KR20210122963A - 충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법 - Google Patents

충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210122963A
KR20210122963A KR1020200040025A KR20200040025A KR20210122963A KR 20210122963 A KR20210122963 A KR 20210122963A KR 1020200040025 A KR1020200040025 A KR 1020200040025A KR 20200040025 A KR20200040025 A KR 20200040025A KR 20210122963 A KR20210122963 A KR 20210122963A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charging
mobile robot
charging station
unit
robot
Prior art date
Application number
KR1020200040025A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102366328B1 (ko
Inventor
최동완
진경록
박성욱
Original Assignee
주식회사 제타뱅크
진경록
박성욱
최동완
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 제타뱅크, 진경록, 박성욱, 최동완 filed Critical 주식회사 제타뱅크
Priority to KR1020200040025A priority Critical patent/KR102366328B1/ko
Publication of KR20210122963A publication Critical patent/KR20210122963A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102366328B1 publication Critical patent/KR102366328B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/005Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators using batteries, e.g. as a back-up power source
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • B25J19/021Optical sensing devices
    • B25J19/023Optical sensing devices including video camera means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1602Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1694Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697Vision controlled systems

Abstract

본 발명은 구동부; 상기 충전 스테이션과의 신호 교환을 위한 제1 통신부; 상기 구동부에 전기 에너지를 공급하는 배터리; 상기 충전 스테이션으로부터 공급받은 전기 에너지로 상기 배터리를 충전하는 충전부; 및 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 충전 스테이션을 향해 로봇이 이동하도록 상기 구동부를 제어하고, 로봇이 상기 충전 스테이션에 도킹된 것으로 판단되는 경우, 상기 충전 스테이션에 충전 요청 신호를 전달하는 제어부;를 포함하는 이동 로봇에 관한 것이다.

Description

충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법{Mobile robot that implements charging safety through communication with the charging station, Automatic charging system of mobile robot and Control method of mobile robot}
본 발명은 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.
최근에는 산업체에서 이용되는 산업용 로봇뿐만 아니라 일반 가정이나 사무실, 관공서 등 건물내에서 가사일이나 사무 보조로서 로봇이 실용화되고 있다. 이에 해당하는 대표적인 예로서 청소 로봇, 안내 로봇, 방범 로봇 등을 들 수 있다. 기본적으로 주어진 공간 내에서 이동을 하면서 로봇 자신의 고유한 기능을 수행하는 로봇들을 이동 로봇으로 명명할 수 있다.
이동 로봇은 내장된 배터리에서 공급되는 전기 에너지로 동작된다. 이동 로봇은 충전 스테이션에서 공급되는 전기 에너지로 배터리의 충전을 해야 한다. 종래 기술에 따른 이동 로봇은 충전 스테이션의 위치를 여러 방식에 의해 인식하고, 도킹함으로써 충전이 진행된다.
도킹 이전에 충전 스테이션 단자에 전도성 이물질이 닫는 경우, 단자가 단락되어 충전 스테이션에 고장이 발생하는 문제와 화재, 감전 등의 안전상 문제가 발생될 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 충전 안전성이 확보된 이동 로봇을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 충전 안전성이 확보된 이동 로봇의 자동 충전 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 충전 안전성이 확보된 이동 로봇의 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇은, 구동부; 상기 충전 스테이션과의 신호 교환을 위한 제1 통신부; 상기 구동부에 전기 에너지를 공급하는 배터리; 상기 충전 스테이션으로부터 공급받은 전기 에너지로 상기 배터리를 충전하는 충전부; 및 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 충전 스테이션을 향해 로봇이 이동하도록 상기 구동부를 제어하고, 로봇이 상기 충전 스테이션에 도킹된 것으로 판단되는 경우, 상기 충전 스테이션에 충전 요청 신호를 전달하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 제1 통신부를 통해, 상기 충전 스테이션에 충전 대기 신호를 전달한다.
상기 제어부는, 상기 거리가 기준값 이내인 것으로 판단되는 경우, 상기 통신부를 통해, 상기 충전 스테이션에 충전 준비 신호를 전달한다.
충전 스테이션과의 전기적 연결을 단속하는 제1 릴레이;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 로봇과 상기 충전스테이션 사이의 도킹 여부에 따라, 상기 제1 릴레이의 온(on) 오프(off)를 제어한다.
상기 제어부는, 로봇의 기능을 수행하기 위한 에너지량보다 상기 배터리에 저장된 에너지량이 적은 경우, 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단한다.
상기 통신부는, 적어도 하나의 외부 디바이스와의 신호를 교환하고, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 외부 디바이스로부터 충전 명령 신호가 수신되는 경우, 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단한다.
카메라;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라로부터 영상 데이터를 수신하고, 상기 영상 데이터에서 검출된 입체 마커의 형상에 기초하여, 상기 충전 스테이션 대비 로봇의 상대적 위치를 판단한다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템은 상기 이동 로봇 및 상기 충전 스테이션;을 포함하고, 상기 충전 스테이션은, 상기 이동 로봇과의 신호 교환을 위한 제2 통신부; 상기 이동 로봇과의 전기적 연결을 단속하는 제2 릴레이; 상기 제2 릴레이의 온 상태에서, 상기 이동 로봇에 전기 에너지를 공급하는 전기 에너지 공급부; 및 상기 제2 통신부를 통해, 상기 이동 로봇으로부터 충전 요청 신호를 수신하는 경우, 상기 제2 릴레이가 온(on) 상태로 전환되도록 제어하는 프로세서;를 포함한다.
상기 프로세서는, 상기 제2 통신부를 통해, 상기 이동 로봇으로부터 충전 완료 신호를 수신하는 경우, 상기 제2 릴레이가 오프(off) 상태로 전환되도록 제어한다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 제어 방법은, 배터리 충전 필요 여부를 판단하는 단계; 배터리의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 충전 스테이션을 향해 로봇이 동하도록 구동부를 제어하는 단계; 로봇이 상기 충전 스테이션에 도킹 상태인지 판단하는 단계; 및 로봇이 상기 충전 스테이션에 도킹된 것으로 판단되는 경우, 통신부를 통해, 상기 충전 스테이션에 충전 요청 신호를 전달하는 단계;를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 로봇이 충전 스테이션에 도킹된 상태에서만 전기 에너지가 공급되므로 도킹되지 않은 상태에서는 안전성이 확보되는 효과가 있다.
둘째, 로봇과 충전 스테이션간 통신을 통해, 서로의 상태를 확인할 수 있으므로 효율적이고 정교한 충전이 가능한 효과가 있다.
셋째, 로봇으로부터 수신한 신호에 의해, 충전 스테이션이 대기 모드, 준비 모드, 충전 모드로 각각 전환되므로 로봇의 상태에 따라 충전 스테이션의 모드를 자동 제어하는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 제어 블럭도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급부의 상세 블럭도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 하부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 제어 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 제어 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전 스테이션의 외관을 도시한 도면이다.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 충전 스테이션의 제어 블럭도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템의 신호 처리도이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템의 통신 상태를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템의 네트워크를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 이동 로봇과 충전 스테이션의 상대적 위치 판단 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 13 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 이동 로봇과 충전 스테이션의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 1a를 참조하면, 이동 로봇의 자동 충전 시스템(1)은, 이동 로봇(100, 200, 300) 및 충전 스테이션(400)을 포함할 수 있다.
