 영상 획득부
27 : 구동 바퀴
29 : 청소 부재
100 : 이물질 감지 센서
200 : 제어부
210 : 영상 신호 수신부
220 : 광원 제어부
230 : 영상 처리부
240 : 이물질 감지부
250 : 구동 제어부
300 : 모터 구동부
400 : 청소 부재 작동부
500 : 메모리10: robot cleaner 11: main body
13: Light irradiation unit 17: Image acquisition unit
27: drive wheel 29: cleaning member
100: foreign substance detection sensor 200:
210: video signal receiving unit 220: light source control unit
230: image processor 240: foreign matter detector
250: drive control unit 300: motor drive unit
400: cleaning member operating part 500: memory
Claims (17)
상기 이물질 감지 센서로부터 전송되는 센싱 정보를 기초로 전방 영상을 생성하고, 생성된 상기 전방 영상을 분석하여 전방의 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하고, 상기 바닥 영역의 이물질 존재여부 감지 또는 감지된 이물질의 종류를 파악하는 제어부;
를 포함하는 로봇 청소기.
A foreign matter detection sensor for sensing a front area; And
A front image is generated on the basis of the sensing information transmitted from the foreign substance detection sensor, and the front image is analyzed to analyze a front floor area and a bottom floor area, and the presence or absence of a foreign substance in the floor area, A control unit for recognizing the type of the light source;
.
상기 이물질 감지 센서는,
상기 전방으로 광을 조사하는 광 조사부; 및
상기 전방 또는 후방으로부터 입사되는 광을 전기적 신호로 변환하여 영상 신호를 획득하는 영상 획득부;
를 포함하는 로봇 청소기.
The method according to claim 1,
The foreign substance detecting sensor includes:
A light irradiation unit for irradiating light forward; And
An image acquiring unit for acquiring an image signal by converting light incident from the front or rear side into an electrical signal;
.
상기 제어부는,
상기 영상 획득부로부터 전달되는 영상 신호를 수신하는 영상 신호 수신부;
상기 영상 신호 수신부에 의해서 수신된 전기적 영상 신호를 변환하여 전방 영상을 생성하는 영상 처리부; 및
상기 영상 처리부에 의해서 생성된 상기 전방 영상을 기초로 바닥 영역과 비 바닥 영역을 구분하고, 상기 전방 영상을 기초로 상기 바닥 영역의 이물질을 감지하거나, 또는 이물질의 종류를 파악하는 이물질 감지부;
를 포함하는 로봇 청소기.
The method of claim 2,
Wherein,
A video signal receiving unit for receiving a video signal transmitted from the video acquiring unit;
An image processor for converting an electrical image signal received by the image signal receiver to generate a forward image; And
A foreign matter sensing unit for distinguishing a bottom area and a bottom area based on the forward image generated by the image processing unit and for sensing a foreign substance in the bottom area on the basis of the forward image or recognizing a kind of a foreign substance;
.
상기 이물질 감지부는,
상기 전방 영상으로부터 감지된 이물질의 크기를 파악하고, 파악된 이물질의 크기가 기준치 범위에 해당하는 경우, 해당 이물질을 청소 대상으로 판단하는 로봇 청소기.
The method of claim 3,
Wherein the foreign substance sensing unit comprises:
The size of the foreign object sensed from the forward image is determined, and when the size of the foreign object detected corresponds to the reference value range, the foreign object is judged to be a cleaning object.
상기 이물질 감지부는,
상기 영상 처리부를 통해 연속적으로 입력되는 상기 전방 영상의 각각의 프레임으로부터 색상 차이를 통해 경계를 파악하여 전방 영역의 이물질을 감지하는 로봇 청소기.
The method of claim 3,
Wherein the foreign substance sensing unit comprises:
And detects a foreign matter in a front region by grasping the boundary through each color difference from each frame of the forward image continuously inputted through the image processing unit.
