KR20190115516A - 이동 로봇 및 그 제어방법 - Google Patents

이동 로봇 및 그 제어방법

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KR20190115516A
KR20190115516A KR1020180030748A KR20180030748A KR20190115516A KR 20190115516 A KR20190115516 A KR 20190115516A KR 1020180030748 A KR1020180030748 A KR 1020180030748A KR 20180030748 A KR20180030748 A KR 20180030748A KR 20190115516 A KR20190115516 A KR 20190115516A
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조일수
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Abstract

본 발명의 이동 로봇 및 그 제어방법은 영역을 주행하는 본체, 상기 본체에 장착되어 청소를 보조하는 툴, 상기 툴이 거치되는 거치대, 상기 본체가 이동할 수 있도록 동작전원을 공급하는 충전대를 포함하고, 상기 본체는, 상기 툴이 상기 거치대로부터 분리되어 상기 충전대로부터 툴분리신호를 수신하면, 상기 툴이 상기 본체에 장착될 수 있도록 상기 툴의 위치로 이동하도록 구성되어, 분리됨에 따라 지도를 바탕으로 사용자의 위치를 탐색하고, 툴을 가진 사용자를 인식하여 이동함으로써, 툴을 장착하기 위해 사용자가 이동로봇을 찾아 이동하지 않더라도 다른 영역에 위치한 이동로봇이 이동하여 사용자에게 접근함으로써 사용자가 툴을 용이하게 장착하고 그에 대한 동작을 설정할 수 있다.

Description

이동 로봇 및 그 제어방법{Moving Robot and controlling method}
본 발명은 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 청소영역을 주행하며 충전대로 복귀하는 이동 로봇 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동 로봇은 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역 내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 자동으로 청소하는 기기이다.
이동 로봇은 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 감지하고, 장애물 회피 동작을 수행한다. 이동 로봇은, 장애물을 감지하기 위한 수단을 구비하여 소정 거리 내의 장애물을 감지하여 장애물을 회피할 수 있다.
또한, 이동 로봇은 충전이 필요한 경우 충전대로 복귀하여 배터리를 충전한 후 다시 지정된 동작을 수행하도록 구성된다.
최근 이동 로봇은 다양한 기능이 추가되는 추세이다. 카메라를 이용한 방법 기능은 물론, 먼지 흡입과 바닥의 물걸레질을 동시에 수행할 수도 있다. 그에 따라 기능의 추가와 함께 이동 로봇에 청소용 툴을 장착할 수 있도록 구성된다.
그러나 이러한 청소용 툴은 항상 이동 로봇에 부착되는 것이 아니므로 보관이 어려운 문제점이 있다. 그 종류가 많이 질수록 관리가 어렵고 분실의 우려가 있다. 그에 따라 툴을 보관할 거치대가 제공되는 경우가 있으나, 단순 거치대의 형태이므로 기능면에서는 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 충전대와 거치대가 상호 통신하여 거치대의 툴 분리를 감지함으로써 툴장착을 위해 이동로봇이 이동하거나, 툴의 위치를 판단하여 이동하는 이동 로봇 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 일 실시예에 따른 이동 로봇은, 영역을 주행하는 본체, 상기 본체에 장착되어 청소를 보조하는 툴, 상기 툴이 거치되는 거치대, 상기 본체가 이동할 수 있도록 동작전원을 공급하는 충전대를 포함하고, 상기 본체는, 상기 툴이 상기 거치대로부터 분리되어 상기 충전대로부터 툴분리신호를 수신하면, 상기 툴이 상기 본체에 장착될 수 있도록 상기 툴의 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체는, 주행방향의 장애물을 감지하는 감지수단, 상기 충전대 또는 상기 툴로부터 신호를 수신하는 통신부, 상기 감지수단으로부터 입력되는 복수의 영상데이터와 장애물에 대한 데이터가 저장되는 데이터부, 상기 감지수단으로부터 입력되는 데이터에 대응하여 장애물을 감지하고, 상기 통신부를 통해 상기 충전대로부터 툴분리신호 또는 상기 툴의 툴위치신호가 수신되면, 상기 충전대 또는 상기 툴을 향해 이동하도록 주행을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 본체의 제어부는 상기 충전대에서 배터리를 충전하는 도중, 상기 통신부를 통해 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대로부터 분리되어 소정거리 이동하도록 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 주행 중 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대를 향해 이동하도록 주행부를 제어한다.
상기 감지수단은 상기 충전대를 향해 이동하는 중, 인체를 감지하고, 상기 제어부는 감지된 인체가 상기 툴을 소유한 상기 사용자인 것으로 인식하여 상기 인체에 일정거리 접근하도록 주행부를 제어한다.
상기 툴은 위치신호를 송신하는 통신모듈을 포함하고, 상기 본체는 상기 툴로부터 툴위치신호를 수신하는 경우 상기 툴위치신호를 추적하여 상기 툴의 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 툴분리신호가 수신되면, 기 저장된 지도를 바탕으로, 영역을 순차적으로 이동하며 상기 감지수단을 통해 영역 내에 상기 사용자 또는 툴이 위치하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다. 상기 제어부는 각 영역을 중심지점으로 이동하여, 상기 중심지점에서 회전하며, 영역 내에 상기 사용자가 위치하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체는 인체, 상기 툴, 상기 충전대 중 어느 하나에 일정거리 접근 한 후 툴 장착에 대한 안내를 출력하고, 상기 툴이 장착되는 위치에 대하여 회전 여부를 판단하고, 소정각 회전하여 상기 툴이 장착되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체는 일정시간 대기하며 툴장착을 감지하고, 상기 툴이 장착되면 설정된 동작을 수행하고, 일정시간 내에 툴이 장착되지 않으면 재탐색을 수행하거나 또는 기존 위치로 복귀하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 영역을 주행하는 본체, 위치신호를 송신하는 통신모듈을 포함하고, 상기 본체에 장착되어 청소를 보조하는 툴, 상기 툴이 거치되는 거치대, 상기 본체가 이동할 수 있도록 동작전원을 공급하는 충전대를 포함하고, 상기 툴은 상기 거치대로부터 분리되면 상기 위치신호를 송신하고, 상기 본체는, 상기 툴로부터 상기 위치신호가 수신되면, 상기 위치신호를 추적하여 상기 툴의 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 거치대에 거치된 툴이 분리되는 단계, 상기 거치대로부터 충전대로 상기 툴의 분리에 대한 신호를 송신하는 단계, 상기 충전대가 툴분리신호를 이동로봇 본체로 송신하는 단계, 본체가 상기 툴분리신호를 수신하는 단계 및 상기 툴이 장착될 수 있도록 상기 툴의 위치로 상기 본체가 이동하는 단계를 포함한다.
상기 충전대에서 배터리를 충전하는 도중, 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대로부터 분리되어 소정거리 이동하는 단계를 더 포함한다.
주행 중 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대를 향해 이동하는 단계를 더 포함한다.
상기 충전대를 향해 이동하는 중, 인체가 감지되면, 상기 툴을 소유한 상기 사용자로 인식하여 상기 인체에 접근하는 단계를 더 포함한다.
상기 툴분리신호가 수신되면, 기 저장된 지도를 바탕으로, 복수의 영역을 순차적으로 이동하는 단계 및 각 영역에 대하여 상기 사용자 또는 상기 툴을 탐색하는 단계를 더 포함한다.
상기 본체의 이동 중 감지되는 인체, 상기 툴, 상기 충전대 중 어느 하나에 대하여, 일정거리 접근하는 단계, 툴 장착에 대한 안내를 출력하는 단계 및 일정시간 대기하며 툴장착을 감지하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이동 로봇 및 그 제어방법은 거치대로부터 툴이 분리되면 충전대를 통해 이동 로봇이 툴 분리를 인식할 수 있다.
본 발명은 툴의 분리를 인식하고, 툴의 장착이 용이한 위치로 이동 로봇이 이동하거나 방향을 변경하여 사용자의 편의성이 향상된다.
본 발명은 툴이 분리됨에 따라 지도를 바탕으로 사용자의 위치를 탐색하고, 툴을 소유한 사용자를 인식하여 이동함으로써, 툴을 장착하기 위해 사용자가 이동로봇을 찾아 이동하지 않더라도 다른 영역에 위치한 이동로봇이 이동하여 사용자에게 접근함으로써 사용자가 툴을 용이하게 장착하고 그에 대한 동작을 설정할 수 있다.
본 발명은 툴에 통신 기능이 구비되어 툴로부터 송신되는 신호를 추적하여 툴의 위치로 이동 로봇이 이동할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전대 및 거치대를 포함하는 이동로봇을 도시한 사시도이다.
도 2 는 도 1의 거치대의 다른 예가 도시된 도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 주요부들을 도시한 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇, 거치대 및 충전대 간의 신호흐름이 도시된 도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 툴 분리 감지에 따른 동작이 도시된 도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 툴 분리 감지에 따른 주행동작이 도시된 도이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 툴 분리 감지에 따른 툴 탐색방법을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 툴의 위치신호를 바탕으로 툴에 접근하는 방법을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 충전 중, 툴 분리 감지에 따른 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행 중, 툴 분리 감지에 다른 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 11 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 지도를 이용한 툴 탐색 및 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 12 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 위치신호를 이용한 툴 탐색 및 제어방법이 도시된 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 발명의 제어구성은 적어도 하나의 프로세서로 구성될 수 있고 하드웨어로 구성될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전대 및 거치대를 포함하는 이동로봇을 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(1)은 영역의 바닥을 따라 이동하며, 바닥의 먼지 등의 이물질을 흡입하는 본체(10)와, 본체(10)의 전면에 배치되어 장애물을 감지하는 감지수단을 포함한다.