이동 로봇은, 공기 청정 동작을 수행하는 로봇(100), 살균 동작을 수행하는 로봇(200), 멸균 동작을 수행하는 로봇(300)을 포함하는 개념일 수 있다.
이동 로봇(100, 200, 300)은, 충전 스테이션(400)과의 도킹을 통해, 전기적으로 연결된 상태에서 충전 스테이션(400)으로부터 전기 에너지를 제공받아 배터리를 충전할 수 있다.
이동 로봇(100, 200, 300)은, 충전 스테이션(400)과 통신할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(100, 200, 300)은, 충전 스테이션(400)과 근거리 통신 프로토콜을 이용하여 직접 통신할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(100, 200, 300)은, 충전 스테이션(400)과 라우터를 매개로 통신할 수 있다.
충전 스테이션(400)은, 상용 전원으로부터 전기 에너지를 공급받아 이동 로봇(100, 200, 300)에 제공할 수 있다. 충전 스테이션(400)은, 상용 전원에 연결된 상태로, 이동 로봇(100, 200, 300)이 도킹되면, 이동 로봇(100, 200, 300)에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
도 1b은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 제어 블럭도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 전원 공급부의 상세 블럭도이다.
도 1 내지 도 2b를 참조하면, 이동 로봇(100)은, 특정 공간에서 스스로 이동하면서 공기 청정을 수행한다. 이동 로봇(100)은, 자율 주행 이동 로봇으로 명명될 수 있다.
이동 로봇(100)은, 공기 청정기(160)를 포함할 수 있다. 공기 청정기(160)는, 제어부(170)에서 생성된 제어 신호에 따라 구동된다. 이동 로봇(100)은, 공기 청정기능을 수행하는 이동 로봇으로 명명될 수 있다.
이동 로봇(100)은, 자율 주행할 수 있다. 이동 로봇(100)은, 센싱부(110) 및 IMU(115)에서 생성된 데이터에 기초하여 주행 경로를 생성하고, 생성된 경로를 따라 자율 주행할 수 있다.
이동 로봇(100)은, 센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 제1 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(150), 공기 청정기(160), 출력부(180), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는, 이동 로봇(100) 주변의 정보를 제공할 수 있다. 센싱부(110)는, 적어도 하나의 센서에서 생성된 데이터를 제어부(170)에 제공할 수 있다. 제어부(170)는, 센싱부(110)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 이동 로봇(100) 외부의 오브젝트를 검출할 수 있다. 오브젝트는, 이동 로봇(100) 주변의 사물, 사람, 구조물 등 이동 로봇(100)의 이동에 직접적 또는 간접적으로 영향을 주는 객체로 정의할 수 있다.
센싱부(110)는, 초음파 센서(111) 및 라이다(112)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 센싱부(110)는, 레이다 또는 적외선 센서를 더 포함할 수 있다.
초음파 센서(111)는, 초음파를 이용하여, 이동 로봇(100) 외부의 오브젝트를 감지할 수 있다.
초음파 센서(111)는, 초음파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 초음파 센서(111)는, 초음파 송신부, 수신부와 전기적으로 연결되어, 수신되는 신호를 처리하고, 처리된 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 제어부를 더 포함할 수 있다. 초음파 센서(111)의 제어부 기능은 제어부(170)에서 구현될 수도 있다.
초음파 센서(340)은, 초음파를 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
초음파 센서(340)는, 이동 로봇(100)의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 이동 로봇(100) 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
라이다(112)는, 레이저 광을 이용하여, 이동 로봇(100) 외부의 오브젝트를 감지할 수 있다.
라이다(112)는, 광 송신부 및 광 수신부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 라이다(112)는, 광 송신부 및 광 수신부와 전기적으로 연결되어, 수신되는 신호를 처리하고, 처리된 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 제어부를 더 포함할 수 있다. 라이다(112)의 제어부 기능은 제어부(170)에서 구현될 수도 있다.
라이다(112)는, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다.
라이다(112)는, 구동식 또는 비구동식으로 구현될 수 있다.
구동식으로 구현되는 경우, 라이다(112)는, 모터에 의해 회전되며, 이동 로봇(100) 주변의 오브젝트를 검출할 수 있다.
비구동식으로 구현되는 경우, 라이다(112)는, 광 스티어링에 의해, 이동 로봇(100)을 기준으로 소정 범위 내에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다.
이동 로봇(100)은 복수의 비구동식 라이다를 포함할 수 있다.
라이다(112)는, 레이저 광 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
라이다(112)는, 이동 로봇(100)의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 이동 로봇(100) 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
레이다는, 전자파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 레이더는 전파 발사 원리상 펄스 레이더(Pulse Radar) 방식 또는 연속파 레이더(Continuous Wave Radar) 방식으로 구현될 수 있다. 레이더는 연속파 레이더 방식 중에서 신호 파형에 따라 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)방식 또는 FSK(Frequency Shift Keying) 방식으로 구현될 수 있다.
레이더는 전자파를 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
레이더는, 이동 로봇(100)의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 이동 로봇(100)의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
적외선 센서는, 적외선 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 적외선 센서는, 적외선 광을 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.
적외선 센서는, 이동 로봇(100)의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 이동 로봇(100)의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.
IMU(Inertial Measurement Unit)(115)는, 이동 로봇(100)의 관성을 측정할 수 있다. IMU(115)는, 가속도계와 회전 속도계, 때로는 자력계의 조합을 사용하여 이동 로봇(100)의 특정한 힘, 각도 비율 및 때로는 이동 로봇(100)을 둘러싼 자기장을 측정하는 전자 장치로 설명될 수 있다. 제어부(170)는, IMU(115)로부터 수신되는 데이터에 기초하여 이동 로봇(100)의 자세에 대한 정보를 생성할 수 있다.
IMU(115)는, 가속도 센서, 자이로 센서, 자기 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
카메라(120)는, 이동 로봇(100) 외부 영상을 촬영할 수 있다.
카메라(120)는, 영상을 이용하여 이동 로봇(100) 외부의 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 카메라(120)는 적어도 하나의 렌즈, 적어도 하나의 이미지 센서 및 이미지 센서와 전기적으로 연결되어 수신되는 신호를 처리하고, 처리되는 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 제어부를 포함할 수 있다.
카메라(120)는, 모노 카메라, 스테레오 카메라 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
카메라(120)는, 다양한 영상 처리 알고리즘을 이용하여, 오브젝트의 위치 정보, 오브젝트와의 거리 정보 또는 오브젝트와의 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(120)는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(120)는, 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해, 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, 카메라(120)는, 스테레오 카메라에서 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity) 정보를 기초로 오브젝트와의 거리 정보 및 상대 속도 정보를 획득할 수 있다.
카메라(120)는, 이동 로봇(100) 외부를 촬영하기 위해 FOV(field of view) 확보가 가능한 위치에 장착될 수 있다.
이동 로봇(100)은, 복수의 카메라(120)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(100)은, 전방 카메라, 후방 카메라, 좌측방 카메라, 우측방 카메라를 구성된 4채널 카메라를 포함할 수 있다.