상기 이물질 감지부는,
상기 영상 처리부를 통해 획득되는 전방 영상에서 상기 광 조사부를 통해 조사된 선 구조광의 왜곡정도를 분석하여 전방 영역의 이물질 존재여부를 파악하는 로봇 청소기.
The method of claim 3,
Wherein the foreign substance sensing unit comprises:
And analyzing the degree of distortion of the ray-structured light irradiated through the light irradiating unit in the front image obtained through the image processing unit to determine presence or absence of foreign matter in the front region.
상기 선 구조광은 로봇 청소기의 주행 방향과 교차되도록 하나의 직선 형태로 조사되며,
상기 이물질 감지부는,
상기 전방 영상에서 상기 선 구조광이 조사되는 영역 중 특정 영역에 왜곡이 나타나는 경우, 해당 영역에 이물질이 존재하는 것으로 파악하는 로봇 청소기.
The method of claim 6,
The line-structured light is irradiated in a straight line shape so as to intersect the running direction of the robot cleaner,
Wherein the foreign substance sensing unit comprises:
Wherein when a distortion appears in a specific area of the area irradiated with the line-structured light in the forward image, foreign matter exists in the area.
상기 로봇 청소기는 후방 영역을 센싱하는 이물질 감지 센서를 더 포함하고,
상기 이물질 감지부는,
상기 전방 영상과 상기 바닥 영역을 청소한 후의 후방 영상을 기초로 변형된 얼룩 형태를 기초로 얼룩을 감지하는 로봇 청소기.
The method of claim 3,
Wherein the robot cleaner further comprises a foreign matter detection sensor for sensing a rear region,
Wherein the foreign substance sensing unit comprises:
And detects a stain on the basis of the shape of the stain deformed based on the forward image and the backward image after cleaning the bottom area.
상기 이물질 감지부는,
상기 전방 영상과 상기 후방 영상을 역투영 변환(Inverse Perspective Mapping Transform) 방법에 적용하여 바닥 영역과 수직한 위치 기준의 영상을 획득하고, 전후 영상 차이를 통해 얼룩 형태의 변형여부를 확인하고, 얼룩형태가 변형되는 경우 해당 얼룩을 청소 가능한 얼룩으로 판단하는 로봇 청소기.
The method of claim 8,
Wherein the foreign substance sensing unit comprises:
The front image and the back image are applied to an Inverse Perspective Mapping method to obtain an image of a position reference perpendicular to the bottom area, and whether a smear pattern is deformed through a front / If the deformation of the robot cleaner to judge the stain that can be cleaned.
상기 이물질 감지부는,
상기 영상 처리부를 통해 획득되는 전방 영상으로부터 휘도를 추출하고 추출된 휘도값이 기준치 이상인 반사광 영역을 추출하며, 상기 전방 영상으로부터 이물질의 경계 곡선을 파악하여 폐곡선을 형성하고, 상기 반사광 영역과 상기 폐곡선의 내측 영역이 중복되는 경우, 해당 이물질을 액체로 판단하는 로봇 청소기.
The method of claim 3,
Wherein the foreign substance sensing unit comprises:
Extracting a luminance from a front image obtained through the image processing unit, extracting a reflected light region having an extracted luminance value equal to or greater than a reference value, forming a closed curve by grasping a boundary curve of the foreign substance from the forward image, The robot cleaner judges the foreign matter as a liquid when the inner region is overlapped.
상기 제어부는,
상기 광 조사부로부터 조사되는 선 구조광 또는 면 구조광의 광원의 온(ON) 또는 오프(OFF)를 조절하는 광원 제어부;
를 더 포함하는 로봇 청소기.
The method of claim 3,
Wherein,
A light source control unit for controlling ON or OFF of a light source of linear structure light or plane structure light emitted from the light irradiation unit;
And a robot cleaner.
상기 전방 영상을 처리하여 바닥 영역과 비바닥 영역을 구분하고,
상기 전방 영상의 상기 바닥 영역의 영상을 기초로 상기 로봇 청소기의 전방 영역의 이물질을 감지하는 로봇 청소기의 제어 방법.