이동 로봇(1)은 충전대(40)로부터 충전대 복귀신호를 수신하여 충전대의 위치로 이동하여 복귀하고, 충전단자가 연결되도록 도킹할 수 있다.
이동 로봇(1)은 충전대(40)로 복귀하여 이동 및 청소를 위한 동작전원을 공급받는다. 이동 로봇(1)이 충전대로 복귀하면, 충전대(40)에 구비되는 단자(410)와 이동로봇의 단자가 전기적으로 연결되어 충전전류가 본체(10)로 공급된다. 이동 로봇과 충전대는 비접촉식 충전 또한 가능하다.
이동 로봇(1)과 충전대(40)는 무선 통신방식으로 상호 통신한다. 이동 로봇(1)은 충전대 복귀신호 외에도 충전대와 통신할 수 있다.
또한, 청소용 툴(60)을 보관하는 거치대(50)를 포함한다. 거치대(50)는 청소를 위한 보조도구인, 툴(60)이 복수로 수납될 수 있다. 또한, 거치대는 툴을 내부에 수납하는 구조뿐 아니라 외부에 거치하는 방식 또한 가능하다.
도면에 따르면, 거치대는, 육면체의 형태로 도시되었으나 거치되는 툴(60)의 형태나 수에 따라 그 형태는 변결 될 수 있다.
또한, 거치대(50)는 충전대(40)와 통신한다. 거치대(50)는 거치된 툴(60)의 거치상태를 충전대로 전송한다. 어느 하나의 툴(60)이 분리되는 경우 툴분리신호를 충전대로 전송할 수 있다.
툴(60)은 거치대(50)의 내부 또는 외부에 삽입 고정되거나, 거치 된다.
툴(60)은 통신모듈을 포함하여, 위치정보를 포함하는 소정의 툴위치신호를 송신할 수 있다.
툴(60)은 위치신호로써, GPS신호, 초음파신호, 적외선신호, 전자기신호 또는 UWB(Ultra Wide Band)신호가 사용될 수 있다.
툴은, 앞서 설명한 바와 같이, 청소노즐, 흡입유닛의 보조부품, 브러시, 물걸레 청소를 위한 물걸레 패드, 물걸레 등이 사용될 수 있다.
거치대(50)는 청소용 툴(60)이 분리되는 경우 그에 대한 툴분리신호를 생성하여 전송한다. 충전대(40)는 인접하여 위치하는 거치대(50)의 신호에 따라 툴(60)이 분리되는 것을 확인한다. 복수의 툴이 거치되는 경우, 거치대(50)는 복수의 툴이 거치되는 위치에 따라 각각 상이한 툴분리신호를 생성할 수 있다. 또한, 단순히 장착과 탈거를 구분할 수도 있다.
필요에 따라 각각의 툴에 개별 통신수단이 구비되는 경우, 툴은 위치확인을 위한 신호를 소정 시간 가격으로 송출할 수 있다. 또한, 필요에 따라 이동 로봇은 거치대(50)와 통신할 수 있다.
거치대(50)는 충전대(40)로부터 소정 거리 내에 배치된다. 거치대(50)는 충전대와의 통신방식에 따라 그 사이의 거리가 결정된다.
거치대(50)는 벽면에 고정될 수 있다. 또한, 거치대(50)는 별도의 스탠드(미도시)를 포함하여, 벽면에 고정되지 않고 영역 내에 위치할 수 있다.
한편, 이동 로봇(1)은, 본체(10)의 외관을 형성하며 내측으로 본체(10)를 구성하는 부품들이 수납되는 공간을 형성하는 케이싱(미도시)과, 케이싱에 배치되어 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(261)과, 케이싱에 회전 가능하게 구비되는 좌륜(미도시)과 우륜(미도시)을 포함할 수 있다. 좌륜과 우륜이 회전함에 따라 본체(10)가 청소구역의 바닥을 따라 이동되며, 이 과정에서 흡입유닛(261)을 통해 이물질이 흡입된다.
흡입유닛(261)은 흡입력을 발생시키는 흡입 팬(미도시)과, 흡입 팬의 회전에 의해 생성된 기류가 흡입되는 흡입구(미도시)를 포함할 수 있다. 흡입유닛(261)은 흡입구를 통해 흡입된 기류 중에서 이물질을 채집하는 필터(미도시)와, 필터에 의해 채집된 이물질들이 축적되는 이물질 채집통(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 흡입유닛(261)은 회전 브러시(미도시)를 포함하여, 기류를 흡입함과 동시에 회전 동작하여 이물질의 채집을 보조한다. 흡입유닛은 필요에 따라 탈부착 가능하게 구성된다. 본체(10)는 케이싱(11)의 저면부 전방측에 위치하며, 방사상으로 연장된 다수개의 날개로 이루어진 솔을 갖는 복수의 브러시(미도시)가 더 구비될 수 있다.
또한, 본체(10)는 좌륜과 우륜을 구동시키는 주행부를 포함할 수 있다. 주행부는 적어도 하나의 구동모터(미도시)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구동모터는 좌륜을 회전시키는 좌륜 구동모터(미도시)와 우륜을 회전시키는 우륜 구동모터(미도시)를 포함할 수 있다.
좌륜 구동모터와 우륜 구동모터는 제어부의 주행제어부에 의해 작동이 독립적으로 제어됨으로써 본체(10)의 직진, 후진 또는 선회가 이루어질 수 있다. 예를들어, 본체(10)가 직진 주행하는 경우에는 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 같은 방향으로 회전되나, 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 다른 속도로 회전되거나, 서로 반대 방향으로 회전되는 경우에는 본체(10)의 주행 방향이 전환될 수 있다. 본체(10)의 안정적인 지지를 위한 적어도 하나의 보조륜(미도시)이 더 구비될 수 있다.
감지수단은, 패턴을 조사하는 장애물 감지유닛(100), 복수의 센서를 이용하여 장애물을 감지하는 센서부(미도시), 영상을 촬영하는 영상획득부(미도시)를 포함한다. 감지수단은 주행 방향에 위치하는 장애물을 감지할 수 있다.
장애물 감지유닛(100)은 광패턴을 조사하고 촬영되는 영상을 통해 장애물을 감지한다. 장애물 감지유닛(100)은 본체(10)의 전면에 고정되고, 패턴조사부와 패턴획득부를 포함하여, 조사된 패턴을 패턴획득부를 통해 촬영함으로써 패턴의 형태 변화를 통해 장애물을 감지할 수 있다.
영상획득부는 각각 전방을 향하도록 구비되어 주행방향을 촬영하고, 또한, 경우에 따라 천장을 향하도록 구비될 수 있다. 경우에 따라 전방을 향해 소정각 기울어진 면에 배치되어 전방과 천장을 동시에 촬영할 수 있다. 또한, 전방과 천장을 촬영하는 복수의 영상획득부가 구비될 수도 있다.
본체(10)는 이동 및 이물질 흡입을 위한 동력을 제공하는 배터리(미도시)를 포함한다.
본체(10)에는 재충전이 가능한 배터리(38)가 구비되며, 배터리(38)의 충전 단자(33)가 상용 전원(예를 들어, 가정 내의 전원 콘센트)과 연결되거나, 상용 전원과 연결된 별도의 충전대(40)에 본체(10)가 도킹되어, 충전 단자(33)가 충전대의 단자(410)와의 접촉을 통해 상용 전원과 전기적으로 연결되고, 배터리(38)의 충전이 이루어질 수 있다. 이동 로봇(1)을 구성하는 전장 부품들은 배터리(38)로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 따라서, 배터리(38)가 충전된 상태에서 이동 로봇(1)은 상용 전원과 전기적으로 분리된 상태에서 자력 주행이 가능하다.
도 2 는 도 1의 거치대의 다른 예가 도시된 도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 거치대(50a)는 핸디형 청소기를 충전 및 거치할 수 있다. 핸디형 청소기가 거치되는 거치부(51)에는 충전용 단자가 구비되고, 그 내부에는 핸디형 청소기의 배터리 수납함(64)이 구비될 수 있다.
또한, 핸디형 청소기를 위한 청소용 툴들(62, 63)이 거치대의 하면에 거치 될 수 있다. 거치대는 전원과 연결되어 거치부(51)에 장착되는 핸디형 청소기 또는 툴들(62, 63)로 충전전류를 공급할 수 있다.
거치부(51)와 함께 이동 로봇의 청소툴(61)을 수납할 수 있는 수납부(52)가 구비될 수 있다. 거치대(50)는 도면에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성될 수 있음을 명시한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 주요부들을 도시한 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 장애물 감지유닛(100), 영상획득부(170), 청소부(260), 주행부(250), 데이터부(180), 출력부(190), 조작부(160), 통신부(280) 그리고 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.
조작부(160)는 적어도 하나의 버튼, 스위치, 터치입력수단을 포함하여, 이동 로봇(1)의 작동 전반에 필요한, 온/오프 또는 각종 명령을 입력받아 제어부(110)로 입력한다.
출력부(190)는 LED, LCD와 같은 디스플레이를 구비하고, 이동 로봇(1)의 동작모드, 예약 정보, 배터리 상태, 동작상태, 에러상태 등을 표시한다. 또한, 출력부(190)는 스피커 또는 버저를 구비하여, 동작모드, 예약 정보, 배터리 상태, 동작상태, 에러상태에 대응하는 소정의 효과음, 경고음 또는 음성안내를 출력한다.
통신부(280)는 지그비, 블루투스 등의 근거리 무선통신뿐 아니라, 와이파이, 와이브로 등의 통신모듈을 포함하여 데이터를 송수신한다.
통신부(280)는, 무선통신 방식으로 단말(80)과 통신한다.
통신부(280)는 생성되는 지도를 단말(80)로 전송하고, 단말로부터 청소명령을 수신하며, 이동 로봇의 동작상태, 청소상태에 대한 데이터를 단말로 전송한다. 또한, 통신부(280)는 단말(80)로부터 주행구역 내에 존재하는 장애물에 대한 정보 및 그에 따른 동작정보를 수신하고, 이동 로봇의 동작데이터를 단말(80)로 전송한다.
통신부(280)는 가정 내 네트워크를 통해, 인터넷망에 연결되어, 외부의 서버(90)와 통신할 수 있다. 통신부(280)는 장애물 감지유닛(100)으로부터 감지되는 장애물에 대한 정보를 통신부(280)를 통해 서버(90)로 전송하고, 서버로부터 장애물에 대한 데이터를 수신한다.
통신부(280)는 충전대(40)와 통신하며 충전대 복귀신호를 수신하고 또한 툴분리신호를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(280)는, 툴로부터 송신되는 툴위치신호를 수신할 수 있다.
주행부(250)는 적어도 하나의 구동모터를 포함하여 주행제어부(113)의 제어명령에 따라 이동 로봇이 주행하도록 한다. 주행부(250)는 앞서 설명한 바와 같이, 좌륜을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다.
청소부(260)는 브러쉬를 동작시켜 이동 로봇 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하기 쉬운 상태로 만들고, 흡입유닛을 동작시켜 먼지 또는 이물질을 흡입한다. 청소부(260)는 먼지나 쓰레기 등의 이물질을 흡입하는 흡입유닛(261)에 구비되는 흡입 팬의 동작을 제어하여 먼지가 흡입구를 통해 이물질 채집통(먼지통)에 투입되도록 한다.
또한, 청소부(260)는 본체의 저면부 후방에 설치되어 바닥면과 접하여 바닥면을 물걸레질하는 물걸레청소부(미도시), 물걸레청소부로 물을 공급하는 물통(미도시)을 더 포함할 수 있다. 청소부(260)는 청소툴이 장착될 수 있다. 예를 들어 물걸레패드가 물걸레청소부에 장착되어 바닥면을 청소할 수 있다.
배터리(미도시)는 구동 모터뿐만 아니라, 이동 로봇(1)의 작동 전반에 필요한 전원을 공급한다. 배터리가 방전될 시, 이동 로봇(1)은 충전을 위해 충전대(40)로 복귀하는 주행을 할 수 있으며, 이러한 복귀 주행 중, 이동 로봇(1)은 스스로 충전대의 위치를 탐지할 수 있다. 충전대(40)는 소정의 복귀 신호를 송출하는 신호 송출부(미도시)를 포함할 수 있다. 복귀 신호는 초음파 신호 또는 적외선 신호일 수 있으나, 반드시 이에 한정되어야하는 것은 아니다.
데이터부(180)에는 장애물 감지유닛(100), 또는 센서부(150)로부터 입력되는 감지신호가 저장되고, 장애물을 판단하기 위한 기준데이터가 저장되며, 감지된 장애물에 대한 장애물정보가 저장된다.
데이터부(180)는 장애물의 종류를 판단하기 위한 장애물데이터(181), 촬영되는 영상이 저장되는 영상데이터(182), 영역에 대한 지도데이터(183)가 저장된다. 지도데이터(183)에는 장애물정보가 포함되며, 이동 로봇에 의해 탐색되는 주행가능한 영역에 대한 다양한 형태의 맵(지도)이 저장된다. 예를 들어, 이동 로봇에 의해 탐색된 주행가능한 영역에 대한 정보가 포함된 기초맵, 기초맵으로부터 영역이 구분된 청소맵, 청소맵의 영역의 형상을 정리하여 사용자가 확인할 수 있도록 생성된 사용자맵, 그리고 청소맵과 사용자맵이 중첩되어 표시되는 가이드맵이 저장될 수 있다.
장애물데이터(181)는 장애물 인식 및 장애물의 종류를 판단하기 위한 데이터이고, 인식된 장애물에 대한 이동 로봇의 동작, 예를 들어 주행속도, 주행방향, 회피 여부, 정지 여부 등에 대한 모션정보와, 스피커(173)를 통해 출력되는 효과음, 경고음, 음성안내에 대한 데이터가 포함된다. 영상데이터(182)는 촬영된 영상, 서버로부터 수신된 장애물 인식을 위한 인식정보가 포함된다.
또한, 데이터부(180)에는 이동 로봇의 동작을 제어하기 위한 제어데이터 및 이동 로봇의 청소모드에 따른 데이터, 센서부(150)에 의한 초음파/레이저 등의 감지신호가 저장된다.
데이터부(180)는, 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다.
장애물 감지유닛(100)은 제 1 패턴 조사부(120), 제 2 패턴 조사부(130), 그리고 패턴획득부(140)를 포함한다.
영상획득부(170)는 적어도 하나 구비된다.
영상획득부(170)는 전방을 향해 설치되어 주행방향의 영상을 촬영하고, 또한, 전방의 천장을 촬영할 수 있다. 경우에 따라 전방을 촬영하는 영상획득부와 천장을 촬영하는 영상획득부가 각각 구비될 수도 있다.
또한, 감지수단은 적어도 하나의 센서로 구성된 센서부(150)를 포함할 수 있다. 경우에 따라 장애물 감지유닛(100)은 센서부로 구성될 수 있다.
장애물 감지유닛(100)은 앞서 설명한 바와 같이, 본체(10)의 전면에 설치되어, 이동 로봇의 전방에 제 1 및 제 2 패턴의 광을 조사하고, 조사된 패턴의 광을 촬영하여 패턴이 포함된 영상을 획득한다. 장애물 감지유닛(100)은 획득 영상을 장애물 감지신호로써 제어부(110)로 입력한다.
장애물 감지유닛(100)의 제 1 및 제 2 패턴 조사부(120, 130)는 광원과, 광원으로부터 조사된 광이 투과됨으로써 소정의 패턴을 생성하는 패턴생성자(OPPE: Optical Pattern Projection Element)를 포함할 수 있다. 광원은 레이저 다이오드(Laser Diode, LD), 발광 다이오드(Light Emitteing Diode, LED) 등 일 수 있다. 레이저 광은 단색성, 직진성 및 접속 특성에 있어 다른 광원에 비해 월등해, 정밀한 거리 측정이 가능하며, 특히, 적외선 또는 가시광선은 대상체의 색상과 재질 등의 요인에 따라 거리 측정의 정밀도에 있어서 편차가 크게 발생되는 문제가 있기 때문에, 광원으로는 레이저 다이오드가 바람직하다. 패턴생성자는 렌즈, DOE(Diffractive optical element)를 포함할 수 있다. 각각의 패턴 조사부(120, 130)에 구비된 패턴 생성자의 구성에 따라 다양한 패턴의 광이 조사될 수 있다.
패턴획득부(140)는 본체(10) 전방의 영상을 획득할 수 있다. 특히, 패턴획득부(140)에 의해 획득된 영상(이하, 획득 영상이라고 함.)에는 패턴 광이 나타나며, 이하, 획득 영상에 나타난 패턴 광의 상을 광 패턴이라고 하고, 이는 실질적으로 실제 공간상에 입사된 패턴 광이 이미지 센서에 맺힌 상이다.
패턴 조사부가 구비되지 않는 경우, 패턴획득부(140)는 본체 전방의, 패턴광이 포함되지 않은 영상을 획득한다.
패턴획득부(140)는 피사체의 상을 전기적 신호로 변환시킨 후 다시 디지털 신호로 바꿔 메모리소자에 기억시키는 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 적어도 하나의 광학렌즈와, 광학렌즈를 통과한 광에 의해 상이 맺히는 다수개의 광다이오드(photodiode, 예를들어, pixel)를 포함하여 구성된 이미지센서(예를 들어, CMOS image sensor)와, 광다이오드들로부터 출력된 신호를 바탕으로 영상을 구성하는 디지털 신호 처리기(DSP: Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다. 디지털 신호 처리기는 정지영상은 물론이고, 정지영상으로 구성된 프레임들로 이루어진 동영상을 생성하는 것도 가능하다.
이미지센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 광 다이오드로는 픽셀(pixel)을 예로 들 수 있다. 렌즈를 통과한 광에 의해 칩에 맺힌 영상에 의해 각각의 픽셀들에 전하가 축적되며, 픽셀에 축적된 전하들은 전기적 신호(예를들어, 전압)로 변환된다. 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다.
영상처리부는 이미지센서로부터 출력된 아날로그 신호를 바탕으로 디지털 영상을 생성한다. 영상처리부는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터와, AD컨버터로부터 출력된 디지털 신호에 따라 일시적으로 디지털 정보(digital data)를 기록하는 버퍼 메모리(buffer memory)와, 버퍼 메모리에 기록된 정보를 처리하여 디지털 영상을 구성하는 디지털 신호처리기(DSP:Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.
장애물 감지유닛(100)은 획득 영상을 통해 패턴을 분석하여 패턴의 형태에 따라 장애물을 감지하고, 센서부(150)는 각 센서의 감지거리에 위치하는 장애물을 구비되는 센서를 통해 감지한다.
센서부(150)는 복수의 센서를 포함하여 장애물을 감지한다. 센서부(150)는 레이저, 초음파, 적외선 중 적어도 하나를 이용하여 본체(10)의 전방, 즉 주행방향의 장애물을 감지한다. 또한, 센서부(150)는 주행구역 내 바닥에 낭떠러지의 존재 여부를 감지하는 낭떠러지 감지센서를 더 포함할 수 있다. 센서부(150)는 송출되는 신호가 반사되어 입사되는 경우, 장애물의 존재 여부 또는 장애물까지의 거리에 대한 정보를 장애물 감지신호로써 제어부(110)로 입력한다.
영상획득부(170)는 이동 로봇이 동작하면, 연속적 영상을 촬영한다. 또한, 영상획득부(170)는 소정 주기로 영상을 촬영할 수 있다. 영상획득부(170)는 장애물 감지유닛(100)에 의해 장애물이 감지되지 않는, 주행 또는 청소상태에서도 영상을 촬영한다.
예를 들어 영상획득부(170)는 1회 촬영 후, 동일한 주행방향으로 이동하게 되면, 주행방향이 변경되지 않고 유지되는 동안 1회 촬영된 영상에 촬영된 장애물의 크기가 변화할 뿐 동일한 장애물이 촬영되므로, 주기적으로 영상을 촬영한다. 영상획득부(170)는 소정 시간 또는 소정 거리 단위로 영상을 촬영할 수 있다. 또한, 영상획득부(170)는 주행방향이 변경되는 경우, 새로운 영상을 촬영한다.
영상획득부(170)는 이동 로봇의 이동 속도에 따라 촬영 주기를 설정할 수 있다. 또한, 영상획득부(170)는 센서부에 의한 감지거리와 이동 로봇의 이동속도를 고려하여 촬영 주기를 설정할 수 있다.
영상획득부(170)는 본체가 주행하는 중에 촬영되는 영상을 영상데이터(182)로써 데이터부(180)에 저장한다.
한편, 장애물 감지유닛(100)은 주행 중에 주행방향에 위치하는 장애물을 감지하여 제어부로 감지신호를 입력한다. 장애물 감지유닛(100)은 감지되는 장애물의 위치 또는 그 움직임에 대한 정보를 제어부(110)로 입력한다. 패턴획득부(140)는 패턴 조사부에 의해 조사된 패턴이 포함된 영상을 감지신호로써 제어부로 입력하고, 센서부(150)는 구비되는 센서에 의해 감지되는 장애물에 대한 감지신호를 제어부로 입력한다.
제어부(110)는 주행영역 중 지정된 주행구역 내에서, 이동 로봇이 주행하도록 주행부(250)를 제어한다.
제어부(110)는 조작부(160)의 조작에 의해 입력되는 데이터를 처리하여 이동 로봇의 동작모드를 설정하고, 동작상태를 출력부(190)를 통해 출력하며, 동작상태, 에러상태 또는 장애물 감지에 따른 경고음, 효과음, 음성안내가 스피커를 통해 출력되도록 한다.
제어부(110)는 주행 중, 주행부(250) 및 청소부(260)를 제어하여, 이동 로봇 주변의 먼지 또는 이물질을 흡수하도록 함으로써 주행구역에 대한 청소를 수행한다. 그에 따라 청소부(260)는 브러쉬를 동작시켜 이동 로봇 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하기 쉬운 상태로 만들고, 흡입장치를 동작시켜 먼지 또는 이물질을 흡입한다. 주행 중에 이물질을 흡입하여 청소를 수행하도록 청소부를 제어한다.
제어부(110)는 배터리의 충전용량을 체크하여 충전대로의 복귀 시기를 결정한다. 제어부(110)는 충전용량이 일정값에 도달하면, 수행중이던 동작을 중지하고, 충전대 복귀를 위해 충전대 탐색을 시작한다. 제어부(110)는 배터리의 충전용량에 대한 알림 및 충전대 복귀에 대한 알림을 출력할 수 있다.
제어부(110)는 영상획득부(170) 또는 장애물 감지유닛(100)로부터 감지되는 장애물에 대하여, 장애물을 인식하고, 장애물에 대응하여 복수의 대응모션 중 어느 하나를 설정하여 수행되도록 할 수 있다. 또한, 제어부는 감지신호가 패턴에 포함된 영상인 경우 패턴의 형태에 따라 상이한 감지신호로써 판단할 수 있고, 감지신호, 즉 패턴의 형태에 따라 장애물을 구분할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 충전대로부터 송신되는 충전대 복귀 신호가 통신부를 통해 수신되는 경우, 또는 툴분리신호가 수신되는 경우 충전대로 복귀할 수 있다. 툴분리신호가 수신 시, 제어부(110)는 툴을 소유한 사용자를 탐색할 수 있고, 또한 툴로부터 송신되는 툴위치신호가 통신부를 통해 수신되면 그 위치로 이동하도록 주행부를 제어한다.
제어부(110)는 툴분리신호에 대응하여 주행을 제어함으로써, 툴을 소유한 사용자에 접근하면서 툴 장착 위치를 구분하여 이동하거나 회전할 수 있다.
제어부(110)는 수신되는 툴분리신호를 통해 툴의 종류를 구분할 수 있다. 툴의 종류를 구분하는 경우 툴의 창작위치에 따라 회전하거나 이동하도록 주행부를 제어한다. 제어부(110)는 툴분리신호를 통해 툴의 종류 구분이 불가능한 경우에는 툴을 탐색하여 그 위치에 근접하도록 주행부를 제어할 수 있다.
제어부(110)는 장애물인식부(111), 맵생성부(112), 주행제어부(113)를 포함한다.
맵생성부(112)는 초기 동작 시, 또는 청소영역에 대한 지도가 저장되어 있지 않은 경우, 청소영역을 주행하면서 장애물 정보를 바탕으로 청소영역에 대한 지도를 생성한다. 또한, 맵생성부(112)는 주행중 획득되는 장애물 정보를 바탕으로, 기 생성된 지도를 갱신한다.
맵생성부(112)는 주행 중 장애물인식부(111)로부터 획득되는 정보를 바탕으로 기초맵을 생성하고, 기초맵으로부터 영역을 구분하여 청소맵을 생성한다. 또한, 맵생성부(112)는 청소맵에 대하여 영역을 정리하고, 영역에 대한 속성을 설정하여 사용자맵과 가이드맵을 생성한다. 기초맵은, 주행을 통해 획득되는 청소영역의 형태가 외곽선으로 표시되는 지도이고, 청소맵은 기초맵에 영역이 구분된 지도이다. 기초맵과 청소맵에는 이동 로봇의 주행 가능한 영역과 장애물정보가 포함된다. 사용자맵은 청소맵의 영역을 단순화하고 외곽선의 형태를 정리하여 가공한 것으로 시각적 효과를 가미한 지도이다. 가이드맵은 청소맵과 사용자맵이 중첩된 지도이다. 가이드맵에는 청소맵이 표시되므로, 이동 로봇이 실제 주행할 수 있는 영역을 바탕으로 청소명령이 입력될 수 있다.
맵생성부(112)는 기초맵 생성 후, 청소영역을 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역을 연결하는 연결통로를 포함하며, 각 영역 내의 장애물에 대한 정보를 포함하여 지도를 생성한다. 맵생성부(112)는, 지도상의 영역 구분을 위해 소영역을 분리하여 대표영역을 설정하고, 분리된 소영역을 별도의 세부영역으로 설정하여 대표영역에 병합함으로써 영역이 구분된 지도를 생성한다.
맵생성부(112)는 구분된 각 영역에 대하여, 영역의 형태를 가공한다. 맵생성부(112)는 구분된 영역에 대하여 속성을 설정하고, 영역별 속성에 따라 영역의 형태를 가공한다.
장애물인식부(111)는 영상획득부(170) 또는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 데이터를 통해 장애물을 판단하고, 맵생성부(112)는 주행구역에 대한 지도를 생성하고, 감지되는 장애물에 대한 정보가 지도에 포함되도록 한다. 또한, 주행제어부(113)는 장애물 정보에 대응하여 이동방향 또는 주행경로를 변경하여 장애물을 통과하거나 또는 장애물을 회피하여 주행하도록 주행부(250)를 제어한다.
장애물인식부(111)는 장애물 감지유닛(100)으로부터 입력되는 데이터를 분석하여 장애물을 판단한다. 장애물인식부(111)는 장애물 감지유닛의 감지신호, 예를 들어 초음파 또는 레이저 등의 신호에 따라 장애물의 방향 또는 장애물까지의 거리를 산출하고, 또한, 패턴이 포함된 획득 영상을 분석하여 패턴을 추출하고 패턴의 형태를 분석하여 장애물을 판단한다. 장애물인식부(111)는 초음파 또는 적외선 신호를 이용하는 경우 장애물과의 거리 또는 장애물의 위치에 따라 수신되는 초음파의 형태, 초음파가 수신되는 시간에 차이가 있으므로 이를 바탕으로 장애물을 판단한다.
장애물인식부(111)는 인체를 감지할 수 있다. 장애물인식부(111)는 장애물 감지유닛(100) 또는 영상획득부(170)를 통해 입력되는 데이터를 분석하여 인체를 감지하고, 해당 인체가 특정 사용자인지 여부를 판단한다.
장애물인식부(111)는 기 등록된 사용자의 데이터, 예를 들어 사용자에 대한 이미지, 사용자의 형상에 따른 특징을 데이터로써 저장하여, 인체 감지 시 등록된 사용자인지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 장애물인식부(111)는 영상획득부(170)에 의해 장애물을 촬영한 영상데이터가 입력되면, 데이터부(180)에 저장한다. 영상획득부(170)는 전방의 장애물을 복수회 촬영하므로, 영상데이터 또한 복수개가 저장된다. 또한, 영상획득부(170)가 주행방향에 대한 영상을 연속 촬영하는 경우, 장애물인식부(111)는 입력되는 동영상을 영상데이터로써 저장하거나 또는 동영상을 프레임 단위로 구분하여 영상데이터로써 저장한다.
장애물인식부(111)는 복수의 영상데이터를 분석하여, 촬영된 대상, 즉 장애물을 인식할 수 있는지 여부를 판단한다. 이때 장애물인식부(111)는 영상데이터를 분석하여 영상데이터가 인식 가능한 것인지 아닌지 여부를 판단한다. 예를 들어, 장애물인식부(111)는 흔들린 영상, 초점이 맞지 않는 영상, 어두워서 장애물을 구분할 수 없는 영상을 분리하여 폐기한다.
장애물인식부(111)는 영상데이터를 분석하여 장애물의 특징으로 추출하고, 장애물의 형상(형태), 크기 및 색상 바탕으로 장애물을 판단하고 그 위치를 판단한다. 장애물인식부(111)는 기 촬영된 복수의 영상으로부터 장애물을 분석하고, 장애물이 지정거리에 위치하는 것으로 판단되는 시점을 기준으로 기 설정된 시간 이전에 촬영된 영상을 분석하여 장애물을 판단한다.
장애물인식부(111)는 영상데이터로부터 영상의 배경을 제외하고, 기 저장된 장애물데이터를 바탕으로 장애물의 특징을 추출하여 장애물의 종류를 판단할 수 있다. 장애물데이터(181)는 서버로부터 수신되는 새로운 장애물데이터에 의해 갱신된다. 이동 로봇(1)은 감지되는 장애물에 대한 장애물데이터를 저장하고 그외 데이터에 대하여 서버로부터 장애물의 종류에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
장애물인식부(111)는 영상을 구성하는 소정의 픽셀들에 대해 점, 선, 면 등의 특징을 검출 (feature detection)하고, 이렇게 검출된 특징을 바탕으로 장애물을 검출한다.
장애물인식부(111)는 장애물의 외곽선을 추출하여 그 형태를 바탕으로 장애물을 인식하여 그 종류를 판단한다. 장애물인식부(111)는 형태를 바탕으로, 장애물의 색상, 크기에 따라 장애물의 종류를 판단할 수 있다. 또한, 장애물인식부(111)는 장애물의 형태와 움직임을 바탕으로 장애물의 종류를 판단할 수 있다.
장애물인식부(111)는 장애물 정보를 바탕으로, 사람, 동물, 사물을 구분한다. 장애물인식부(111)는 장애물의 종류를, 일반장애물, 위험장애물, 생체장애물, 바닥장애물로 분류하고, 각 분류에 대하여 세부적인 장애물의 종류를 판단할 수 있다.
또한, 장애물인식부(111)는 인식 가능한 영상데이터를 통신부(280)를 통해 서버(90)로 전송하여 장애물의 종류를 판단하도록 한다. 통신부(280)는 적어도 하나의 영상데이터를 서버(90)로 전송한다.
서버(90)는 이동 로봇(1)으로부터 영상데이터가 수신되면, 영상데이터를 분석하여 촬영된 대상에 대한 외곽선 또는 형상을 추출하고, 기 저장된 장애물에 대한 데이터와 비교하여, 장애물의 종류를 판단한다. 서버(90)는 유사한 형태 또는 유사한 색상의 장애물을 우선 검색하고, 해당 영상데이터로부터 특징을 추출하여 비교함으로써, 장애물의 종류를 판단한다.
서버(90)는 장애물의 종류를 판단한 후, 장애물에 대한 데이터를 이동 로봇(1)으로 전송한다.
장애물인식부(111)는 통신부를 통해 서버로부터 수신되는 장애물에 대한 데이터를 장애물데이터로써 데이터부(180)에 저장한다. 장애물인식부(111)는 서버에 의해 장애물의 종류가 판단되면, 그에 대응하는 동작을 수행하도록 한다. 주행제어부(113)는 장애물의 종류에 대응하여 장애물을 회피하거나, 접근하거나 또는 통과하도록 주행부를 제어하고, 경우에 따라 소정의 효과음 또는 경고음, 음성안내가 스피커를 통해 출력되도록 한다.
장애물인식부(111)는 앞서 설명한 바와 같이, 영상데이터를 인식 가능한지 여부를 판단하고, 저장된 장애물데이터에 따라 영상데이터를 서버로 전송함으로써, 서버의 응답에 따라 장애물의 종류를 인식한다.
또한, 장애물 인식부는 복수의 장애물 중 선택된 장애물에 대하여, 장애물 인식을 위한 장애물데이터를 저장함으로써, 서버로 영상데이터를 전송하지 않더라도 장애물인식데이터를 바탕으로, 장애물을 인식할 수 있다.
주행제어부(113)는 주행부(250)를 제어하여 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터의 작동을 독립적으로 제어함으로써 본체(10)가 직진 또는 회전하여 주행하도록 한다. 주행제어부(113)는 청소명령에 따라 주행부(250)와 청소부(260)를 제어하여 본체(10)가 청소영역을 주행하면서 이물질을 흡입하여 청소가 수행되도록 한다.
주행제어부(113)는 영상데이터로부터 주행제어부(113)는 장애물의 종류가 인식되면, 장애물의 종류에 대응하여 주행부(250)를 제어하여, 본체(10)가 소정의 동작을 수행하도록 한다.
주행제어부(113)는 장애물 감지유닛(100)의 감지신호에 따라 장애물이 소정 거리 내에 위치하는 것으로 판단되면, 감지신호의 종류 또는 형태에 따라 실행 가능한 대응모션에 대하여, 영상데이터를 바탕으로 판단되는 장애물의 종류, 형태 크기에 따라 복수의 대응모션 중 어느 하나를 설정하여 동작을 수행한다.
주행제어부(113)는 장애물 감지유닛(100)을 통해 장애물이 지정된 거리 내에 위치하는 경우, 감지신호에 따라 회피, 접근, 접근거리에 대한 설정, 그리고 정지, 감속, 가속, 역주행, 유턴, 주행방향 변경과 같은 복수의 대응모션을 설정하고, 기 촬영된 영상데이터로부터 판단되는 장애물에 따라 어느 하나의 대응모션을 설정하여 주행부를 제어한다.
주행제어부(113)는 에러를 출력하고, 필요에 따라 소정의 경고음 또는 음성안내를 출력할 수 있다.
한편, 주행제어부(113)는 통신부(280)로부터 툴분리신호가 수신되면, 본체의 위치에 따라 툴을 장착할 수 있도록 주행부(250)를 제어하여 이동한다.
거치대(50)로부터 툴이 분리되면, 거치대는 툴분리신호를 충전대(40)로 전송하고, 충전대(40)는 이동 로봇(1)으로 툴분리신호를 전송한다.
주행제어부(113)는 현재 충전대(40)에 도킹된 상태에서 툴분리신호가 입력되면, 충전대(40)로부터 분리되어 일정 거리 이동하도록 주행부(250)를 제어한다.
또한, 주행제어부(113)는 장애물인식부(111)를 통해 소정 거리 내에 사용자가 위치하는 경우 사용자에 접근하도록 한다.
필요에 따라 주행제어부(113)는 분리된 툴에 대응하여 소정 각도 회전하도록 한다. 그에 따라 주행부(250)는 충전대(40)로부터 분리되어 이동한다. 또한, 회전이 필요한 경우 주행부는 본체가 소정 각도 회전하도록 한다.
예를 들어 분리된 청소툴이 물걸레패드인 경우, 주행부(250)는 본체(10)의 뒷면에 장착되는 청소툴이므로, 본체(10)의 뒷면이 사용자를 향하도록 회전할 수 있다.
한편, 일정시간 대기 후에도 툴이 장착되지 않는 경우 주행제어부(113)는 기 설정된 동작으로 복귀한다. 즉 도킹된 상태에서 툴분리신호에 의해 충전대로부터 분리된 겨우, 주행제어부(113)는 본체가 다시 충전대에 도킹되도록 한다.
또한, 주행제어부(113)는 주행 중에 툴분리신호가 수신되는 경우, 충전대(40) 또는 거치대(50)로 이동하도록 주행부(250)를 제어한다. 주행부(250)는 주행제어부의 제어명령에 따라, 기 저장된 지도를 바탕으로 지도에 저장된 충전대의 위치로 이동할 수 있다. 또한, 주행부(250)는 충전대로부터 송출되는 충전대복귀신호를 기반으로 충전대를 향해 이동할 수 있다.
주행제어부(113)는 주행 중에, 툴분리신호가 수신되고, 툴로부터 송신되는 툴위치신호가 수신되는 경우, 툴위치신호를 추적하여 툴의 위치로 이동하도록 한다. 주행부(250)는 주행제어부의 제어명령에 따라 툴의 위치로 이동하여 툴에 접근한다.
한편, 본체가 충전대 또는 툴의 위치를 향해 이동하는 중, 장애물인식부(111)는 사용자(인체)를 감지한다. 이때 장애물인식부(111)는 장애물감지유닛(100) 또는 영상획득부(170)로부터 입력되는 데이터를 분석하여, 등록된 인체, 예를 들어 특정 사용자에 대한 정보를 저장하여, 복수의 사용자 중 특정 사용자를 구분할 수 있다.
주행제어부(113)는 충전대 또는 툴의 위치로 이동하는 도중에 인체가 감지되는 경우, 인체를 향해 이동하도록 주행부를 제어한다. 툴은, 사용자에 의해 거치대로부터 분리되므로, 제어부(110)는 충전대 또는 툴의 위치로 이동하는 중에 감지되는 인체는 툴을 소유한 사용자로 판단할 수 있다. 또한, 복수의 사용자 중 특정 사용자를 구분하여 인식함으로써, 다른 인체가 감지되더라도 특정 사용자에 대하여 툴을 소유한 것으로 판단할 수도 있다.
본체(10)가 감지된 인체에 일정거리 접근하면, 툴장착을 위해 소정시간 대기한다.
감지된 인체가 툴을 소유하고 있는 경우, 사용자는 본체(10)가 대기하는 동안, 툴을 장착한다. 한편, 툴을 소유하지 않는 경우 사용자는 본체(10)를 지나쳐 이동하게 된다.
그에 따라 주행제어부(113)는 소정 시간 대기 후 툴 장착 여부를 판단한다. 또한, 주행제어부(113)는 툴을 재탐색할지 여부를 판단한다.
주행제어부(113)는 툴이 장착되지 않은 경우, 다시 기존 이동 목표인 충전대로 이동하도록 주행부를 제어한다. 또한, 툴의 위치신호가 수신되는 경우, 툴의 위치신호를 바탕으로 재이동할 수 있다.
주행제어부(113)는 이동 중에 장애물인식부(111)를 통해 인체가 감지되면, 앞서 설명한 바와 같이, 인체에 일정거리 접근한 후 소정시간 대기하는 것을 반복할 수 있다.
또한, 툴위치신호를 수신하는 경우 주행제어부(113)는 툴위치신호와 인체의 위치가 일정거리 이상 떨어져 있는 경우, 이동 중에 감지되는 인체는 무시하고 툴위치신호에 따라 주행을 계속 할 수 있다.
주행제어부(113)는 충전대 또는 툴의 위치에 도달하면 충전대 또는 툴의 위치에 일정거리 접근한다. 충전대(40) 또는 툴(60)의 위치에 도달하면 장애물 감지유닛(100) 또는 영상획득부(170)는 주변의 영상을 촬영하여 장애물을 감지하고, 장애물인식부(111)는 입력되는 데이터를 바탕으로 인체 또는 툴을 감지할 수 있다.
툴의 위치 주변에 인체가 위치하는 경우 주행제어부(113)는 인체에 일정거리 접근한 후 대기한다. 주행부는, 회전이 필요한 경우, 소정 각도 회전할 수 있다.
주행제어부(113)는 대기중에 툴(60)이 장착된 경우, 조작부를 통해 입력된 설정에 따라 설정된 동작을 수행하도록 주행부(250) 및 청소부(260)를 제어한다.
한편, 주행제어부(113)는 충전대 또는 툴의 위치에 도달한 후, 일정시간 대기한 후에도 툴이 장착되지 않는 경우, 배터리 잔량을 확인한 후 충전할지 주행을 계속 할지 여부를 판단한다. 충전이 필요한 경우 주행제어부(113)는 충전대(40)에 도킹하여 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 주행제어부(113)는 툴에 별도의 통신모듈이 구비되지 않은 경우, 충전대로부터 툴분리신호가 입력되면, 인접한 영역부터 순차적으로 영역의 중앙으로 이동하여 회전하면서 인체 또는 툴을 탐색한다. 제 1 영역에 인체 또는 툴이 감지되지 않는 경우, 다음 제 2 영역으로 이동하여, 제 2 영역의 중앙 지점으로 이동한 후 중앙지점에서 회전하면서 인체 또는 툴을 탐색한다.
인체가 감지되는 경우 앞서 설명한 바와 같이, 인체에 일정거리 접근한 후 대기한다. 툴이 장착되지 않는 경우 주행제어부는 다음 영역으로 이동하도록 주행부를 제어한다.
주행제어부(113)는 대기중에 툴(60)이 장착된 경우, 조작부를 통해 입력된 설정에 따라 기 설정된 동작을 수행하도록 주행부(250) 및 청소부(260)를 제어한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇, 거치대 및 충전대 간의 신호흐름이 도시된 도이다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1), 거치대(50), 충전대(40)는 데이터를 송수신한다.
거치대(50)는 충전대(40)로 신호를 전송하고, 충전대(40)는 이동 로봇(1)으로 신호를 전송한다. 경우에 따라 거치대(50)는 이동 로봇(1)으로 신호를 전송할 수도 있다. 이동 로봇(1)은 충전대의 복귀신호를 수신하고, 또한 복귀신호가 도달하지 않는 거리에서는 실내 영역 내에 형성된 네트워크, 예를 들어 WIFI 를 통해 충전대와 연결될 수 있다.
또한, 거치대(50)는 툴(60)이 장착되면, 장착신호를 전송할 수 있다.
거치대(50)에 거치된 툴(60)이 거치대(50)로부터 분리되면, 거치대(50)는 툴(60)의 분리되는 것을 감지하여 충전대(40)로 툴분리신호를 전송한다. 충전대(40)는 툴분리신호를 수신하면, 이동 로봇(1)으로 툴분리신호를 전송한다. 툴분리신호는 충전대복귀신호로 대체될 수 있다.
이동 로봇(1)은 충전대(40)에 도킹된 상태에서는 충전대로부터 분리되어 이동하고, 주행중인 경우에는 충전대롤 향해 이동한다. 이동 로봇(1)은 기 저장된 지도를 바탕으로 충전대로 이동할 수 있다. 또한, 이동 로봇(1)은 충전대복귀신호를 바탕으로 충전대로 이동할 수 있다.
이동 로봇은 거치대로부터 분리된 툴이 이동 로봇(1)에 장착될 수 있도록 이동한다. 또한, 이동 로봇(1)은 툴의 장착이 용이하도록 이동 로봇(1)이 이동한다.
이동 로봇(1)은 필요에 따라 지도를 바탕으로 영역을 주행하면서 툴 또는 툴을 소유한 사용자를 탐색할 수 있다. 툴이 분리되는 것을 감지하여 툴의 장착이 용이하도록 이동 로봇(1)이 이동한다.
도 4의(b)에 도시된 바와 같이, 툴(60)은 소정의 위치신호를 송신할 수 있다. 예를 들어 툴(60)은 UWB신호를 위치신호로써 송출할 수 있다. 이동 로봇(1)은 툴로부터 송신되는 UWB신호를 수신하여 툴의 위치를 판단할 수 있다.
위치신호를 송출하는 툴(60)이 거치대로부터 분리되면, 앞서 설명한 바와 같이 거치대는 충전대로, 충전대를 이동로봇으로 툴분리신호를 전송한다. 그에 따라 이동 로봇(1)은 충전대를 향해 이동하고, 이동하는 중에 툴위치신호를 수신하는 경우 툴위치신호를 추적하여 툴의위치로 이동한다.
이동 로봇(1)은 툴에 근접하거나, 주변에 인체가 감지되는 경우 해당 위치로 접근하여 일정시간 대기하며 툴이 장착되는지 여부를 판단한다.
예를 들어, 분리된 툴이 장착되면, 이동 로봇(1)은 설정된 동작을 수행한다. 장착된 툴이 물걸레패드인 경우 소정 영역에 대한 물걸레청소를 수행할 수 있다.
복수의 사용자 중 특정 사용자를 구분하여 인식함으로써, 다른 인체가 감지되더라도 특정 사용자에 대하여 툴을 소유한 것으로 판단할 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 툴 분리 감지에 따른 동작이 도시된 도이다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 충전대(40)에 도킹된 상태에서 거치대(50)에 거치된 제 1 툴(61)이 거치대로부터 분리되면, 거치대로부터 충전대로 부터 인가되는 툴분리신호에 따라 거치대(50)로부터 분리되어 소정거리 이동한다.
이동 로봇(1)이 충전대에 도킹된 상태에서는 툴을 장치하기 어려우므로, 소정거리 이동하여 거치대로부터 분리된다.
또한, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 충전대(40)로부터 소정거리 이동한 후, 툴 장착위치에 따라 회전 여부를 판단하여, 전진 이동 후, 그자리에서 소정각 회전할 수 있다.
예를 들어 이동로봇의 뒤편에 툴이 장착되는 경우, 장착이 용이하도록 제자리에서 회전할 수 있다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 툴 분리 감지에 따른 주행동작이 도시된 도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 영역을 주행중인 이동 로봇(1)은 거치대(50)로부터 제 1 툴(61)이 분리되면, 충전대로부터 송신된 툴분리신호를 수신하여 충전대(40)를 향해 이동한다.
이동 로봇(1)은 충전대(40)에 소정거리 접근하고, 일정시간 대기하여 사용자가 툴을 장착할 수 있도록 한다.
한편, 이동 로봇(1)은 툴분리신호에 따라 충전대로 이동하는 중, 장애물인식부(111)를 통해 인체가 감지되면, 인체에 일정거리 접근할 수 있다. 툴은 사용자에 의해 분리되므로, 감지된 인체가 툴을 가지고 있는 사용자인 것으로 인식하여 인체에 일정거리 접근한 후 대기할 수 있다. 또한, 복수의 사용자 중 특정 사용자를 구분하여 인식함으로써, 다른 인체가 감지되더라도 특정 사용자에 대하여 툴을 소유한 것으로 판단할 수도 있다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 툴 분리 감지에 따른 툴 탐색방법을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 실내 영역은 복수의 영역(X1 내지 X5)로 구성된다. 이동 로봇(1)은 실내 영역을 주행하면서, 그에 대한 지도를 생성하여 저장한다.
충전대(40)는 제 1 영역(X1)에 위치하는 것을 예로하여 설명한다. 거치대(50) 또한 충전대에 인접하거나 동일한 위치에 설치된다.
주행중, 이동 로봇(1)은 충전대로부터 툴분리신호를 수신한다.
이동 로봇(1)은 충전대(40)를 향해 이동하고 이동하면서 인체 또는 툴을 감지할 수 있다. 이동 로봇(1)은 충전대로 이동한 후, 인체 또는 툴이 감지되지 않으면 각 영역을 이동하며 인체 또는 툴을 탐색할 수 있다.
또한, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제 2 영역(X2)에 위치한 이동 로봇(1)은 즉시 충전대로 이동하지 않고, 인접한 영역부터 제 1루트(R1)에 따라 이동하면서 툴에 대한 탐색을 시작할 수 있다.
제 2 영역(X2)에 대한 탐색이 완료되면 제 5 영역(X5) 또는 제 1 영역(X1)으로 이동할 수 있다. 또한, 제 3 영역(X3), 제 4 영역(4)을 탐색할 수 있다.
또한, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 각 영역에서, 해당 영역의 중앙지점(P1 내지 P5)으로 이동하여 회전함으로써, 영역 내에 인체 또는 툴이 존재하는지 여부를 탐색한다.
예를들어 제 3 영역(X3)에서 중앙지점인 제 3 지점(P3)으로 이동하여 회전하면서 제 3영역에 위치하는 인체 또는 툴을 탐색한다.
이동 로봇(1)은 지정된 각도로 회전 후 정지하거나 중앙지점에서 연속으로 회전할 수도 있다.
이동 로봇(1)은 제 3 영역(X3)에서 인체를 감지하면, 인체에 일정거리 접근한 후, 툴이 장착되는 것을 대기한다. 툴은 통신기능 또는 신호송출기능이 구비되지 않으므로, 이동로봇은 인체를 감지하여 툴을 탐색할 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 툴의 위치신호를 바탕으로 툴에 접근하는 방법을 설명하는데 참조되는 도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 청소용 툴(60)에 신호송신기능이 구비될 수 있다. 제 1 툴(61)은 거치대(50)로부터 분리되면 즉시 툴위치신호를 송신한다.
그에 따라 이동 로봇(1)은 충전대의 툴분리신호를 수신하여 충전대로 이동할 수 있고, 이동하는 중에 툴위치신호가 수신되면, 제 2 루트(R2)에 따라 충전대가 아닌 툴위치신호를 추적하여 이동한다.
툴이 근거리에 위치하는 경우, 이동 로봇(1)은 툴로부터 툴위치신호를 수신하여 바로 툴의 위치로 이동할 수 있다.
그에 따라 제 2 영역(X2)에서 제 3 영역(X2)으로 이동할 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 충전 중, 툴 분리 감지에 따른 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 충전대(40)에 도킹되어 충전하며 청소명령을 대기할 수 있다(S310).
충전 중, 거치대(50)로부터 툴(60)이 분리되면, 거치대(50)는 충전대(40)로신호를 전송하고 충전대(40)는 이동 로봇(1)으로 툴분리신호를 전송한다. 통신부는 툴분리신호를 수신하고 제어부로 인가한다.
주행제어부(113)는 주행부를 제어하여 본체(10)가 충전대(40)로부터 분리되어 소정거리 이동하도록 한다(S330).
주행제어부(113)는 툴 분리 및 툴 장착에 대한 안내를 출력한다(S340). 안내는 음성안내일 수 있고, 경우에 따라 지정된 효과음이 출력될 수 있다.
이동 로봇(1)은 툴장착 위치에 따라 회전이 필요한지 여부를 판단하고(S350), 필요한 경우 소정각 회전한다(S360).
이동 로봇(1)은 소정 시간 대기한다.
대기 중, 툴이 장착되는지 여부를 감지하고(S370), 툴이 장착되면 설정된 명령을 수행한다(S400). 필요에 따라 툴에 따라 지정된 동작을 수행할 수도 있다.
한편, 대기 중 툴이 장착되지 않은 경우, 일정시간 경과 시(S380), 이동 로봇(1)은 충전대로 다시 복귀하여 재충전할 수 있다. 경우에 따라 이동 로봇(1)은 지도를 바탕으로 툴을 탐색할 수 있다.
또한, 대기중, 거치대로부터 장착신호가 송신되면, 이동로봇은 충전대로 복귀하여 재충전한다.
도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행 중, 툴 분리 감지에 다른 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 설정에 따라 주행하는 중, 충전대로부터 송신된 충전대 복귀 신호 또는 툴분리신호를 수신한다(S420).
주행제어부(113)는 충전대(40)로 이동하도록 주행부(250)를 제어한다(S430). 그에 따라 이동로봇은 현재 위치에서 충전대를 향해 이동한다.
이동 로봇(1)은 충전대에 일정거리 접근하고, 툴 장착에 대한 안내를 출력한다(S440).
회전이 필요한지 여부를 판단하고(S450), 회전하거나(S460) 해당 위치에서 일정시간 대기한다. 대기중 툴이 장착되면 설정된 동작을 수행한다(S520).
대기중 일정시간 동안 툴이 장착되지 않으면(S480), 이동로봇은 배터리 잔량을 확인하고 충전이 필요한지 여부를 판단한다(S490).
충전이 필요한 경우, 충전대(40)로 복귀하고(S510), 배터리를 충전 한 후 기 설정된 동작을 수행한다.
한편, 충전이 불필요한 경우에는 툴분리신호를 수신했던 주행위치로 복귀하여 기 설정된 동작을 수행한다(S500).
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 지도를 이용한 툴 탐색 및 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 주행 중, 충전대로부터 툴분리신호를 수신한다(S560). 이동 로봇(1)은 기 저장된 지도를 바탕으로, 현재위치를 판단하고, 현재위치를 기준으로 영역을 순차적으로 이동하며(S570) 툴 또는 인체를 감지한다(S580).
영역을 이동하는 중, 인체가 감지되면 이동 로봇(1)은 감지된 인체에 일정거리 접근한다(S590). 장애물인식부(111)는 장애물을 감지하고 인체인 경우 주행제어부(113)는 해당 위치로 일정거리 접근하도록 주행부를 제어한다.
또한, 이동로봇은, 복수의 사용자 중 특정 사용자를 구분하여 인식함으로써, 다른 인체가 감지되더라도 특정 사용자에 대하여 툴을 소유한 것으로 판단할 수도 있다. 이동하는 중 감지되는 인체가 특정 사용자인 경우 해당 사용자에게 접근하고, 그렇지 않은 경우에는 이동을 유지할 수 있다.
이동 로봇(1)은 인체에 접근한 후, 툴 장착에 대한 안내를 출력한다(S595).
회전이 필요한지 여부를 판단하고(S600), 회전하거나(S610) 해당 위치에서 일정시간 대기한다. 대기중 툴이 장착되면 설정된 동작을 수행한다(S660).
대기중 일정시간 동안 툴이 장착되지 않으면(S630), 이동로봇은 재탐색 여부를 판단한다(S640). 복수의 영역 중 이동하지 않은 영역이 있는 경우 재탐색이 필요한 것으로 판단하여 해당 n영역으로 이동한다(S570).
모든 영역을 이동하여 탐색 한 경우, 거치대에 툴이 거치된 경우에는 이전 주행위치로 복귀하여 기 설정된 동작을 수행한다(S650).
재탐색 중 인체가 감지되면, 앞서 설명한 바와 같이 인체에 접근하여 안내를 출력하고(S570 내지 S620), 툴이 장착되는 경우 설정된 명령을 수행한다(S660).
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 위치신호를 이용한 툴 탐색 및 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(1)은 주행중, 툴분리신호를 수신한다(S710).
툴분리신호를 수신한 후, 툴로부터 송신되는 툴위치신호가 수신되는 경우(S720), 이동 로봇(1)은 툴위치신호를 추적하여 툴위치로 이동한다(S730). 이동로봇은 툴위치신호에 따라 툴위치로 일정거리 접근한다(S740).
이동로봇은 툴위치에 접근한 후, 툴 장착에 대한 안내를 출력한다(S800).
툴이 장착되면(S810), 설정된 동작을 수행한다(S820).
한편, 툴위치에 접근한 후, 툴이 장착되지 않으면(S810) 재탐색 여부를 판단한다(S820). 재탐색 시, 툴위치신호의 수신 여부부터 다시 확인하고(S720), 툴위치신호가 수신되면 해당 신호에 따라 다시 이동하여 툴의 위치를 탐색한다(S730, S740).
한편, 툴분리신호가 수신된 후, 툴위치신호가 수신되지 않는 경우, 또는 재탐색 시 툴위치신호가 수신되지 않는 경우, 이동로봇은 충전대 또는 거치대를 향이 이동한다(S750).
충전대로 이동하는 중, 인체가 감지되면(S760), 인체로 일정거리 접근한다(S770). 이동 로봇(1)은 인체에 접근한 후, 툴 장착에 대한 안내를 출력한다(S800).
안내 출력 후 일정시간 대기하며 툴장착 여부를 감지하고(S810), 대기중 툴이 장착되면 설정된 동작을 수행한다(S820).
충전대로 이동하는 중, 충전대 도착 전에 툴위치신호가 감지되면, 툴위치신호에 따라 이동하고, 충전대에 도착하기까지 툴위치신호 또는 인체가 감지되지 않는 경우에는 충전대에 일정거리 접근하여 대기한다(S790).
대기중 안내를 출력하고, 일정시간 대기하며 툴장착 여부를 감지한다(S810). 대기중 툴이 장착되면 설정된 동작을 수행한다(S820).
일정시간 동안(S840) 툴이 장착되지 않으면 재탐색을 반복할 수 있다.
한편, 일정시간 동안(S840) 툴이 장착되지 않고 더 이상 재탐색하지 않는 경우, 배터리 잔량을 확인하고 충전이 필요한지 여부를 판단한다(S850).
충전이 필요한 경우, 충전대(40)로 복귀하고(S870), 배터리를 충전(S880)한 후 기 설정된 동작을 수행한다.
한편, 충전이 불필요한 경우에는 툴분리신호를 수신했던 주행위치로 복귀하여 기 설정된 동작을 수행한다(S860).
그에 따라 본 발명은 거치대로부터 툴이 분리되면 이를 인식하여 이동로봇이 장착이 용이한 위치로 자동으로 이동하여 사용자가 용이하게 툴을 장착할 수 있다.
사용자가 툴을 분리하면, 다른 영역을 주행중인 이동 로봇이 충전대방향으로 이동하거나 또는 인체를 감지하여 인체에 접근함으로써, 사용자가 이동하지 않더라도 이동로봇이 사용자를 찾아 이동하여 편리하게 툴을 장착하고 동작을 지정할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
1: 이동 로봇 10: 본체
40: 충전대 50: 거치대
60: 툴
100: 장애물 감지유닛 110: 제어부
111: 장애물인식부 113: 주행제어부
120, 130: 패턴 조사부 140: 패턴 획득부
150: 센서부 170: 영상획득부
180: 데이터부
250: 주행부 260: 청소부

Claims (24)

  1. 영역을 주행하는 본체;
    상기 본체에 장착되어 청소를 보조하는 툴;
    상기 툴이 거치되는 거치대;
    상기 본체가 이동할 수 있도록 동작전원을 공급하는 충전대;를 포함하고,
    상기 본체는, 상기 툴이 상기 거치대로부터 분리되어 상기 충전대로부터 툴분리신호를 수신하면, 상기 툴이 상기 본체에 장착될 수 있도록 상기 툴의 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 거치대는 상기 툴이 분리되면, 상기 툴분리신호를 상기 충전대로 전송하고,
    상기 툴이 거치되면 장착신호를 전송하며,
    상기 충전대는 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 본체로 상기 툴분리신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는 상기 충전대에서 배터리를 충전하는 도중, 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대로부터 분리되어 소정거리 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는, 주행 중 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대를 향해 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체는 상기 충전대를 향해 이동하는 중 인체가 감지되면, 상기 툴을 소유한 사용자로 인식하여 상기 인체에 접근하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 본체는 감지된 상기 인체가 등록된 사용자인지 여부를 판단하고,
    감지된 상기 인체가 상기 사용자인 경우 상기 사용자에게 접근하고,
    상기 사용자가 아닌 경우 이동을 계속하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 툴은 위치신호를 송신하는 통신모듈을 포함하고,
    상기 본체는 상기 툴로부터 툴위치신호를 수신하는 경우 상기 툴위치신호를 추적하여 상기 툴의 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는, 상기 툴분리신호가 수신되면, 기 저장된 지도를 바탕으로, 영역을 순차적으로 이동하며 사용자 또는 툴을 탐색하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 본체는 영역을 중심지점에서 회전하며, 영역 내에 상기 사용자가 위치하는지 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 툴은 UWB방식의 위치신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는 감지되는 인체, 상기 툴, 상기 충전대 중 어느 하나에 일정거리 접근 한 후 툴 장착에 대한 안내를 출력하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는 상기 툴이 장착되는 위치에 대하여 회전 여부를 판단하고, 소정각 회전하여 상기 툴이 장착되도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는 일정시간 대기하며 툴장착을 감지하고, 상기 툴이 장착되면 설정된 동작을 수행하고,
    일정시간 내에 툴이 장착되지 않으면 재탐색을 수행하거나 또는 기존 위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    주행방향의 장애물을 감지하는 감지수단;
    상기 충전대 또는 상기 툴로부터 신호를 수신하는 통신부,
    상기 감지수단으로부터 입력되는 복수의 영상데이터와 장애물에 대한 데이터가 저장되는 데이터부;
    상기 감지수단으로부터 입력되는 데이터에 대응하여 장애물을 인식하고, 상기 통신부를 통해 상기 충전대로부터 툴분리신호 또는 상기 툴의 툴위치신호가 수신되면, 상기 충전대 또는 상기 툴을 향해 이동하도록 주행을 제어하는 제어부;를 포함하는 이동 로봇.
  15. 거치대에 거치된 툴이 분리되는 단계;
    상기 거치대로부터 충전대로 상기 툴의 분리에 대한 신호를 송신하는 단계;
    상기 충전대가 툴분리신호를 이동로봇 본체로 송신하는 단계;
    본체가 상기 툴분리신호를 수신하는 단계; 및
    상기 툴이 장착될 수 있도록 상기 툴의 위치로 상기 본체가 이동하는 단계;를 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 충전대에서 배터리를 충전하는 도중, 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대로부터 분리되어 소정거리 이동하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    주행 중 상기 툴분리신호가 수신되면, 상기 충전대를 향해 이동하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 충전대를 향해 이동하는 중, 인체가 감지되면, 상기 툴을 소유한 사용자로 인식하여 상기 인체에 접근하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 인체가 기 등록된 사용자인지 판단하는 단계; 및
    상기 인체가 상기 사용자인 경우 상기 사용자에게 접근하고, 상기 사용자가 아닌 경우 이동을 계속하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 툴분리신호가 수신되면, 기 저장된 지도를 바탕으로, 복수의 영역을 순차적으로 이동하는 단계; 및
    각 영역에 대하여, 영역 내에 위치하는 인체 또는 상기 툴을 탐색하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 각 영역의 중심지점으로 이동하는 단계; 및
    상기 중심지점에서 회전하며, 상기 영역 내에 상기 사용자가 위치하는지 여부를 감지하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    분리된 상기 툴로부터 툴위치신호가 송신되는 단계;
    상기 툴위치신호를 수신하는 단계; 및
    상기 툴위치신호를 추적하여 상기 툴의 위치로 이동하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 본체의 이동 중 감지되는 인체, 상기 툴, 상기 충전대 중 어느 하나에 대하여, 일정거리 접근하는 단계;
    툴 장착에 대한 안내를 출력하는 단계; 및
    일정시간 대기하며 툴장착을 감지하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 툴이 장착되면 설정된 동작을 수행하는 단계;
    일정시간 내에 툴이 장착되지 않으면 재탐색을 수행하거나, 기존 위치로 복귀하는 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
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