카메라(120)는, 충전 스테이션에 구비된 마커 세트를 촬영할 수 있다. 이를 위해, 카메라(120)는, 이동 로봇(100)의 후면 하단에 배치될 수 있다. 카메라(120)는, 마커 세트가 촬영된 영상 데이터를 제어부(170)에 제공할 수 있다.
한편, 카메라(120)는, 센싱부(110)와 별도로 구성되는 것으로 설명되나, 실시예에 따라, 센싱부(110)의 하위 구성으로 분류될 수 있다.
제1 통신부(125)는, 이동 로봇(100) 외부의 전자 장치(예를 들면, 사용자 단말기, 서버, 다른 이동 로봇)와 신호를 교환할 수 있다.
제1 통신부(125)는, 충전 스테이션(400)과 신호 교환을 할 수 있다. 예를 들면, 제1 통신부(125)는, 직접 충전 스테이션(400)과 신호를 교환을 할 수 있다. 예를 들면, 제1 통신부(125)는, 다른 통신 요소(예를 들면, 라우터, 네트워크)를 거쳐 충전 스테이션(400)과 신호를 교환을 할 수 있다.
제1 통신부(125)는, 외부의 전자 장치와 데이터를 교환할 수 있다.
제1 통신부(125)는, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 통신부(125)는, 5G(예를 들면, 뉴 라디오(new radio, NR)) 방식을 이용하여, 이동 로봇(100) 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다.
입력부(130)는, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로, 입력부(130)에서 수집한 데이터는, 제어부(170)에 의해 분석되어, 사용자의 제어 명령으로 처리될 수 있다.
입력부(130)는, 음성 입력부(131), 터치 입력부(132)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제스쳐 입력부 또는 기계식 입력부를 포함할 수 있다.
음성 입력부(131)는, 사용자의 음성 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는, 제어부(170)에 제공될 수 있다. 음성 입력부(131)는, 하나 이상의 마이크로 폰을 포함할 수 있다.
터치 입력부(132)는, 사용자의 터치 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
터치 입력부(132)는, 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 센서를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 터치 입력부(132)는 디스플레이(181)와 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한, 터치 스크린은, 이동 로봇(100)과 사용자 사이의 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 함께 제공할 수 있다.
제스쳐 입력부는, 사용자의 제스쳐 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는 제어부(170)에 제공될 수 있다.
제스쳐 입력부는, 사용자의 제스쳐 입력을 감지하기 위한 적외선 센서 및 이미지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
기계식 입력부는, 버튼, 돔 스위치(dome switch), 조그 휠 및 조그 스위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 기계식 입력부에 의해 생성된 전기적 신호는, 제어부(170)에 제공될 수 있다.
메모리(140)는, 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(140)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 제어부(170)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 메모리(140)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 이동 로봇(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 제어부(170)와 일체형으로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 메모리(140)는, 제어부(170)의 하위 구성으로 분류될 수 있다.
구동부(150)는, 이동 로봇(100)의 이동 동력을 제공할 수 있다. 구동부(150)는, 동력 생성부 및 동력 전달부를 포함할 수 있다.
동력 생성부는, 전기 에너지를 힘 에너지로 전환할 수 있다. 이를 위해 동력 생성부는, 적어도 하나의 모터로 구성될 수 있다.
동력 전달부는, 동력 생성부에서 생성된 동력을 구동 바퀴에 전달할 수 있다. 동력 전달부는, 적어도 하나의 기어 또는 적어도 하나의 벨트를 포함할 수 있다.
공기 청정기(160)는, 공기 청정 동작을 수행할 수 있다. 공기 청정기(160)는, 미세먼지 센서(161), 팬 구동부(162) 및 공기 정화부(163)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 미세먼지 센서(161)는, 공기 청정기(160)의 하위 구성이 아닌 별도의 구성으로 분류될 수 있다.
미세먼지 센서(161)는, 공기 중 미세먼지를 감지할 수 있다. 미세먼지 센서(161)는, 입자 계수기(particle counter)를 통해 공기 중 미세먼지의 양을 측정할 수 있다. 미세먼지 센서(161)는, 유입된 공기에 광을 조사하고, 미세먼지에 의해 산란된 광의 양을 수광 소자를 통해 검출하여 공기 중의 미세먼지의 양을 측정할 수 있다.
팬 구동부(162)는, 공조팬을 구동할 수 있다. 이를 위해, 팬 구동부(162)는, 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있다.
공기 정화부(163)는, 공기를 청정하는 기능을 수행할 수 있다. 이하의 설명에서, 필터식의 공기 정화부(163)를 중심으로 설명한다.
필터식은, 팬을 이용해 공기를 흡입한 후, 적어도 하나의 필터로 정화하여 정화된 공기를 배출하는 방식이다. 필터식을 이용하는 경우, 공기 청정기(160)는, 입자가 큰 먼지를 걸러주는 프리 필터, 냄새를 없애주는 탈취필터, 미세먼지를 걸러주는 헤파 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
필터식외에 공기 정화부(163)는 이온식, 전기집진식 또는 워터필터식 중 어느 하나를 이용할 수도 있다.
출력부(180)는, 시각 또는 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것이다. 출력부(180)는, 디스플레이(181) 및 음향 출력부(182)를 포함할 수 있다.
디스플레이부(181)는, 다양한 정보에 대응되는 그래픽 객체를 표시할 수 있다.
디스플레이(181)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이(181)는 터치 입력부(131)와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다.
음향 출력부(182)는, 제어부(170)로부터 제공되는 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(182)는, 하나 이상의 스피커를 포함할 수 있다.
제어부(170)는, 이동 로봇(100)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Control Unit)로 명명될 수 있다. 제어부(170)는, 센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 제1 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(150), 공기 청정기(160) 및 출력부(180)와 전기적으로 연결된다.
제어부(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
전원 공급부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 이동 로봇(100)을 구성하는 각 유닛들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는, 이동 로봇(100) 내부의 배터리(193) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
전원 공급부(190)는, 충전부(191), 제1 릴레이(192) 및 배터리(193)를 포함할 수 있다.
충전부(191)는, 충전 스테이션(400)으로부터 전기 에너지를 공급받을수 있다. 이를 위해, 충전부(191)는, 충전 단자를 포함할 수 있다. 이동 로봇(100)이 충전 스테이션(400)에 도킹되면, 이동 로봇(100)은 충전 스테이션(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이동 로봇(100)이 충전 스테이션(400)과 전기적으로 연결된 상태에서, 충전부(191)는, 충전 스테이션(400)으로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
충전부(191)는, 제1 릴레이(192)를 포함할 수 있다. 제1 릴레이(192)는, 이동 로봇(100)과 충전 스테이션(400)과의 전기적 연결을 단속할 수 있다. 충전 단자가 +단자와 -단자로 구성되는 경우, 제1 릴레이(192)는, +단자 및 - 단자 중 적어도 어느 하나와 연결되어 충전부(191)와 충전 스테이션(400)의 전기 에너지 공급부(485)와의 전기적 연결을 단속할 수 있다.
제1 릴레이(192)는, 제어부(170)에서 제공되는 제어 신호에 따라 온(on) 상태로 유지되거나 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 전환될 수 있다. 제1 릴레이(192)는, 제어부(170)에서 제공되는 제어 신호에 따라 오프(off) 상태로 유지되거나 온(on) 상태에서 오프(off) 상태로 전환될 수 있다.