The robot cleaner obtains a forward image according to the running of the robot cleaner,
Processing the forward image to distinguish the bottom area from the bottom area,
Detecting a foreign matter in a front area of the robot cleaner based on the image of the bottom area of the front image.
상기 로봇 청소기의 주행에 따라 연속적으로 입력되는 상기 전방 영상의 각각의 프레임으로부터 색상 차이를 통해 경계를 파악하여 전방 영역의 이물질을 감지하는 로봇 청소기의 제어 방법.
The method of claim 12,
And detecting the foreign matter in the front area by grasping the boundary through each color difference from each frame of the forward image continuously input according to the running of the robot cleaner.
로봇 청소기의 주행방향의 전방에 광을 조사하는 것을 더 포함하는 로봇 청소기의 제어 방법.
The method of claim 12,
Further comprising irradiating light in front of the running direction of the robot cleaner.
상기 획득되는 전방 영상에서 상기 조사된 선 구조광의 왜곡정도를 분석하여 전방 영역의 이물질을 감지하는 로봇 청소기의 제어 방법
15. The method of claim 14,
A control method of a robot cleaner for detecting a foreign matter in a front region by analyzing a degree of distortion of the illuminated line structure light in the obtained front image
상기 로봇 청소기의 주행에 따른 후방 영상을 더 획득하고,
상기 후방 영상을 처리하여 바닥 영역과 비바닥 영역을 구분하고,
상기 전방 영상과 상기 바닥 영역을 청소한 후의 후방 영상을 기초로 변형된 얼룩 형태를 기초로 얼룩을 감지하는 로봇 청소기의 제어 방법.
The method of claim 12,
Further acquiring a backward image according to traveling of the robot cleaner,
Processing the backward image to distinguish the bottom area from the bottom area,
And detecting a stain on the basis of the front image and the shape of the stain deformed based on the back image after cleaning the bottom area.
상기 전방 영상을 흑백 변환하는 단계;
상기 흑백 변환된 전방 영상으로부터 휘도를 추출하고, 추출된 휘도값이 기준치 이상인 반사광 영역을 추출하는 단계;
상기 전방 영상으로부터 이물질의 경계 곡선을 파악하여 폐곡선을 형성하는 단계;
상기 반사광 영역과 상기 폐곡선의 내측 영역이 중복되는지 여부를 확인하는 단계; 및
확인 결과 중복되는 경우, 해당 영역에 액체 형태의 이물질이 존재하는 것으로 인식하는 단계;
를 포함하는 로봇 청소기의 제어방법.A step of distinguishing a bottom region and a bottom region from a forward image obtained in accordance with travel of the robot cleaner;
Converting the forward image into black and white;
Extracting a luminance from the monochrome converted front image, and extracting a reflected light region having the extracted luminance value equal to or greater than a reference value;
Forming a closed curve by grasping a boundary curve of the foreign object from the forward image;
Confirming whether the reflected light region overlaps the inner region of the closed curve; And
Recognizing that a foreign substance in liquid form exists in the corresponding region if the result of the check is duplicated;
And controlling the robot cleaner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130145964A KR20150065972A (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | Robot cleaner and method for controlling the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130145964A KR20150065972A (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | Robot cleaner and method for controlling the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150065972A true KR20150065972A (en) | 2015-06-16 |
Family
ID=53514459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130145964A KR20150065972A (en) | 2013-11-28 | 2013-11-28 | Robot cleaner and method for controlling the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20150065972A (en) |
Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017200346A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | 엘지전자 주식회사 | Robot cleaner |
KR20190014371A (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-12 | 삼성전자주식회사 | Cleaning robot and controlling method thereof |
TWI657787B (en) * | 2016-05-20 | 2019-05-01 | Lg電子股份有限公司 | Robot cleaner |
JP2019516483A (en) * | 2016-05-17 | 2019-06-20 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | Robot vacuum cleaner |
US10342405B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-07-09 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10342400B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-07-09 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10362916B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-07-30 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
KR20190096874A (en) * | 2019-07-31 | 2019-08-20 | 엘지전자 주식회사 | Artificial intelligence robot cleaner |
US10398276B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-09-03 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10441128B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-10-15 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10463221B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-05 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10463212B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-05 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10481611B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-19 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
