KR20150125508A - 잔디 깎기 로봇 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업 영역을 정의하는 경계 와이어가 구비되는 경계 표시부; 상기 경계 와이어에 의해서 정의된 작업 영역 내부에서 이동하는 본체;를 포함하고, 상기 본체는, 상기 경계 와이어로부터 유도되는 전압값을 감지하는 감지부;와 상기 감지부에서 감지된 전압값에 의해서 상기 본체와 상기 경계 와이어의 거리를 판단하는 제어부;를 포함하고, 상기 감지부는 다르게 설치되는 적어도 두 개의 코일을 포함하며, 상기 두 개의 코일은, 상기 경계 와이어를 기준으로 구분되는 동일한 영역 내에서 각각 전압값을 감지하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇을 제공한다.

Description

잔디 깎기 로봇 및 그 제어 방법{Lawn mower robot and Controlling Method for the same}

본 발명은 잔디 깎기 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경계 와이어 내측에서 경계 와이어에 대한 거리 정보를 정확하게 획득할 수 있는 잔디 깎기 로봇 및 그 제어 방법에 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 깎을 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. 이러한 자동로봇타입의 잔디 깎기 장치의 이동 성능을 제어하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 본체와 경계 와이어에 대한 거리를 정확하게 측정할 수 있는 잔디 깎기 로봇 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 경계 와이어의 설치 편의성이 향상될 수 있는 잔디 깎기 로봇 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 본체가 경계 와이어에 의해서 구분되는 폐곡선의 내부에 위치한 상태에서 경계 와이어와 본체의 거리를 판단할 수 있는 잔디 깎기 로봇 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 작업 영역을 정의하는 경계 와이어가 구비되는 경계 표시부; 상기 경계 와이어에 의해서 정의된 작업 영역 내부에서 이동하는 본체;를 포함하고, 상기 본체는, 상기 경계 와이어로부터 유도되는 전압값을 감지하는 감지부;와 상기 감지부에서 감지된 전압값에 의해서 상기 본체와 상기 경계 와이어의 거리를 판단하는 제어부;를 포함하고, 상기 감지부는 다르게 설치되는 적어도 두 개의 코일을 포함하며, 상기 두 개의 코일은, 상기 경계 와이어를 기준으로 구분되는 동일한 영역 내에서 각각 전압값을 감지하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇을 제공한다.

상기 두 개의 코일은 상기 경계 와이어에 의한 폐루프(closed loop)의 내부에서 전압값을 감지하는 것이 가능하다.

상기 감지부는, 상기 본체의 전방을 향해서 감기도록 설치되는 제1코일과, 상기 본체의 측방을 향해서 감기도록 설치되는 제2코일을 포함하는 것이 가능하다.

상기 제어부는 상기 제1코일과 상기 제2코일에서 감지되는 전압값을 합산해서 거리를 판단하는 것이 가능하다.

상기 제어부는 상기 제1코일과 상기 제2코일에서 감지되는 전압값의 합이 일정하게 유지되도록 상기 본체와 상기 경계 와이어의 거리를 유지하는 것이 가능하다.

상기 제1코일과 상기 제2코일의 감긴 방향은 수직한 것이 가능하다.

상기 감지부는 상기 본체의 상측을 향해서 감기도록 설치되는 제3코일을 더 포함하는 것이 가능하다.

상기 제3코일은 상기 본체가 작업 영역에 있는지 여부에 대해서 감지하는 것이 가능하다.

상기 감지부는, 상기 본체의 상측을 향해서 감기도록 설치되는 제1 수직 코일과, 상기 제1코일과 다른 위치에 마련되고, 상기 제1 수직 코일에 평행하게 감기도록 설치되는 제2 수직 코일을 포함하는 것이 가능하다.

상기 제어부는 상기 제1 수직 코일과 상기 제2수직 코일에서 각각 감지된 전압값을 비교해서 거리를 판단하는 것이 가능하다.

상기 제어부는 상기 제1수직 코일과 상기 제2수직 코일에서 각각 감지된 전압값이 동일하거나 유사하도록 상기 본체와 상기 경계 와이어의 거리를 유지하는 것이 가능하다.

상기 감지부는 상기 본체의 좌측과 우측에 각각 설치되고, 상기 제어부는 좌측과 우측에 설치된 감지부 중에 상기 경계 와이어에 상대적으로 가깝게 배치되는 감지부로부터 감지되는 전압값을 선택해서 상기 경계 와이어와 상기 본체의 거리를 판단하는 것이 가능하다.

상기 제어부는, 상기 본체가 반시계 방향으로 이동할 때에는 우측에 설치된 감지부에서 감지된 전압값을 선택하고, 상기 본체가 시계 방향으로 이동할 때에는 좌측에 설치된 감지부에서 감지된 전압값을 선택하는 것이 가능하다.

상기 경계 와이어는 상기 작업 영역의 외곽에 배치되는 것이 가능하다.

상기 제어부에서 판단된 거리에 따라 상기 본체와 상기 경계 와이어의 간격을 조절하는 구동부를 더 포함하는 것이 가능하다.

또한 본 발명은 복수 개의 코일로 이루어진 감지부에서 작업 영역을 정의하는 경계 와이어로부터 유도된 전압값을 감지하는 감지 단계; 복수 개의 코일에서 각각 유도된 전압값을 이용해서 경계 와이어와 작업 영역의 사이의 거리를 판단하는 판단 단계;를 포함하고, 상기 복수 개의 코일은 상기 작업 영역 내에 배치된 상태에서 각각 전압값을 감지하고, 상기 복수 개의 코일은 서로 다르게 설치된 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇의 제어 방법을 제공한다.

상기 판단 단계는 복수 개의 코일에서 각각 유도된 전압값을 합산하고, 그 합산된 전압값을 이용해서 판단하는 것이 가능하다.

합산된 전압값이 일정하게 유지되도록 상기 경계 와이어로부터 상기 본체의 거리를 유지하는 이동 단계;를 더 포함하는 것이 가능하다.

상기 판단 단계는 복수 개의 코일에서 각각 유도된 전압값의 크기를 비교해서 판단하는 것이 가능하다.

두 개의 전압값이 동일하게 유지되도록 상기 경계 와이어로부터 상기 본체의 거리를 유지하는 이동 단계;를 더 포함하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면 본체와 경계 와이어에 대한 거리 정보가 정확하게 획득될 수 있다. 따라서 본체가 경계 와이어를 따라 주행할 때에 본체의 주행 궤적이 안정적으로 유지될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 경계 와이어를 작업 영역의 외곽을 따라 설치하기 때문에, 사용자가 경계 와이어를 쉽게 설치할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 본체가 경계 와이어에 의해서 구분되는 폐곡선의 내부에 위치한 상태에서 경계 와이어와 본체의 거리를 판단할 수 있기 때문에, 본체가 폐곡선 외부로 나갈 필요가 없다.

도 1은 본 발명에 따른 잔디 깎기 로봇의 본체의 정면도.
도 2는 도 1의 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부를 설명한 도면.
도 4는 도 3의 감지부에서 감지하는 방식을 설명한 도면.
도 5는 실제 감지된 전압값을 합산하는 방식을 설명한 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감지부를 설명한 도면.
도 7은 도 6의 감지부에서 감지하는 방식을 설명한 도면.
도 8은 실제 감지된 전압값을 비교하는 방식을 설명한 도면.
도 9는 본 발명의 주행을 설명한 도면.
도 10은 본 발명의 제어 흐름을 설명한 도면.
도 11(a)와 11(b)는 본 발명에 따른 감지부의 연결 구조를 간략히 도시한 도면.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 잔디 깎기 로봇의 본체의 정면도이고, 도 2는 도 1의 블록도이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조해서 설명한다.

잔디 깎기 로봇은 이동이 가능하도록 마련되어서, 잔디를 절삭할 수 있는 본체(10)와 상기 본체(10)가 이동하면서 작업을 하는 작업 영역을 정의하는 경계 표시부(100)를 포함할 수 있다.

상기 경계 표시부(100)는 작업 영역의 경계를 형성하는 경계 와이어(110)를 포함하고, 상기 경계 와이어(110)에 전류를 공급할 수 있는 스테이션(120)을 포함할 수 있다. 즉 상기 경계 와이어(110)는 스테이션(120)에 연결되어서 스테이션에서 공급되는 전류에 의해서 자기장을 발생시킬 수 있다. 또한 상기 스테이션(120)에 결합되어 상기 본체(10)가 충전될 수 있다.

잔디 깎기 로봇의 본체(10)에는 잔디를 절삭할 수 있는 절삭부(50)가 구비될 수 있다. 상기 절삭부(50)에는 날카로운 칼날이 회전되도록 하는 구성이 배치될 수 있다.

상기 본체(10)에는 상기 본체(10)를 원하는 방향으로 이동시키고, 회전시킬 수 있는 구동부(40)가 마련된다. 상기 구동부(40)는 복수 개의 회전가능한 바퀴를 포함할 수 있고, 각각의 바퀴는 개별적으로 회전될 수 있어서, 상기 본체(10)는 원하는 방향으로 회전될 수 있다.

상기 본체(10)에는 상기 경계 와이어(110)를 감지할 수 있는 감지부(30)를 포함할 수 있다. 상기 감지부(30)는 상기 경계 와이어(110)에 흐르는 전류에 의해서 발생되는 자기장과 그에 따라 유도되어 발생되는 전압값을 감지해서, 상기 본체(10)가 상기 경계 와이어(110)에 도달했는지, 상기 본체(10)가 상기 경계 와이어(110)에 의해서 형성되는 폐곡면 내에 존재하는지, 상기 경본체(10)가 상기 경계 와이어(110)를 따라서 주행하고 있는지 등에 관한 정보를 획득할 수 있다.

또한 상기 감지부(30)는 상기 본체(10)의 이동 거리, 이동 속도, 이동에 따른 상대적인 위치 변화 등에 관한 다양한 정보를 감지하는 것도 가능하다.

상기 본체(10)는 상기 감지부(30)에서 감지된 정보를 이용해서, 상기 구동부(40)를 구동할 수 있다. 즉 상기 제어부(20)는 상기 감지부(30)에서 측정한 정보를 이용해서 상기 본체(10)의 주행을 제어해서, 상기 본체(10)가 작업 영역 내부에 위치하도록 상기 구동부(40)를 구동하는 것도 가능하다.

상기 본체(10)는 상기 경계 와이어(110)로부터 유도되는 전압값을 감지하는 감지부(30)와, 상기 감지부(30)에서 감지된 전압값에 의해서 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 판단하는 제어부(20)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부를 설명한 도면이다. 이하 도 3을 참조해서 설명한다.

상기 감지부(30)는 다르게 설치되는 적어도 두 개의 코일을 포함하며, 상기 두 개의 코일은, 상기 경계 와이어(110)를 기준으로 구분되는 동일한 영역 내에서 각각 전압값을 감지하는 것이 가능하다. 즉 상기 두 개의 코일은 상기 경계 와이어(110)에 의한 폐루프(closed loop)의 내부에서 전압값을 감지하는 것이 가능하다.

상기 감지부(30)는, 상기 본체의 전방을 향해서 감기도록 설치되는 제1코일(32)과, 상기 본체의 측방을 향해서 감기도록 설치되는 제2코일(36)을 포함할 수 있다. 이때 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)은 서로 수직한 방향으로 감기도록 배치되는 것이 가능하다.

상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)은 상기 본체(10)가 작업 영역을 주행할 때에 작업 영역의 지표면에 대해 평행한 동일 평면상에 존재하는 것이 가능하다. 다만 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)의 감기는 방향의 중심축이 서로 수직하게 배치된다.

이때 상기 제어부(20)는 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)에서 감지되는 전압값을 합산해서 거리를 판단하는 것이 가능하다.

또한 상기 감지부(30)는 상기 본체(10)의 상측을 향해서 감기도록 설치되는 제3코일(34)을 포함할 수 있다.

상기 제1코일(32), 상기 제2코일(36) 및 상기 제3코일(34)은 감김 방향이 서로 직각을 이루도록 배치되는 것이 가능하다. 구체적으로 상기 제1코일(32), 상기 제2코일(36) 및 상기 제3코일(34)의 감긴 중심축이 서로 수직으로 배치될 수 있다. 즉 상기 감지부(30)는 3개의 축이 서로 수직한 형태로 3개의 코일을 배치하는 것이 가능하다.

상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)은 상기 본체(10)가 작업 영역을 주행할 때에 상기 경계 와이어(110)와 상기 본체(10)의 거리에 대한 정보를 획득하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 제3코일(34)은 상기 본체(10)가 상기 경계 와이어(110)에 의한 폐루프, 즉 작업 영역 내에 존재하는지 또는 작업 영역 외부에 존재하는 지에 관한 정보를 획득하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제3코일(34)은 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)에 대해서 모두 수직한 방향으로 감기고, 상기 경계 와이어(110)의 길이 방향에 대해서도 수직한 방향(지표면에 수직한 방향)으로 감기기 때문에 상기 제3코일(34)에 유도되는 전압의 크기는 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)에 비해서 작다. 따라서 일 실시예에서는 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 판단하기 위해서 제3코일(34)을 이용하지 않고, 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)에서 획득되는 전압값을 이용한다.

상기 감지부(30)는 상기 본체(10)의 좌측과 우측에 각각 설치되는 것이 가능하다. 즉 상기 본체(10)의 좌측과 우측에는 상기 제1코일(32), 상기 제2코일(36) 및 상기 제3코일(34)이 각각 배치되는 것이 가능하다. 상기 제어부(20)는 좌측에 설치된 감지부를 통해서 획득된 신호, 즉 전압값과 우측에 설치된 감지부를 통해서 획득된 신호, 즉 전압값 중에 하나를 선택해서 상기 경계 와이어(110)와 상기 본체(10)의 거리를 판단하기 위한 자료로 이용할 수 있다.

도 4는 도 3의 감지부에서 감지하는 방식을 설명한 도면이다. 이하 도 4를 참조해서 설명한다.

도 4에 도시된 코일은 제1코일(32) 또는 제2코일(36) 중 어느 하나에 해당한다.

상기 감지부(30)의 위치에 따라 상기 경계 와이어(110)로부터 발생되는 자기장의 세기가 달라지게 된다. 즉 상기 감지부(30)가 상기 경계 와이어(110)로부터 멀어질수록 상기 감지부(30)와 상기 경계 와이어(110)에서 발생되는 자기장은 수직(코일의 감김 방향과 경계 와이어에서 발생되는 자기장의 방향이 수직)이 되기 때문에 감지되는 전압값의 크기가 작아지게 된다. 다시 말해서 상기 감지부(30)에서 획득되는 전압값은 상기 경계 와이어(110)에 가까울수록 커지고, 상기 경계 와이어(110)로부터 멀어질수록 작아지게 된다.

반면에 상기 감지부(30)가 상기 경계 와이어(110)로 가까워질수록 상기 감지부(30)와 상기 경계 와이어(110)에서 발생되는 자기장은 평행(코일의 감김 방향과 경계 와이어에서 발생되는 자기장의 방향이 평행)이 되기 때문에 감지되는 전압값의 크기는 커진다.

참고로 도 4에서는 상기 경계 와이어(110)를 중심으로 상기 경계 와이어(110)에 생기는 자기장을 등고선의 형태로 표현한다.

도 5는 실제 감지된 전압값을 합산하는 방식을 설명한 도면이다. 이하 도 5를 참조해서 설명한다.

도 5에서 y축은 전압값을 도시한 축이고, x축은 경계 와이어와 본체의 거리를 도시한 축이다. y축은 위쪽으로 갈수록 전압값이 크게 도시된 반면, x축은 왼쪽으로 갈수록 거리가 멀어지도록 표현된다.

경계 와이어로부터 거리가 멀어질수록 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)에서 감지되는 전압값은 줄어든다.

즉 일정 거리 이상 상기 본체(10)가 상기 경계 와이어(110)로부터 멀어지게 되면 상기 제1코일(32)에서 감지된 전압값과 상기 제2코일(36)에서 감지된 전압값은 동일하게 된다.

그러다가 일정 거리 보다 가깝게 되면 상기 제1코일(32)에서 감지된 전압값과 상기 제2코일(36)에서 감지된 전압값에 차이가 발생하게 된다. 이때 상기 제1코일(32)고 상기 제2코일(36)에서 측정된 전압값은 상기 본체(10)의 전면이 상기 경계 와이어(110)를 향하거나, 상기 본체(10)의 측면이 상기 경계 와이어(110)를 향하는 등의 다양한 인자에 따라서 달라질 수 있다. 즉 도 5와 달리 상기 제1코일(32)에서 감지된 데이터와 상기 제2코일(36)에서 감지된 데이터가 서로 바뀐 상태로 감지되는 것도 가능하다.

상기 제어부(20)는 상기 제1코일(32)에서 감지된 전압값과 상기 제2코일(36)에 감지된 전압값을 합산해서 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 조절할 수 있다.

예를 들어, 도 5에서와 같이 상기 제2코일(36)에서 감지된 1.77V와 상기 제1코일(32)에서 감지된 2.25V를 합산해서, 합산된 전압값이 4.02V이 유지되도록 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 조절할 수 있다.

한편 기준 거리는 사용자 또는 작업자에 의해서 다양하게 조절될 수 있는데, 상기 제어부(20)는 특정 전압값, 예를 들어 4.02V에 해당되는 합산 전압값이 감지되면 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)가 기준 거리 만큼 떨어져 있는 것으로 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 감지부를 설명한 도면이다. 이하 도 6을 참조해서 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 일 실시예와 달리 상기 감지부(30)는 상기 본체(10)의 상측을 향해서 감기도록 설치되는 제1 수직 코일(38)과, 상기 제1코일(32)과 다른 위치에 마련되고, 상기 제1 수직 코일(38)에 평행하게 감기도록 설치되는 제2 수직 코일(39)을 포함할 수 있다. 즉 상기 제1 수직 코일(38)과 상기 제2 수직 코일(39)의 감김 방향은 상기 본체(10)의 상측(지표면에 대해서 수직한 방향)으로 동일하다.

즉 상기 감지부(30)는 상기 본체(10)의 상측을 향해서 동일한 방향으로 감기는 두 개의 코일을 포함할 수 있다. 상기 제1 수직 코일(38)과 상기 제2수직 코일(39)은 서로 위치를 달리하기 때문에 동일한 경계 와이어에 대해서 개별적인 전압값을 획득할 수 있다.

이때 상기 감지부(30)는 상기 본체(10)의 좌측과 우측 모서리에 각각 인접하게 설치되는 것이 가능하다.

도 7은 도 6의 감지부에서 감지하는 방식을 설명한 도면이다. 이하 도 7을 참조해서 설명한다.

도 7은 도 4와 비교해서 상기 감지부(30)의 상기 경계 와이어(110)에 대한 코일의 설치 형태가 다르다. 따라서 상기 감지부(30)에서 획득되는 전압값의 추이가 달라지게 된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 우측 방향을 향하는 화살표의 우측으로 갈수록, 상기 감지부(30)가 상기 경계 와이어(110)에서 발생되는 자기장에 대해서 수직(상기 제1 수직 코일(38) 또는 상기 제2 수직 코일(39)의 감김 방향이 상기 경계 와이어(110)에서 발생되는 자기장에 대해서 수직)하게 되기 때문에 상기 제1 수직 코일(38) 또는 상기 제2 수직 코일(39)에서 감지되는 전압값이 작아진다.

반면에 좌측 방향을 향하는 화살표의 좌측으로 갈수록, 상기 감지부(30)(상기 제1 수직 코일(38) 또는 상기 제2 수직 코일(39))가 상기 경계 와이어(110)에서 발생되는 자기장으로부터 멀어지고, 상기 경계 와이어(110)에서 발생되는 자기장의 감지 신호가 약해지기 때문에 상기 제1 수직 코일(38) 또는 상기 제2 수직 코일(39)에서 감지되는 전압값이 작아진다.

즉 상기 제1 수직 코일(38) 또는 상기 제2 수직 코일(39)이 두 개의 화살표의 중앙의 위치에 있을 때에는 상기 경계 와이어(110)로부터 발생되는 자기장으로부터 상대적으로 가깝고, 상기 경계 와이어(110)로부터 발생되는 자기장에 대해서 영향을 크게 받을 수 있도록 배치되기 때문에 상기 제1 수직 코일(38) 또는 상기 제2 수직 코일(39)에서 감지되는 전압값이 가장 크다.

도 8은 실제 감지된 전압값을 비교하는 방식을 설명한 도면이다. 이하 도 8을 참조해서 설명한다.

도 8에서는 경계 와이어의 거리가 좁은 상태에 상기 감지부(30)에서 감지된 전압값과 경계 와이어의 거리가 넓은 상태에 상기 감지부(30)에서 감지된 전압값을 도시한다. 경계 와이어는 전체적으로 작업 영역에 대해서 폐곡선을 그리도록 배치되기 때문에, 작업 영역의 형태에 따라서 경계 와이어의 간격이 좁은 경우도 있고, 넓은 경우도 있다.

경계 와이어의 간격에는 무관하게 상기 감지부(30)에서 감지되는 전압값이 최대가 되는 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리는 일정함을 알 수 있다. 다만 상기 감지부(30)에서 감지되는 전압값의 변화 추이가 서로 상이하게 분포할 뿐이다.

다른 실시예에서는 상기 감지부(30)는 두 개의 코일로 이루어진다. 즉 상기 제1 수직 코일(38)과 상기 제2 수직 코일(39)은 상기 경계 와이어(110)에 대해서 서로 다른 거리를 가지기 때문에, 상기 제1 수직 코일(38)과 상기 제2 수직 코일(39)에서 획득되는 전압값은 서로 독립적이다.

상기 제어부(20)는 상기 제1 수직 코일(38)에서 감지되는 전압값과 상기 제2 수직 코일(39)에서 감지되는 전압값을 비교해서 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 판단할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 수직 코일(38)과 상기 제2 수직 코일(39)에서 측정되는 전압값이 동일하거나 유사하도록 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 유지하는 것이 가능하다.

즉 상기 구동부(40)에서 상기 본체(10)를 이동시키다가 상기 제1 수직 코일(38)에서 감지되는 전압값과 상기 제2 수직 코일(39)에서 감지되는 전압값이 동일하거나 유사하게 감지되는 위치에서 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 일정하게 유지하는 것이 가능하다.

이때 상기 제1 수직 코일(38)과 상기 제2 수직 코일(39)은 대략 8cm 정도의 거리를 가지도록 이격시키는 것이 가능하다. 즉 상기 제1 수직 코일(38)와 상기 제2 수직 코일(39)의 감김의 중심축이 대략 8cm의 거리인 것이 가능하다.

도 9는 본 발명의 주행을 설명한 도면이고, 도 10은 본 발명의 제어 흐름을 설명한 도면이다. 구체적으로 도 9a는 본체가 경계 와이어를 따라 이동하는 모습을 설명한 도면이고, 도 9b는 본체가 경계 와이어에 접근할 때에 작업 영역을 벗어나지 않도록 이동한 모습을 설명한 도면이다. 이하 도 9 및 도 10을 참조해서 설명한다.

도 9a에서는 상기 본체(10)가 상기 경계 와이어(110)를 따라 이동하게 된다.

즉 일 실시예에서는 상기 제1코일(32)과 상기 제2코일(36)에서 감지되는 전압값이 일정하도록 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 유지하면서 상기 구동부(40)가 상기 본체(10)를 이동시킬 수 있다.

다른 실시예에서는 상기 제1 수직 코일(38)과 상기 제2 수직 코일(39)에서 감지되는 전압값이 동일 또는 유사하도록 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를유지하면서 상기 구동부(40)가 상기 본체(10)를 이동시킬 수 있다.

도 9a에서와 같이 상기 본체(10)가 작업 영역 내에서 반 시계 방향으로 이동하게 되면, 좌측에 설치된 감지부보다 우측에 설치된 감지부가 상기 경계 와이어(110)에 상대적으로 가깝게 배치된다. 따라서 상기 제어부(20)는 우측에 배치되는 감지부에서 획득되는 전압값을 이용하는 것이 가능하다. 우측에 배치된 감지부는 좌측에 배치된 감지부보다 큰 전압값을 가지기 때문에, 상기 제어부(20)는 상대적으로 큰 전압값을 가지는 감지부의 데이터를 선택하는 것이 바람직하다.

반면에 상기 본체(10)가 작업 영역 내에서 시계 방향으로 이동하게 되면, 우측에 설치된 감지부보다 좌측에 설치된 감지부가 상기 경계 와이어(110)에 상대적으로 가깝게 배치된다. 따라서 상기 제어부(20)는 좌측에 배치되는 감지부에서 획득되는 전압값을 이용하는 것이 가능하다.

도 10에서와 같이, 상기 본체(10)가 작업 영역 내부를 주행할 때에 상기 감지부(30)를 통해서 전압값을 획득할 수 있다(S10).

이때 상기 제어부(20)는 상기 감지부(30)의 실시예에 따라 두 개의 코일에서 획득되는 전압값을 합산하거나, 두 개의 코일에서 획득되는 전압값의 크기를 비교해서 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 판단할 수 있다(S20).

상기 제어부(20)는 해당 조건에 만족하게 되면 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리가 원하는 거리에 도달했는지를 판단할 수 있다.

상기 제어부(20)에서는 판단된 정보에 따라 상기 구동부(40)를 구동시켜서 상기 본체(10)를 이동시키는 것이 가능하다(S30).

예를 들어, 상기 제어부(20)에서 원하는 전압값이 아니라고 판단하면 상기 본체(10)를 상기 경계 와이어(110)를 향해서 이동시키거나 상기 경계 와이어(110)로부터 멀어지도록 이동시키는 것이 가능하다.

본 발명에서는 복수 개의 코일이 모두 상기 경계 와이어(110)에 의해서 구분되는 폐곡선의 내부에 존재한 상태에서 개별적으로 전압값을 획득하기 때문에, 상기 본체(10)가 상기 경계 와이어(110)에 의해서 구분되는 외부 영역까지 나가지 않더라도 상기 본체(10)와 상기 경계 와이어(110)의 거리를 판단할 수 있다.

도 11(a)에서는 제1코일(32), 제2코일(26), 제3코일(34)에 의한 신호가 전달되고, 도 11(b)에서는 제1수직 코일(38)과 제2수직 코일(39)에 의한 신호가 전달될 수 있다. 하나의 서브 보드(sub board)에 설치된 하나의 출력단에 mux(multiplex)에 의해서 3개 또는 2개의 코일이 연결되는 것이 가능하다.

상기 제어부(20)는 소정 시간 간격(예를 들어 40ms)으로 순차적으로 스위치해서 각각의 코일을 개별적으로 연결할 수 있다. 이때 출력단과 각각의 코일은 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 상기 제어부(20)는 복수 개의 코일에 의한 신호를 순차적으로 전달받을 수 있다. 하나의 서브 보드(sub board)를 이용해서 복수 개의 코일을 연결하기 때문에 본체의 좌우측에 각각 한 개 씩의 서브 보드(sub board)만을 설치할 수 있다. 따라서 본체 내부 공간이 절약될 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

10: 본체 20: 제어부
30: 감지부 40: 구동부
50: 절삭부
100: 경계 표시부
110: 경계 와이어 120: 스테이션

Claims (22)

1. 작업 영역을 정의하는 경계 와이어가 구비되는 경계 표시부;
   상기 경계 와이어에 의해서 정의된 작업 영역 내부에서 이동하는 본체;를 포함하고,
   상기 본체는,
   상기 경계 와이어로부터 유도되는 전압값을 감지하는 감지부;와
   상기 감지부에서 감지된 전압값에 의해서 상기 본체와 상기 경계 와이어의 거리를 판단하는 제어부;를 포함하고,
   상기 감지부는 다르게 설치되는 적어도 두 개의 코일을 포함하며,
   상기 두 개의 코일은, 상기 경계 와이어를 기준으로 구분되는 동일한 영역 내에서 각각 전압값을 감지하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 두 개의 코일은 상기 경계 와이어에 의한 폐루프(closed loop)의 내부에서 전압값을 감지하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
3. 제1항에 있어서,
   상기 감지부는,
   상기 본체의 전방을 향해서 감기도록 설치되는 제1코일과,
   상기 본체의 측방을 향해서 감기도록 설치되는 제2코일을 포함하는 잔디 깎기 로봇.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1코일과 상기 제2코일에서 감지되는 전압값을 합산해서 거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 제1코일과 상기 제2코일에서 감지되는 전압값의 합이 일정하게 유지되도록 상기 본체와 상기 경계 와이어의 거리를 유지하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
6. 제3항에 있어서,
   상기 제1코일과 상기 제2코일의 감긴 방향은 수직한 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
7. 제3항에 있어서,
   상기 감지부는 상기 본체의 상측을 향해서 감기도록 설치되는 제3코일을 더 포함하는 잔디 깎기 로봇.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제3코일은 상기 본체가 작업 영역에 있는지 여부에 대해서 감지하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
9. 제1항에 있어서,
   상기 감지부는,
   상기 본체의 상측을 향해서 감기도록 설치되는 제1 수직 코일과,
   상기 제1코일과 다른 위치에 마련되고, 상기 제1 수직 코일에 평행하게 감기도록 설치되는 제2 수직 코일을 포함하는 잔디 깎기 로봇.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 수직 코일과 상기 제2수직 코일에서 각각 감지된 전압값을 비교해서 거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1수직 코일과 상기 제2수직 코일에서 각각 감지된 전압값이 동일하거나 유사하도록 상기 본체와 상기 경계 와이어의 거리를 유지하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
12. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 본체의 좌측과 우측에 각각 설치되고,
    상기 제어부는 좌측과 우측에 설치된 감지부 중에 상기 경계 와이어에 상대적으로 가깝게 배치되는 감지부로부터 감지되는 전압값을 선택해서 상기 경계 와이어와 상기 본체의 거리를 판단하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 반시계 방향으로 이동할 때에는 우측에 설치된 감지부에서 감지된 전압값을 선택하고, 상기 본체가 시계 방향으로 이동할 때에는 좌측에 설치된 감지부에서 감지된 전압값을 선택하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
14. 제1항에 있어서,
    상기 경계 와이어는 상기 작업 영역의 외곽에 배치되는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에서 판단된 거리에 따라 상기 본체와 상기 경계 와이어의 간격을 조절하는 구동부를 더 포함하는 잔디 깎기 로봇.
16. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 복수 개의 코일에 전기적으로 서로 연결 또는 연결 해제되고,
    상기 제어부는 복수 개의 코일로부터 전압값을 순차적으로 전달받는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇.
17. 복수 개의 코일로 이루어진 감지부에서 작업 영역을 정의하는 경계 와이어로부터 유도된 전압값을 감지하는 감지 단계;
    복수 개의 코일에서 각각 유도된 전압값을 이용해서 경계 와이어와 작업 영역의 사이의 거리를 판단하는 판단 단계;를 포함하고,
    상기 복수 개의 코일은 상기 작업 영역 내에 배치된 상태에서 각각 전압값을 감지하고,
    상기 복수 개의 코일은 서로 다르게 설치된 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇의 제어 방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 판단 단계는 복수 개의 코일에서 각각 유도된 전압값을 합산하고, 그 합산된 전압값을 이용해서 판단하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇의 제어 방법.
19. 제18항에 있어서,
    합산된 전압값이 일정하게 유지되도록 상기 경계 와이어로부터 상기 본체의 거리를 유지하는 이동 단계;를 더 포함하는 잔디 깎기 로봇의 제어 방법.
20. 제17항에 있어서,
    상기 판단 단계는 복수 개의 코일에서 각각 유도된 전압값의 크기를 비교해서 판단하는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇의 제어 방법.
21. 제20항에 있어서,
    두 개의 전압값이 동일하게 유지되도록 상기 경계 와이어로부터 상기 본체의 거리를 유지하는 이동 단계;를 더 포함하는 잔디 깎기 로봇의 제어 방법.
22. 제17항에 있어서,
    상기 감지 단계에서는,
    복수 개의 코일로부터 전압값을 순차적으로 전달받는 것을 특징으로 하는 잔디 깎기 로봇의 제어 방법.

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