KR20210061610A - 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법 - Google Patents

이동로봇 및 이동로봇의 제어방법 Download PDF

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KR20210061610A
KR20210061610A KR1020190149374A KR20190149374A KR20210061610A KR 20210061610 A KR20210061610 A KR 20210061610A KR 1020190149374 A KR1020190149374 A KR 1020190149374A KR 20190149374 A KR20190149374 A KR 20190149374A KR 20210061610 A KR20210061610 A KR 20210061610A
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백승민
주정우
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 명세서는 작업영역의 경계에 설치되는 와이어를 따라 매핑을 수행하는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법이 게시된다.
본 명세서에 게시되는 다양한 실시예에 의하면, 이동로봇의 작업영역을 설정할 시 이동로봇이 와이어를 따라 자율적으로 주행하기 때문에 사용자가 직접 이동로봇을 조종할 필요 없이 상기 작업영역에 해당하는 지도정보를 획득할 수 있다.

Description

이동로봇 및 이동로봇의 제어방법{Moving robot and controlling method for the same}
본 명세서에 게시되는 기술적 사상은 작업영역의 경계에 설치되는 와이어를 따라 매핑을 수행하는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법에 관한 것이다.
로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다. 이러한 로봇 중에서 자력으로 주행이 가능한 것을 이동 로봇이라고 한다. 가정의 야외 환경에서 사용되는 이동 로봇의 대표적인 예는 잔디 깎기 로봇이다.
잔디 깎기 장치(lawn mower)는 가정의 마당이나 운동장 등에 심어진 잔디를 다듬기 위한 장치이다. 이러한 잔디깎기 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 깎는 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 깎기 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 장치가 원하는 영역 내에 존재하도록 제어하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다.
상기 자동로봇타입의 잔디 깎기 장치는, 벽이나 가구 등에 이동 가능 영역이 제한되는 실내를 자율 주행하는 이동 로봇과 달리 이동 로봇의 이동 가능한 영역을 사전에 설정할 필요성이 있다.
특히 잔디 깎기 로봇의 경우, 잔디가 심어진 영역을 주행하도록 이동 가능한 영역을 제한할 필요성이 있다.
일반적으로 잔디 깎기 로봇이 주행하기 위한 영역을 설정할 시, 사용자가 와이어(Wire)와 앵커(Anchor)를 설치하여 작업영역의 경계를 설정한 후, 잔디 깎기 로봇을 상기 작업영역의 경계를 따라 이동시키면서 잔디가 심어진 작업영역에 대응하는 맵을 설정한다.
종래 기술(미국공개특허공보 US20180352735, 2018년 12월13일 공개)에서는 사용자가 잔디 깎기 로봇의 본체에 부착된 푸시바에 압력센서가 구비되어, 사용자 푸시바를 밀면서 잔디가 심어진 영역의 맵을 설정하는 내용이 게시되어 있다.
상기 종래 기술에 의하면, 잔디 깎기 이동 로봇이 주행하는 작업영역을 설정하기 위해 사람이 직접 잔디 깎기 장치를 작동시켜야 하는 번거로움이 있다.
공개특허: US20180352735(2018년 12월13일 공개)
따라서 본 문서에 의해 게시되는 다양한 실시예는, 상술한 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.
본 명세서의 다양한 과제 중 하나는, 이동로봇이 작업영역의 경계를 따라 자력으로 주행하며 작업영역에 대응하는 지도정보를 획득할 수 있는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 다양한 과제 중 하나는, 이동로봇이 작업영역의 경계를 설정하는 와이어 또는 앵커까지 자력으로 주행하여 작업영역에 대응하는 지도정보를 획득하기 위한 이동로봇의 위치설정을 수행할 수 있는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 과제를 해결하기 위한 다양한 실시예는, 이동로봇이 작업영역의 경계를 설정하는 와이어 또는 앵커를 인식한 후, 이동로봇이 상기 와이어 또는 앵커까지의 최단거리를 통해 이동하여 이동로봇이 와어어를 따라 주행하면서 작업영역에 해당하는 지도정보를 획득하기 위한 와이어와 이동로봇의 위치를 정렬할 수 있는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법을 제공한다.
본 명세서의 예시적인 실시예는, 이동로봇이 자력으로 와이어를 따라 주행하면서 와이어의 좌표 정보를 획득하여 작업영역에 해당하는 지도정보를 획득할 수 있는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법을 제공한다.
본 명세서의 예시적인 실시예는, 이동로봇이 자력으로 와이어를 따라 주행하는 중에 이동로봇과 와이어의 정렬 위치가 변경되었는지 여부를 확인하여 와이어와 이동로봇의 위치를 정렬시킬 수 있는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법을 제공한다.
본 명세서의 예시적인 실시예는, 와이어에 의해 작업영역이 설정되고, 상기 작업영역을 주행하는 이동로봇의 제어방법에 있어서, 상기 와이어를 인식하여, 상기 와이어의 위치를 판단하는 단계와 상기 와이어의 위치를 기준으로 상기 이동로봇의 위치를 정렬하는 정렬 단계와 상기 이동로봇의 위치를 정렬한 후, 상기 와이어를 따라 상기 이동로봇이 주행하면서 상기 와이어의 좌표 정보를 획득하는 제1주행 단계 및 상기 와이어의 좌표 정보로 상기 작업영역에 대응하는 맵 정보를 생성하는 매핑 단계를 포함하는 이동로봇의 제어방법을 제공한다.
상기 제1주행 단계는, 상기 와이어와 상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경되었는지 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 와이어와 상기 이동로봇의 정렬 위치에 따라 상기 이동로봇의 주행방향이 결정될 수 있다.
상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경된 경우, 상기 와이어를 인식하여 상기 정렬 단계를 수행할 수 있고, 상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경되지 않은 경우, 상기 이동로봇의 주행방향을 유지할 수 있다.
상기 제1주행 단계는, 상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경된 경우, 상기 이동로봇의 주행방향을 결정하는 방향 설정단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방향 설정단계는, 상기 와이어를 따라 이동로봇의 주행방향 유지가 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
상기 와이어의 위치를 판단한 후, 상기 이동로봇과 상기 와이어 간의 최단거리를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 이동로봇이 상기 최단거리를 따라 상기 와이어를 향해 주행하는 제2주행 단계를 포함할 수 있다.
상기 이동로봇이 상기 이동로봇에 도달하였는지 여부를 판단한 후, 상기 이동로봇이 와이어에 도달한 경우, 정렬 단계가 수행 될 수 있다.
본 명세서의 예시적인 실시예는, 외관을 형성하는 바디와 상기 바디의 양측에 각각 구비되어 회전하는 바퀴들 및 상기 바퀴들에 회전력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부와 상기 바디가 주행하는 작업영역의 경계를 따라 설치된 와이어를 감지하는 제1센서 및 상기 구동부를 제어하여 상기 바디를 주행시키는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1센서에서 감지된 정보를 이용하여, 상기 바디가 상기 와이어를 따라 주행하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동로봇을 제공한다.
상기 제어부는, 상기 와이어를 기준으로 상기 바디의 위치를 정렬하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 바디의 주행방향을 결정하여 상기 구동부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 와이어와 상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경되었는지 여부를 판단하고, 상기 정렬 위치가 변경된 경우, 상기 이동로봇이 상기 와이어를 따라 주행하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 바디의 주행방향을 결정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 바퀴들 사이에 상기 와이어가 위치되도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상기 와이어의 좌표 정보로 상기 작업영역에 대응하는 맵 정보를 생성할 수 있다.
상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.
본 명세서에 게시되는 다양한 실시예에 의하면, 이동로봇이 주행하는 작업영역을 설정할 시 사용자가 직접 상기 이동로봇을 조종할 필요 없이 상기 작업영역에 해당하는 지도정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도1은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 일실시예를 표현한 사시도.
도2는 도1의 저면도.
도3은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇이 와이어를 따라 주행하는 실시예를 나타낸 도면.
도4는 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어 관계를 나타낸 블록도.
도5는 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어방법을 표현한 블록도.
도6은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어방법을 표현한 블록도.
도7은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어방법을 표현한 블록도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
이하에서 언급되는 전(Front), 후(Rear), 좌(Left), 우(Right), 상(Upper), 하(Down)는 방향을 지칭하는 표현으로써 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들은 다르게 정의할 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
도1은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 일실시예를 표현한 사시도이고, 도2는 도1의 저면도이다.
이하 도1 및 도2를 참고하여 설명한다.
본 실시예의 이동로봇(1)은 외관을 형성하는 바디(10)를 포함한다. 바디(10)는 내부 공간을 형성한다. 이동로봇(1)은 주행면에 대해 바디(10)를 이동시키는 바퀴(20)를 포함한다. 이동로봇(1)은 상기 바디(10)가 주행면을 따라 이동하면서 잔디를 깎아내는 작업을 수행하는 블레이드(30)를 포함한다.
바디(10)는 이동로봇(1)의 저면을 형성하고, 바퀴(20), 모터(21), 블레이드(30) 등이 고정되는 프레임(11)을 포함한다. 프레임(11)의 배면에는 블레이드(30)에 회전력을 제공하는 블레이드 모터가 고정될 수도 있다. 프레임(11)은 그 밖에도 다른 여러 부품들을 지지하는 뼈대 구조를 제공한다. 프레임(11)은 보조바퀴(22) 및 바퀴(20)에 의해 주행면에 지지된다.
프레임(11)에는 보조바퀴(22)를 회전 가능하게 지지하는 캐스터(미도시)가 배치된다. 상기 캐스터는 프레임(11)에 대해 회전 가능하게 배치된다. 캐스터는 수직 축을 중심으로 회전 가능하게 구비된다. 캐스터는 프레임(11)의 하측에 배치된다. 한 쌍의 보조바퀴(22)에 대응하는 한 쌍의 캐스터가 구비된다.
바디(10)는 프레임(11)이 상부를 덮어줌으로써, 이동로봇(1)의 내부 공간을 형성하는 케이스(12)를 포함한다. 케이스(12)는 이동로봇(1)의 상부면, 및 전면, 후면, 좌면, 우면 측면을 형성한다.
바디(10)는 케이스(12)를 프레임(11)에 고정시키는 케이스 연결부(미도시)를 포함할 수도 있다. 케이스 연결부의 상단에 케이스(12)가 고정될 수 있다. 케이스 연결부는 프레임(11)에 유동 가능하게 배치될 수 있다. 케이스 연결부는 프레임(11)에 대해 상하 방향으로만 유동 가능하게 배치될 수 있다. 케이스 연결부는 소정 범위 내에서만 유동 가능하게 구비될 수 있다. 케이스 연결부는 케이스(12)와 일체로 유동함에 따라 케이스(12)는 프레임(11)에 대해 유동이 가능하다.
바디(10)는 전방부에 배치되는 범퍼(12a)를 포함한다. 범퍼(12a)는 이동로봇(1)의 전면에 설치되어 이동로봇(1)이 주행 중 외부의 장애물과 접촉 시, 충격을 흡수해 주는 기능을 수행한다. 범퍼(12a)는 바디(10)의 전면과 측면 중 일부를 커버하기 위해 전방면 및 좌우 측면이 서로 연결되어 형성되고, 범퍼(12a)의 전방면 및 측면은 라운드지게 연결된다. 범퍼(12a)는 고무와 같이 충격 흡수에 유리한 재질로 형성됨이 바람직하다.
바디(10)는 손잡이(13)를 포함한다. 손잡이(13)는 케이스(12)의 후측부에 배치될 수 있다. 손잡이(13)는 사용자에 의해 파지되는 구성으로써, 이동로봇(1)의 후측부에 바퀴(20), 모터(21), 배터리(미도시)와 같이 상대적으로 무거운 구성들이 구비되어 있으므로, 손잡이(13)는 상기 케이스(12)의 후측부에 배치되어 사용자가 이동로봇(1)을 보다 안정적으로 파지할 수 있다.
바디(10)는 이동로봇(1)에 내장되는 배터리(미도시)를 인출입하기 위한 배터리 커버(14)를 포함한다. 배터리 커버(14)는 프레임(11)의 하측면에 배치될 수 있다. 배터리 커버(14)는 프레임(11)의 후측부에 배치될 수 있다.
바디(10)는 이동로봇(1)의 전원을 On/Off 하기 위한 전원 스위치(15)를 포함한다. 전원스위치(15)는 프레임(11)에 배치될 수 있다.
바디(10)는 블레이드(30)의 중앙부의 하측을 가려주는 블레이드 커버(16)를 포함한다. 블레이드 커버(16)는 블레이드(30)의 원심 방향 부분의 날이 노출되되 블레이드(30)의 중앙부가 가려지도록 구비된다.
블레이드(30)는 회전축(30r)을 중심으로 회전함으로써, 원심 방향 부분의 날에 의해 잔디를 깎아내는 구성이다. 블레이드 커버(16)는 블레이드(30)의 중앙 부분을 커버함으로써, 사용자가 이동로봇(1)을 다룰 시 상기 블레이드(30)에 의해 안전사고가 발생하는 것을 방지한다. 또한 블레이드(30)의 회전축 부분에 잔디 이물질 등이 끼여 블레이드 모터(미도시)가 과부화 되는 것을 방지할 수 있다.
바디(10)는 높이 조절부(31) 및 높이 표시부(33)가 배치된 부분을 개폐시키는 제1커버(17)를 포함한다. 제1커버(17)는 케이스(12)에 힌지(hinge) 결합되어, 회동함으로써 열림 동작 및 닫힘 동작이 가능하게 구비된다. 제1커버(17)는 케이스(12)의 상측면에 배치된다. 제1커버(17)는 판형으로 형성되어 닫힘 상태에서 높이 조절부(31) 및 높이 표시부(33)의 상측을 덮어준다. 제1커버(17)는 닫힘 상태에서 상기 높이 표시부(33)를 사용자가 확인할 수 있도록 투명한 재질로 구비될 수 있다.
이동로봇(1)은 지면에 대한 블레이드(30)의 높이를 변경 가능하게 구비되어, 이동로봇(1)이 주행하면서 잔디를 깎는 높이를 변경할 수 있다. 상기 높이 조절부(31)는 상기 블레이드(30)의 높이 변경을 가능케 하는 구성으로써, 회전 가능한 다이얼로 구비될 수 있다. 사용자는 블레이드(30)의 높이를 변경하기 위해 상기 제1커버(17)를 열고, 상기 높이 조절부(31)를 회전함으로써, 블레이드(30)의 높이를 변경시킬 수 있다.
높이 표시부(33)는 블레이드(30)의 높이 수준을 표시할 수 있다. 높이 조절부(31)의 조작에 따라 블레이드(30)의 높이가 변경되면, 높이 표시부(33)가 표시하는 높이 수준도 대응되어 변경된다. 예로써, 높이 표시부(33)에서는 현재의 블레이드(30)의 높이 상태로 이동로봇(1)이 잔디 깎기를 수행한 후 예상되는 잔디의 높이 값이 예측되어 표시될 수 있다.
바디(10)는 디스플레이 모듈(37) 및 입력부(35)가 배치된 부분을 개폐시키는 제2커버(18)를 포함한다. 제2커버(18)는 케이스(12)에 힌지(hinge) 결합되어, 열림 동작 및 닫힘 동작이 가능하게 구비된다. 제2커버(18)는 케이스(12)의 상측면에 배치된다. 제2커버(18)는 제1커버(17)의 후방에 배치된다. 제2커버(18)는 판형으로 형성되어, 닫힘 상태에서 디스플레이 모듈(37) 및 입력부(35)를 덮어준다. 제2커버(18)는 닫힘 상태에서 상기 디스플레이 모듈(37)을 사용자가 확인할 수 있도록 투명한 재질로 구비될 수 있다.
제2커버(18)의 열림 가능 각도는 제1커버(17)의 열림 가능 각도에 비해 작도록 설정됨이 바람직하다. 왜냐하면, 제2커버(18)가 열림 상태에서 사용자가 제1커버(17)를 쉽게 열어 높이 조절부(31)를 조작할 수 있게 해주며, 제2커버(18)의 열림 상태에서도 사용자는 높이 표시부(33)의 내용을 시각적으로 용이하게 확인할 수 있다.
따라서, 제1커버(17)는 전단부를 중심으로 후단부가 상측으로 들어올려 열림 동작하고, 제2커버(18)는 전단부를 중심으로 후단부가 상측으로 들어올려져 열림 동작을 수행하며, 상기 제1커버(17)와 상기 제2커버(18)의 열림 동작은 서로 간섭되지 않도록 구비됨이 바람직하다.
디스플레이 모듈(37)은 케이스(12)의 상측부에 배치되어 사용자에게 상측 방향으로 정보를 출력한다. 예로써, 디스플레이 모듈(37)은 액정 표시(LCD: Thin film transistor liquidcrystal display)패널을 포함할 수 있다. 그 밖에도, 디스플레이 모듈(37)은, 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel)또는 유기 발광 디스플레이 패널(organic light emitting diode display panel) 등의 다양한 디스플레이 패널을 이용하여, 구현될 수 있다.
입력부(35)는 버튼(button), 다이얼(dial), 터치 디스플레이 등을 포함할 수 있다. 또한 입력부(35)는 음성 인식을 위한 마이크(미도시)를 포함할 수도 있다. 본 실시예의 입력부(35)는 케이스(12)의 상측부에 다수의 버튼이 배치된 구성으로 구비될 수 있다.
바퀴(20)는 이동로봇(1)의 좌측에 구비되는 바퀴(20a)와 우측에 구비되는 바퀴(20b)를 포함한다. 상기 한 쌍의 바퀴들은 좌우로 이격되어 배치되고, 바디(10)의 후측 하방부에 배치된다. 상기 한 쌍의 바퀴는 각각 독립적으로 회전 가능하게 구비됨이 바람직하다. 예를 들어, 상기 한 쌍의 바퀴가 같은 회전속도로 회전할 때, 바디(11)는 지면에 대해 전진 또는 후진 운동을 수행할 수 있다. 그리고 상기 바퀴(20a)와 상기 바퀴(20b)의 회전속도가 다르면, 바디(11)는 지면에 대해 회전 운동을 수행할 수 있다.
즉 상기 바퀴(20)는 이동로봇(1)의 주행에 직접적인 영향을 주는 구성이다.
상기 바퀴(30)는 모터(21)에 의해 동력을 전달받는다. 모터(21)는 상기 바퀴(20a)에 동력을 제공하는 모터(21a)와 상기 바퀴(20b)에 동력을 제공하는 모터(21b)가 각각 좌우로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 모터(21)는 바디(11)의 하측 후방부에 배치될 수 있다.
본 실시예에서는 바퀴(20a)와 바퀴(20b)는 각각 모터(21a)의 회전축 및 모터(21b))의 회전축에 직접 연결되나, 상기 바퀴들에 샤프트 등의 부품이 연결될 수도 있고, 기어나 체인 등에 의해 모터(21a,21b)의 회전력이 바퀴(20a, 20b)에 전달되게 구현될 수도 있다.
보조바퀴(22)는 상기 바퀴(20)와 함께 바디(11)를 지면으로부터 지지하는 구성으로써, 바디(11)의 전방측 하방부에 배치된다. 본 실시예의 보조바퀴(22)는 블레이드(30)의 전방에 배치된다. 상기 보조바퀴(22)는 모터에 의한 구동력을 전달받지 않는 바퀴로써, 바디(11)를 지면에 대해 보조적으로 지지하는 역할을 수행한다. 보조바퀴(22)의 회전축을 지지하는 캐스터는 수직한 축에 대해 회전 가능하게 프레임(11)에 결합된다. 상기 보조바퀴(22)는 좌측에 배치된 보조바퀴(22a)와 우측에 배치된 보조바퀴(22b)를 포함한다.
도3은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇이 와이어를 따라 주행하는 실시예를 나타낸 도면이고, 도4는 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어 관계를 나타낸 블록도이다.
이하 도1 내지 도4를 참고하여 설명한다.
바디(10)의 전방에는 전방센서(42)가 배치될 수 있고, 바디(10)의 후방에는 후방센서(41)가 배치될 수 있다.
전방센서(42)는 이동로봇(1)의 전방 측에 배치되어 전방으로부터 송신되는 원격신호를 수신할 수 있으며, 후방센서(41)는 이동로봇(1)의 후방 측에 배치되어 후방으로부터 송신되는 원격신호를 수신할 수 있다.
이동로봇(1)은 외부의 단말기(8), 서버, 공유기 등과 통신할 수 있는 통신부(40)가 설치될 수 있다. 통신부(40)는 UWB, Wi-Fi, Blue tooth 등과 같은 무선 통신 기술로 이동로봇(1)과 외부의 단말기(8) 등 사이를 무선 통신할 수 있도록 구현될 수 있다. 상기 통신부(40)는 통신하고자 하는 다른 장치 또는 서버의 통신 방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.
무선 근거리 통신수단으로써 본 실시예는 초 광대역 무선 디지털 펄스(Ultra-Wide-Band, 이하 'UWB'라 칭함.)가 적용될 수 있다. 상기 UWB 모듈은 속도, 전력소모, 거리 측정 정확도, 투과력 면에서 장점이 많아 이동로봇(1)의 상대적인 거리 측정 센서로 장점이 있다. 그러나, 본 실시예의 통신수단으로써 상기 UWB 모듈로 한정하는 것은 아니며, 상술한 다양한 무선통신 기술이 사용될 수 있음은 물론이다.
전방센서(42)는 이동로봇(1)의 주된 주행 방향인 전방 측에 배치되어 장애물을 감지하는 센서(56)가 구비될 수 있다. 장애물 감지 센서(56)는 이동로봇(1)의 주행방향 선상 또는 이동로봇(1)의 주변에 위치하는 장애물을 감지한다. 장애물 감지 센서(56)는, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서 등을 포함할 수 있다.
전방센서(42)는 이동로봇(1)의 주된 주행 방향인 전방 측에 배치되어 바닥면과의 상대적인 거리를 감지하는 클리프 센서(56)가 구비될 수 있다. 클리프 센서(56)는 주행면에 대한 이동로봇의 높이를 감지하거나, 주행면에서 반사되어 입사되는 빛의 양을 감지할 수 있다.
방위각 센서(55)는 자이로(Gyro) 감지 기능을 구비할 수 있다. 방위각 센서(55)는 가속도 감지 기능을 더 구비할 수도 있다. 상기 방위각 센서(55)는 상기 각각의 기능을 수행하기 위한 자이로 센서(55a)와 가속도 센서(55b)를 포함할 수 있다.
자이로 센서(55a)는 바디(10)의 수평의 회전 속도를 감지할 수 있다. 자이로 센서(55a)는 바디(10)의 수평면에 대한 기울임 속도를 감지할 수 있다. 자이로 센서(55a)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 자이로(Gyro) 감지 기능을 구비할 수 있다. 자이로 센서(55a)에서 수집된 정보는 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw) 정보일 수 있다. 각각의 방위의 각속도를 적분하여 이동로봇(1)의 방향각 산출이 가능하다.
가속도 센서(55b)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도 감지 기능을 구비할 수 있다. 소정의 처리 모듈이 가속도를 적분함으로써 속도를 산출하고, 속도를 적분함으로써 이동 거리를 산출할 수 있다.
상기 방위각 센서(55)는 클리프 센서(52)와 함께 이동로봇(1)의 주행면에 존재하는 낙차가 큰 바닥면을 감지할 수 있다.
GPS 센서(52)는 GPS(Global Positioning System) 신호를 감지하기 위해 구비될 수 있다. GPS 센서(52)는 이동로봇(1) 내부에 설치되는 전장부의 PCB를 이용하여 구현될 수 있다. GPS 센서(52)에 의해 실외에서 이동로봇(1)의 위치를 파악할 수 있다.
상기 센서들 외에, 이동로봇(1)의 주행제어, 외부모듈과의 통신 등을 위한 다수의 부품들이 포함되어 있는 전장부가 이동로봇(1)의 내부에 설치될 수 있다. 상기 전장부는 상기 이동로봇(1)의 성능에 따라 이동로봇(1)의 제품별 카테고리 등에 따라 제작 시 설치되어 출고될 수 있다.
바디(10)의 전방에는 와이어 감지 센서(50)와 전방센서(42)가 배치된다. 와이어 감지 센서(50)는 이동로봇(1)의 주된 주행 방향인 전방의 와이어(2)를 감지하며 바디(10)와 와이어(2)의 상대적인 위치를 감지하기 위해 좌우로 이격되어 배치되는 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53)를 포함한다.
제1감지센서(51)는 바디(10)의 전방 좌측에 배치될 수 있고, 상기 제2감지센서(53)는 바디(10)의 전방 우측에 배치될 수 있다. 상기 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53) 사이에는 전방센서(42)가 배치될 수 있다.
제1감지센서(51)는 와이어(2)와 상기 바디(10)의 좌측부에 대한 상대적인 거리를 측정할 수 있다. 제2감지센서(53)는 와이어(2)와 상기 바디(10)의 우측부에 대한 상대적인 거리를 측정할 수 있다. 따라서 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53)에 의해 와이어(2)와 바디(10)의 상대적 위치 관계를 파악할 수 있다.
상기 이동로봇(1)은 제어부(6)가 구동부(7)를 제어하여, 상기 와이어(2)가 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53)의 사이에 위치되도록 상기 와이어(2)와의 상대적인 위치를 정렬하면서 주행할 수 있다.
상기 와이어(2)는 이동로봇(1)의 작업영역의 경계를 설정하는 구성으로써, 상기 이동로봇(1)은 상기 와이어(2)를 따라 주행하면서 상기 와이어(2)의 좌표 정보로 상기 작업영역에 대응하는 지도 정보를 생성할 수 있다.
상기 지도 정보 생성에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 초기 작업영역의 지도 획득 단계에서, 로봇이 직접 주행하지 않고, 롤러에 UWB 장치 등을 장착하여 작업영역의 지도 정보를 획득(롤러 매핑)할 수도 있고, 또는 앵커(Anchor)를 사람이 잡고 작업영역의 경계를 돌면서 작업영역의 지도 정보를 획득(앵커 매핑)할 수도 있다. 즉, 초기 작업영역의 지도 생성, 획득 단계에는 다양한 방식이 사용될 수 있다.
그러나, 롤러 매핑의 경우, 상기 UWB 장치에 의해 획득한 대량의 정보를 로봇에게 전송해야 하는 문제, 사람에 의해 앵커 신호의 간섭이 생겨 위치 오차가 발생할 수 있는 문제 등이 있다.
앵커 매핑의 경우, 앵커를 모두 셋팅하고 지도정보를 획득해야 하기 때문에 외부 환경에 따라 추가적인 앵커가 필요할 수 있으며, 사람에 의한 앵커 신호 간섭이 생겨 위치 오차가 발생할 수 있는 문제 등이 있다.
따라서, 본 실시예의 이동로봇(1)은 작업영역의 경계를 설정하는 와이어(2)를 따라 자율적으로 주행함으로써 보다 용이하게 정확한 지도정보를 획득할 수 있다.
본 실시예의 이동로봇(1)은 실외에서 주행하므로, 작업영역의 경계를 기 설정할 필요가 있다. 왜냐하면, 실내에서 이동하는 이동로봇의 경우 벽, 가구 등에 의해 작업영역의 경계가 설정되는 것과 달리 본 실시예의 이동로봇(1)은 실외에서 작업영역의 경계를 설정해야 하기 때문이다.
와이어(2)와 앵커(3)는 이동로봇(1)이 주행하면서 잔디를 깎아내는 영역 즉, 작업영역의 경계를 설정한다. 사용자에 의해 작업영역의 테두리의 일 점에 앵커(3)가 삽입되고 상기 앵커(3)를 따라 와이어(2)가 설치될 수 있다. 앵커(3)와 앵커 사이의 와이어(2)는 페그(peg)와 같은 부재에 의해 바닥면에 매설 없이 고정시킬 수 있다. 상기 와이어(2)는 작업영역의 경계를 설정하므로, 실외에 존재하는 장애물(4)을 고려하여 설치될 수 있다.
이동로봇(1)의 주행 중에 상기 와이어(2)가 블레이드(30), 바퀴(20) 등에 의해 끼이는 현상을 방지하기 위해 제어부(6)는 와이어(2)가 상기 제1감지센서(51)와 소정거리(50L) 떨어진 곳에 위치하도록 구동부(7)를 제어할 수 있다. 그리고 제어부(6)는 와이어(2)가 상기 제2감지센서(53)와 소정거리(50R) 떨어진 곳에 위치하도록 구동부(7)를 제어할 수 있다.
상기 와이어(2)와 제1감지센서(51) 사이의 거리(50L)와 상기 와이어(2)와 제2감지센서(53) 사이의 거리(50R)는 동일함이 바람직하며, 따라서 상기 와이어(2)는 상기 블레이드(30)의 회전축(30r)을 지나고, 바퀴(20a)와 바퀴(20b)의 중앙에 위치할 수 있다.
이동로봇(1)은 실외의 어느 한 지점(1a)에 위치할 수 있다. 상기 지점(1a)은 와이어(2)에 의해 구획되는 작업영역 경계 밖을 의미하고, 상기 이동로봇(1)은 상기 지점(1a)으로부터 상기 작업영역의 경계까지 이동할 수 있다. 따라서, 작업영역에 대응하는 지도 정보를 획득하기 위한 초기 설정 위치(1b)에 도달할 수 있다.
이동로봇(1)이 지도 정보를 획득하기 위한 초기 설정 위치(1b)에 도달한 후, 또는 도달함과 동시에 상기 와이어(2)의 위치를 기준으로 이동로봇(1)의 위치를 정렬할 수 있다. 상기 이동로봇(1)의 위치를 정렬하는 것은, 상술한 바와 같이 상기 와이어(2)가 상기 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53) 사이에 위치되도록 함을 의미하며, 와이어(2)가 바퀴(20a)와 바퀴(20b) 사이의 중앙에 위치하여 블레이드(30)의 회전축(30r)을 지나도록 위치시키는 것이 바람직하다.
이하 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치는 상기 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53)의 사이에 와이어(2)가 배치됨을 의미한다.
상기 초기 설정 위치(1b)에서부터 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행한다. 와이어(2)는 앵커(3)와 앵커(3) 사이를 이으며 배치될 수 있다. 따라서 앵커(3)를 기점으로 와이어(2)는 굴곡되어 배치될 수 있다. 즉, 실외에 존재하는 장애물(4)에 의해 작업영역은 굴곡 형성될 수 있다. 와이어(2)와 앵커(4)는 상기 장애물(4)을 회피하며 설치되어 상기 작업영역은 굴곡진 부분이 형성될 수 있다.
이동로봇(1)과 와이어(2)의 상대적인 정렬 위치는 상기 이동로봇(1)이 상기 와이어(2)가 굴곡되어 배치된 부분(1c,1e,1f)을 지나면서 변경될 수 있다. 이동로봇(1)의 전방에 배치된 와이어 감지 센서(50)에 의해 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경될 경우, 제어부(6)는 구동부(7)를 제어하여 이동로봇(1)의 주행방향을 변경할 수 있다.
물론, 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경되지 않은 경우 제어부(6)는 구동부(7)를 제어하여 이동로봇(1)의 주행방향 유지를 결정할 수도 있다. 즉, 상기 와이어 감지 센서(50)에 의해 와이어(2)를 감지하는 것은, 이동로봇(1)의 주행 중 지속적으로 이루어지며, 업데이트되는 정보에 따라 제어부(6)가 구동부(7)를 제어하여 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 주행한다.
상기 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치 변경은 이동로봇(1)이 장애물을 등반하면서 발생(1d)할 수도 있다.
예를 들어, 실외의 바닥에 존재하는 나뭇가지, 돌 등은 등반 가능한 장애물로써, 이동로봇(1)은 장애물 감지 센서(56)에 의해 획득한 정보에 따라 상기 장애물의 등반 여부를 판단할 수 있다. 이동로봇(1)이 상기 장애물을 등반 할 시, 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치는 변경될 수 있다. 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치가 변경될 경우, 와이어 감지 센서(50)를 통해 와이어(2)를 인식하고, 제어부(6)는 구동부(7)를 제어하여, 상기 와이어(2)가 정위치에 구비될 수 있도록 이동로봇(1)과 와이어(2)의 위치를 정렬할 수 있다.
이 경우 이동로봇(1)이 상기 와이어(2)가 굴곡되어 배치된 부분(1c,1e,1f)을 지나면서 주행방향이 변경되는 것과 달리, 주행방향은 유지되고, 이동로봇(1)이 상기 장애물을 등반하면서 와이어(2)와의 정렬 위치가 변경된 것만을 수정한다.
상기 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 이동하면서 수집한 정보는 메모리(61)에 저장되어 제어부(6)에 의해 작업영역에 대응하는 지도정보를 획득할 수 있다. 또한, 메모리(61)는 외부 환경에 대한 정보를 저장할 뿐만 아니라 기 설정된 프로그래밍 정보가 저장되어 사용자의 조작에 의해 이동로봇(1)이 다양한 모드를 수행할 수도 있다.
출력부(63)는 디스플레이 모듈(37)에 이동로봇(1)의 다양한 정보를 표시함으로써, 사용자가 상기 다양한 정보를 이동로봇(1)의 외부에서 확인할 수 있도록 한다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(37)에는 이동로봇(1)의 주행 가능한 시간, 거리, 배터리의 잔량, 이동로봇의 주행모드 등이 표시될 수 있다.
출력부(63)는 높이 표시부(33)에 블레이드(30)의 높이 수준을 표시할 수 있다. 높이 조절부(31)의 조작에 따라 블레이드(30)의 높이가 변경되면, 높이 표시부(33)가 표시하는 높이 수준도 대응되어 변경될 수 있다.
구동부(7)는 이동로봇(1)의 주행을 위해 바퀴(20)에 동력을 전달하는 제1모터(21)와 블레이드(30)에 동력을 전달하는 제2모터(23)를 포함할 수 있다. 상기 제1모터(21)와 제2모터(23)는 독립적으로 제어됨이 바람직하다. 예를 들어, 본 실시예의 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 작업영역의 주행 시, 제1모터(21)에 의한 동력제공만 필요할 뿐, 제2모터(23)에 의한 동력제공은 필요치 않다. 만약 제2모터(23)에 의해 블레이드(30)가 회전한다면, 와이어(2)가 상기 블레이드(30)에 의해 잘리거나, 손상될 수 있다.
물론, 본 실시예의 이동로봇(1)은 와이어(2)가 블레이드(30)의 회전축(30r)에 위치되도록 제어되며, 와이어(2)를 따라 주행하기 때문에, 블레이드(30)에 와이어(2)가 손상되는 것을 방지할 수 있으나, 이동로봇(1)과 와이어(2) 사이의 정렬위치가 변경되는 경우에는 와이어(2) 또는 블레이드(30)의 손상이 발생할 수 있다. 따라서 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 작업영역을 매핑 시, 제2모터(23)는 구동하지 않는 것이 바람직하다.
도5는 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어방법을 표현한 블록도이다.
이하 도1 내지 5를 참고하여 설명한다.
본 실시예의 제어방법(100a)은, 이동로봇(1)이 실외의 어느 한 지점(1a)에 위치할 때, 작업영역의 경계까지 이동하는 흐름을 나타낸 것이다. 상기 한 지점(1a)은 작업영역 밖의 영역 중 어느 한 지점을 의미한다.
이동로봇(1)은 와이어(2)의 위치를 파악(101)한다. 상기 와이어(101)의 위치를 파악하는 것은, 이동로봇(1)과 와이어(2)의 상대적인 위치를 판단하여 수행될 수 있고, 또는 앵커(3)의 위치를 판단한 후, 앵커(3) 사이를 가로지르는 가상의 선의 위치를 판단하여 수행될 수 있다.
상기 와이어(2)의 위치를 파악(101)한 후, 이동로봇(1)은 와이어(2) 또는 앵커(3)까지의 최단거리를 판단(102)한다. 상기 최단거리를 판단하는 것은, 다양한 거리 측정 센서를 이용하여 상기 이동로봇(1)으로부터 상기 인식된 와이어(2)까지의 최단거리를 판단하거나, 또는 상기 이동로봇(1)으로부터 상기 인식된 앵커(3)까지의 최단거리를 판단하여 수행될 수 있다.
상기 이동로봇(1)은 상기 와이어(2) 또는 앵커(3)까지의 최단거리를 판단(102)한 후 상기 최단거리를 따라 주행하는 제2주행 단계(103)를 수행한다.
상기 이동로봇(1)이 상기 최단거리를 따라 주행(103)한 후, 상기 이동로봇(1)은, 와이어(2)에 도달하였는지 여부(110a)를 판단한다. 상기 이동로봇(1)은 앵커(3) 또는 와이어(2)까지의 최단거리를 따라 이동한다. 따라서 상기 와이어(2)까지의 최단거리를 통해 작업영역의 경계선에 도달한 경우와 상기 앵커(3)까지의 최단거리를 통해 작업영역의 경계선에 도달한 경우를 모두 고려해야 하기 때문이다.
이동로봇(1)이 와이어(2)에 도달하였는지 여부(110a)는 기 설정된 다양한 기준에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 와이어 감지 센서(50)에 의해 감지되는 반경 내에 와이어(2)가 위치하는지 여부를 기준으로 상기 반경 내에 와이어(2)가 도달한 경우, 이동로봇(1)은 와이어(2)에 도달하였다고 판단할 수 있다. 즉, 이동로봇(1)이 와이어(2)에 도달하였는지 여부를 판단하면 족하며, 반드시 와이어(2)를 기준으로 이동로봇(1)이 정렬될 필요는 없다.
이동로봇(1)이 와이어(2)에 도달한 경우, 이동로봇(1)은 와이어(2)를 기준으로 정렬하는 정렬단계(111)가 수행된다. 이동로봇(1)이 와이어(2)에 도달하지 않은 경우, 이동로봇(1)은 와이어(2)의 위치를 파악(101)하는 단계가 반복 수행된다.
상기 정렬단계(111)는 상술한 바와 같이, 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53)의 사이에 와이어(2)가 위치하도록 이동로봇(1)이 와이어(2)를 기준으로 정렬되는 것을 의미한다.
도6은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어방법을 표현한 블록도이다. 이하 도1 내지 도6을 참고하여 설명한다.
본 실시예의 제어방법(100)은, 이동로봇(1)이 작업영역의 경계를 정의하는 와이어(2)를 따라 주행하면서, 장애물을 등반 할 시 발생할 수 있는 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치를 수정하는 흐름을 나타낸 것이다.
본 실시예의 제어방법(100)은, 이동로봇(1)이 상기 와이어(2)를 따라 작업영역의 경계로 정의되는 폐곡선, 폐루프를 주행하면서 작업영역에 대응하는 맵 정보를 획득하는 흐름을 나타낸 것이다.
이동로봇(1)은 와이어 감지 센서(50)를 통해 와이어(2)의 위치를 인식(110)한다.
이동로봇(1)은 와이어(2)의 위치를 인식(110)한 후, 상기 와이어(2)의 위치를 기준으로 이동로봇(1)의 위치를 정렬하는 정렬단계(111)가 수행된다. 상기 정렬단계(111)에서는 상기 와이어(2)가 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53) 사이에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53) 사이의 중앙에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 이동로봇(1)의 양측에 구비되는 각각의 바퀴들(20a.20b) 사이에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 상기 바퀴들(20a.20b) 사이의 중앙에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 상기 블레이드(30)의 회전축(30r)을 가로지며 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)가 정렬되는 위치들 중 적어도 둘 이상은, 동일한 위치를 의미할 수 있음은 물론이다.
상기 정렬단계(111)에서 와이어 감지센서(50)를 통해 와이어(2)의 위치를 파악한 후, 제어부(6)는 상기 와이어(2)의 위치정보를 바탕으로 구동부(7)를 제어하여 이동로봇(1)의 위치를 제어한다.
상기 정렬단계(111) 후 이동로봇(1)은 와이어를 따라 주행하면서 상기 와이어(2)의 좌표 정보를 획득하는 제1주행 단계(112)를 수행한다.
상기 제1주행 단계(112)에서는 상기 이동로봇(2)이 와이어(2)를 기준으로 위치가 정렬된 상태에서, 상기 와이어(2)를 따라 작업영역의 경계를 주행한다. 상기 이동로봇(1)은 상기 와이어(2)의 좌표 정보를 획득하여 상기 와이어(2)에 의해 경계가 정의되는 작업영역의 지도정보를 획득한다.
상기 작업영역은 상기 와이어(2)에 의해 폐곡선, 폐루프 등을 형성하므로, 상기 획득한 와이어(2)의 좌표 정보는 상기 메모리(61)에 저장되어 소정의 처리모듈에 의해 작업영역을 지도정보를 획득하는데 사용될 수 있다.
상기 획득한 와이어(2)의 좌표 정보는 외부 단말기(8)에 실시간으로 전송되어, 외부 단말기(8)를 통해 작업영역의 지도정보를 생성한 후, 이동로봇(1)에 상기 지도정보를 송신할 수도 있다.
즉, 본 실시예는 지도정보를 생성하는 방법에 대해 한정하지 않으며, 상기 이동로봇(1)이 상기 와이어(2)를 따라 주행하면서 얻는 정보를 활용하여 다양한 방법에 의해 작업영역에 대응하는 지도정보를 획득할 수 있다.
상기 제1주행단계(112) 중에 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경되었는지 여부를 판단(1121)한다. 상기 정렬위치의 변경여부 판단 단계(1121)는 상기 이동로봇(1)에 소정의 충격이 가해진 경우에 수행될 수도 있고, 또는 이동로봇(1)의 주행 중에 지속적으로 수행될 수도 있다.
상기 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경된 경우, 와이어(2)의 위치를 인식(110)하는 단계가 수행되고 상기 와이어(2)의 위치를 판단한 후의 과정은 상술한 과정이 반복 수행된다.
상기 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경되지 않은 경우, 이동로봇(1)은 기 주행방향을 유지하면서 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 주행(1122)한다. 물론, 상기 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 주행(1122)하는 단계에서 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치는 유지된다.
상기 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행한 후, 작업영역에 대응하는 지도 정보를 생성 가능한지 여부를 판단(113)한다.
상기 이동로봇(1)은 상기 와이어(2)를 따라 주행함으로써, 상기 작업영역에 대응하는 지도정보의 생성이 가능한 경우, 작업영역에 대응하는 지도정보를 생성하는 매핑 단계(114)를 수행하고, 상기 작업영역에 대응하는 지도정보를 생성하지 못할 경우, 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 정렬위치를 유지하면서 주행하는 제1주행단계(112)가 반복 수행된다.
본 실시예의 정렬단계(111)는 와이어(2)를 기준으로 이동로봇(1)의 위치를 정렬하기 때문에 이동로봇(1)의 주행방향이 변경될 수 있음은 물론이다.
본 도면에서 설명되는 제어방법(100)은 상기 도5에서 설명된 제어방법(100a)과 순차적으로 수행될 수 있다. 상기 제어방법(100a)에서 와이어를 기준으로 이동로봇을 정렬하는 단계(111)는 본 도면에서 설명되는 제어방법(100)의 정렬단계(111)를 의미할 수 있다.
도5에서 설명된 제어방법(100a)과 본 도면에서 설명되는 제어방법(100)은 시간적 순서 상에 선후 관계로 설정될 수 있다. 즉 도5에서 설명된 제어방법(100a)은 작업영역 밖에 위치하는 이동로봇(1)이 작업영역의 매핑을 수행하기 위해 와이어(2)에 도달한 후, 와이어(2)를 기준으로 위치를 정렬하는 것이므로, 상기 이동로봇(1)이 와이어(2)를 기준으로 위치를 정렬한 후, 본 도면에서 설명되는 제어방법(100)이 수행될 수 있음은 물론이다.
도7은 본 명세서에서 게시되는 이동로봇의 제어방법을 표현한 블록도이다. 이하 도7을 참고하여 설명한다.
본 실시예의 제어방법(100b)은, 이동로봇(1)이 상기 와이어(2)를 따라 작업영역의 경계로 정의되는 폐곡선, 폐루프를 주행하면서 작업영역에 대응하는 맵 정보를 획득하는 흐름을 나타낸 것이다.
본 실시예의 제어방법(100b)은, 이동로봇(1)이 작업영역의 경계를 정의하는 와이어(2)를 따라 주행하면서, 장애물을 등반 할 시 발생할 수 있는 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치를 수정하는 흐름을 나타낸 것이다.
이동로봇(1)은 와이어 감지 센서(50)를 통해 와이어(2)의 위치를 인식(110)한다.
이동로봇(1)은 와이어(2)의 위치를 인식(110)한 후, 상기 와이어(2)의 위치를 기준으로 이동로봇(1)의 위치를 정렬하는 정렬단계(111)가 수행된다. 상기 정렬단계(111)에서는 상기 와이어(2)가 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53) 사이에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 제1감지센서(51)와 제2감지센서(53) 사이의 중앙에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 이동로봇(1)의 양측에 구비되는 각각의 바퀴들(20a.20b) 사이에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 상기 바퀴들(20a.20b) 사이의 중앙에 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)는 상기 블레이드(30)의 회전축(30r)을 가로지며 위치되도록 이동로봇(1)의 위치를 정렬한다. 상기 와이어(2)가 정렬되는 위치들 중 적어도 둘 이상은, 동일한 위치를 의미할 수 있음은 물론이다.
상기 정렬단계(111)에서 와이어 감지센서(50)를 통해 와이어(2)의 위치를 파악한 후, 제어부(6)는 상기 와이어(2)의 위치정보를 바탕으로 구동부(7)를 제어하여 이동로봇(1)의 위치를 제어한다.
상기 정렬단계(111)에서 와이어 감지센서(50)를 통해 와이어(2)의 위치를 파악한 후, 제어부(6)는 상기 와이어(2)의 위치정보를 바탕으로 구동부(7)를 제어하여 이동로봇(1)의 위치를 제어한다.
상기 정렬단계(111) 후 이동로봇(1)은 와이어를 따라 주행하면서 상기 와이어(2)의 좌표 정보를 획득하는 제1주행 단계(112)를 수행한다.
상기 제1주행 단계(112)에서는 상기 이동로봇(2)이 와이어(2)를 기준으로 위치가 정렬된 상태에서, 상기 와이어(2)를 따라 작업영역의 경계를 주행한다. 상기 이동로봇(1)은 상기 와이어(2)의 좌표 정보를 획득하여 상기 와이어(2)에 의해 경계가 정의되는 작업영역의 지도정보를 획득한다.
상기 작업영역은 상기 와이어(2)에 의해 폐곡선, 폐루프 등을 형성하므로, 상기 획득한 와이어(2)의 좌표 정보는 상기 메모리(61)에 저장되어 소정의 처리모듈에 의해 작업영역을 지도정보를 획득하는데 사용될 수 있다.
상기 획득한 와이어(2)의 좌표 정보는 외부 단말기(8)에 실시간으로 전송되어, 외부 단말기(8)를 통해 작업영역의 지도정보를 생성한 후, 이동로봇(1)에 상기 지도정보를 송신할 수도 있다.
즉, 본 실시예는 지도정보를 생성하는 방법에 대해 한정하지 않으며, 상기 이동로봇(1)이 상기 와이어(2)를 따라 주행하면서 얻는 정보를 활용하여 다양한 방법에 의해 작업영역에 대응하는 지도정보를 획득할 수 있다.
상기 제1주행단계(112) 중에 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경되었는지 여부를 판단(1121)한다. 상기 정렬위치의 변경여부 판단 단계(1121)는 상기 이동로봇(1)에 소정의 충격이 가해진 경우에 수행될 수도 있고, 또는 이동로봇(1)의 주행 중에 지속적으로 수행될 수도 있다.
상기 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경된 경우, 상기 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 이동로봇의 주행방향 유지가 가능한지 여부를 판단하는 방향 설정단계(1123)가 수행된다.
상기 방향 설정단계(1123)는 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 주행 중에 정렬위치가 변경된 경우 수행되는 단계이다. 상기 정렬위치가 변경된 경우는, 도3에서 표시된 위치들(1c,1d,1e,1f)를 포함할 수 있다.
자세히 이동로봇(1)은 와이어(2)가 앵커(3)를 기준으로 굴곡진 부분에 도달할 경우(1c,1e,1f), 방향 설정단계(1123)가 수행될 수 있다. 왜냐하면, 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행해야 하므로, 상기와 같이 굴곡진 작업영역의 경계에서는 이동로봇(1)의 주행방향을 변경해야 하기 때문이다.
따라서, 상기와 같이 굴곡진 작업영역의 경계에서 이동로봇(1)은 주행방향을 변경하는 결정(1123b)을 수행하여 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행(1122)한다.
이동로봇(1)은 장애물의 등반, 걸림 등의 비정상 상황에 따라 정렬위치가 변경될 수 있다. 상기 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치가 변경된 경우, 방향 설정단계(1123)가 수행될 수 있다. 왜냐하면, 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행해야 하므로, 상기와 같은 비정상 상황에서 이동로봇(1)의 전방 위치가 주행방향을 기준으로 한쪽으로 틀어져 있을 경우, 이동로봇(1)의 전방을 주행방향과 일치시켜야 하기 때문이다.
따라서, 상기와 같이 장애물의 등반, 걸림 등의 비정상 상황에 따라 정렬위치가 변경된 경우, 이동로봇(1)은 기 주행방향을 유지하는 결정(1123a)을 수행하여 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행(1122)한다.
그리고 상기 와이어(2)와 이동로봇(1)의 정렬위치가 변경되지 않은 경우, 상기 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행(1122)한다. 상기 이동로봇(1)와 와이어(2)를 따라 주행하면서 상기 이동로봇(1)과 와이어(2)의 정렬위치는 유지된다.
상기 이동로봇(1)은 상기 와이어(2)를 따라 주행하면서 와이어(2)의 좌표 정보를 획득한다. 따라서, 상기 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 주행(1122)한 후, 작업영역에 대응하는 지도 정보를 생성 가능한지 여부를 판단(113)한다.
상기 이동로봇(1)은 상기 와이어(2)를 따라 주행함으로써, 상기 작업영역에 대응하는 지도정보의 생성이 가능한 경우, 작업영역에 대응하는 지도정보를 생성하는 매핑 단계(114)를 수행하고, 상기 작업영역에 대응하는 지도정보를 생성하지 못할 경우, 이동로봇(1)은 와이어(2)를 따라 정렬위치를 유지하면서 주행하는 제1주행단계(112)가 반복 수행된다.
본 도면에서 설명되는 제어방법(100b)은 상기 도5에서 설명된 제어방법(100a)과 순차적으로 수행될 수 있다. 상기 제어방법(100a)에서 와이어를 기준으로 이동로봇을 정렬하는 단계(111)는 본 도면에서 설명되는 제어방법(100b) 의 정렬단계(111)를 의미할 수 있다.
도5에서 설명된 제어방법(100a)과 본 도면에서 설명되는 제어방법(100b)은 시간적 순서 상에 선후 관계로 설정될 수 있다. 즉 도5에서 설명된 제어방법(100a)은 작업영역 밖에 위치하는 이동로봇(1)이 작업영역의 매핑을 수행하기 위해 와이어(2)에 도달한 후, 와이어(2)를 기준으로 위치를 정렬하는 것이므로, 상기 이동로봇(1)이 와이어(2)를 기준으로 위치를 정렬한 후, 본 도면에서 설명되는 제어방법(100b)이 수행될 수 있음은 물론이다.
도6에서 설명된 제어방법(100)과 본 도면에서 설명되는 제어방법 (100b)은 독립적으로 수행될 수도 있으며, 또는 병렬적으로 수행될 수도 있다.
도6에서 와이어와 이동로봇의 정렬위치가 변경되었는지 여부를 판단(1121)한 후, 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 주행하는 것은, 본 도면에서 와이어와 이동로봇의 정렬위치가 변경되었는지 여부를 판단(1121)한 후, 이동로봇(1)이 와이어(2)를 따라 주행하는 것에 대응될 수 있다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 이동로봇 2: 와이어
3: 앵커 5: 센서부
6: 제어부 7: 구동부
8: 단말기
10: 바디 20: 바퀴
30: 블레이드 40: 통신부
50: 와이어 감지 센서

Claims (15)

  1. 와이어에 의해 작업영역이 설정되고, 상기 작업영역을 주행하는 이동로봇의 제어방법에 있어서,
    상기 와이어를 인식하여, 상기 와이어의 위치를 판단하는 단계;
    상기 와이어의 위치를 기준으로 상기 이동로봇의 위치를 정렬하는 정렬 단계;
    상기 이동로봇의 위치를 정렬한 후, 상기 와이어를 따라 상기 이동로봇이 주행하면서 상기 와이어의 좌표 정보를 획득하는 제1주행 단계; 및
    상기 와이어의 좌표 정보로 상기 작업영역에 대응하는 맵 정보를 생성하는 매핑 단계;를 포함하는 이동로봇의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1주행 단계는,
    상기 와이어와 상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경되었는지 여부를 판단하는 단계;를 포함하고,
    상기 와이어와 상기 이동로봇의 정렬 위치에 따라 상기 이동로봇의 주행방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경된 경우, 상기 와이어를 인식하여 상기 정렬 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경되지 않은 경우, 상기 이동로봇의 주행방향을 유지하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1주행 단계는,
    상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경된 경우, 상기 이동로봇의 주행방향을 결정하는 방향 설정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 방향 설정단계는, 상기 와이어를 따라 이동로봇의 주행방향 유지가 가능한지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 와이어의 위치를 판단한 후, 상기 이동로봇과 상기 와이어 간의 최단거리를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동로봇이 상기 최단거리를 따라 상기 와이어를 향해 주행하는 제2주행 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이동로봇이 상기 이동로봇에 도달하였는지 여부를 판단한 후, 상기 이동로봇이 와이어에 도달한 경우, 정렬 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 제어방법.
  10. 외관을 형성하는 바디;
    상기 바디의 양측에 각각 구비되어 회전하는 바퀴들 및 상기 바퀴들에 회전력을 제공하는 모터를 포함하는 구동부;
    상기 바디가 주행하는 작업영역의 경계를 따라 설치된 와이어를 감지하는 제1센서; 및
    상기 구동부를 제어하여 상기 바디를 주행시키는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1센서에서 감지된 정보를 이용하여, 상기 바디가 상기 와이어를 따라 주행하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 와이어를 기준으로 상기 바디의 위치를 정렬하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 바디의 주행방향을 결정하여 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 와이어와 상기 이동로봇의 정렬 위치가 변경되었는지 여부를 판단하고, 상기 정렬 위치가 변경된 경우, 상기 이동로봇이 상기 와이어를 따라 주행하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 바디의 주행방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 바퀴들 사이에 상기 와이어가 위치되도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 와이어의 좌표 정보로 상기 작업영역에 대응하는 맵 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
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