WO2019221524A1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 엘지전자 주식회사 | Vacuum cleaner and control method thereof |
US10517456B2 (en) | 2016-05-17 | 2019-12-31 | Lg Electronics Inc. | Mobile robot and method of controlling the same |
US10524628B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-01-07 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10656656B2 (en) | 2016-05-17 | 2020-05-19 | Lg Electronics Inc. | Mobile robot and method for controlling and detecting inclination using pattern light |
US20200170468A1 (en) * | 2017-09-28 | 2020-06-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Collection device and detection device |
WO2020116232A1 (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | ソニー株式会社 | Control device, control method, and program |
KR20210066091A (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-07 | 한국생산기술연구원 | A robot cleaner using lidar member and image photographing member and SLAM-map generation method thereof |
KR20210094378A (en) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 엘지전자 주식회사 | Robot cleaner and method for controlling the same |
WO2021182858A1 (en) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | 엘지전자 주식회사 | Mobile robot |
CN115889266A (en) * | 2022-12-16 | 2023-04-04 | 芜湖戎征达伺服驱动技术有限公司 | Intelligent double-side cleaning device and method based on steel plate conveying production line |
WO2024112068A1 (en) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 삼성전자 주식회사 | Method for controlling cleaning robot to avoid liquids and cleaning robot using same |
WO2024111784A1 (en) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 삼성전자 주식회사 | Method for controlling cleaning robot to avoid liquid and cleaning robot using same |
-
2013
- 2013-11-28 KR KR1020130145964A patent/KR20150065972A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10349798B2 (en) | 2016-05-17 | 2019-07-16 | Lg Electronics Inc. | Mobile robot and method of controlling the same |
US10656656B2 (en) | 2016-05-17 | 2020-05-19 | Lg Electronics Inc. | Mobile robot and method for controlling and detecting inclination using pattern light |
AU2017267155B2 (en) * | 2016-05-17 | 2020-05-14 | Lg Electronics Inc. | Robot vacuum cleaner |
JP2019516483A (en) * | 2016-05-17 | 2019-06-20 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | Robot vacuum cleaner |
US10517456B2 (en) | 2016-05-17 | 2019-12-31 | Lg Electronics Inc. | Mobile robot and method of controlling the same |
US10456004B2 (en) | 2016-05-17 | 2019-10-29 | Lg Electronics Inc. | Mobile robot |
US10463212B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-05 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10342405B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-07-09 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10939792B2 (en) | 2016-05-20 | 2021-03-09 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10398276B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-09-03 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10420448B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-09-24 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10441128B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-10-15 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10342400B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-07-09 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10463221B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-05 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
WO2017200346A1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-11-23 | 엘지전자 주식회사 | Robot cleaner |
US10481611B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-11-19 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US11846937B2 (en) | 2016-05-20 | 2023-12-19 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10362916B2 (en) | 2016-05-20 | 2019-07-30 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10524628B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-01-07 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
TWI657787B (en) * | 2016-05-20 | 2019-05-01 | Lg電子股份有限公司 | Robot cleaner |
US10856714B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-12-08 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10835095B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-11-17 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US11547263B2 (en) | 2016-05-20 | 2023-01-10 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10827895B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-11-10 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