제1 릴레이(192)는, 릴레이 회로, 릴레이 소자, SSR(solid state relay) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 릴레이(192)가 온(on) 상태인 경우, 충전부(191)와 충전 스테이션(400)의 전기 에너지 공급부(485)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이경우, 충전부(191)는 충전 스테이션(400)으로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다.
제1 릴레이(192)가 오프(off) 상태인 경우, 충전부(191)와 충전 스테이션(400)의 전기 에너지 공급부(485)는 전기적으로 끊어질 수 있다. 이경우, 충전부(191)는, 충전 스테이션(400)으로부터 전기 에너지를 공급받을 수 없다.
충전부(191)는, 배터리(193)를 충전할 수 있다. 충전부(191)는, 충전 스테이션(400)으로부터 공급받는 전기 에너지로 배터리(193)를 충전할 수 있다.
배터리(193)는, 반복 충전이 가능한 이차 전지를 포함할 수 있다. 배터리(193)는, 이동 로봇(100)의 각 유닛에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 배터리(193)는, 구동부(150)에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 하부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 제어 블럭도이다.
도 3a 내지 도 4를 참조하면, 이동 로봇(200)은, 특정 공간에서 스스로 이동하면서 소독 동작을 수행할 수 있다. 이동 로봇(200)은, 자율 주행 소독 로봇으로 명명될 수 있다.
이동 로봇(200)은, 소독 장치(260)를 포함할 수 있다. 소독 장치(260)는, 제어부(170)에서 생성된 제어 신호에 따라 구동될 수 있다.
이동 로봇(200)은, 센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 제1 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(150), 소독 장치(260), 출력부(180), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 제1 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(150), 출력부(180), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)는 도 1a 내지 도 2를 참조하여 설명한 내용이 적용될 수 있다.
소독 장치(260)는, 소독 동작을 수행할 수 있다. 소독 장치(260)는, 화학적 소독 동작 및 물리적 소독 동작 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다.
소독 장치(260)는, 분사 장치(261) 및 UV 광출력부(263)을 포함할 수 있다.
분사 장치(261)는, 소독액을 외부로 분사할 수 있다. 분사 장치(261)는, 소독액을 수용하는 탱크, 소독액을 외부로 분사하는 스프레이 노즐(261a) 및 분사력을 제공하는 분사엔진을 포함할 수 있다. 분사 장치(261)는, 제어부(170)에서 제공되는 신호에 따라 전자식으로 제어될 수 있다. 제어부(170)는 분사 장치(261)에 제어 신호를 제공하여 분사 여부, 분사량, 분사 강도 등을 제어할 수 있다.
이동 로봇(200)은 한쌍의 구동 바퀴(410)를 포함할 수 있다. 스프레이 노즐(261a)은, 이동 로봇의 한쌍의 구동 바퀴(410) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 소독액은, 에탄올, 과산화 수소 등이 이용되는 것이 일반적이나 이에 한정되지 아니하고, 병원체를 사멸시킬 수 있는 외용약이면 소독액으로 이용될 수 있다.
UV 광출력부(263)는, UV광을 외부로 출력할 수 있다. UV 광출력부는 UV LED를 포함할 수 있다. UV 광출력부(263)는, 제어부(170)에서 제공되는 신호에 따라 전자식으로 제어될 수 있다. 제어부(170)는, UV 광출력부(263)에 제어 신호를 제공하여 UV광 출력 여부, UV 광출력 양 등을 제어할 수 있다.
UV 광출력부(263)는, 복수의 UV LED 모듈(263a)을 포함할 수 있다. 이동 로봇(100)은 4개의 캐스터휠(420)을 포함할 수 있다. 복수의 LED 모듈(263a)는, 4개의 캐스터휠(420) 사이사이에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 제어 블럭도이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 이동 로봇(300)은, 특정 공간에서 스스로 이동하면서 멸균 동작을 수행할 수 있다. 이동 로봇(300)은, 자율 주행 멸균 로봇으로 명명될 수 있다.
이동 로봇(300)은, 멸균 장치(360)를 포함할 수 있다. 멸균 장치(360)는, 제어부(170)에서 생성된 제어 신호에 따라 구동될 수 있다.
이동 로봇(300)은, 센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 제1 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(150), 멸균 장치(360), 출력부(180), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.
센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 제1 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(150), 출력부(180), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)는 도 1a 내지 도 2를 참조하여 설명한 내용이 적용될 수 있다.
멸균 장치(360)는, 멸균 동작을 수행할 수 있다. 멸균 장치(360)는, 약액을 공기 중에 분사할 수 있다. 예를 들면, 멸균 장치(360)는, 과산화수소를 나노의 증기로 만들어 공기 중에 분사할 수 있다. 이를 위해, 멸균 장치(360)는, 약액을 공기 중에 분사하기 위한 분사 노즐, 관 및 분사 엔진과 약액을 보관하는 탱크 등을 구비할 수 있다. 예를 들면, 멸균 장치(360)는, 공개번호 10-2019-0012543에 기재된 방식 또는 등록번호 10-1633272에 기재된 방식을 이용해 약액을 공기 중에 분사할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 이동 로봇(100)은, 공기 청정기(160), 소독 장치(260) 및 멸균 장치(360)를 모두 포함하거나 조합하여 2개 이상 포함할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 이동 로봇(100)은, 공기 청정기(160), 소독 장치(260) 및 멸균 장치(360)를 모두 포함하지 않을 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전 스테이션의 외관을 도시한 도면이다.
도 8는 본 발명의 실시예에 따른 충전 스테이션의 제어 블럭도이다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 충전 스테이션(400)은, 이동 로봇(100, 200, 300)에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
충전 스테이션(400)은, 입체 마커(401)가 포함된 마커 세트(401, 402, 403)를 제공할 수 있다. 이동 로봇(100, 200, 300)은, 카메라(120)를 통해, 마커 세트(401, 402, 403)를 인식하여, 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 간의 상대 위치를 확인할 수 있다.
마커 세트(401, 402, 403)는, 제1 마커(401), 제2 마커(402) 및 제3 마커(403)를 포함할 수 있다.
제1 마커(401)는, 입체 마커로 명명될 수 있다. 제1 마커(401)는, 마커 구동부(480)에서 제공되는 동력에 따라 직선 운동할 수 있다. 제1 마커(401)는, 마커 구동부(480)에서 제공되는 동력에 의해 제1 높이(H)만큼 표면에서 돌출될 수 있다. 제1 마커(401)는, 마커 구동부(480)에서 제공되는 동력에 의해 수납될 수 있다.
돌출된 상태의 제1 마커(401)는, 위에서 볼때, 센터라인(CL) 상에 위치할 수 있다.
제2 마커(402)는, 제1 마커(401)와 제1 방향으로 제1 거리(D)만큼 이격된다.
제3 마커(403)는, 제1 마커(401)와 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 제1 거리(D)만큼 이격된다.
마커 세트(401, 402, 403) 영상에 기초하여, 센터 라인(CL)에 이동 로봇(100, 200, 300)이 위치는 것으로 판단되는 경우, 이동 로봇(100, 200, 300)은, 충전 스테이션(400)과의 도킹을 시도할 수 있다. 이동 로봇(100, 200, 300)은, 센터 라인(CL)을 따라 직선 이동하여 충전 스테이션(400)과의 도킹을 시도할 수 있다.
한편, 센터 라인(CL)은, 위에서 볼때 바닥에서 제2 마커(402)와 제3 마커(403)의 사이의 중심을 가르면서 충전 스테이션의 적어도 하나의 모서리에 직각되게 형성된 가상의 선으로 정의할 수 있다.
충전 스테이션(400)은, 제2 통신부(425), 메모리(440), 마커 구동부(480), 전기 에너지 공급부(485), 전원 공급부(490) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.
제2 통신부(425)는, 충전 스테이션(400) 외부의 전자 장치와 신호를 교환할 수 있다.
제2 통신부(425)는, 이동 로봇(100, 200, 300)과 신호를 교환할 수 있다. 예를 들면, 제2 통신부(425)는, 직접 이동 로봇(100, 200, 300)과 신호를 교환할 수 있다. 예를 들면, 제2 통신부(425)는, 다른 통신 요소(예를 들면, 라우터, 네트워크)를 거쳐 이동 로봇(100, 200, 300)과 신호를 교환할 수 있다.
제2 통신부(425)는, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2 통신부(425)는, 5G(예를 들면, 뉴 라디오(new radio, NR)) 방식을 이용하여, 이동 로봇(100) 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다.
메모리(440)는, 프로세서(470)와 전기적으로 연결된다. 메모리(440)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(440)는, 프로세서(470)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(440)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 메모리(440)는 프로세서(470)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 이동 로봇(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(440)는, 프로세서(470)와 일체형으로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 메모리(440)는, 프로세서(470)의 하위 구성으로 분류될 수 있다.
마커 구동부(480)는, 입체 마커(402)의 출납을 제어할 수 있다. 마커 구동부(480)는, 솔레노이드, 모터, 액추에이터 중 적어도 하나의 구동부를 포함할 수 있다. 마커 구동부(480)는, 프로세서(470)에서 제공되는 제어 신호에 따라, 입체 마커(402)에 동력을 제공하여, 입체 마커(402)가 충전 스테이션(400)의 전방으로 움직이도록 할 수 있다. 마커 구동부(480)는, 프로세서(470)에서 제공되는 신호에 따라, 입체 마커(402)에 동력을 제공하여, 입체 마커(402)가 충전 스테이션(400)의 후방으로 움직이도록 할 수 있다.
한편, 충전 스테이션(400)의 전방은, 이동 로봇(100, 200, 300)을 향하는 방향으로 이해될 수 있다. 충전 스테이션(400)의 후방은 전방의 반대 방향으로 이해될 수 있다.
전기 에너지 공급부(485)는, 이동 로봇(100, 200, 300)에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 이를 위해, 전기 에너지 공급부(485)는, 충전 단자(486)를 포함할 수 있다. 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹되면, 충전 스테이션(400)은, 이동 로봇(100, 200, 300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 충전 스테이션(400)이 이동 로봇(100, 200, 300)과 전기적으로 연결된 상태에서, 전기 에너지 공급부(485)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로 전기 에너지를 공급할 수 있다.
전기 에너지 공급부(485)는, 제2 릴레이(492)를 포함할 수 있다. 제2 릴레이(492)는, 충전 스테이션(400)과 이동 로봇(100, 200, 300)과의 전기적 연결을 단속할 수 있다. 충전 단자가 +단자와 -단자로 구성되는 경우, 제2 릴레이(492)는, +단자 및 - 단자 중 적어도 어느 하나와 연결되어 전기 에너지 공급부(485)와 이동 로봇(100, 200, 300)의 충전부(191)와의 전기적 연결을 단속할 수 있다.
제2 릴레이(492)는, 프로세서(470)에서 제공되는 제어 신호에 따라 온(on) 상태로 유지되거나 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 전환될 수 있다. 제2 릴레이(492)는, 프로세서(470)에서 제공되는 제어 신호에 따라 오프(off) 상태로 유지되거나 온(on) 상태에서 오프(off) 상태로 전환될 수 있다.
제2 릴레이(492)는, 릴레이 회로, 릴레이 소자, SSR(solid state relay) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다
제2 릴레이(492)가 온(on) 상태인 경우, 전기 에너지 공급부(485)와 이동 로봇(100, 200, 300)의 충전부(191)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이경우, 전기 에너지 공급부(485)는, 이동 로봇(100, 200, 300)에 전기 에너지를 공급할 수 있다.
제2 릴레이(492)가 오프(off) 상태인 경우, 전기 에너지 공급부(485)와 이동 로봇(100, 200, 300)의 충전부(191)는 전기적으로 끊어질 수 있다. 이경우, 전기 에너지 공급부(485)는, 이동 로봇(100, 200, 300)에 전기 에너지를 공급하지 않을 수 있다.
전원 공급부(490)는, 프로세서(470)의 제어에 따라, 충전 스테이션(400)을 구성하는 각 유닛들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원 공급부(490)는, 상용 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
프로세서(470)는, 충전 스테이션(400)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(470)는, ECU(Electronic Control Unit)로 명명될 수 있다. 프로세서(470)는, 제2 통신부(425), 메모리(440), 마커 구동부(480), 전기 에너지 공급부(492) 및 전원 공급부(490)와 전기적으로 연결된다.
프로세서(470)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 수신되는 신호에 기초하여, 시스템을 웨이크 업(wake up)시킬 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 충전 대기 신호가 수신되는 경우, 충전 스테이션(400)을 구성하는 각 유닛에 전원을 공급하여, 시스템을 웨이크 업 시킬 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 수신되는 신호에 기초하여, 마커 구동부(480)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 충전 준비 신호가 수신되는 경우, 마커 구동부(480)를 제어하여, 입체 마커(402)가 돌출되도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 충전 완료 신호가 수신되는 경우, 마커 구동부(480)를 제어하여, 입체 마커(402)가 수납되도록 제어할 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 수신되는 신호에 기초하여, 제2 릴레이(492)를 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 충전 요청 신호를 수신하는 경우, 제2 릴레이(492)를 온(on) 상태로 전환할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)으로부터 충전 완료 신호를 수신하는 경우, 제2 릴레이(492)를 오프(off) 상태로 전환할 수 있다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템의 신호 처리도이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템의 통신 상태를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 자동 충전 시스템의 네트워크를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 이동 로봇과 충전 스테이션의 상대적 위치 판단 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 1 내지 도 12를 참조하여, 이동 로봇(100, 200, 300) 및 충전 스테이션(400)의 동작을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100, 200, 300)은, 충전 스테이션(400)과통신하여 충전 안전성을 구현한다.
제어부(170)는, 제1 통신부(125)를 통해, 충전 스테이션(400)과 통신 채널을 형성할 수 있다(S101).
도 10a에 예시된 바와 같이, 제어부(170)는, 제1 통신부(125)를 통해, 충전 스테이션(140)과 직접 통신 채널을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는, 근거리 통신 프로토콜(예를 들면, 블루투스, 와이파이 다이렉트 등)을 이용하여, 충전 스테이션(400)의 제2 통신부(425)와 직접 통신 채널을 형성할 수 있다.
도 10b에 예시된 바와 같이, 제어부(170)는, 제1 통신부(125)를 통해, 충전스테이션(400)과 특정 통신 요소(예를 들면, 라우터, 네트워크)(1010)를 거친 통신 채널을 형성할 수 있다. 예를 들면, 제어부(170)는, 라우터(1010)를 매개로 충전 스테이션(400)의 제2 통신부(425)와 통신 채널을 형성할 수 있다.
프로세서(470)는, 제2 통신부(425)를 통해, 이동 로봇(100, 200, 300)과 통신 채널을 형성할 수 있다(S102).
도 10a에 예시된 바와 같이, 프로세서(470)는, 제2 통신부(425)를 통해, 이동 로봇(100, 200, 300)과 근거리 통신 채널을 형성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 근거리 통신 프로토콜(예를 들면, 블루투스, 와이파이 다이렉트 등)을 이용하여, 이동 로봇(100, 200, 300)의 제1 통신부(125)와 통신 채널을 형성할 수 있다.
도 10b에 예시된 바와 같이, 프로세서(470)는, 제2 통신부(425)를 통해, 이동 로봇(100, 200, 300)과 특정 통신 요소를 거친 통신 채널을 형성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 라우터(1010)를 매개로 이동 로봇(100, 200, 300)의 제1 통신부(125)와 통신 채널을 형성할 수 있다.
제어부(170)는, 배터리(193)의 충전 필요 여부를 판단할 수 있다(S105).
예를 들면, 제어부(170)는, 배터리(193)의 잔존 전기 에너지 양을 기준으로 배터리(193)의 충전 필요 여부를 판단할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)의 임무 대비 잔존 전기 에너지 양을 기준으로 배터리(193)의 충전 필요 여부를 판단할 수 있다. 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)의 기능을 수행하기 위한 에너지량보다 배터리(193)에 저장된 에너지량이 적은 경우, 배터리(193)의 충전이 필요하다고 판단할 수 있다.
도 11에 예시된 바와 같이, 제어부(170)는, 적어도 하나의 외부 전자 장치로부터 충전 명령 신호가 수신되는 경우, 배터리(193)의 충전이 필요하다고 판단할 수 있다.
이동 로봇의 자동 충전 시스템(1)은, 이동 로봇(100, 200, 300), 충전 스테이션(400) 및 라우터(1010)를 포함할 수 있다. 시스템(1)은, 네트워크(1110)를 통해 사용자 단말기(1120)와 신호를 교환할 수 있다. 사용자(1121)는 사용자 단말기(1120)를 이용해 이동 로봇(100, 200, 300)의 충전 명령 신호를 생성할 수 있다. 제어부(170)는, 네트워크(1110)를 통해, 사용자 단말기(1120)로부터 충전 명령 신호가 수신되는 경우, 배터리(193)의 충전이 필요하다고 판단할 수 있다.
제어부(170)는, 배터리(193)의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 제1 통신부(125)를 통해, 충전 스테이션(400)에 충전 대기 신호를 전송할 수 있다(S110).
충전 스테이션(400)은, 충전 대기 신호를 수신하는 경우, 대기 모드로 전환될 수 있다(S120). 대기 모드로 전환되면, 프로세서(470)는, 충전 스테이션(400)의 각 유닛에 전원을 공급하여, 시스템을 웨이크업(wake up) 시킬 수 있다.
제어부(170)는, 배터리(193)의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 충전 스테이션(400)을 향해 이동 로봇(100, 200, 300)이 이동하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다(S115).
제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 거리가 기준값 이내인지 판단할 수 있다(S125).
예를 들면, 제어부(170)는, 제1 통신부(125)와 제2 통신부(425)간 교환하는 신호의 세기에 기초하여, 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 거리를 산출하고, 거리가 기준값 이내인지 판단할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는, 센싱부(110)에서 생성된 데이터에 기초하여, 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 거리를 산출하고, 거리가 기준값 이내인지 판단할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는, 카메라(120)에서 생성된 이미지에 거리 검출 알고리즘을 적용하여, 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 거리를 산출하고, 거리가 기준값 이내인지 판단할 수 있다.
이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 거리가 기준값 이내인 것으로 판단되는 경우, 제어부(170)는, 제1 통신부(125)를 통해, 충전 스테이션(400)에 충전 준비 신호를 전달할 수 있다(S130).
충전 스테이션(400)은, 충전 준비 신호를 수신하는 경우, 준비 모드로 전환될 수 있다(S140). 준비 모드로 전환되면, 프로세서(470)는, 입체 마커를 돌출시킬 수 있다.
제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹되도록 구동부(150)를 제어할 수 있다(S131).
제어부(170)는, 충전 스테이션(400) 대비 이동 로봇(100, 200, 300)의 상대적 위치를 판단할 수 있다.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 제어부(170)는, 카메라(120)로부터, 마커 세트(401, 402, 403)를 촬영한 영상 데이터를 수신할 수 있다. 제어부(170)는, 영상 데이터에서 검출된 입체 마커의 상태에 기초하여, 충전 스테이션 대비 이동 로봇(100, 200, 300)의 상대적 위치를 판단할 수 있다.
제어부(170)는, 수신된 영상 데이터에서, 제1 마커 이미지(401i), 제2 마커 이미지(402i) 및 제3 마커 이미지(403i)를 검출할 수 있다.
도 12a 및 도 12b에 예시된 바와 같이, 제1 마커 이미지(401i)가 제2 마커 이미지(402i)에 더 근접하거나, 제3 마커 이미지(403i)에 더 근접한 경우, 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 센터 라인(CL)에 위치하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
도 12c에 예시된 바와 같이, 제1 마커 이미지(401i)가 제2 마커 이미지(402i) 및 제3 마커 이미지(403i)의 가운데에 위치한 경우, 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 센터 라인(CL)에 위치한 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 가운데는, 수학적으로 정확한 중심을 의미하지 않고, 작은 수치의 오차를 반영하여, 좌측과 우측으로 소정의 배리언스(variance)를 두는 정도까지 의미한다.
이동 로봇(100, 200, 300)이 센터 라인(CL)에 위치하는 것으로 판단되는 경우, 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)을 향해 직선 이동하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다. 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)의 직선 이동을 통해, 도킹을 시도할 수 있다.
제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료 되었는지 판단할 수 있다(S135).
예를 들면, 프로세서(470)는, 준비 모드 상태에서, 전기 에너지 공급부(485)의 충전 단자(486)에 상대적으로 약한 전류를 유입시킬 수 있다. 제어부(170)는, 충전부(191)의 충전 단자 약한 전류가 유입되는 것이 감지되는 경우, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료된 것으로 판단할 수 있다. 이를 위해, 충전부(191)는, 전류 감지기를 포함할 수 있다.
예를 들면, 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)의 중심이 센터 라인(CL)위에 위치하고, 센싱부(110)에서 생성되는 센싱 데이터에 기초하여 산출된 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 거리가 기 설정 범위 내에 있는 경우, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료된 것으로 판단할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 입체 마커(401)에 접촉하였는지 판단할 수 있다. 이동 로봇(100, 200, 300)이 센터 라인(CL)을 따라 충전 스테이션(400)을 향해 직선 이동하면서, 입체 마커(401)에 접촉하면, 입체 마커(401)는, 이동 로봇(100, 200, 300)의 이동 방향으로 약간의 직선 운동을 한다. 입체 마커(401)의 의도되지 않은 직선 운동이 감지되면, 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료된 것으로 판단할 수 있다. 프로세서(470)는, 제2 통신부(425)를 통해, 이동 로봇(100, 200, 300)에 도킹 완료 상태 정보를 전송할 수 있다. 제어부(170)는, 충전 스테이션(400)에서 수신된 정보에 기초하여, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료된 것으로 판단할 수 있다.
이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹된 것으로 판단되는 경우, 제어부(170)는, 충전 스테이션(400)에 충전 요청 신호를 전달할 수 있다(S140).
제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 도킹 여부에 따라, 제1 릴레이(192)의 온(on) 오프(off)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료되는 경우, 이동 로봇(100, 200, 300)은 충전 모드로 전환될 수 있다(S145). 충전 모드로 전환되는 경우, 제어부(170)는, 제1 릴레이(192)를 온(on) 상태로 전환할 수 있다.
프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)과 충전 스테이션(400) 사이의 도킹 여부에 따라, 제2 릴레이(492)의 온(on) 오프(off)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료되는 경우, 충전 스테이션(400)은 충전 모드로 전환될 수 있다(S150). 충전 모드로 전환되는 경우, 프로세서(470)는, 제2 릴레이(492)를 온(on) 상태로 전환할 수 있다.
충전 모드에서 프로세서(470)는, 이동 로봇(100, 200, 300)의 충전부(191)에 전원을 인가하고, 제2 통신부(425)를 통해, 충전 시작 신호를 이동 로봇(100, 200, 300)에 전송할 수 있다.
제어부(170)는, 충전 스테이션(400)에서 제공되는 전기 에너지로 배터리(193)를 충전할 수 있다(S155).
제어부(170)는, 배터리(193)의 충전이 완료된 것으로 판단(S160)되는 경우, 충전 완료 신호를 충전 스테이션(400)에 전달할 수 있다(S165).
충전 완료 신호가 수신되는 경우, 프로세서(470)는, 제2 릴레이(492)를 오프(off) 상태로 전환하여, 전기에너지 공급을 중단할 수 있다(S170).
제어부(170)는, 제1 릴레이(192)를 오프(off) 상태로 전환하여, 충전을 중지할 수 있다(S175).
도 13 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따라 이동 로봇과 충전 스테이션의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 1a 내지 도 13을 참조하면, 제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)에 배터리 잔량이 기준값 이하이거나 사용자 단말기(1121)로부터 충전 명령 신호를 수신하는 경우, 충전 스테이션(400)에 충전 대기 프로토콜을 전달할 수 있다(S210).
충전 스테이션(400)은 이동 로봇(100, 200, 300)의 접근을 기다리면서 대기할 수 있다(S220).
제어부(170)는, 충전 스테이션(400)에 도킹을 시도하고, 도킹이 완료되면 충전 스테이션(400)에 도킹 완료 프로토콜을 전달할 수 있다(S230)
프로세서(470)는, 도킹 완료 프로토콜을 수신하는 경우, 제2 릴레이(492)를 동작시켜 이동 로봇(100)의 충전부(191)에 전원을 인가하고, 충전 시작 프로토콜을 이동 로봇(100, 200, 300)에 전달할 수 있다(S240).
충전이 완료되면, 제어부(170)는 충전 완료 프로토콜을 충전 스테이션(400)에 전달할 수 있다(S250).
충전이 완료되면, 프로세서(470)는, 제2 릴레이(492)를 동작시켜 이동 로봇(100)의 충전부(191)에 전원을 해제할 수 있다(S260).
도 1a 내지 도 14를 참조하면, 제어부(170)는, 충전 요청 프로토콜을 충전 스테이션(400)에 전달하고, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)을 향해 주행하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다(S310).
프로세서(470)은, 제2 통신부(425)를 통해, 이동 로봇(100, 200, 300)이 접근할 때, 충전 스테이션(400)을 기준으로 하는 이동 로봇(100, 200, 300)의 각도와 거리값을 지속적으로 이동 로봇(100, 200, 300)에 전달할 수 있다(S320).
제어부(170)는, 이동 로봇(100, 200, 300)이 충전 스테이션(400)에 도킹 완료되면, 도킹 완료 프로토콜을 충전 스테이션(400)에 전달할 수 있다(S330).
프로세서(470)는, 충전 포트(486)에 전원을 인가할 수 있다(S340).
제어부(170)는, 충전 완료시, 충전 완료 프로토콜을 충전 스테이션(400)에 전달할 수 있다(S350).
프로세서(170)는, 충전 완료 프로토콜 수신시, 충전 포트의 전원 인가를 해제할 수 있다(S360).
프로세서(170)는, 충전 완료 후, 이동 로봇(100, 200, 300)이 다시 주행하도록 구동부(150)를 제어할 수 있다(S370).
한편, 이동 로봇(100)은 상술한 공기 청정 기능, 소독 기능 및 멸균 기능 외에도 다양한 기능들을 수행할 수 있다.
이동 로봇(100)은, 제독(除毒) 기능을 수행할 수 있다. 가령, 이동 로봇(100)이 군사용으로 이용되는 경우, 이동 로봇(100)은 생화학 무기에 의해 발생된 생물학적 또는 화학적 환경을 정화하는 군사용 제독 기능을 수행할 수 있다. 이경우, 이동 로봇(100)은, 제독 장치를 더 포함할 수 있다. 이동 로봇(100)은, 생물학적 또는 화학적 환경을 정화할 수 있는 생화학 물질을 분사하는 분사 장치를 더 포함할 수 있다.
이동 로봇(100)은 방역 기능을 수행할 수 있다. 방역 기능은 전염병 발생 또는 유행을 미리 막는 기능으로, 상술한 소독 기능을 포함하는 상위 개념으로 이해될 수 있다. 이동 로봇(100)은, 열화상 카메라를 더 포함할 수 있다. 제어부(170)는, 열화상 카메라를 통해 촬영된 열화상 이미지에서 색깔에 대한 처리를 통해 발열중인 감염 의심자를 검출할 수 있다. 제어부(170)는, 열화상 이미지 및 카메라(120)에 의해 촬영된 이미지를 매칭하여 카메라(120)에 의해 촬영된 이미지에서 감염 의심자를 검출할 수 있다. 제어부(170)는, 거리 검출 알고리즘을 통해, 카메라(120)에 의해 촬영된 이미지에서 감염 의심자와 기준 거리 이내에 위치한 인원을 검출하고, 해당 인원을 접촉자로 분류할 수 있다. 이러한, 감염 의심자 및 접촉자 검출 기능을 방역 기능의 하위 기능으로 분류할 수 있다.
이동 로봇(100)은 보안 기능을 수행할 수 있다. 보안 기능은 카메라(120)를 통해 촬영된 영상을 이용해 제한된 공간에서 허용되지 않은 인원을 검출하는 기능으로 설명될 수 있다. 보안 기능은 제어부(170)에 설치된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 실시예에 따라 보안 기능은 통신부(125)에 의한 외부 디바이스와 데이터를 교환 형태로 시스템적으로 구현될 수도 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100, 200, 300 : 이동 로봇
400 : 충전 스테이션

Claims (10)

  1. 구동부;
    상기 충전 스테이션과의 신호 교환을 위한 제1 통신부;
    상기 구동부에 전기 에너지를 공급하는 배터리;
    상기 충전 스테이션으로부터 공급받은 전기 에너지로 상기 배터리를 충전하는 충전부; 및
    상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 충전 스테이션을 향해 로봇이 이동하도록 상기 구동부를 제어하고,
    로봇이 상기 충전 스테이션에 도킹된 것으로 판단되는 경우, 상기 충전 스테이션에 충전 요청 신호를 전달하는 제어부;를 포함하는 이동 로봇.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 제1 통신부를 통해, 상기 충전 스테이션에 충전 대기 신호를 전달하는 이동 로봇.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 거리가 기준값 이내인 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 통신부를 통해, 상기 충전 스테이션에 충전 준비 신호를 전달하는 이동 로봇.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충전부는,
    충전 스테이션과의 전기적 연결을 단속하는 제1 릴레이;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    로봇과 상기 충전스테이션 사이의 도킹 여부에 따라, 상기 제1 릴레이의 온(on) 오프(off)를 제어하는 이동 로봇.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    로봇의 기능을 수행하기 위한 에너지량보다 상기 배터리에 저장된 에너지량이 적은 경우, 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단하는 이동 로봇.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 통신부는,
    적어도 하나의 외부 전자 장치와 신호를 교환하고,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 외부 전자 장치로부터 충전 명령 신호가 수신되는 경우, 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단하는 이동 로봇.
  7. 제 1항에 있어서,
    카메라;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 카메라로부터 영상 데이터를 수신하고,
    상기 영상 데이터에서 검출된 입체 마커의 상태에 기초하여, 상기 충전 스테이션 대비 로봇의 상대적 위치를 판단하는 이동 로봇.
  8. 제 1항의 이동 로봇; 및
    상기 충전 스테이션;을 포함하고,
    상기 충전 스테이션은,
    상기 이동 로봇과의 신호 교환을 위한 제2 통신부;
    상기 이동 로봇과의 전기적 연결을 단속하는 제2 릴레이;
    상기 제2 릴레이의 온 상태에서, 상기 이동 로봇에 전기 에너지를 공급하는 전기 에너지 공급부; 및
    상기 제2 통신부를 통해, 상기 이동 로봇으로부터 충전 요청 신호를 수신하는 경우, 상기 제2 릴레이가 온(on) 상태로 전환되도록 제어하는 프로세서;를 포함하는 이동 로봇의 자동 충전 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 통신부를 통해, 상기 이동 로봇으로부터 충전 완료 신호를 수신하는 경우, 상기 제2 릴레이가 오프(off) 상태로 전환되도록 제어하는 이동 로봇의 자동 충전 시스템.
  10. 배터리 충전 필요 여부를 판단하는 단계;
    배터리의 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 충전 스테이션을 향해 로봇이 동하도록 구동부를 제어하는 단계;
    로봇이 상기 충전 스테이션에 도킹 상태인지 판단하는 단계; 및
    로봇이 상기 충전 스테이션에 도킹된 것으로 판단되는 경우, 제1 통신부를 통해, 상기 충전 스테이션에 충전 요청 신호를 전달하는 단계;를 포함하는 이동 로봇의 제어 방법.


KR1020200040025A 2020-04-02 2020-04-02 충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법 KR102366328B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200040025A KR102366328B1 (ko) 2020-04-02 2020-04-02 충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200040025A KR102366328B1 (ko) 2020-04-02 2020-04-02 충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210122963A true KR20210122963A (ko) 2021-10-13
KR102366328B1 KR102366328B1 (ko) 2022-02-22

Family

ID=78115086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200040025A KR102366328B1 (ko) 2020-04-02 2020-04-02 충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102366328B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438313B1 (ko) * 2022-05-17 2022-09-01 (주)인티그리트 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템
KR102456437B1 (ko) * 2022-05-17 2022-10-19 (주)인티그리트 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 보안 기능을 갖는 지능형 자율 충전 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100645814B1 (ko) * 2005-06-07 2006-11-23 엘지전자 주식회사 이동로봇의 자동충전 복귀 시스템 및 그 복귀 방법
KR20080036035A (ko) * 2008-04-07 2008-04-24 주식회사 한울로보틱스 충전스테이션을 이용한 이동로봇의 위치 인식방법
KR20080056534A (ko) * 2006-12-18 2008-06-23 엘지전자 주식회사 충전 장치, 이동로봇의 충전 방법 및 그를 이용한 이동로봇충전 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100645814B1 (ko) * 2005-06-07 2006-11-23 엘지전자 주식회사 이동로봇의 자동충전 복귀 시스템 및 그 복귀 방법
KR20080056534A (ko) * 2006-12-18 2008-06-23 엘지전자 주식회사 충전 장치, 이동로봇의 충전 방법 및 그를 이용한 이동로봇충전 시스템
KR20080036035A (ko) * 2008-04-07 2008-04-24 주식회사 한울로보틱스 충전스테이션을 이용한 이동로봇의 위치 인식방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438313B1 (ko) * 2022-05-17 2022-09-01 (주)인티그리트 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 충전 상태 실시간 확인 기능을 갖는 지능형 자율 도킹 시스템
KR102456437B1 (ko) * 2022-05-17 2022-10-19 (주)인티그리트 실내 자율 주행 로봇의 인증 및 보안 기능을 갖는 지능형 자율 충전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR102366328B1 (ko) 2022-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102156511B1 (ko) 이동 로봇 및 그 제어방법
ES2613138T3 (es) Robot limpiador y método para controlar el mismo
KR102366328B1 (ko) 충전 스테이션과의 통신으로 충전 안전성을 구현한 이동 로봇, 이동 로봇의 자동 충전 시스템 및 이동 로봇의 제어 방법
JP5324286B2 (ja) ネットワークロボットシステム、ロボット制御装置、ロボット制御方法およびロボット制御プログラム
KR20180080498A (ko) 공항용 로봇 및 그의 동작 방법
CN109421066B (zh) 机器人
KR101356165B1 (ko) 로봇 청소기 및 이의 제어 방법
KR102168445B1 (ko) 이동 로봇 및 그 제어방법
EP3373037B1 (en) Single casing advanced driver assistance system
US20160188977A1 (en) Mobile Security Robot
EP2952993A1 (en) Method for building a map of probability of one of absence and presence of obstacles for an autonomous robot
KR102366327B1 (ko) 이동 로봇 및 그 제어방법
WO2018046015A1 (zh) 车辆报警方法、装置及终端
US20130218395A1 (en) Autonomous moving apparatus and method for controlling the same
JP2021527889A (ja) 自律移動ロボットと自律移動ロボットの制御方法
KR20180038870A (ko) 공항 로봇 및 이를 포함하는 시스템
KR20190105214A (ko) 인공 지능을 통해 구속 상황을 회피하는 로봇 청소기 및 그의 동작 방법
US20190354246A1 (en) Airport robot and movement method therefor
KR102419253B1 (ko) 대상 공간에서 주행하는 이동 로봇
TW201336457A (zh) 清掃系統及其控制方法
KR102366329B1 (ko) IoT 기반 공간 지능 기능이 구현되는 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어 방법
KR20180074404A (ko) 공항용 로봇 및 그의 동작 방법
KR20210133546A (ko) 이동 로봇
CN113368285A (zh) 应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人
KR102366332B1 (ko) 인공 지능 알고리즘이 적용된 방역 로봇, 멸균 로봇, 방역 접객 로봇, 방역 협동 로봇

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant