KR20190057978A - Following system for solar panel cleaning robot of mobile robot and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a solar panel cleaning robot following system of a mobile robot which has high estimation following accuracy, low computational complexity and low price. The solar panel cleaning robot following system of a mobile robot comprises: a cleaning robot (10) driving a solar panel and performing cleaning; and a mobile robot (20) following the cleaning robot (10) and moving the cleaning robot (10) to other solar panels. The mobile robot (20) performs a power supply and docking to the cleaning robot (10) by using a distance measured from an ultrasonic transmission unit (15) attached to one side of the cleaning robot (10) to an ultrasonic reception unit (23) attached to one side of the mobile robot (20) and following a position.

Description

모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템 및 방법{Following system for solar panel cleaning robot of mobile robot and method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot,

본 발명은 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 패널을 모바일 로봇과 청소 로봇이 협업하여 청소하기 위한 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar panel cleaning robot tracking system and method, and more particularly, to a solar panel cleaning robot tracking system and method of a mobile robot for cleaning a solar panel by a mobile robot and a cleaning robot, .

태양광 발전 패널을 청소하기 위한 두 로봇의 협업 시스템에서 모바일 로봇은 청소 로봇에 전원 공급과 도킹을 위해서 청소 로봇을 추종해야 한다. 모바일 로봇이 청소 로봇을 추종하기 위해서는 두 로봇의 상대 위치 정보가 필요하다. 대규모 태양광 발전소에 적용하기 위한 위치 추정 시스템은 정확도 뿐만 아니라 저렴하며 유지 보수가 용이해야 한다.In a collaborative system of two robots for cleaning a PV panel, a mobile robot must follow a cleaning robot for power supply and docking of the cleaning robot. In order for the mobile robot to follow the cleaning robot, the relative position information of the two robots is needed. The position estimation system for large-scale solar power plants is not only accurate, but also inexpensive and easy to maintain.

야외 환경에서 위치 정보 획득에는 GPS를 이용한 방법과 레이저 스캐너 또는 비콘을 이용한 방법이 주를 이룬다. In the outdoor environment, GPS acquisition method and laser scanner or beacon method are used to acquire location information.

GPS를 이용한 방법은 태양광 발전 패널에 의한 다중 경로(Multipath) 오차를 야기하며 이를 극복한 RTK GPS의 경우 다수의 로봇에 적용하기는 고가이다. The method using GPS causes multi-path error caused by the solar power generation panel, and RTK GPS that overcomes it is expensive to apply to many robots.

레이저 스캐너는 주위 환경에 대한 사전 모델링과 위치 추정에 필요한 많은 연산량 및 가격이 문제가 된다. The laser scanner is problematic in the amount of computation and price required for pre-modeling and localization of the environment.

비콘을 이용한 방법은 로봇의 주위 환경에 위치 정보를 제공하는 다수의 비콘을 설치하여 로봇의 위치 정보를 획득하는 방법이다. 이 방법의 경우 로봇의 경로에 해당하는 모든 장소에 비콘을 설치해야 하므로 대규모 태양광 발전소에 적용하는 것에 유지 보수 문제가 발생한다.A method using a beacon is a method of acquiring position information of a robot by installing a plurality of beacons that provide position information to the environment of the robot. In this method, the beacon must be installed at every place corresponding to the path of the robot, so that there is a maintenance problem in applying to a large-scale solar power plant.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 청소 로봇과 모바일 로봇에 설치된 초음파 비콘을 기반으로 두 로봇의 상대 위치를 추정하고 추정된 정보로 모바일 로봇이 청소 로봇을 추종하도록 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a mobile robot for estimating a relative position of two robots based on an ultrasonic beacon installed on a cleaning robot and a mobile robot, And an optical panel cleaning robot tracking system and method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템은, 태양광 패널을 주행하며 청소를 수행하는 청소 로봇(10); 및 상기 청소 로봇(10)을 추종하고 다른 태양광 패널로 이동시켜주는 모바일 로봇(20);을 포함하고, 상기 청소 로봇(10) 일측에 부착된 초음파 송신부(15)로부터 상기 모바일 로봇(20)의 일측에 부착된 초음파 수신부(23)의 측정된 거리를 이용하여 위치를 추종하여 모바일 로봇(20)에서 청소 로봇(10)에 전원 공급과 도킹을 수행하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a solar panel cleaning robot tracking system comprising: a cleaning robot (10) for traveling and cleaning a solar panel; And a mobile robot 20 for following the cleaning robot 10 and moving the cleaning robot 10 to another solar panel. The mobile robot 20 can be moved from an ultrasonic transmission unit 15 attached to one side of the cleaning robot 10, The mobile robot 20 performs power supply and docking to the cleaning robot 10 by following the position using the measured distance of the ultrasonic wave receiving unit 23 attached to one side of the cleaning robot 10. [

상기 청소 로봇(10)은, 양측에 태양광 패널(100) 상에서 이동하는 경로를 제한하는 가이드 롤러(11); 상기 태양광 패널(100) 표면에 부착된 이물질을 제거하는 회전형 브러쉬(12); 및 상기 청소 로봇(10)을 구동시키는 구동부(13);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cleaning robot 10 includes guide rollers 11 on both sides for limiting the path of movement on the solar panel 100; A rotatable brush 12 for removing foreign matter adhering to the surface of the solar panel 100; And a driving unit (13) for driving the cleaning robot (10).

상기 모바일 로봇(20)은, 상기 청소 로봇(10)을 탑재하는 탑재부(21); 상기 탑재부(21)의 경사와 높이를 조절하는 조절부(22); 및 상기 청소 로봇(10)을 이동시키는 구동부(23);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The mobile robot (20) includes a mounting part (21) for mounting the cleaning robot (10); An adjuster 22 for adjusting the inclination and height of the mount 21; And a driving unit (23) for moving the cleaning robot (10).

상기 송신부(15)는 초음파 송신 범위 확대를 위해 초음파 송신기(16) 6개가 2열로 배열되는 것을 특징으로 한다.The transmitter 15 is characterized in that six ultrasonic transmitters 16 are arranged in two rows to expand the transmission range of the ultrasonic waves.

상기 수신부(23)는, 상하 4개씩 8개로 구성된 초음파 수신기(26); 및 상기 모바일 로봇(20)의 자세 측정과 위치 추정 결과를 보정하는 자세 추정 시스템(27);를 포함하는 것을 특징으로 한다.The receiving unit 23 includes an ultrasonic receiver 26 configured by eight upper and lower four; And an attitude estimation system (27) for correcting the attitude measurement and the position estimation result of the mobile robot (20).

상기 자세 추정 시스템(27)은 3축 가속도, 3축 각속도, 3축 지자기 센서로 구성되며 필터를 통해 오일러 각도(Yaw, Roll, Pitch)를 획득하는 것을 특징으로 한다.The posture estimation system 27 is composed of a three-axis acceleration, a three-axis angular velocity, and a three-axis geomagnetic sensor, and acquires an Euler angle (Yaw, Roll, Pitch) through a filter.

또한, 본 발명의 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 방법은, 청소 로봇(10)에 부착된 송신부(15)에서 초음파를 발사하여 모바일 로봇(20)에 부착된 수신부(25)에서 초음파를 수신하는 단계; 상기 송신부(15)와 수신부(25) 사이의 거리를 계산하는 단계; 상기 모바일 로봇(20)에 설치된 자세 추정 시스템(27)으로부터 모바일 로봇(20)의 3축 회전각도 정보를 획득하여 모바일 로봇(20)의 자세를 계산하는 단계; 상기 송수신부(15,25) 사이의 거리 정보를 기반으로 비선형 최소 자승 삼변측량을 수행하여 청소 로봇(10)의 위치를 기준으로 하는 모바일 로봇(20)의 초기 위치를 계산하고 자세 추정 시스템(27)으로 결과를 보정하는 단계; 상기 초기 계산된 위치를 기반으로 파티클 필터를 적용하여 청소 로봇(10)의 위치를 추정하는 단계; 및 상기 추정된 모바일 로봇(20)의 위치를 기반으로 모바일 로봇(20)을 목표된 위치로 제어하기 위해 이동 경로와 자세 변화를 최소화하는 모션을 결정하고 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cleaning method of the solar panel cleaning robot of the mobile robot according to the present invention is characterized in that the ultrasonic wave is emitted from the transmitting unit 15 attached to the cleaning robot 10 and the ultrasonic wave is received from the receiving unit 25 attached to the mobile robot 20 ; Calculating a distance between the transmitter (15) and the receiver (25); Calculating a posture of the mobile robot (20) by obtaining three-axis rotation angle information of the mobile robot (20) from an attitude estimation system (27) installed in the mobile robot (20) Linear least squares triangulation is performed based on the distance information between the transceiver units 15 and 25 to calculate an initial position of the mobile robot 20 based on the position of the cleaning robot 10, ≪ / RTI > Estimating a position of the cleaning robot (10) by applying a particle filter based on the initial calculated position; And determining and executing a motion that minimizes a movement path and a posture change to control the mobile robot 20 to a target position based on the estimated position of the mobile robot 20 .

상기 송신부(15)와 수신부(25) 사이의 거리는 음의 전파 속도로 계산하는 것을 특징으로 한다.And the distance between the transmitter 15 and the receiver 25 is calculated as a negative propagation velocity.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 초음파를 이용하므로 높은 추정 추종 정확도를 가지며 연산량이 적고 가격이 저렴하다.As described above, according to the present invention, since the ultrasonic wave is used, it has a high estimated tracking accuracy, a small amount of calculation, and a low cost.

또한, 본 발명에 따르면 초음파 비콘의 설치는 청소 로봇과 모바일 로봇에만 요구되며 그 개수가 적으므로 유지 보수가 용이하다. In addition, according to the present invention, the installation of the ultrasonic beacon is required only for the cleaning robot and the mobile robot, and the maintenance is easy since the number of the beacon is small.

도 1은 본 발명에 따른 모바일 로봇의 태양광 패널 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템의 추종 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템의 도킹 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 청소 로봇의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모바일 로봇의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 청소 로봇에 부착된 송신부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 모바일 로봇에 부착된 수신부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a schematic view of a solar panel solar panel cleaning robot following system of a mobile robot according to the present invention.
2 is a schematic diagram of a docking of a solar panel cleaning robot tracking system of a mobile robot according to the present invention.
3 is a perspective view of a cleaning robot according to the present invention.
4 is a perspective view of a mobile robot according to the present invention.
5 is a view showing a transmitter attached to the cleaning robot according to the present invention.
6 is a view illustrating a receiving unit attached to a mobile robot according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of tracking a solar panel cleaning robot of a mobile robot according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

먼저 본 발명의 일실시예에 따른 협업 청소 로봇 시스템에 대하여 설명한다.First, a cooperative cleaning robot system according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명에 따른 모바일 로봇의 태양광 패널 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템의 추종 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템의 도킹 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 청소 로봇의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모바일 로봇의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 청소 로봇에 부착된 송신부를 나타낸 도면이고. 도 6은 본 발명에 따른 모바일 로봇에 부착된 수신부를 나타낸 도면이다.2 is a schematic view of a docking system of a solar panel cleaning robot tracking system of a mobile robot according to the present invention, and Fig. 3 is a schematic view of a solar panel cleaning robot following system of the mobile robot according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view of a mobile robot according to the present invention, and FIG. 5 is a view showing a transmitter attached to the cleaning robot according to the present invention. 6 is a view illustrating a receiving unit attached to a mobile robot according to the present invention.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템은 태양광 패널을 탑승하여 청소를 수행하는 청소 로봇(10)과, 상기 청소 로봇(10)을 추종하고 다른 태양광 패널로 이동시켜주는 모바일 로봇(20)로 구성된다. 즉, 협업 청소 로봇 시스템은 제1 태양광 패널(100) 상부에서 주행하며 청소를 수행하는 청소 로봇(10)과, 상기 청소 로봇(10)을 추종하면서 제1 태양광 패널(100)의 청소를 끝낸 후 제2 태양광 패널(200)로 이동시켜주는 모바일 로봇(20)로 구성된다.1 to 6, a solar panel cleaning robot tracking system of a mobile robot according to the present invention includes a cleaning robot 10 for carrying out cleaning by carrying a photovoltaic panel, And a mobile robot 20 for moving the mobile robot 20 to a solar panel. That is, the cooperative cleaning robot system includes a cleaning robot 10 that travels on the first solar panel 100 and performs cleaning, and a cleaning robot 10 that follows the cleaning robot 10 to clean the first solar panel 100 And a mobile robot 20 for moving the solar panel 200 to the second solar panel 200 after finishing.

상기 청소 로봇(10)은 양측에 제1 태양광 패널(100) 상에서 청소 로봇(10)이 이동하는 경로를 제한하는 가이드 롤러(11), 상기 제1 태양광 패널(100) 표면에 부착된 이물질을 제거하는 회전형 브러쉬(12), 및 상기 청소 로봇(10)을 구동시키는 구동부(13)로 구성되어 있다. 이미 널리 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 여기서. 상기 구동부(13)는 한 쌍의 바퀴를 연결하는 바퀴 축이 회전하면서 청소 로봇(10)이 이동하게 된다.The cleaning robot 10 includes a guide roller 11 for limiting the path of the cleaning robot 10 moving on the first sunlight panel 100 on both sides of the first solar panel 100, And a driving unit 13 for driving the cleaning robot 10. The cleaning brush 12 is provided with a rotating brush 12 for removing the cleaning brush 10 and a driving unit 13 for driving the cleaning robot 10. Since it is a well-known technology, a detailed description will be omitted. here. In the driving unit 13, the cleaning robot 10 moves as the wheel axle connecting the pair of wheels is rotated.

상기 모바일 로봇(20)은 청소 로봇(10)을 탑재하는 탑재부(21), 상기 탑재부(21)의 경사(각도)와 높이를 조절하는 조절부(22), 및 상기 청소 로봇(10)의 움직임을 추종하는 동시에 독립적으로 이동이 가능한 구동부(23)로 구성된다. The mobile robot 20 includes a mounting unit 21 for mounting the cleaning robot 10, an adjusting unit 22 for adjusting the inclination angle and height of the mounting unit 21, And a driving unit 23 that can move independently.

여기서, 상기 조절부(22)는 지면과의 높이 및 각도를 조절하여 제2 태양광 패널(200) 상에 청소 로봇(10) 탑승이 가능케 한다. 즉, 모바일 로봇(20)이 청소 로봇(10)을 추종하여 제1 태양광 패널(100)에 접근한 후 탑재부(21)를 조절부(22)를 통하여 제1 태양광 패널(100) 높이와 각도를 일치시켜 도킹한다, 이후에 청소 로봇(10)을 탑재부(21)에서 이탈시켜 제2 태양광 패널(200)에 탑승시킨다.Here, the controller 22 adjusts a height and an angle with respect to the ground to enable the cleaning robot 10 to be mounted on the second solar panel 200. That is, after the mobile robot 20 follows the cleaning robot 10 and approaches the first solar panel 100, the mounting part 21 is moved to the height of the first solar panel 100 through the adjusting part 22 The cleaning robot 10 is detached from the mount part 21 and is carried on the second solar panel 200. [

한편, 상기 청소 로봇(10) 일측에는 송신부(15)가 지면과 수직으로 부착되어 초음파 신호를 송신한다. 이때, 상기 송신부(15)는 초음파 송신 범위 확대를 위해 초음파 송신기(16) 6개가 2열로 배열되어 있다. On the other hand, a transmission unit 15 is attached to one side of the cleaning robot 10 vertically to transmit ultrasound signals. At this time, the transmitter 15 is arranged in two rows of six ultrasonic transmitters 16 for expanding the transmission range of the ultrasonic waves.

그리고, 상기 모바일 로봇(20)의 일측에는 수신부(23)가 지면과 수평으로 부착되어 초음파 신호를 수신한다. 여기서, 상기 수신부(23)는 초음파 수신기(26)가 상하 4개씩 8개로 구성되며 정확도가 높은 3차원 삼변측량을 수행하기 위해 육면체 모양으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 모바일 로봇(20)의 자세 측정과 이를 이용한 위치 추정 결과 보정을 위해 자세 추정 시스템(AHRS; Attitude Heading Reference System, 27)이 초음파 수신기(26) 배열의 중심에 위치한다. 여기서, 상기 자세 추정 시스템(27)은 3축 가속도, 3축 각속도, 3축 지자기 센서로 구성되어 있으며 필터를 통해 오일러 각도(Yaw, Roll, Pitch)를 획득할 수 있다.A receiving unit 23 is attached to one side of the mobile robot 20 horizontally with the ground to receive ultrasonic signals. Here, the receiving unit 23 may be arranged in a hexahedron shape in order to perform three-dimensional tridimensional measurement with high accuracy, the ultrasonic receivers 26 being composed of eight upper and lower four. An Attitude Heading Reference System (AHRS) 27 is located at the center of the array of the ultrasonic receivers 26 in order to measure the posture of the mobile robot 20 and correct the position estimation result using the posture of the mobile robot 20. Here, the attitude estimation system 27 is composed of a three-axis acceleration, a three-axis angular velocity, and a three-axis geomagnetic sensor, and can acquire an Euler angle (Yaw, Roll, Pitch) through a filter.

그리고, 상기 모바일 로봇(20)은 캐터필러 타입으로 상부에 6-DOF 브릿지가 부착되어 지면에서 태양광 패널 청소 로봇(10)을 추종하고, 이를 통해 청소 로봇(10)에 전원을 공급하고, 청소 로봇(10)을 상부의 6-DOF 브릿지에 도킹을 수행한다.The mobile robot 20 is a caterpillar type, and a 6-DOF bridge is attached to the upper part. The mobile robot 20 follows the solar panel cleaning robot 10 from the ground, supplies power to the cleaning robot 10, (10) to the upper 6-DOF bridge.

여기서, 상기 송신부(15) 및 수신부(25)는 지면으로부터 높은 모바일 로봇(20)의 탑재부(21) 및 청소 로봇(10) 일측에 각각 부착되는 것이 바람직하다.It is preferable that the transmitting unit 15 and the receiving unit 25 are attached to one side of the loading unit 21 of the mobile robot 20 and the cleaning robot 10 from the ground.

이어서, 본 발명의 일실시예에 따른 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of following a solar panel cleaning robot of a mobile robot according to an embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명에 따른 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 방법을 나타낸 흐름도이다. FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of tracking a solar panel cleaning robot of a mobile robot according to the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 방법은, 우선 초음파 신호를 송수신 한다(S100). 즉, 청소 로봇(10)에 부착된 송신부(15)에서 초음파를 발사하면 모바일 로봇(20)에 부착된 수신부(25)에서 초음파를 수신한다.Referring to FIG. 7, in the method for tracking a solar panel cleaning robot of a mobile robot according to the present invention, ultrasonic signals are first transmitted and received (S100). That is, when the ultrasonic wave is emitted from the transmitting unit 15 attached to the cleaning robot 10, the receiving unit 25 attached to the mobile robot 20 receives ultrasonic waves.

이어서, 상기 송수신기 거리를 계산한다(S110). 즉, 상기 송신부(15)와 수신부(25) 사이의 거리를 계산하고, 상기 송수신기(15,25) 사이의 거리 계산에는 음의 전파 속도(소리의 속도)를 이용할 수 있다.Then, the transceiver distance is calculated (S110). That is, the distance between the transmitting unit 15 and the receiving unit 25 can be calculated, and the distance between the transceivers 15 and 25 can be calculated using the negative propagation speed (sound speed).

이어서, 상기 모바일 로봇(20)의 자세를 계산한다(S120). 즉, 상기 모바일 로봇(20)에 설치된 자세 추정 시스템(27)으로부터 모바일 로봇(20)의 현재 3축 회전각도 정보를 획득한다.Then, the posture of the mobile robot 20 is calculated (S120). That is, the current three-axis rotation angle information of the mobile robot 20 is acquired from the posture estimation system 27 provided in the mobile robot 20. [

다음으로, 초기 위치를 계산한다(S130). 즉, 상기 초기 위치 계산에는 송수신부(15,25) 사이의 거리 정보를 기반으로 비선형 최소 자승 삼변측량(Non-linear Least Square Trilateration)을 수행하여 청소 로봇(10)의 위치를 기준으로 하는 모바일 로봇(20)의 위치를 계산하고 자세 추정 시스템으로 결과를 보정한다. 여기서, 상기 초기 위치 계산은 알고리즘의 첫 실행과 위치 추정 단계에서 위치 추정 정확도가 부정확해지는 경우에만 수행된다.Next, an initial position is calculated (S130). That is, in the calculation of the initial position, a non-linear least square trilateration is performed based on the distance information between the transmitting and receiving units 15 and 25, (20) and corrects the result with an attitude estimation system. Here, the initial position calculation is performed only when the accuracy of the position estimation becomes inaccurate in the first execution of the algorithm and the position estimation.

다음에, 위치를 추정한다(S140). 즉, 초기 계산된 위치를 기반으로 예측 기술 중 하나인 파티클 필터를 적용하여 청소 로봇(10)의 위치를 추정한다. 이때, 이후 추정된 위치를 기반으로 내부에서 시뮬레이션을 수행하고 추정 정확도가 부정확해지는 경우 초기 위치 계산 단계를 재수행한다.Next, the position is estimated (S140). That is, the position of the cleaning robot 10 is estimated by applying a particle filter, which is one of prediction techniques, based on the initially calculated position. At this time, the simulation is performed based on the estimated position, and if the estimation accuracy becomes inaccurate, the initial position calculation step is executed again.

다음에, 모바일 로봇(20)의 위치를 제어한다(S150). 즉, 추정된 모바일 로봇(20)의 위치를 기반으로 모바일 로봇(20)을 목표된 위치로 제어하기 위해 이동 경로와 자세 변화를 최소화하는 모션을 결정하고 수행한다.Next, the position of the mobile robot 20 is controlled (S150). That is, based on the estimated position of the mobile robot 20, the motion to minimize the movement path and attitude change is determined and performed to control the mobile robot 20 to the target position.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

10: 청소 로봇 11: 가이드 롤러
12: 브러쉬 13, 23: 구동부
15: 송신부 20: 모바일 로봇
21: 탑재부 22: 조절부
25: 수신부 100, 200: 태양광 패널
10: Cleaning robot 11: Guide roller
12: brushes 13 and 23:
15: transmitter 20: mobile robot
21: mounting part 22: regulating part
25: Receiver 100, 200: Solar panel

Claims (8)

태양광 패널을 주행하며 청소를 수행하는 청소 로봇(10); 및
상기 청소 로봇(10)을 추종하고 다른 태양광 패널로 이동시켜주는 모바일 로봇(20);을 포함하고,
상기 청소 로봇(10) 일측에 부착된 초음파 송신부(15)로부터 상기 모바일 로봇(20)의 일측에 부착된 초음파 수신부(23)의 측정된 거리를 이용하여 위치를 추종하여 모바일 로봇(20)에서 청소 로봇(10)에 전원 공급과 도킹을 수행하는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템.
A cleaning robot (10) for running and cleaning the solar panel; And
And a mobile robot (20) for following the cleaning robot (10) and moving the cleaning robot to another solar panel,
The position of the ultrasonic wave receiver 23 attached to one side of the mobile robot 20 is followed from the ultrasonic wave transmitter 15 attached to one side of the cleaning robot 10 to be cleaned by the mobile robot 20 Wherein the power supply and the docking are performed to the robot (10).
제1항에 있어서,
상기 청소 로봇(10)은,
양측에 태양광 패널(100) 상에서 이동하는 경로를 제한하는 가이드 롤러(11);
상기 태양광 패널(100) 표면에 부착된 이물질을 제거하는 회전형 브러쉬(12); 및
상기 청소 로봇(10)을 구동시키는 구동부(13);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템.
The method according to claim 1,
The cleaning robot (10)
A guide roller 11 for limiting the path on both sides of the solar panel 100;
A rotatable brush 12 for removing foreign matter adhering to the surface of the solar panel 100; And
And a driving unit (13) for driving the cleaning robot (10).
제1항에 있어서,
상기 모바일 로봇(20)은,
상기 청소 로봇(10)을 탑재하는 탑재부(21);
상기 탑재부(21)의 경사와 높이를 조절하는 조절부(22); 및
상기 청소 로봇(10)을 이동시키는 구동부(23);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템.
The method according to claim 1,
The mobile robot (20)
A mounting part (21) for mounting the cleaning robot (10);
An adjuster 22 for adjusting the inclination and height of the mount 21; And
And a driving unit (23) for moving the cleaning robot (10).
제1항에 있어서,
상기 송신부(15)는 초음파 송신 범위 확대를 위해 초음파 송신기(16) 6개가 2열로 배열되는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the transmitting unit (15) is arranged in two rows of six ultrasonic transmitters (16) in order to expand the transmission range of the ultrasonic wave.
제1항에 있어서,
상기 수신부(23)는,
상하 4개씩 8개로 구성된 초음파 수신기(26); 및
상기 모바일 로봇(20)의 자세 측정과 위치 추정 결과를 보정하는 자세 추정 시스템(27);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템.
The method according to claim 1,
The receiving unit 23,
An ultrasound receiver 26 consisting of 8 units of 4 up and 4 down; And
And a posture estimation system (27) for correcting posture and position estimation results of the mobile robot (20).
제5항에 있어서,
상기 자세 추정 시스템(27)은 3축 가속도, 3축 각속도, 3축 지자기 센서로 구성되며 필터를 통해 오일러 각도(Yaw, Roll, Pitch)를 획득하는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 시스템.
6. The method of claim 5,
The attitude estimation system 27 is composed of a three-axis acceleration, a three-axis angular velocity, and a three-axis geomagnetic sensor and acquires an Euler angle (Yaw, Roll, Pitch) through a filter. Following system.
청소 로봇(10)에 부착된 송신부(15)에서 초음파를 발사하여 모바일 로봇(20)에 부착된 수신부(25)에서 초음파를 수신하는 단계;
상기 송신부(15)와 수신부(25) 사이의 거리를 계산하는 단계;
상기 모바일 로봇(20)에 설치된 자세 추정 시스템(27)으로부터 모바일 로봇(20)의 3축 회전각도 정보를 획득하여 모바일 로봇(20)의 자세를 계산하는 단계;
상기 송수신부(15,25) 사이의 거리 정보를 기반으로 비선형 최소 자승 삼변측량을 수행하여 청소 로봇(10)의 위치를 기준으로 하는 모바일 로봇(20)의 초기 위치를 계산하고 자세 추정 시스템(27)으로 결과를 보정하는 단계;
상기 초기 계산된 위치를 기반으로 파티클 필터를 적용하여 청소 로봇(10)의 위치를 추정하는 단계; 및
상기 추정된 모바일 로봇(20)의 위치를 기반으로 모바일 로봇(20)을 목표된 위치로 제어하기 위해 이동 경로와 자세 변화를 최소화하는 모션을 결정하고 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 방법.
Receiving ultrasonic waves from the receiving unit 25 attached to the mobile robot 20 by emitting ultrasonic waves from the transmitting unit 15 attached to the cleaning robot 10;
Calculating a distance between the transmitter (15) and the receiver (25);
Calculating a posture of the mobile robot (20) by obtaining three-axis rotation angle information of the mobile robot (20) from an attitude estimation system (27) installed in the mobile robot (20)
Linear least squares triangulation is performed based on the distance information between the transceiver units 15 and 25 to calculate an initial position of the mobile robot 20 based on the position of the cleaning robot 10, ≪ / RTI >
Estimating a position of the cleaning robot (10) by applying a particle filter based on the initial calculated position; And
And determining and performing a motion that minimizes a movement path and a posture change to control the mobile robot 20 to a target position based on the estimated position of the mobile robot 20 How to Follow a Robot 's Solar Panel Cleaning Robot.
제7항에 있어서,
상기 송신부(15)와 수신부(25) 사이의 거리는 음의 전파 속도로 계산하는 것을 특징으로 하는 모바일 로봇의 태양광 패널 청소 로봇 추종 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the distance between the transmitter (15) and the receiver (25) is calculated as a negative propagation velocity.
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