US10827896B2 (en) | 2016-05-20 | 2020-11-10 | Lg Electronics Inc. | Autonomous cleaner |
KR20190014371A (en) * | 2017-08-02 | 2019-02-12 | 삼성전자주식회사 | Cleaning robot and controlling method thereof |
US11452423B2 (en) | 2017-08-02 | 2022-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Cleaning robot and method of controlling the same |
US20200170468A1 (en) * | 2017-09-28 | 2020-06-04 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Collection device and detection device |
US11896191B2 (en) * | 2017-09-28 | 2024-02-13 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Collection device and detection device |
EP3795050A4 (en) * | 2018-05-16 | 2022-03-09 | LG Electronics Inc. | Vacuum cleaner and control method thereof |
CN112153928B (en) * | 2018-05-16 | 2022-04-01 | Lg电子株式会社 | Sweeper and control method thereof |
US11998159B2 (en) | 2018-05-16 | 2024-06-04 | Lg Electronics Inc. | Vacuum cleaner and control method thereof |
WO2019221524A1 (en) * | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 엘지전자 주식회사 | Vacuum cleaner and control method thereof |
CN112153928A (en) * | 2018-05-16 | 2020-12-29 | Lg电子株式会社 | Sweeper and control method thereof |
US11814155B2 (en) | 2018-12-05 | 2023-11-14 | Sony Group Corporation | Control apparatus and control method for specular object detection based on an unmanned aerial vehicle's reflection |
WO2020116232A1 (en) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | ソニー株式会社 | Control device, control method, and program |
US11422566B2 (en) | 2019-07-31 | 2022-08-23 | Lg Electronics Inc. | Artificial intelligence robot cleaner |
KR20190096874A (en) * | 2019-07-31 | 2019-08-20 | 엘지전자 주식회사 | Artificial intelligence robot cleaner |
KR20210066091A (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-07 | 한국생산기술연구원 | A robot cleaner using lidar member and image photographing member and SLAM-map generation method thereof |
KR20210094378A (en) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 엘지전자 주식회사 | Robot cleaner and method for controlling the same |
WO2021149874A1 (en) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | Lg Electronics Inc. | Robot cleaner and method for controlling the same |
WO2021182858A1 (en) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | 엘지전자 주식회사 | Mobile robot |
WO2024112068A1 (en) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 삼성전자 주식회사 | Method for controlling cleaning robot to avoid liquids and cleaning robot using same |
WO2024111784A1 (en) * | 2022-11-21 | 2024-05-30 | 삼성전자 주식회사 | Method for controlling cleaning robot to avoid liquid and cleaning robot using same |
CN115889266A (en) * | 2022-12-16 | 2023-04-04 | 芜湖戎征达伺服驱动技术有限公司 | Intelligent double-side cleaning device and method based on steel plate conveying production line |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20150065972A (en) | Robot cleaner and method for controlling the same | |
US10265858B2 (en) | Auto-cleaning system, cleaning robot and method of controlling the cleaning robot | |
TWI653961B (en) | Cleaning robot | |
KR20210125974A (en) | Robot cleaner, and robot cleaning system | |
CN106377209B (en) | Movable cleaning device and control method thereof | |
CN109213137A (en) | sweeping robot, sweeping robot system and its working method | |
KR102070067B1 (en) | Artificial intelligence Moving Robot and controlling method | |
US11864699B2 (en) | Cleaning device | |
KR20190093800A (en) | a Moving robot and Controlling method for the moving robot | |
US20200121147A1 (en) | Vacuum cleaner | |
CN110063687A (en) | Self-propelled electric dust collector | |
KR102320678B1 (en) | Moving Robot and controlling method | |
CN202058221U (en) | Passenger flow statistic device based on binocular vision | |
US20220257075A1 (en) | Moving robot and method of controlling the same | |
US20200057449A1 (en) | Vacuum cleaner | |
KR101860338B1 (en) | Mobile robot | |
Swadzba et al. | Tracking objects in 6D for reconstructing static scenes | |
CN114829085B (en) | Mobile robot and control method thereof | |
US20230248203A1 (en) | Method for controlling robot cleaner | |
KR20150136872A (en) | Cleaning robot and controlling method thereof | |
KR20220012001A (en) | Robot Cleaner and Controlling method thereof | |
KR20200084430A (en) | a Moving robot and Controlling method for the moving robot | |
JP7134075B2 (en) | Autonomous cleaning device | |
KR102431986B1 (en) | Robot Cleaner and Controlling method thereof | |
US20220270296A1 (en) | Method for processing image, mobile robot and method for controlling mobile robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |