WO2019194631A1 - 이동로봇과 이동로봇의 제어방법 - Google Patents

이동로봇과 이동로봇의 제어방법 Download PDF

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WO2019194631A1
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boundary
area
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이재훈
최규천
우종진
김동성
김형섭
신승인
유경만
정재훈
남동균
박종일
주형국
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a mobile robot and a method for controlling the mobile robot that efficiently configures a cleaning path of the mobile robot.
  • Robots have been developed for industrial use and have been a part of factory automation. Recently, the application of robots has been further expanded, medical robots, aerospace robots, and the like have been developed, and home robots that can be used in general homes have also been made. Among these robots, a moving robot capable of traveling by magnetic force is called a mobile robot. A representative example of a mobile robot used in a home outdoor environment is a mowing robot.
  • the movable area In the case of a mobile robot that autonomously runs indoors, the movable area is limited by walls or furniture, but in the case of a mobile robot that runs autonomously, it is necessary to set a movable area in advance. In addition, there is a need to limit the area that the lawn mower robot can move so as to travel in the grass-planted area.
  • a wire is embedded to set an area to move a mowing robot, and the mowing robot senses a magnetic field formed by a current flowing through the wire. Can move within the area set by
  • the lawn mower robot does not accurately recognize the position of the charging station, and continue to run along the wire that borders, and then find and charge the location of the charging station.
  • the driving area set for the convenience and efficiency of cleaning is divided into a plurality of areas and the cleaning is started sequentially.
  • the grass robot is driven outdoors, driving through the image as if driving indoors. It is difficult to map zones and accurately recognize the current location on the map.
  • the grass robot of the prior art indirectly estimates the position of the grass robot by a method such as detecting the number of revolutions of the wheel, but even there is a problem that is not accurate due to problems such as slip.
  • Prior art U.S. Patent Publication No. 20180064024 discloses dividing into a plurality of areas based on a peak of a driving area and the like, and there is a problem in that an effective operation cannot be performed only by the division of the driving area.
  • An object of the present invention is to provide a mobile robot and a method of controlling the mobile robot that continuously perform the work without returning to the charging station after completing the work of one driving zone.
  • Another object of the present invention is to provide a mobile robot and a method of controlling the mobile robot, which can reduce the number of times the mobile robot returns to the charging station in order to recognize the correct position on the map.
  • Another object of the present invention is to provide a mobile robot and a control method of the mobile robot to reduce the grass damage near the charging station.
  • Still another object of the present invention is to provide a mobile robot and a method of controlling the mobile robot, which can efficiently work while sequentially working a plurality of driving regions, and can use a limited battery with maximum efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide a control method for a mobile robot and a mobile robot that share a sensor for recognizing the boundary of the driving route without attaching an additional sensor.
  • the mobile robot and the control method of the mobile robot according to the solution of the present invention is to travel the first driving region in the first pattern, and when the driving of the first driving region is completed to cross the first pattern driving The second pattern is started in the direction.
  • the present invention provides a body forming an appearance; A driving unit for moving the body; A boundary signal detector for detecting a boundary signal generated at the boundary of the driving area; An azimuth sensor for calculating a direction angle of the body; And a control unit defining the driving area based on the boundary signal, and dividing the driving area into a plurality of driving areas including at least a first driving area and a second driving area. After driving the first pattern in the first direction at a first direction angle, and after completing the driving of the first driving area, the driving part is controlled to travel in the second pattern at a second direction angle that intersects with the first direction angle. Characterized in that.
  • An angle between the first direction angle and the second direction angle may be 88 ° to 92 °.
  • the controller may randomly calculate the second direction angle.
  • the controller may calculate a randomly selected one of the values having an angle between the first direction angle and 85 ° to 95 ° as a second direction angle.
  • the controller may control the driving unit to perform the second pattern driving at the position where the mobile robot completes the driving of the first driving region.
  • the first direction angle may be calculated in parallel with a boundary of the driving area adjacent to the start point of the first pattern driving.
  • the boundary signal detecting unit detects a docking position signal generated by the docking device, and the controller controls the driving unit to return to the docking device when the mobile robot starts the first pattern driving and a predetermined time elapses. can do.
  • the controller may control the driving unit to return to the docking device when the mobile robot determines that the battery level is insufficient while driving the pattern.
  • the boundary signal detection unit may distinguish the docking signal from the boundary signal by a direction difference of a magnetic field.
  • the traveling direction of the second pattern driving may be a direction away from a boundary of the driving area adjacent to the end point of the first pattern driving.
  • the traveling direction of the second pattern driving may be a direction away from the first driving area.
  • the boundary signal detection unit may include a magnetic field sensor.
  • a system comprising: a dividing step of defining a driving area based on a boundary signal, and dividing the driving area into at least a first driving area and a second driving area; A first pattern driving step in which the mobile robot travels the first driving area in a first pattern at a first direction angle; And a second pattern driving step of driving the second pattern at a second direction angle that crosses the first direction angle after the mobile robot completes the first pattern driving.
  • the mobile robot may further include a moving step of moving from the docking device to the start point of the first pattern driving along the boundary of the driving area.
  • the mobile robot may further include a homing step of returning to the docking device when a predetermined time elapses after the first pattern driving starts.
  • the mobile robot may further include a homing step of returning to the docking device when it is determined that the battery level is insufficient while driving the pattern.
  • the present invention can continuously perform the work without returning to the charging station after completing the operation of one driving zone, thereby improving the confidence that the user gives, for accurate position recognition on the map Since it often does not return to the charging station, there is an advantage that can prevent damage around the wire moving to the charging station.
  • the present invention can reduce the number of times the mobile robot to return to the charging station to recognize the exact position on the map, it is possible to reduce the time and energy loss of returning to the charging station in the middle and moving back to the driving zone in the efficient operation This is possible and there is an advantage of using the battery efficiently.
  • the present invention executes pattern driving having a different direction angle after completing cleaning of one driving region, an advantage of preventing the work from being repeatedly performed on only a portion of the driving region by pattern driving having the same direction angle. This exists.
  • the present invention recognizes both the position of the charging station, the recognition of the boundary of the driving area, and the recognition of the adjacent boundary area through one sensor through a magnetic field signal, the direction difference or distribution difference or intensity Since the position and boundary of the charging station is identified by the difference and the homing path is recognized, there is an advantage of reducing the manufacturing cost and an advantage of reducing the control burden of the controller.
  • the present invention is the addition of a simple configuration of disposing a conductive wire inside the docking device, the manufacturing cost is reduced, the boundary wire constituting the boundary can be commonly used, and can be driven by the boundary wire and one power source. There is an advantage to this.
  • FIG. 1 is a perspective view of a mobile robot 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an elevation view of the front of the mobile robot 100 of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an elevation view of the right side of the mobile robot 100 of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an elevation view of a lower side of the mobile robot 100 of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a docking device 200 for docking the mobile robot 100 of FIG. 1.
  • FIG. 6 is an elevational view of the docking device 200 of FIG.
  • FIG. 7A is a rear view of the reference wire according to an embodiment of the present invention.
  • 7B is a view of a reference wire according to an embodiment of the present invention viewed from one side.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a control relationship of the mobile robot 100 of FIG. 1.
  • FIG. 9 is a view for explaining the pattern driving of the mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • 10 to 13 are views illustrating a traveling method of a mobile robot according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a control method of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • the lawn mower robot 100 is described as an example, but is not necessarily limited thereto.
  • the body 110 includes a frame 111 to which the driving motor module 123 to be described later is fixed.
  • the blade motor 132 to be described later is fixed to the frame 111.
  • the frame 111 supports a battery, which will be described later.
  • Frame 111 also provides a skeleton structure for supporting other components.
  • the frame 111 is supported by the assist wheel 125 and the drive wheel 121.
  • the body 110 includes side blocking portions 111a for blocking a user's finger from entering the blade 131 at both sides of the blade 131.
  • the side blocking portion 111a is fixed to the frame 111.
  • the side blocking portion 111a is disposed to protrude downward compared to the lower surface of the other part of the frame 111.
  • the side blocking part 111a is disposed covering the upper part of the space between the driving wheel 121 and the auxiliary wheel 125.
  • the pair of side blocking portions 111a-1 and 111a-2 are disposed left and right with the blade 131 interposed therebetween.
  • the side blocking portion 111a is disposed spaced apart from the blade 131 by a predetermined distance.
  • the body 110 includes a front blocking part 111b for blocking a user's finger from entering the blade 131 in front of the blade 131.
  • the front blocking portion 111b is fixed to the frame 111.
  • the front blocking portion 111b is disposed covering a portion of the upper portion of the space between the pair of auxiliary wheels 125 (L) and 125 (R).
  • the front face of the protruding rib 111ba is formed to be round.
  • the front face of the protruding ribs 111ba forms a surface that is bent upwards from the lower side of the protruding ribs 111ba toward the front.
  • the frame 111 is provided with a caster (not shown) for rotatably supporting the auxiliary wheel 125.
  • the caster is rotatably disposed with respect to the frame 111.
  • the caster is rotatably provided about the vertical axis.
  • the caster is disposed below the frame 111.
  • a pair of casters is provided corresponding to the pair of auxiliary wheels 125.
  • the body 110 includes a case 112 covering the frame 111 from above.
  • the case 112 forms an upper side and a front / rear / left / right side of the mobile robot 100.
  • Body 110 includes bumper 112b disposed at the front.
  • the bumper 112b may absorb a shock when in contact with an external obstacle.
  • a bumper groove formed in the front side of the bumper 112b may be formed to be recessed to the rear side and formed to extend in the left and right directions.
  • a plurality of bumper grooves may be spaced apart in the vertical direction.
  • the lower end of the protruding rib 111ba is disposed at a lower position than the lower end of the auxiliary rib 111bb.
  • the body 110 may include a bumper auxiliary part 112c disposed to surround the outer surface of the bumper 112b.
  • Bumper auxiliary portion 112c is coupled to bumper 112b.
  • the bumper auxiliary part 112c surrounds the lower part of the front face and the lower left and right sides of the bumper 112b.
  • the bumper auxiliary part 112c may cover the lower half of the front surface and the left and right sides of the bumper 112b.
  • the frame 111 may be provided with a flow fixing part (not shown) to which the bumper 112b is fixed.
  • the flow fixing part may be disposed to protrude upward of the frame 111.
  • the bumper 112b may be fixed to the upper end of the flow fixing part.
  • Body 110 includes handle 113.
  • the handle 113 may be disposed at the rear side of the case 112.
  • the body 110 includes a battery inlet 114 for drawing out a battery.
  • the battery input unit 114 may be disposed on the lower surface of the frame 111.
  • the battery input unit 114 may be disposed at the rear side of the frame 111.
  • the body 110 includes a power switch 115 for turning on / off the power of the mobile robot 100.
  • the power switch 115 may be disposed on the lower surface of the frame 111.
  • the body 110 includes a first opening and closing portion 117 that opens and closes a portion where the height adjusting portion 156 and the height display portion 157 are disposed.
  • the first opening and closing part 117 is hinged to the case 112 and is provided to enable the opening and closing operations.
  • the first opening and closing part 117 is disposed on the upper side surface of the case 112.
  • the first opening / closing part 117 is formed in a plate shape and covers the upper side of the height adjusting part 156 and the height display part 157 in the closed state.
  • the second opening / closing part 118 is formed in a plate shape to cover the display module 165 and the input unit 164 in the closed state.
  • the openable angle of the second opening / closing portion 118 is preset to be smaller than the openable angle of the first opening / closing portion 117.
  • the openable angle of the first opening / closing part 117 may be provided to be about 80 to 90 degrees based on the closed state.
  • the openable angle of the second opening / closing part 118 may be provided to be about 45 to 60 degrees based on the closed state.
  • the first opening and closing portion 117 may be provided to be rotatable with respect to the case 112 about the rotation axis extending in the left and right directions from the front end of the first opening and closing portion 117.
  • the second opening and closing portion 118 may be provided to be rotatable with respect to the case 112 about the rotation axis extending in the left and right directions from the front end of the second opening and closing portion 118.
  • the first motor housing 119a is formed in a cylindrical shape that forms a height from side to side as a whole.
  • the second motor housing 119b is formed in a cylindrical shape that forms a height from side to side as a whole.
  • the driving unit 120 includes a driving wheel 121 that is rotated by the driving force of the driving motor module 123.
  • the driving unit 120 may include at least one pair of driving wheels 121 that are rotated by the driving force of the driving motor module 123.
  • the drive wheel 121 includes a first wheel 121 (L) and a second wheel 121 (R) which are provided on the left and right so as to be rotatable independently of each other.
  • the first wheel 121 (L) is disposed at the left side
  • the second wheel 121 (R) is disposed at the right side.
  • the first wheel 121 (L) and the second wheel 121 (R) are spaced apart from side to side.
  • the first wheel 121 (L) and the second wheel 121 (R) are disposed below the rear side of the body 110.
  • the first wheel 121 (L) and the second wheel 121 (R) are each rotatably provided so that the body 110 can rotate and move forward with respect to the ground.
  • the body 110 may move forward with respect to the ground.
  • the rotation speed of the first wheel 121 (L) is faster than the rotation speed of the second wheel 121 (R) or the rotation direction of the first wheel 121 (L) and the second wheel 121.
  • the rotation directions of (R) are different from each other, the body 110 may rotate in relation to the ground.
  • the first wheel 121 (L) and the second wheel 121 (R) may be larger than the auxiliary wheel 125.
  • An axis of the first driving motor 123 (L) may be fixed to the center of the first wheel 121 (L), and a second driving motor 123 (R) to the center of the second wheel 121 (R). The axis of) may be fixed.
  • the driving wheel 121 includes a wheel outer circumferential portion 121b in contact with the ground.
  • the wheel outer circumference 121b may be a tire.
  • the wheel outer circumferential portion 121b may be provided with a plurality of protrusions for increasing friction with the ground.
  • the driving wheel 121 may include a wheel frame (not shown) that fixes the wheel outer circumference 121b and receives the power of the motor 123.
  • the shaft of the motor 123 is fixed to the center of the wheel frame, it can receive a rotational force.
  • the wheel outer portion 121b is disposed to surround the circumference of the wheel frame.
  • the drive wheel 121 includes a wheel cover 121a that covers the outer surface of the wheel frame.
  • the wheel cover 121a is disposed in a direction opposite to the direction in which the motor 123 is disposed based on the wheel frame.
  • the wheel cover 121a is disposed at the center of the wheel outer circumferential portion 121b.
  • the driving unit 120 includes a driving motor module 123 for generating a driving force, and includes a driving motor module 123 for providing a driving force to the driving wheel 121.
  • the driving motor module 123 includes a first wheel. And a first driving motor 123 (L) for providing a driving force of 121 (L), and a second driving motor 123 (R) for providing a driving force of the second wheel 121 (R).
  • the first driving motor 123 (L) and the second driving motor 123 (R) may be disposed to be spaced apart from side to side.
  • the first driving motor 123 (L) may be arranged as the second driving motor 123 (L). R)) may be disposed on the left side.
  • the first driving motor 123 (L) and the second driving motor 123 (R) may be disposed under the body 110.
  • the first driving motor 123 (L) and the second driving motor 123 (R) may be disposed at the rear portion of the body 110.
  • the first driving motor 123 (L) may be disposed inside the first motor housing 119a so that the motor shaft protrudes to the left side.
  • the second driving motor 123 (R) may be disposed in the second motor housing 119b so that the motor shaft protrudes to the right.
  • the first wheel 121 (L) and the second wheel 121 (R) are the rotation shafts of the first drive motor 123 (L) and the rotation shafts of the second drive motor 123 (R), respectively.
  • parts such as a shaft may be connected, or by a gear or a chain, such as a motor (123 (L), 123 (R)) ) May be implemented to be transmitted to the wheels (121a, 120b).
  • the work unit 130 is provided to perform a predetermined task.
  • the working portion 130 is disposed on the body 110.
  • the work unit 130 may be provided to perform a task such as cleaning or mowing.
  • the work unit 130 may be provided to perform an operation such as transporting an object or finding an object.
  • the work unit 130 may perform a security function for detecting an external intruder or a dangerous situation in the vicinity.
  • the work unit 130 is described as mowing the lawn, but the kind of work of the work unit 130 may be various examples, and need not be limited to the example of the present description.
  • the blade 131 is disposed between the driving wheel 121 and the auxiliary wheel 125.
  • the blade 131 is disposed at the lower side of the body 110.
  • the blade 131 is provided to be exposed from the lower side of the body 110.
  • the blade 131 rotates about a rotation axis extending in the vertical direction to mow the lawn.
  • the blade motor 132 may be disposed at the rear side of the auxiliary wheel 125.
  • the blade motor 132 may be disposed below the body 110.
  • the rotational force of the motor shaft is transmitted to the blade 131 using a structure such as a gear.
  • the mobile robot 100 is provided to change the height of the blade 131 with respect to the ground, it is possible to change the mowing height of the grass.
  • the mobile robot 100 includes a height adjusting unit 156 for changing a height of the blade 131 by the user.
  • the height adjusting unit 156 may include a rotatable dial to change the height of the blade 131 by rotating the dial.
  • the mobile robot 100 includes a docking insertion unit 158 connected to the docking device 200 when the docking device 200 is docked.
  • the docking inserting portion 158 is provided to be recessed to insert the docking connection portion 210 of the docking device 200.
  • the docking insert 158 is disposed at the front of the body 110.
  • the mobile robot 100 may include a charging corresponding terminal 159 disposed at a position in contact with the charging terminal 211, which will be described later, while the docking insertion unit 158 is inserted into the docking connection unit 210.
  • the charging corresponding terminal 159 may include a pair of charging corresponding terminals 159a and 159b disposed at positions corresponding to the pair of charging terminals 211 (211a and 211b).
  • the pair of charging corresponding terminals 159a and 159b may be disposed left and right with the docking insertion portion 158 interposed therebetween.
  • a terminal cover may be provided to cover the docking insertion unit 158 and the pair of charging terminals 211, 211a and 211b so as to be opened and closed.
  • the terminal cover may cover the docking insertion unit 158 and the pair of charging terminals 211 (211a, 211b).
  • a terminal cover may be opened to expose the docking insertion unit 158 and a pair of charging terminals 211a and 211b.
  • the docking device 200 includes a docking base 230 disposed on the bottom, and a docking support part 220 protruding upward from the front portion of the docking base 230.
  • the docking base 230 defines a plane parallel to the horizontal direction.
  • the docking base 230 has a plate shape in which the mobile robot 100 may be seated.
  • the docking support 220 extends in the docking base 230 in a direction crossing the horizontal direction.
  • the docking connector 210 When the mobile robot 100 is charged, the docking connector 210 is inserted into the docking insertion unit 158.
  • the docking connection portion 210 may protrude rearward from the docking support 220.
  • the docking connection portion 210 may have a thickness in the vertical direction smaller than the width in the left and right directions.
  • the left and right width of the docking connection portion 210 may be formed to be narrower toward the rear side.
  • the docking connection 210 is trapezoidal in its entirety.
  • the docking connection portion 210 is formed in a symmetrical shape.
  • the rear portion of the docking connection portion 210 forms a free end, and the front portion of the docking connection portion 210 is fixed to the docking support portion 220.
  • the rear portion of the docking connection portion 210 may be formed in a rounded shape.
  • the docking device 200 includes a charging terminal 211 for charging the mobile robot 100.
  • the charging terminal 211 and the charging corresponding terminal 159 of the mobile robot 100 are in contact with each other, so that power for charging may be supplied from the docking device 200 to the mobile robot 100.
  • the charging terminal 211 includes a contact surface facing the rear side, and the charging corresponding terminal 159 includes a contact corresponding surface facing the front side.
  • the contact surface of the charging terminal 211 and the contact corresponding surface of the charging corresponding terminal 159 contact each other, the power supply of the docking device 200 is connected to the mobile robot 100.
  • the pair of charging terminals 211a and 211b may be disposed with the docking connection portion 210 interposed therebetween.
  • the pair of charging terminals 211a and 211b may be disposed at left and right sides of the docking connection unit 210.
  • the docking base 230 includes a wheel guard 232 on which the driving wheel 121 and the auxiliary wheel 125 of the mobile robot 100 are raised.
  • the wheel guard 232 includes a first wheel guard 232a for guiding the movement of the first auxiliary wheel 125 and a second wheel guard 232b for guiding the movement of the second auxiliary wheel 125.
  • An upper convex center base 231 is disposed between the first wheel guard 232a and the second wheel guard 232b.
  • the docking base 230 includes a slip prevention part 234 for preventing sliding of the first wheel 121 (L) and the second wheel 121 (R).
  • the slip prevention part 234 may include a plurality of protrusions protruding upward.
  • the boundary wire 290 for setting the boundary of the travel area of the mobile robot 100 may be implemented.
  • the boundary wire 290 may generate a predetermined boundary signal.
  • the mobile robot 100 may detect the boundary signal and recognize the boundary of the driving area set by the boundary wire 290.
  • a predetermined electric current may flow along the boundary wire 290 to generate a magnetic field around the boundary wire 290.
  • the generated magnetic field is a boundary signal.
  • the magnetic field generated around the boundary wire 290 may change with a predetermined change pattern.
  • the mobile robot 100 may recognize that it is close to the boundary wire 290 within a predetermined distance by using the boundary signal detection unit 177 that detects a magnetic field, and thereby, within the boundary set by the boundary wire 290. You can only drive in the driving area.
  • the boundary wire 290 may generate a magnetic field in a direction distinct from the reference wire 270.
  • the boundary wire 290 may be disposed substantially parallel to the horizontal plane.
  • substantially parallel may include parallel in an engineering sense including complete parallelism of mathematical meaning and a certain level of error.
  • the docking device 200 may serve to send a predetermined current to the boundary wire 290.
  • the docking device 200 may include a wire terminal 250 that is connected to the boundary wire 290. Both ends of the boundary wire 290 may be connected to the first wire terminal 250a and the second wire terminal 250b, respectively. Through the connection of the boundary wire 290 and the wire terminal 250, the power supply of the docking device 200 may supply a current to the boundary wire 290.
  • the wire terminal 250 may be disposed in front of the docking device 200. That is, the wire terminal 250 may be disposed on the side opposite to the direction in which the docking connection portion 210 protrudes.
  • the wire terminal 250 may be disposed on the docking support 220.
  • the first wire terminal 250a and the second wire terminal 250b may be spaced apart from left and right.
  • the docking device 200 may include a wire terminal opening and closing unit 240 to cover the wire terminal 250 to be opened and closed.
  • the wire terminal opening and closing unit 240 may be disposed at the front side F of the docking support unit 220.
  • Wire terminal opening and closing unit 240 is hinged to the docking support portion 220, it may be set in advance to open and close the operation through the rotation operation.
  • the reference wire 270 for recognizing the position of the docking device 200 to the mobile robot 100 may be implemented.
  • the reference wire 270 may generate a predetermined docking position signal.
  • the mobile robot 100 senses the docking position signal, recognizes the position of the docking device 200 by the reference wire 270, and when a return command or charging is required, the mobile robot 100 moves to the recognized docking device 200 position. You can return.
  • Such a position of the docking device 200 may be a reference point of driving of the mobile robot 100.
  • the reference wire 270 is formed of a conductive material through which electricity can flow.
  • the reference wire 270 may be connected to a power source of the docking device 200 which will be described later.
  • Reference wire 270 may generate a magnetic field in a direction distinct from boundary wire 290.
  • the reference wire 270 may extend in a direction crossing the horizontal direction.
  • the reference wire 270 may extend in the vertical direction perpendicular to the horizontal direction.
  • the reference wire 270 may be installed in the docking device 200.
  • the reference wire 270 may be disposed at various locations in the docking device 200.
  • the reference wire 270 may be disposed inside the docking support 220. Since the reference wire 270 has to generate a magnetic field signal in the horizontal direction, the reference wire 270 is disposed to extend in the vertical direction. If the reference wire 270 is disposed on the docking base 230, there is a disadvantage that the thickness of the docking base 230 is very thick.
  • the reference wire 270 may include a vertical portion 271 extending at least in a direction crossing the horizontal direction.
  • the vertical portion 271 may be disposed substantially in parallel with the vertical direction UD.
  • a plurality of vertical portions 271 may be disposed to generate more than a predetermined docking position signal in the entire peripheral area of the docking device 200.
  • the vertical portion 271 may include a first vertical portion 271a and a second vertical portion 271b spaced apart from the first vertical portion 271a.
  • the vertical portion 271 may include only one of the first vertical portion 271a and the second vertical portion 271b.
  • the first vertical portion 271a and the second vertical portion 271b are spaced apart in the left and right directions.
  • the first vertical portion 271a may be disposed adjacent to the right end of the docking support 220
  • the second vertical portion 271b may be disposed adjacent to the left end of the docking support 220.
  • an area where a magnetic field is generated by the reference wire 270 is maximized around the docking device 200. Will be expanded.
  • the traveling directions of the currents of the first vertical portion 271a and the second vertical portion 271b may be the same or different.
  • the second vertical portion 271b may flow from the lower portion to the upper direction.
  • the plurality of first vertical portions 271a and the second vertical portions 271b are disposed at both ends in the left and right directions of the docking support 220 and arranged in rows in the front-rear direction, the plurality of first vertical portions 271a ) And the charging terminal 211 and the docking connection portion 210 may be disposed between the second vertical portion 271b.
  • the configurations of the charging terminal 211 and the docking connection portion 210 are not changed. There is an advantage in that the reference wire 270 can be placed.
  • the plurality of first vertical portions 271a and the second vertical portions 271b may be electrically connected to each other, or may be supplied with electricity from a separate power source.
  • the docking device 200 may serve to send a predetermined current to the reference wire 270.
  • the docking device 200 may include a wire terminal 250 connected to the reference wire 270. Both ends of the reference wire 270 may be connected to the first wire terminal 250a and the second wire terminal 250b, respectively. Through the connection of the reference wire 270 and the wire terminal 250, the power supply of the docking device 200 may supply a current to the reference wire 270.
  • both ends of the plurality of first vertical portions 271a are connected to the first wire terminal 250a and the second wire terminal 250b, respectively, and both ends of the plurality of second vertical portions 271b are respectively the first ends. It may be connected to the wire terminal 250a and the second wire terminal 250b.
  • the reference wire 270 may further include a horizontal portion (not shown).
  • the reference wire 270 may have a structure in which the first vertical portion 271a and the second vertical portion 271b are connected to each other to receive power from one power source.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a control relationship of the mobile robot 100 of FIG. 1.
  • the mobile robot 100 may include an input unit 164 for inputting various instructions of a user.
  • the input unit 164 may include a button, a dial, a touch type display, and the like.
  • the input unit 164 may include a microphone (not shown) for speech recognition.
  • a plurality of buttons are arranged on the upper side of the case 112.
  • the mobile robot 100 may include an output unit 165 for outputting various types of information to the user.
  • the output unit 165 may include a display module for outputting visual information.
  • the output unit 165 may include a speaker (not shown) that outputs auditory information.
  • the display module 165 outputs an image in the upward direction.
  • the display module 165 is disposed above the case 112.
  • the display module 165 may include a thin film transistor liquid-crystal display (LCD) panel.
  • the display module 165 may be implemented using various display panels, such as a plasma display panel or an organic light emitting diode display panel.
  • the mobile robot 100 may include a communication unit 167 for communicating with an external device (such as a terminal), a server, a router, and the like.
  • the communication unit 167 may be implemented to wirelessly communicate with a wireless communication technology such as IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth and the like.
  • the communication unit may vary depending on what the communication method of the other device or server to communicate with.
  • the mobile robot 100 includes a sensing unit 170 that detects information related to a state of the mobile robot 100 or an environment outside the mobile robot 100.
  • the sensing unit 170 may include a remote signal detector 171, an obstacle detector 172, a rain detector 173, a case flow sensor 174, a bumper sensor 175, an azimuth sensor 176, and a boundary signal.
  • the detector 177, the GPS detector 178, and the cliff detector 179 may be included.
  • a plurality of remote signal detection unit 171 may be provided.
  • the plurality of remote signal detectors 171 may include a first remote signal detector 171a disposed at the front of the body 110 and a second remote signal detector 171b disposed at the rear of the body 110. ) May be included.
  • the first remote signal detector 171a receives a remote signal transmitted from the front side.
  • the second remote signal detector 171b receives a remote signal transmitted from the rear side.
  • the obstacle detecting unit 172 detects an obstacle around the mobile robot 100.
  • the obstacle detecting unit 172 may detect an obstacle in front of the vehicle.
  • a plurality of obstacle detection units 172a, 172b, and 172c may be provided.
  • the obstacle detecting unit 172 is disposed on the front surface of the body 110.
  • the obstacle detecting unit 172 is disposed above the frame 111.
  • the obstacle detecting unit 172 may include an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an RF sensor, a geomagnetic sensor, a position sensitive device (PSD) sensor, and the like.
  • PSD position sensitive device
  • the rain detector 173 detects rain when it rains in an environment in which the mobile robot 100 is placed.
  • the rain detector 173 may be disposed in the case 112.
  • the bumper sensor 175 may detect rotation of the flow fixing part.
  • a magnet may be disposed on one side of the lower part of the flow fixing part, and a sensor for detecting a change in the magnetic field of the magnet may be disposed on the frame 111.
  • the sensor senses a change in the magnetic field of the magnet, such that the bumper sensor 175 may sense the rotation of the flow fixing part.
  • bumper 112b collides with an external obstacle, the flow fixing part rotates integrally with bumper 112b.
  • the bumper sensor 175 detects the rotation of the flow fixing part, thereby detecting the impact of the bumper 112b.
  • the sensing unit 20 includes an inclination information acquisition unit 180 for acquiring inclination information with respect to the inclination of the driving surface S.
  • the inclination information acquisition unit 180 may acquire inclination information on the inclination of the running surface S on which the body 110 is mounted by detecting the inclination of the body 110.
  • the tilt information acquirer 180 may include a gyro sensing module 176a.
  • the tilt information acquisition unit 180 may include a processing module (not shown) for converting the sensing signal of the gyro sensing module 176a into tilt information.
  • the processing module may be implemented as an algorithm or a program as part of the controller 190.
  • the tilt information acquisition unit 180 may include the magnetic field sensing module 176c to obtain tilt information based on the sensing information about the magnetic field of the earth.
  • the azimuth sensor (AHRS) 176 may have a gyro sensing function.
  • the azimuth sensor 176 may further include an acceleration sensing function.
  • the azimuth sensor 176 may further include a magnetic field sensing function.
  • the azimuth sensor 176 may include a gyro sensing module 176a that performs gyro sensing.
  • the gyro sensing module 176a may detect a horizontal rotation speed of the body 110.
  • the gyro sensing module 176a may detect a tilting speed of the horizontal plane of the body 110.
  • the azimuth sensor 176 may include an acceleration sensing module 176b that performs acceleration sensing.
  • the acceleration sensing module 176b may have an acceleration sensing function with respect to three axes of a spatial coordinate system orthogonal to each other.
  • the predetermined processing module can calculate the speed by integrating the acceleration, and can calculate the moving distance by integrating the speed.
  • the boundary signal detector 177 detects a boundary signal of the boundary wire 290 and / or a docking position signal of the reference wire 270.
  • the boundary signal detector 177 may be disposed at the front of the body 110. In this way, the boundary of the travel area can be detected early while moving forward, which is the main travel direction of the mobile robot 100.
  • the boundary signal detector 177 may be disposed in the inner space of the bumper 112b.
  • the boundary signal detector 177 includes a magnetic field sensor.
  • the boundary signal detector 177 may be implemented using a coil to detect a change in the magnetic field.
  • the boundary signal detector 177 may detect a magnetic field in at least the horizontal direction.
  • the boundary signal detector 177 may detect magnetic fields of three axes orthogonal to each other in space.
  • the first boundary signal detector 177a may detect a magnetic field signal in a direction orthogonal to the second boundary signal detector 177b.
  • the first boundary signal detector 177a and the second boundary signal detector 177b detect magnetic field signals in a direction orthogonal to each other, and combine the detected magnetic field signal values with respect to three axes perpendicular to each other in space. Magnetic field can be detected.
  • the boundary signal detecting unit 177 distinguishes the boundary signal between the adjacent boundary signal and the boundary signal between the first driving area A1 and the second driving area A2 by the difference in the strength of the magnetic field, and distinguishes the adjacent boundary signal and the docking position signal from the magnetic field. It can be distinguished by the direction difference of. In detail, at least some or all of the first boundary wire 291 of the first travel area A1 and the second boundary wire 292 of the second travel area A2 overlap each other, and the currents flow in the same direction. When applied, a magnetic field having an intensity greater than that generated by each of the first boundary wire 291 and the second boundary wire 292 may be generated, and each signal may be distinguished by a difference in the intensity of the magnetic field.
  • the boundary signal detector 177 may distinguish the adjacent boundary signal from the boundary signals of the first driving area A1 and the second driving area A2 by a difference in magnetic field distribution. Specifically, when a part of the first boundary wire 291 of the first travel area A1 and the part of the second boundary wire 292 of the second travel area A2 are disposed within a predetermined gap between each other, the current may flow in the same direction or in another direction. When is applied, the boundary signal detection unit 177 may detect that the intensity of the magnetic field has a plurality of peaks within a predetermined distance on the plane coordinates, and recognize the boundary signal as an adjacent boundary signal.
  • the GPS detector 178 may be provided to detect a Global Positioning System (GPS) signal.
  • GPS Global Positioning System
  • the GPS detector 178 may be implemented using a PCB.
  • the sensing unit 170 may include an opening / closing detector (not shown) that detects whether at least one of the first opening and closing portion 117 and the second opening and closing portion 118 is opened or closed.
  • the open / close detection unit may be disposed in the case 112.
  • the controller 190 may control driving of the first driving motor 123 (L) and the second driving motor 123 (R).
  • the controller 190 may control the driving of the blade motor 132.
  • the controller 190 may control the output of the output unit 165.
  • the controller 190 includes a main board (not shown) disposed in the internal space of the body 110.
  • Main board means PCB.
  • the controller 190 may control autonomous driving of the mobile robot 100.
  • the controller 190 may control the driving of the driving unit 120 based on the signal received from the input unit 164.
  • the controller 190 may control the driving of the driving unit 120 based on the signal received from the sensing unit 170.
  • the controller 190 may process a signal of the boundary signal detector 177.
  • the controller 190 may set a position where the docking position signal is detected as a reference point.
  • the controller 190 may cause the mobile robot 100 to travel to the reference point.
  • the controller 190 may set the position where the boundary signal is detected as the boundary of the driving area.
  • the controller 190 may drive the mobile robot 100 within the boundary of the travel area.
  • FIG. 9 is a view for explaining the pattern driving of the mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • the pattern travel is a straight run along the set long axis LA, and the driving direction is changed to cross the long axis LA at one end of the long axis LA, and thus the short axis SA is set shorter than the long axis LA.
  • the angle between the long axis LA and the short axis SA is preferably 88 ° to 92 °. It is preferable that many long axis
  • the long axis LA and the short axis SA do not mean a straight line in a mathematical sense, but a concept including a curve close to the straight line.
  • the direction angle means an angle formed by the long axis LA with the reference line ST.
  • the direction angle is measured clockwise from the reference line ST.
  • the reference line ST and the measurement direction may be changed.
  • the direction angle of the pattern running is 90 degrees
  • the traveling direction is from rear to front.
  • the direction angle of travel is 180 °.
  • the direction angle and the traveling direction angle may be calculated by sensing values of the azimuth sensor 176, and the moving distance of the mobile robot may be calculated by sensing values of the azimuth sensor 176 and the GPS sensor 178.
  • FIG. 10 shows the travel area defined by the wire as the travel area, the first travel area A1 and the second travel area A2.
  • the travel area may be divided into a first travel area A1 and a second travel area A2.
  • the boundary wire 290 defines the first boundary wire 291 which defines a part of the boundary of the first running area A1 and the second boundary wire 292 which defines a part of the boundary of the first running area A1. ) May be included.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating that the mobile robot travels the first travel area A1 in a first pattern.
  • the controller 190 controls the driving unit such that the mobile robot travels the first driving area A1 in a first pattern angle at a first direction angle. Specifically, the controller 190 controls the mobile robot to move along the boundary wire 290 in the charging zone to the driving start point of the first driving region A1.
  • the driving start point of the first driving region A1 is a position at which the curvature value of the wire has a predetermined value or less, and efficient pattern driving is possible in consideration of the shape of the first driving region A1. More specifically, in the present invention, the driving start point of the first travel area A1 is located at the bottom of the first travel area A1 and is arranged in parallel with the left and right directions of the bottom part 291c of the boundary wire 290. It may be central.
  • the controller 190 defines the mobile robot to travel in a first pattern at a first direction angle from the driving start point of the first driving area A1.
  • the first direction angle of the first pattern driving may be 88 ° to 92 °
  • the traveling direction angle of the first pattern driving may be 358 ° to 2 °.
  • the mobile robot can pattern-drive the first travel area A1 with the long axis LA as the left and right directions and the lower image direction as the short axis SA.
  • the first direction angle may be calculated in parallel with the boundary of the driving region adjacent to the driving start point of the first pattern driving.
  • the controller 190 may calculate a first direction angle parallel to the lower portion 291c of the boundary wire 290.
  • the controller 190 may control the driving unit to drive the second pattern when the driving of the first driving area A1 is completed.
  • the completion of the running of the first travel area A1 means that the total movement in the travel direction of the mobile robot reaches a preset value or the first travel area A1 is located in front of the travel direction of the mobile robot. This may mean that the boundaries of the adjacent are adjacent.
  • the controller 190 enters within a predetermined distance from the upper portion 291a of the boundary wire of the first travel area A1 when the mobile robot moves in the short axis SA direction. In this case, it may be determined that the driving of the first travel area A1 is completed.
  • the controller 190 controls the driving unit to drive the second pattern at a second direction angle that crosses the first direction angle after the mobile robot completes driving of the first driving area A1.
  • the controller 190 may randomly calculate a second direction angle of the second pattern driving in a direction crossing the first direction angle.
  • an angle between the first direction angle and the second direction angle may be 88 ° to 92 °.
  • the angle between the first direction angle and the second direction angle may be 90 degrees.
  • the controller 190 may calculate, as the second direction angle, one value randomly selected from among values having an angle between the first direction angle and 85 ° to 95 °.
  • the second direction angle of the second pattern driving may be 358 ° to 2 °
  • the traveling direction angle of the second pattern driving may be 88 ° to 92 °.
  • the mobile robot can travel in a pattern with the long axis LA in the vertical direction and the short axis SA in the left and right directions.
  • the second direction angle may be calculated in parallel with the boundary of the driving area adjacent to the driving start point of the second pattern driving.
  • the controller 190 may calculate a second direction angle parallel to the left end portion 291b of the boundary wire 290.
  • a direction toward the center of the second driving area A2 may be selected from a virtual line connecting the center of the second driving area A2 at the end point of the first pattern driving.
  • the traveling direction of the second pattern travel is within 20 degrees of the direction from the imaginary line connecting the center of the second travel area A2 to the center of the second travel area A2 at the end point of the first pattern travel.
  • An acute angle may be selected.
  • the mobile robot performs the work continuously without returning to the charging station again after completing the work of the first travel area A1, thereby improving the confidence given to the user and frequently for accurate position recognition on the map. Since there is no return to the charging station, there is an advantage of preventing damage around the wire moving to the charging station.
  • the mobile robot travels all or part of the second travel area A2.
  • prior art US Patent Publication No. 20180064024 divides the work into a plurality of areas based on the peak of the driving area, etc. can solve the problem that can not be performed effectively and evenly.
  • the homing driving means a driving in which the mobile robot 100 returns to the docking device 200.
  • the controller 190 may execute a homing run when the homing signal is received.
  • controller 190 may control the driving unit to return to the docking device when it is determined that the remaining battery level is insufficient while the mobile robot is driving the pattern.
  • the controller 190 defines a boundary line 290 that becomes a reference line for the mobile robot 100 to travel through the distribution of a magnetic field which is a boundary signal input from the boundary signal detector 177.
  • that the mobile robot 100 travels along the boundary signal means that the mobile robot 100 travels along the boundary line 290.
  • the controller 190 may control the driving unit such that the body switches the driving direction by a random number within the homing driving region where the body is set around the boundary line 290 at the time of homing driving.
  • the homing driving region may be defined as a closed region having the boundary line 290 as a central axis. More specifically, the homing driving region includes a first homing boundary line (not shown) and a second homing boundary line (not shown) that are parallel to the boundary line 290 with the boundary line 290 interposed therebetween, and the first homing. It may be defined as an area between the boundary line and the second homing boundary line.
  • the control method may be performed only by the controller 190 or may be performed by the controller 190 and the terminal or the server according to an embodiment.
  • the present invention may be a computer program for implementing each step of the control method, or may be a recording medium on which a program for implementing the control method is recorded. "Recording medium” means a computer-readable recording medium.
  • the present invention may be a system including both hardware and software.
  • the control method of the mobile robot 100 first detects a boundary signal.
  • the mobile robot 100 defines a driving area based on a boundary signal, and divides the driving area into at least a first driving area A1 and a second driving area A2.
  • the first pattern driving step of driving the first pattern at the first direction angle A1) and the second pattern driving at the second direction angle crossing the first direction angle after the mobile robot completes the first pattern driving. Includes steps
  • the mobile robot travels while detecting the alert signal (S110).
  • the mobile robot defines a driving area based on the boundary signal, and divides the driving area into at least a first driving area A1 and a second driving area A2 (S120).
  • the mobile robot moves to the start point of the first pattern driving along the boundary of the driving area in the docking device (S130).
  • the mobile robot determines whether the first pattern travel is completed in the first travel area A1 (S143), and when it is determined that the first pattern travel is completed, the mobile robot travels the second pattern at a second direction angle that intersects the first direction angle. (S145).
  • the mobile robot simultaneously detects a low battery of the mobile robot 100 when the homing command and the driving time of the user pass at the same time or at the same time as the first pattern driving and the second pattern driving (S151).
  • the homing driving mode may be started.
  • the mobile robot 100 travels along the alert signal (S155).
  • sensing unit 180 gradient information acquisition unit
  • control unit 200 docking device 200

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Abstract

본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법은 제1 주행영역을 제1 패턴주행하고, 제1 주행영역의 주행이 완료되면 제1 패턴 주행과 교차되는 방향으로 제2 패턴 주행을 시작하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동로봇과 이동로봇의 제어방법
본 발명은 이동 로봇의 청소 경로를 효율적으로 구성하는 이동로봇 및 이동로봇의 제어방법에 에 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.
실내를 자율 주행하는 이동 로봇의 경우 벽이나 가구 등에 의해 이동 가능 영역이 제한되나, 실외를 자율 주행하는 이동 로봇의 경우 이동 가능한 영역을 사전에 설정해야 할 필요성이 있다. 또한, 상기 잔디 깎기 로봇이 잔디가 심어진 영역을 주행하도록 이동 가능한 영역을 제한해 필요성이 있다.
종래 기술(한국공개특허공보제2015-0125508호)에서는, 잔디 깎기 로봇이 이동할 영역을 설정하기 와이어를 매설하고, 잔디 깎기 로봇은 와이어에 의해 흐르는 전류에 의해 형성되는 자기장을 센싱(sensing)하여 와이어에 의해 설정된 영역 내에서 이동할 수 있다.
또한, 종래 기술에 따르면, 잔디 깍기 로봇이 충전대의 위치를 정확하게 인지하지 못하고, 경계가 되는 와이어를 따라 계속적으로 주행하다가 충전대의 위치를 찾아서 충전하게 된다.
또한, 종래 기술에 따르면, 청소의 편의성과 효율성을 위해 설정된 주행 영역을 다수 개의 영역으로 구분하고 순차적으로 청소를 시작하게 되는데, 잔디 로봇은 야외에서 구동하게 되어서, 실내에서 구동하는 것처럼 영상을 통해 주행 구역을 맵핑하고 현재 위치를 맵 상에서 정확하게 인식하기 어렵다.
또한, 종래 기술의 잔디 로봇은 휠의 회전수를 감지하는 등의 방법으로 간접적으로 잔디 로봇의 위치를 추정하지만 이마저도 슬립 등의 문제로 정확하지 않은 문제점이 존재한다.
결국, 잔디 로봇의 현재 위치를 정확하게 인식하기 어렵기 때문에 잔디로봇의 복수의 주행 영역 중 어느 하나를 작업을 완료하게 되면, 그 위치에서 다른 주행 영역으로 이동하여 작업을 하는 것이 아니고, 다시 와이어를 따라서 계속 이동을 하면서 충전대를 찾고 충전대를 찾게 되면, 충전대의 위치를 통해 현재 위치를 맵 상에서 다시 인식하고, 충전대에서 다른 주행 영역의 시작점으로 와이어를 따라 이동한 후 다른 주행 영역의 작업을 시작하게 된다.
이처럼 잔디 로봇이 맵 상에서 현재 위치를 다시 인식하기 위해, 충전대로 복귀하면, 잔디 깍기 로봇의 주행거리가 길어지고, 잔기 깍기 로봇의 배터리 수명이 짧아지며, 충전대로 복귀하는 과정에서 동일한 경로를 따라 복귀하므로, 잔기 깍기 로봇의 복귀 경로를 따라 땅이 파이게 되고, 파인 땅은 잔디 깍기 로봇의 운행을 방해하는 문제점이 존재한다.
또한, 상술한 바와 같이 다른 주행 영역을 주행하기 위해 충전대로 복귀해서 다시 다른 주행 영역으로 이동하게 되면, 이동 거리가 길어져서 사용시간에 손실에 발생하게 되고, 사용자에게 신뢰감을 주지 못하는 문제점이 존재한다.
선행문헌 미국공개특허고보 제20180064024호는 주행 영역의 정점 등을 기준으로 다수의 영역으로 분할하는 것을 개시하고 있고, 이러한 주행 영역의 분할만으로는 효과적인 작업을 수행할 수 없는 문제점이 존재한다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국공개특허공보제2015-0125508호 (공개일 : 2015년 11월 9일)
미국공개특허고보 제20180064024호
본 발명의 일 과제는 하나의 주행구역의 작업을 완료 후에 다시 충전대로 복귀하지 않고 연속적으로 작업을 수행하는 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 이동 로봇이 맵상에 정확인 위치를 인식하기 위해 충전대로 복귀하는 횟수를 줄일 수 있는 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 충전대 근처의 잔디 손상을 줄이는 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 다수의 주행 영역을 순차적으로 작업하면서 효율적인 작업이 가능하고, 한정된 배터리를 최대의 효율로 이용할 수 있는 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 별도의 추가적인 센서를 부착하지 않고 주행 경로의 경계를 인식하는 센서를 공용하는 이동 로봇 및 이동 로봇에 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 해결 수단에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇의 제어방법은 제1 주행영역을 제1 패턴주행하고, 제1 주행영역의 주행이 완료되면 제1 패턴 주행과 교차되는 방향으로 제2 패턴 주행을 시작하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 외관을 형성하는 바디; 상기 바디를 이동시키는 주행부; 주행영역의 경계에서 발생하는 경계 신호를 감지하는 경계 신호 감지부; 상기 바디의 방향각을 산출하는 방위각 센서; 및 상기 경계 신호를 바탕으로 상기 주행영역을 정의하고, 상기 주행영역을 적어도 제1 주행영역 및 제2 주행영역을 포함하는 복수의 주행영역으로 분할하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 이동 로봇이 상기 제1 주행영역을 제1 방향각으로 제1 패턴주행하고, 상기 제1 주행영역의 주행을 완료 한 후, 상기 제1 방향각과 교차되는 제2 방향각으로 제2 패턴주행하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 방향각과 상기 제2 방향각 사이의 각도는 88° 내지 92° 일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제2 방향각을 랜덤하게 산출할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 방향각과 85 ° 내지 95 ° 사이의 각도를 가지는 값들 중 랜덤하게 선택된 하나의 값을 제2 방향각으로 산정할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이동 로봇이 상기 제1 주행영역의 주행을 완료 한 자리에서, 상기 제2 패턴주행을 하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
상기 제1 방향각이 상기 제1 패턴주행의 시작점에 인접한 상기 주행영역의 경계와 나란하게 산정될 수 있다.
상기 경계 신호 감지부는 도킹 기기에서 발생하는 도킹 위치 신호를 감지하고, 상기 제어부는, 상기 이동로봇이 상기 제1 패턴주행을 시작하고 기 설정된 시간이 경과되면, 상기 도킹기기로 복귀하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이동로봇이 상기 패턴주행 중에 배터리 잔량이 부족하다고 판단되면, 상기 도킹기기로 복귀하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
상기 경계 신호 감지부는 상기 도킹 신호와, 상기 경계 신호를 자기장의 방향 차이로 구별할 수 있다.
상기 제2 패턴주행의 진행방향은 상기 제1 패턴주행의 종점에서 인접한 상기 주행영역의 경계에서 멀어지는 방향일 수 있다.
상기 제2 패턴주행의 진행방향은 상기 제1 주행 영역에서 멀어지는 방향일 수 있다.
상기 경계 신호 감지부는 자기장 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 경계 신호를 바탕으로 주행영역을 정의하고, 상기 주행 영역을 적어도 제1 주행영역 및 제2 주행영역으로 분할하는 분할 단계; 이동 로봇이 상기 제1 주행영역을 제1 방향각으로 제1 패턴주행하는 제1 패턴 주행 단계; 및 상기 이동 로봇이 상기 제1 패턴 주행을 완료 후에, 상기 제1 방향각과 교차되는 제2 방향각으로 제2 패턴주행 하는 제2 패턴 주행 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 패턴 주행 단계 전에, 상기 이동 로봇이 도킹기기에서 상기 주행 영역의 경계를 따라 상기 제1 패턴 주행의 시작점으로 이동하는 이동 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이동로봇은 상기 제1 패턴주행을 시작하고 기 설정된 시간이 경과되면, 도킹기기로 복귀하는 호밍 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이동로봇은 상기 패턴주행 중에 배터리 잔량이 부족하다고 판단되면, 상기 도킹기기로 복귀하는 호밍 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 해결 수단을 통해, 본 발명은 하나의 주행구역의 작업을 완료 후에 다시 충전대로 복귀하지 않고 연속적으로 작업을 수행하여서, 사용자에게 주는 신뢰감을 향상시킬 수 있고, 맵 상에 정확인 위치 인식을 위해 자주 충전대로 복귀하지 않으므로, 충전대로 이동하는 와이어 주변의 훼손을 방지할 수 있는 이점이 존재한다.
또한, 본 발명은 이동 로봇이 맵상에 정확인 위치를 인식하기 위해 충전대로 복귀하는 횟수를 줄일 수 있으므로, 중간에 충전대로 복귀했다가 다시 주행 구역으로 이동하는 시간 및 에너지 손실을 줄일 수 있어서 효율적인 작업이 가능하고, 배터리를 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 존재한다.
또한, 본 발명은 하나의 주행 영역의 청소를 완료한 후 다른 방향각을 가지는 패턴 주행을 실행하므로 동일한 방향각을 가지는 패턴 주행에 의해 주행 영역 중 일부 영역만 반복적으로 작업이 수행되는 것을 방지하는 이점이 존재한다.
또한, 본 발명은 충전대를 위치를 인식하는 것과, 주행 영역의 경계를 인식하는 것과, 인접 경계 영역을 인식하는 것을 모두 자기장 신호를 통해 하나의 센서를 통해 인식하고, 그 방향 차이 또는 분포 차이 또는 세기 차이에 의해 충전대의 위치와 경계를 식별하고, 호밍 경로를 인지하므로, 제조비용이 절감되는 이점이 존재하고, 제어부의 제어 부담을 줄이는 이점이 존재한다.
또한, 본 발명은 도킹 기기의 내부에 도전성 와이어를 배치하는 단순한 구성의 추가이므로, 제조 비용이 절감되고, 경계를 구성하는 경계 와이어를 공용으로 상용할 수 있고, 경계 와이어와 하나의 전원으로 구동될 수 있는 장점이 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 사시도 이다.
도 2는 도 1의 이동 로봇(100)의 정면을 바라본 입면도 이다.
도 3은 도 1의 이동 로봇(100)의 우측면을 바라본 입면도 이다.
도 4는 도 1의 이동 로봇(100)의 하측면을 바라본 입면도 이다.
도 5는 도 1의 이동 로봇(100)을 도킹(docking)시키는 도킹 기기(200)를 도 시한 사시도 이다.
도 6은 도 5의 도킹 기기(200)를 정면을 바라본 입면도 이다.
도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 와이어를 후방에서 바라본 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 와이어를 일 측방에서 바라본 도면이다.
도 8은 도 1의 이동 로봇(100)의 제어 관계를 나타낸 블록도 이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 패턴 주행을 설명하는 도면이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 주행 방법을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제1, 제2' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제1 구성요소 없이 제2 구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
도면에서 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하 도 1 내지 도 6을 참조하여, 이동 로봇 중 잔디 깎기 로봇(100)을 예로 들어 설명하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.
도 1 내지 도 4를 참고하여, 이동 로봇(100)은 외관을 형성하는 바디(110)를 포함한다. 바디(110)는 내부 공간을 형성한다. 이동 로봇(100)은 주행면에 대해 바디(110)를 이동시키는 주행부(120)을 포함한다. 이동 로봇(100)은 소정의 작업을 수행하는 작업부(130)를 포함한다.
바디(110)는 후술할 구동 모터 모듈(123)이 고정되는 프레임(111)을 포함한다. 프레임(111)에 후술할 블레이드 모터(132)가 고정된다. 프레임(111)은 후술할 배터리를 지지한다. 프레임(111)은 그 밖에도 다른 여러 부품들을 지지하는 뼈대 구조를 제공한다. 프레임(111)은 보조 휠(125)및 구동 휠(121)에 의해 지지된다.
바디(110)는 블레이드(131)의 양측방에서 사용자의 손가락이 블레이드(131)로 진입하는 것을 차단하기 위한 측방 차단부(111a)를 포함한다. 측방 차단부(111a)는 프레임(111)에 고정된다. 측방 차단부(111a)는 프레임(111)의 다른 부분의 하측면에 비해 하측으로 돌출되어 배치된다. 측방 차단부(111a)는 구동 휠(121)과 보조 휠(125)의 사이 공간의 상측부를 커버하며 배치된다.
한 쌍의 측방 차단부(111a-1, 111a-2)가 블레이드(131)를 사이에 두고 좌우로 배치된다. 측방 차단부(111a)는 블레이드(131)로부터 소정 거리 이격되어 배치된다.
측방 차단부(111a)의 전방면(111af)은 라운드지게 형성된다. 전방면(111af)은 측방 차단부(111a)의 하측면에서 부터 전방으로 갈수록 라운드지게 상측으로 꺾이는 표면을 형성한다. 이러한 전방면(111af)의 형상을 이용하여, 이동 로봇(100)이 전방으로 이동할 때 측방 차단부(111a)는 소정 기준 이하의 하부 장애물을 쉽게 타고 넘어갈 수 있다.
바디(110)는 블레이드(131)의 전방에서 사용자의 손가락이 블레이드(131)로 진입하는 것을 차단하기 위한 전방 차단부(111b)를 포함한다. 전방 차단부(111b)는 프레임(111)에 고정된다. 전방 차단부(111b)는 한 쌍의 보조 휠(125(L), 125(R))의 사이 공간의 상측부의 일부를 커버하며 배치된다.
전방 차단부(111b)는 프레임(111)의 다른 부분의 하측면에 비해 하측으로 돌출되는 돌출 리브(111ba)를 포함한다. 돌출 리브(111ba)는 전후 방향으로 연장된다. 돌출 리브(111ba)의 상단부는 프레임(111)에 고정되고, 돌출 리브(111ba)의 하단부는 자유단을 형성한다.
복수의 돌출 리브(111ba)가 좌우 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 돌출 리브(111ba)가 서로 평행하게 배치될 수 있다. 인접하는 2개의 돌출 리브(111ba)사이에 틈이 형성된다.
돌출 리브(111ba)의 전방면은 라운드지게 형성된다. 돌출 리브(111ba)의 전방면은 돌출 리브(111ba)의 하측면에서 부터 전방으로 갈수록 라운드지게 상측으로 꺾이는 표면을 형성한다. 이러한 돌출 리브(111ba)의 전방면의 형상을 이용하여, 이동 로봇(100)이 전방으로 이동할 때 돌출 리브(111ba)는 소정 기준 이하의 하부 장애물을 쉽게 타고 넘어갈 수 있다.
전방 차단부(111b)는 강성을 보조하는 보조 리브(111bb)를 포함한다. 인접하는 2개의 돌출 리브(111ba)의 상단부의 사이에, 전방 차단부(111b)의 강성을 보강하기 위한 보조 리브(111bb)가 배치된다. 보조 리브(111bb)는 하측으로 돌출되고 격자형으로 연장되어 형성될 수 있다.
프레임(111)에는 보조 휠(125)을 회전 가능하게 지지하는 캐스터(미도 시)가 배치된다. 캐스터는 프레임(111)에 대해 회전 가능하게 배치된다. 캐스터는 수직 축을 중심으로 회전 가능하게 구비된다. 캐스터는 프레임(111)의 하측에 배치된다. 한 쌍의 보조 휠(125)에 대응하는 한 쌍의 캐스터가 구비된다.
바디(110)는 프레임(111)을 상측에서 덮어주는 케이스(112)를 포함한다. 케이스(112)는 이동 로봇(100)의 상측면 및 전/후/좌/우 측면을 형성한다.
바디(110)는 케이스(112)를 프레임(111)에 고정시키는 케이스연결부(미도 시)를 포함할 수 있다. 케이스연결부의 상단에 케이스(112)에 고정될 수 있다. 케이스연결부는 프레임(111)에 유동 가능하게 배치될 수 있다. 케이스연결부는 프레임(111)에 대해 상하 방향으로만 유동 가능하게 배치될 수 있다. 케이스연결부는 소정 범위 내에서만 유동 가능하게 구비될 수 있다. 케이스연결부는 케이스(112)와 일체로 유동한다. 이에 따라, 케이스(112)는 프레임(111)에 대해 유동이 가능하다.
바디(110)는 전방부에 배치되는 범퍼(112b)를 포함한다. 범퍼(112b)는 외부의 장애물과 접촉 시 충격을 흡수해 주는 기능을 수행한다. 범퍼(112b) 정면부에는, 후측으로 함몰되어 좌우 방향으로 길게 형성된 범퍼홈이 형성될 수 있다. 복수의 범퍼 홈이 상하 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 돌출 리브(111ba)의 하단이 보조 리브(111bb)의 하단보다 더 낮은 위치에 배치된다.
범퍼(112b)는 전방면 및 좌우 측면이 서로 연결되어 형성된다. 범퍼(112b)의 전방면 및 측면은 라운드지게 연결된다.
바디(110)는 범퍼(112b)의 외표면을 감싸며 배치되는 범퍼 보조부(112c)를 포함할 수 있다. 범퍼 보조부(112c)는 범퍼(112b)에 결합된다. 범퍼 보조부(112c)는 범퍼(112b)의 전방면의 하부 및 좌우 측면의 하부를 감싸준다. 범퍼 보조부(112c)는 범퍼(112b)의 전방면 및 좌우 측면의 하반부를 덮어줄 수 있다.
범퍼 보조부(112c)의 전단면은 범퍼(112b)의 전단면보다 전방에 배치된다. 범퍼 보조부(112c)는 범퍼(112b)의 표면에서 돌출된 표면을 형성한다.
범퍼 보조부(112c)는 고무 등 충격 흡수에 유리한 재질로 형성될 수 있다. 범퍼 보조부(112c)는 플렉서블(flexible)한 재질로 형성될 수 있다.
프레임(111)에는, 범퍼(112b)가 고정되는 유동 고정부(미도 시)가 구비될 수 있다. 유동 고정부는 프레임(111)의 상측으로 돌출되게 배치될 수 있다. 유동 고정부의 상단부에 범퍼(112b)가 고정될 수 있다.
범퍼(112b)는 프레임(111)에 대해 소정 범위 내 유동 가능하게 배치될 수 있다. 범퍼(112b)는 유동 고정부에 고정되어 유동 고정부와 일체로 유동할 수 있다.
유동 고정부는 프레임(111)에 유동 가능하게 배치될 수 있다. 유동 고정부는 가상의 회전축을 중심으로, 유동 고정부가 프레임(111)에 대해 소정 범위 내 회전 가능하게 구비될 수 있다. 이에 따라, 범퍼(112b)는 프레임(111)에 대해 유동 고정부와 일체로 회전 가능하게 구비될 수 있다.
바디(110)는 손잡이(113)를 포함한다. 손잡이(113)는 케이스(112)의 후측부에 배치될 수 있다.
바디(110)는 배터리를 인출입하기 위한 배터리 투입부(114)를 포함한다. 배터리 투입부(114)는 프레임(111)의 하측면에 배치될 수 있다. 배터리 투입부(114)는 프레임(111)의 후측부에 배치될 수 있다.
바디(110)는 이동 로봇(100)의 전원을 On/Off하기 위한 전원 스위치(115)를 포함한다. 전원 스위치(115)는 프레임(111)의 하측면에 배치될 수 있다.
바디(110)는 블레이드(131)의 중앙부의 하측을 가려주는 블레이드 보호부(116)를 포함한다. 블레이드 보호부(116)는 블레이드(131)의 원심 방향 부분의 날이 노출되되 블레이드(131)의 중앙부가 가려지도록 구비된다.
바디(110)는 높이 조절부(156)및 높이 표시부(157)가 배치된 부분을 개폐시키는 제1 개폐부(117)를 포함한다. 제1 개폐부(117)는 케이스(112)에 힌지(hinge) 결합되어, 열림 동작 및 닫힘 동작이 가능하게 구비된다. 제1 개폐부(117)는 케이스(112)의 상측면에 배치된다.
제1 개폐부(117)는 판형으로 형성되어, 닫힘 상태에서 높이 조절부(156)및 높이 표시부(157)의 상측을 덮어준다.
바디(110)는 디스플레이 모듈(165)및 입력부(164)가 배치된 부분을 개폐시키는 제2 개폐부(118)를 포함한다. 제2 개폐부(118)는 케이스(112)에 힌지 결합되어, 열림 동작 및 닫힘 동작이 가능하게 구비된다. 제2 개폐부(118)는 케이스(112)의 상측면에 배치된다. 제2 개폐부(118)는 제1 개폐부(117)의 후방에 배치된다.
제2 개폐부(118)는 판형으로 형성되어, 닫힘 상태에서 디스플레이 모듈(165) 및 입력부(164)를 덮어준다.
제2 개폐부(118)의 열림 가능 각도 는 제1 개폐부(117)의 열림 가능 각도 에 비해 작도록, 기설정된다. 이를 통해, 제2 개폐부(118)의 열림 상태에서도 , 사용자가 제1 개폐부(117)를 쉽게 열게 해주고, 사용자가 쉽게 높이 조절부(156)를 조작할 수 있게 해준다. 또한, 제2 개폐부(118)의 열림 상태에서도 , 사용자가 높이 표시부(157)의 내용을 시각적으로 확인할 수 있게 해준다.
예를 들어, 제1 개폐부(117)의 열림 가능 각도 는 닫힘 상태를 기준으로 약 80 내지 90도 정도 가 되도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 제2 개폐부(118)의 열림 가능 각도 는 닫힘 상태를 기준으로 약 45 내지 60도 정도 가 되도록 구비될 수 있다.
제1 개폐부(117)는 전단부를 중심으로 후단부가 상측으로 들어올려져 열림 동작하고, 제2 개폐부(118)는 전단부를 중심으로 후단부가 상측으로 들어올려져 열림 동작한다. 이를 통해, 잔디 깎기 로봇(100)이 전방으로 이동할 때에도 안전한 지역인 잔디 깎기 로봇(100)의 후방에서, 사용자가 제1 개폐부(117)및 제2 개폐부(118)를 여닫을 수 있다. 또한, 이를 통해, 제1 개폐부(117)의 열림 동작과 제2 개폐부(118)의 열림 동작이 서로 간섭되지 않게 할 수 있다.
제1 개폐부(117)의 전단부에서 좌우 방향으로 연장된 회전축을 중심으로, 제1 개폐부(117)가 케이스(112)에 대해 회전 동작 가능하게 구비될 수 있다. 제2 개폐부(118)의 전단부에서 좌우 방향으로 연장된 회전축을 중심으로, 제2 개폐부(118)가 케이스(112)에 대해 회전 동작 가능하게 구비될 수 있다.
바디(110)는, 제1 구동 모터(123(L))를 내부에 수용하는 제1모터 하우징(119a)과, 제2 구동 모터(123(R))를 내부에 수용하는 제2모터 하우징(119b)을 포함할 수 있다. 제1모터 하우징(119a)은 프레임(111)의 좌측에 고정되고, 제2모터 하우징(119b)은 프레임의 우측에 고정될 수 있다. 제1모터 하우징(119a)의 우단이 프레임(111)에 고정된다. 제2모터 하우징(119b)의 좌단이 프레임(111)에 고정된다.
제1모터 하우징(119a)은 전체적으로 좌우로 높이를 형성하는 원통형으로 형성된다. 제2모터 하우징(119b)은 전체적으로 좌우로 높이를 형성하는 원통형으로 형성된다.
주행부(120)는 구동 모터 모듈(123)의 구동력에 의해 회전하는 구동휠(121)을 포함한다. 주행부(120)는 , 구동 모터 모듈(123)의 구동력에 의해 회전하는 적어도 한 쌍의 구동휠(121)을 포함할 수 있다. 구동 휠(121)은, 각각 독립적으로 회전 가능하게 좌우에 구비되는 제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))을 포함한다. 제1휠(121(L))는 좌측에 배치되고, 제2휠(121(R))는 우측에 배치된다. 제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))은 좌우로 이격 배치된다. 제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))은 바디(110)의 후측 하방부에 배치된다.
제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))은 바디(110)가 지면에 대해 회전 운동 및 전진 운동이 가능하도록 각각 독립적으로 회전 가능하게 구비된다. 예를 들어, 제1휠(121(L))과 제2휠(121(R))이 같은 회전 속도 로 회전할 때, 바디(110)는 지면에 대해 전진 운동할 수 있다. 예를 들어, 제1휠(121(L))의 회전 속도 가 제2휠(121(R))의 회전 속도 보다 빠르거나 제1휠(121(L))의 회전 방향 및 제2휠(121(R))의 회전 방향이 서로 다를 때, 바디(110)는 지면에 대해 회전 운동을 할 수 있다.
제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))은 보조 휠(125)보다 크게 형성될 수 있다. 제1휠(121(L))의 중심부에 제1 구동 모터(123(L))의 축이 고정될 수 있고, 제2휠(121(R))의 중심부에 제2 구동 모터(123(R))의 축이 고정될 수 있다.
구동 휠(121)은 지면과 접촉하는 휠 외주부(121b)를 포함한다. 예를 들어, 휠 외주부(121b)는 타이어일 수 있다. 휠 외주부(121b)에는 지면과의 마찰력을 상승시키기 위한 복수의 돌기가 형성될 수 있다.
구동 휠(121)은 휠 외주부(121b)를 고정시키고 모터(123)의 동력을 전달받는 휠 프레임(미도 시)을 포함할 수 있다. 휠 프레임의 중앙부에 모터(123)의 축이 고정되어, 회전력을 전달받을 수 있다. 휠 외주부(121b)는 휠 프레임의 둘레를 감싸며 배치된다.
구동 휠(121)은 휠 프레임의 외측 표면을 덮어주는 휠 커버(121a)를 포함한다. 휠 커버(121a)는 휠 프레임을 기준으로 모터(123)가 배치된 방향의 반대 방향에 배치된다. 휠 커버(121a)는 휠 외주부(121b)의 중앙부에 배치된다.
주행부(120는 구동력을 발생시키는 구동 모터 모듈(123)을 포함한다. 구동 휠(121)에 구동력을 제공하는 구동 모터 모듈(123)을 포함한다. 구동 모터 모듈(123)은, 제1휠(121(L))의 구동력을 제공하는 제1 구동 모터(123(L))와, 제2휠(121(R))의 구동력을 제공하는 제2 구동 모터(123(R))를 포함한다. 제1 구동 모터(123(L))와 제2 구동 모터(123(R))는 좌우로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 구동 모터(123(L))는 제2 구동 모터(123(R))의 좌측에 배치될 수 있다.
제1 구동 모터(123(L))및 제2 구동 모터(123(R))는 바디(110)의 하측부에 배치될 수 있다. 제1 구동 모터(123(L))및 제2 구동 모터(123(R))는 바디(110)의 후방부에 배치될 수 있다.
제1 구동 모터(123(L))는 제1휠(121(L))의 우측에 배치되고, 제2 구동 모터(123(R))는 제2휠(121(R))의 좌측에 배치될 수 있다. 제1 구동 모터(123(L))및 제2 구동 모터(123(R))는 바디(110)에 고정된다.
제1 구동 모터(123(L))는 제1모터 하우징(119a)의 내부에 배치되어, 좌측으로 모터축이 돌출되게 구비될 수 있다. 제2 구동 모터(123(R))는 제2모터 하우징(119b)의 내부에 배치되어, 우측으로 모터축이 돌출되게 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))이 각각 제1 구동 모터(123(L))의 회전축 및 제2 구동 모터(123(R))의 회전축에 직접 연결되나, 제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))에 샤프트 등의 부품이 연결될 수도 있고, 기어나 체인 등에 의해 모터(123(L), 123(R))의 회전력이 휠(121a, 120b)에 전달되게 구현될 수도 있다.
주행부(120)는, 구동 휠(121)과 함께 바디(110)를 지지하는 보조 휠(125)을 포함할 수 있다. 보조 휠(125)은 블레이드(131)의 전방에 배치될 수 있다. 보조 휠(125)은 모터에 의한 구동력을 전달받지 않는 휠로서, 바디(110)를 지면에 대해 보조적으로 지지하는 역할을 한다. 보조 휠(125)의 회전축을 지지하는 캐스터는 수직한 축에 대해 회전 가능하게 프레임(111)에 결합된다. 좌측에 배치된 제1보조 휠(125(L))과 우측에 배치된 제2보조 휠(125(R))이 구비될 수 있다.
작업부(130)는 소정의 작업을 수행하도록 구비된다. 작업부(130)는 바디(110)에 배치된다.
일 예로, 작업부(130)는 청소나 잔디 깎기 등의 작업을 수행하도록 구비될 수 있다. 다른 예로, 작업부(130)는 물건의 운반이나 물건 찾기 등의 작업을 수행하도록 구비될 수도 있다. 또 다른 예로, 작업부(130)는 주변의 외부 침입자나 위험 상황 등을 감지하는 보안 기능을 수행할 수 있다.
본 실시예에서는 작업부(130)가 잔디 깎기를 수행하는 것으로 설명하나, 작업부(130)의 작업의 종류는 여러 가지 예시가 있을 수 있으며, 본 설명의 예시로 제한될 필요가 없다.
작업부(130)는 잔디를 깎기 위해 회전 가능하게 구비된 블레이드(131)를 포함할 수 있다. 작업부(130)는 블레이드(131)의 회전력을 제공하는 블레이드 모터(132)를 포함할 수 있다.
블레이드(131)는 구동 휠(121)과 보조 휠(125)의 사이에 배치된다. 블레이드(131)는 바디(110)의 하측부에 배치된다. 블레이드(131)는 바디(110)의 하측에서 노출되도록 구비된다. 블레이드(131)는 상하 방향으로 연장된 회전축을 중심으로 회전하여, 잔디를 깎는다.
블레이드 모터(132)는 제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))의 전방에 배치될 수 있다. 블레이드 모터(132)는 바디(110)의 내부 공간 내에서 중앙부의 하측에 배치된다.
블레이드 모터(132)는 보조 휠(125)의 후측에 배치될 수 있다. 블레이드 모터(132)는 바디(110)의 하측부에 배치될 수 있다. 모터축의 회전력은 기어 등의 구조를 이용하여 블레이드(131)에 전달된다.
이동 로봇(100)은 구동 모터 모듈(123)에 전원을 공급하는 배터리(미도 시)를 포함한다. 배터리는 제1 구동 모터(123(L))에 전원을 제공한다. 배터리는 제2 구동 모터(123(R))에 전원을 제공한다. 배터리는 블레이드 모터(132)에 전원을 공급할 수 있다. 배터리는, 제어부(190), 방위각 센서(176)및 출력부(165)에 전원을 제공할 수 있다. 배터리는 바디(110)의 내부 공간 내에서 후측부의 하측에 배치될 수 있다.
이동 로봇(100)은 지면에 대한 블레이드(131)의 높이를 변경 가능하게 구비되어, 잔디의 깎는 높이를 변경할 수 있다. 이동 로봇(100)은 사용자가 블레이드(131)의 높이를 변경하기 위한 높이 조절부(156)를 포함한다. 높이 조절부(156)는 회전 가능한 다이얼을 포함하여, 다이얼을 회전시킴으로써 블레이드(131)의 높이를 변경시킬 수 있다.
이동 로봇(100)은 블레이드(131)의 높이의 수준을 표시해주는 높이 표시부(157)를 포함한다. 높이 조절부(156)의 조작에 따라 블레이드(131)의 높이가 변경되면, 높이 표시부(157)가 표시하는 높이 수준도 같이 변경된다. 예를 들어, 높이 표시부(157)에는 현재의 블레이드(131)높이 상태로 이동 로봇(100)이 잔디 깎기를 수행한 후 예상되는 잔디의 높이 값이 표시될 수 있다.
이동 로봇(100)은 도킹 기기(200)에 도킹 시, 도킹 기기(200)와 연결되는 도킹 삽입부(158)를 포함한다. 도킹 삽입부(158)는 도킹 기기(200)의 도킹 연결부(210)가 삽입되도록 함몰되게 구비된다. 도킹 삽입부(158)는 바디(110)의 정면부에 배치된다. 도킹 삽입부(158)와 도킹 연결부(210)의 연결에 의해, 이동 로봇(100)이 충전 시 정확한 위치가 안내될 수 있다.
이동 로봇(100)은, 도킹 삽입부(158)가 도킹 연결부(210)에 삽입된 상태에서, 후술할 충전 단자(211)와 접촉 가능한 위치에 배치되는 충전 대응 단자(159)를 포함할 수 있다. 충전 대응 단자(159)는 한 쌍의 충전 단자(211)(211a, 211b)와 대응되는 위치에 배치되는 한 쌍의 충전 대응 단자(159a, 159b)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 충전 대응 단자(159a, 159b)는 도킹 삽입부(158)를 사이에 두고 좌우로 배치될 수 있다.
도킹 삽입부(158)와 한 쌍의 충전 단자(211)(211a, 211b)를 개폐 가능하게 덮어주는 단자 커버(미도 시)가 구비될 수 있다. 이동 로봇(100)의 주행 시, 단자 커버는 도킹 삽입부(158)와 한 쌍의 충전 단자(211)(211a, 211b)를 가려줄 수 있다. 이동 로봇(100)이 도킹 기기(200)와 연결 시, 단자 커버가 열려 도킹 삽입부(158)와 한 쌍의 충전 단자(211)(211a, 211b)가 노출될 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6을 참고하여, 도킹 기기(200)는 바닥에 배치되는 도킹 베이스(230)와, 도킹 베이스(230)의 전방부에서 상측으로 돌출된 도킹 지지부(220)를 포함한다.
도킹 베이스(230)는 수평방향과 나란한 면을 정의한다. 도킹 베이스(230)는 이동 로봇(100)이 안착될 수 있는 판 형상이다. 도킹 지지부(220)는 도킹 베이스(230)에서 수평방향과 교차되는 방향으로 연장된다.
이동 로봇(100)의 충전시, 도킹 삽입부(158)에 삽입되는 도킹 연결부(210)를 포함한다. 도킹 연결부(210)는 도킹 지지부(220)에서 후방으로 돌출될 수 있다.
도킹 연결부(210)는 상하 방향의 두께가 좌우 방향의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 도킹 연결부(210)의 좌우 방향 폭은 후측으로 갈수록 좁아지게 형성될 수 있다. 상측에서 바라볼 때, 도킹 연결부(210)는 전체적으로 사다리꼴이다. 도킹 연결부(210)는 좌우 대칭된 형상으로 형성된다. 도킹 연결부(210)의 후방부는 자유단을 형성하고, 도킹 연결부(210)의 전방부는 도킹 지지부(220)에 고정된다. 도킹 연결부(210)의 후방부는 라운드진 형상으로 형성될 수 있다.
도킹 연결부(210)가 도킹 삽입부(158)에 완전히 삽입되면, 이동 로봇(100)의 도킹 기기(200)에 의한 충전이 이루어질 수 있다.
도킹 기기(200)는 이동 로봇(100)을 충전시키기 위한 충전 단자(211)를 포함한다. 충전 단자(211)와 이동 로봇(100)의 충전 대응 단자(159)가 접촉하여, 도킹 기기(200)로부터 이동 로봇(100)으로 충전을 위한 전원이 공급될 수 있다.
충전 단자(211)는 후측을 바라보는 접촉면을 포함하고, 충전 대응 단자(159)는 전방을 바라보는 접촉 대응면을 포함한다. 충전 단자(211)의 접촉면과 충전 대응 단자(159)의 접촉 대응면이 접촉함으로써, 도킹 기기(200)의 전원이 이동 로봇(100) 연결된다.
충전 단자(211)는 +극 및 -극을 형성하는 한 쌍의 충전 단자(211)(211a, 211b)를 포함할 수 있다. 제1충전 단자(211a)는 제1충전 대응 단자(159a)와 접촉하게 구비되고, 제2충전 단자(211b)는 제2충전 대응 단자(159b)에 접촉하게 구비된다.
한 쌍의 충전 단자(211a, 211b)는 도킹 연결부(210)를 사이에 두고 배치될 수 있다. 한 쌍의 충전 단자(211a, 211b)는 도킹 연결부(210)의 좌우에 배치될 수 있다.
도킹 베이스(230)는 이동 로봇(100)의 구동 휠(121)및 보조 휠(125)이 올라서는 휠 가드(232)를 포함한다. 휠 가드(232)는 , 제1보조 휠(125)의 이동을 안내하는 제1휠 가드(232a)와, 제2보조 휠(125)의 이동을 안내하는 제2휠 가드(232b)를 포함한다. 제1휠 가드(232a)와 제2휠 가드(232b)의 사이에는 상측으로 볼록한 중앙 베이스(231)가 배치된다. 도킹 베이스(230)는 제1휠(121(L))및 제2휠(121(R))의 미끄럼을 방지하기 위한 슬립 방지부(234)를 포함한다. 슬립 방지부(234)는 상측으로 돌출된 복수의 돌기를 포함할 수 있다.
한편, 이동 로봇(100)의 주행 영역의 경계를 설정하기 위한 경계 와이어(290)가 구현될 수 있다. 경계 와이어(290)는 소정의 경계 신호를 발생시킬 수 있다. 이동 로봇(100)은 경계 신호를 감지하여, 경계 와이어(290)에 의해 설정된 주행 영역의 경계를 인식할 수 있다.
예를 들어, 경계 와이어(290)를 따라 소정의 전류가 흐르도록 하여, 경계 와이어(290) 주변에 자기장을 발생시킬 수 있다. 여기서, 발생된 자기장이 경계 신호다. 경계 와이어(290)에 소정의 변화 패턴을 가진 교류가 흐르도록 하여, 경계 와이어(290) 주변에 발생된 자기장이 소정의 변화 패턴을 가지며 변화할 수 있다. 이동 로봇(100)은 자기장을 감지하는 경계 신호 감지부(177)를 이용하여, 경계 와이어(290)에 소정 거리 이내로 근접하였음을 인식할 수 있고, 이를 통해 경계 와이어(290)에 의해 설정된 경계 내의 주행 영역에서만 주행을 할 수 있다.
경계 와이어(290)는 기준 와이어(270)와 구별되는 방향으로 자기장을 생성할 수 있다. 예를 들면, 경계 와이어(290)는 수평면에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 여기서, 실질적으로 평행하다 함은 수학적 의미의 완전한 평행과 일정한 수준의 오차를 포함하는 공학적 의미에서 평행을 포함할 수 있다.
경계 와이어(290)에 소정의 전류를 보내주는 역할을 도킹 기기(200)가 할 수 있다. 도킹 기기(200)는 경계 와이어(290)와 연결되는 와이어 단자(250)를 포함할 수 있다. 경계 와이어(290)의 양단이 각각 제1 와이어 단자(250a) 및 제2 와이어 단자(250b)에 연결될 수 있다. 경계 와이어(290)와 와이어 단자(250)의 연결을 통해, 도킹 기기(200)의 전원이 경계 와이어(290)에 전류를 공급할 수 있다.
와이어 단자(250)는 도킹 기기(200)의 전방(F)에 배치될 수 있다. 즉, 와이어 단자(250)는 도킹 연결부(210)가 돌출된 방향의 반대 방향 측에 배치될 수 있다. 와이어 단자(250)는 도킹 지지부(220)에 배치될 수 있다. 제1 와이어 단자(250a) 및 제2 와이어 단자(250b)는 좌우로 이격되어 배치될 수 있다.
도킹 기기(200)는 와이어 단자(250)를 개폐 가능하게 덮어주는 와이어 단자 개폐부(240)를 포함할 수 있다. 와이어 단자 개폐부(240)는 도킹 지지부(220)의 전방(F)에 배치될 수 있다. 와이어 단자 개폐부(240)는 도킹 지지부(220)에 힌지 결합되어, 회전 동작을 통해 개폐 동작을 하도록 기 설정될 수 있다.
한편, 이동 로봇(100)에게 도킹 기기(200)의 위치를 인식시키기 위한 기준 와이어(270)가 구현될 수 있다. 기준 와이어(270)는 소정의 도킹 위치 신호를 발생시킬 수 있다. 이동 로봇(100)은 도킹 위치 신호를 감지하여, 기준 와이어(270)에 의해 도킹 기기(200)의 위치를 인식하고, 복귀 명령 또는 충전이 필요 할 때, 인식된 도킹 기기(200)의 위치로 복귀할 수 있다. 이러한, 도킹 기기(200)의 위치는 이동 로봇(100)의 주행의 기준점이 될 수도 있다.
기준 와이어(270)는 전기가 흐를 수 있는 도전성의 재질로 형성된다. 기준 와이어(270)는 후술하는 도킹 기기(200)의 전원과 연결될 수 있다.
예를 들어, 기준 와이어(270)를 따라 소정의 전류가 흐르도록 하여, 기준 와이어(270) 주변에 자기장을 발생시킬 수 있다. 여기서, 발생된 자기장이 도킹 위치 신호다. 기준 와이어(270)에 소정의 변화 패턴을 가진 교류가 흐르도록 하여, 기준 와이어(270) 주변에 발생된 자기장이 소정의 변화 패턴을 가지며 변화할 수 있다. 이동 로봇(100)은 자기장을 감지하는 경계 신호 감지부(177)를 이용하여, 기준 와이어(270)에 소정 거리 이내로 근접하였음을 인식할 수 있고, 이를 통해 기준 와이어(270)에 의해 설정된 도킹 기기(200)의 위치로 복귀할 수 있다.
기준 와이어(270)는 경계 와이어(290)와 구별된는 방향으로 자기장을 생성할 수 있다. 예를 들면, 기준 와이어(270)는 수평방향과 교차되는 방향으로 연장될 수 있다. 바람직하게는 기준 와이어(270)는 수평방향과 직교하는 상하 방향으로 연장될 수 있다.
기준 와이어(270)는 도킹 기기(200)에 설치될 수 있다. 기준 와이어(270)는 도킹 기기(200)에서 다양한 위치에 배치될 수 있다.
도 7a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준 와이어(270)를 후방에서 바라본 도면, 도 7b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기준 와이어(270)를 일 측방에서 바라본 도면이다.
도 6, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 기준 와이어(270)는 도킹 지지부(220)의 내부에 배치될 수 있다. 기준 와이어(270)는 수평 방향이 자기장 신호를 발생시켜야 하므로, 기준 와이어(270)는 수직 방향으로 연장되게 배치된다. 기준 와이어(270)가 도킹 베이스(230)에 배치되면, 도킹 베이스(230)의 두께가 매우 두꺼워 지는 단점이 존재한다.
기준 와이어(270)는 적어도 수평방향과 교차되는 방향으로 연장되는 수직 부분(271)을 포함할 수 있다. 수직 부분(271)은 상하 방향(UD)과 실질적으로 평형하게 배치될 수 있다.
기준 와이어(270)의 수직 부분(271)에서 입력되는 전기의 방향은 상부에서 하부 방향으로 진행되거나, 하부에서 상부방향으로 진행될 수 있다.
수직 부분(271)은 도킹 기기(200)의 주변 영역 전체에서 일정 이상의 도킹 위치 신호를 발생시키기 위해 복수 개가 배치될 수 있다. 예를 들면, 수직 부분(271)은 제1 수직 부분(271a)과, 제1 수직 부분(271a)에서 이격되어 배치되는 제2 수직 부분(271b)을 포함할 수 있다. 물론, 수직 부분(271)은 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b) 중 어느 하나 만을 포함할 수도 있다.
제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)은 좌우 방향으로 이격되어 배치된다. 제1 수직 부분(271a)은 도킹 지지부(220)의 우측 단에 인접하여 배치되고, 제2 수직 부분(271b)은 도킹 지지부(220)의 좌측 단에 인접하여 배치될 수 있다. 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)이 도킹 지지부(220)의 양단에 인접하여 배치되면, 기준 와이어(270)에 의해 자기장이 발생하는 영역이 도킹 기기(200) 주변으로 최대한 확장되게 된다.
제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)의 전류의 진행 방향은 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는 제1 수직 부분(271a)이 상부에서 하부 방향으로 전기가 흐르는 경우, 제2 수직 부분(271b)은 하부에서 상부 방향으로 전기가 흐를 수 있다.
제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)의 전기장의 강도를 보강하기 위해, 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)은 각각 복수 개가 구비될 수 있다. 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)은 여러 개의 와이어의 집합체일 수 있고, 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)이 일정한 배치를 가질 수도 있다. 물론, 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)은 단수 개가 배치될 수도 있다.
예를 들면, 복수 개의 제1 수직 부분(271a)은 전후 방향으로 연장되는 라인을 따라 열을 이루게 배치되고, 복수 개의 제2 수직 부분(271b)은 전후 방향으로 연장되는 라인을 따라 열을 이루게 배치될 수 있다.
복수 개의 제1 수직 부분(271a)과, 제2 수직 부분(271b)이 도킹 지지부(220)의 좌우 방향 양단에 배치되고, 전후 방향으로 열을 이루어 배치되게 되면, 복수 개의 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b) 사이에 충전 단자(211), 도킹 연결부(210)가 배치될 수 있다. 복수 개의 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b) 사이에 충전 단자(211), 도킹 연결부(210)가 배치되면, 충전 단자(211)와 도킹 연결부(210)의 구성을 바꾸지 않고, 기준 와이어(270)를 배치할 수 있는 이점이 존재한다.
복수 개의 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)은 서로 전기적으로 연결되거나, 별도의 전원에서 전기를 공급 받을 수 있다. 기준 와이어(270)에 소정의 전류를 보내주는 역할을 도킹 기기(200)가 할 수 있다. 도킹 기기(200)는 기준 와이어(270)와 연결되는 와이어 단자(250)를 포함할 수 있다. 기준 와이어(270)의 양단이 각각 제1 와이어 단자(250a) 및 제2 와이어 단자(250b)에 연결될 수 있다. 기준 와이어(270)와 와이어 단자(250)의 연결을 통해, 도킹 기기(200)의 전원이 기준 와이어(270)에 전류를 공급할 수 있다.
구체적으로, 복수의 제1 수직 부분(271a)의 양단이 각각 제1 와이어 단자(250a) 및 제2 와이어 단자(250b)에 연결되고, 복수의 제2 수직 부분(271b)의 양단이 각각 제1 와이어 단자(250a) 및 제2 와이어 단자(250b)에 연결될 수 있다.
물론, 다른 예에 따른 기준 와이어(270)는 수평 부분(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이 때, 기준 와이어(270)는 제1 수직 부분(271a)과 제2 수직 부분(271b)이 서로 연결되어 하나의 전원에서 전원을 공급받는 구조를 가질 수 있다.
도 8은 도 1의 이동 로봇(100)의 제어 관계를 나타낸 블록도 이다.
한편, 도 13을 참고하면, 이동 로봇(100)은 사용자의 각종 지시를 입력할 수 있는 입력부(164)를 포함할 수 있다. 입력부(164)는 버튼, 다이얼, 터치형 디스플레이 등을 포함할 수 있다. 입력부(164)는 음성 인식을 위한 마이크(미도 시)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 케이스(112)의 상측부에 다수의 버튼이 배치된다.
이동 로봇(100)은 사용자에게 각종 정보를 출력해주는 출력부(165)를 포함할 수 있다. 출력부(165)는 시각적 정보를 출력하는 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다. 출력부(165)는 청각적 정보를 출력하는 스피커(미도 시)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 디스플레이 모듈(165)은 상측 방향으로 화상을 출력한다. 디스플레이 모듈(165)은 케이스(112)의 상측부에 배치된다. 일 예로, 디스플레이 모듈(165)은 액정 표시(LCD: Thin film transistor liquid-crystal display)패널을 포함할 수 있다. 그 밖에도 , 디스플레이 모듈(165)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.
이동 로봇(100)은 각종 정보를 저장하는 저장부(166)를 포함한다. 저장부(166)는 이동 로봇(100)의 제어에 필요한 각종 정보들을 기록하는 것으로, 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다. 저장부(166)는 입력부(164)로부터 입력되거나 통신부(167) 수신한 정보를 저장할 수 있다. 저장부(166)는 이동 로봇(100)의 제어를 위한 프로그램이 저장할 수 있다.
이동 로봇(100)은 외부의 기기(단말기 등), 서버, 공유기 등과 통신하기 위한 통신부(167)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(167)는 IEEE 802.11 WLAN, IEEE 802.15 WPAN, UWB, Wi-Fi, Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth 등과 같은 무선 통신 기술로 무선 통신하게 구현될 수 있다. 통신부는 통신하고자 하는 다른 장치 또는 서버의 통신 방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.
이동 로봇(100)은 이동 로봇(100)의 상태나 이동 로봇(100)외부의 환경과 관련된 정보를 감지하는 센싱부(170)를 포함한다. 센싱부(170)는 , 원격 신호 감지부(171), 장애물 감지부(172), 레인 감지부(173), 케이스 유동 센서(174), 범퍼 센서(175), 방위각 센서(176), 경계 신호 감지부(177), GPS 감지부(178) 및 낭떠러지 감지부(179) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
원격 신호 감지부(171)는 외부의 원격 신호를 수신한다. 외부의 리모트 컨트롤러에 의한 원격 신호가 송신되면, 원격 신호 감지부(171)가 원격 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 원격 신호는 적외선 신호일 수 있다. 원격 신호 감지부(171)에 의해 수신된 신호는 제어부(190)에 의해 처리될 수 있다.
복수의 원격 신호 감지부(171)가 구비될 수 있다. 복수의 원격 신호 감지부(171)는, 바디(110)의 전방부에 배치된 제1원격 신호 감지부(171a)와, 바디(110)의 후방부에 배치된 제2원격 신호 감지부(171b)를 포함할 수 있다. 제1원격 신호 감지부(171a)는 전방으로부터 송신되는 원격 신호를 수신한다. 제2원격 신호 감지부(171b)는 후방으로부터 송신되는 원격 신호를 수신한다.
장애물 감지부(172)는 이동 로봇(100)의 주변의 장애물을 감지한다. 장애물 감지부(172)는 전방의 장애물을 감지할 수 있다. 복수의 장애물 감지부(172a, 172b, 172c)가 구비될 수 있다. 장애물 감지부(172)는 바디(110)의 전방면에 배치된다. 장애물 감지부(172)는 프레임(111)보다 상측에 배치된다. 장애물 감지부(172)는, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서 등을 포함할 수 있다.
레인 감지부(173)는 이동 로봇(100)이 놓여진 환경에서 비가 올 경우, 비(rain)를 감지한다. 레인 감지부(173)는 케이스(112)에 배치될 수 있다.
케이스 유동 센서(174)는 케이스 연결부의 유동을 감지한다. 프레임(111)에 대해 케이스(112)가 상측으로 들어올려지면, 케이스연결부가 상측으로 유동하게 되고, 케이스 유동 센서(174)가 케이스(112)의 들어올려짐을 감지하게 된다. 케이스 유동 센서(174)가 케이스(112)의 들어올려짐을 감지하면, 제어부(190)는 블레이드(131)의 동작을 정지시키도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 케이스(112)를 들어올리거나 상당한 크기의 하부 장애물이 케이스(112)를 들어올리는 상황 발생시, 케이스 유동 센서(174)가 이를 감지할 수 있다.
범퍼 센서(175)는 유동 고정부의 회전을 감지할 수 있다. 예를 들어, 유동 고정부의 하부의 일측에 자석을 배치하고, 프레임(111)에 자석의 자기장의 변화를 감지하는 센서를 배치할 수 있다. 유동 고정부가 회전시 센서가 자석의 자기장 변화를 감지함으로써, 유동 고정부의 회전을 감지하는 범퍼 센서(175)가 구현될 수 있다. 범퍼(112b)가 외부의 장애물에 충돌하면, 범퍼(112b)와 일체로 유동 고정부가 회전한다. 범퍼 센서(175)가 유동 고정부의 회전을 감지함으로써, 범퍼(112b)의 충격을 감지할 수 있다.
센싱부(20)는 주행면(S)의 경사에 대한 기울기 정보를 획득하는 기울기 정보 획득부(180)를 포함한다. 기울기 정보 획득부(180)는 바디(110)의 기울기를 감지함으로써, 바디(110)가 올려진 주행면(S)의 경사에 대한 기울기 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 기울기 정보 획득부(180)는 자이로 센싱 모듈(176a)를 포함할 수 있다. 기울기 정보 획득부(180)는 자이로 센싱 모듈(176a)의 감지 신호를 기울기 정보로 변환하는 처리 모듈(미도 시)을 포함할 수 있다. 처리 모듈은 제어부(190)의 일부로서, 알고리즘이나 프로그램으로 구현될 수 있다. 다른 예로, 기울기 정보 획득부(180)는 자기장 센싱 모듈(176c)를 포함하여, 지구의 자기장에 대한 감지 정보를 근거로 하여 기울기 정보를 획득할 수도 잇다.
자이로 센싱 모듈(176a)는 바디(30)의 수평면에 대한 회전 각속도 에 대한 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로 자이로 센싱 모듈(176a)는 수평면에 평행하고 서로 직교하는 X축 및 Y축을 중심으로 한 회전 각속도 를 감지할 수 있다. 처리 모듈을 통해 X축에 대한 회전 각속도 (롤)와 Y축에 대한 회전 각속도 (피치)를 합성하여, 수평면에 대한 회전 각속도 를 산출할 수 있다. 처리 모듈을 통해 회전 각속도 를 적분하여, 기울기 값을 산출할 수 있다.
자이로 센싱 모듈(176a)는 정해진 기준 방향을 감지할 수 있다. 기울기 정보 획득부(180)는 기준 방향을 근거로 하여 기울기 정보를 획득할 수 있다.
방위각 센서(AHRS)(176)는 자이로(gyro) 센싱 기능을 구비할 수 있다. 방위각 센서(176)은 가속도 센싱 기능을 더 구비할 수 있다. 방위각 센서(176)는 자기장 센싱 기능을 더 구비할 수 있다.
방위각 센서(176)는 자이로(Gyro) 센싱을 수행하는 자이로 센싱 모듈(176a)를 포함할 수 있다. 자이로 센싱 모듈(176a)은 바디(110)의 수평의 회전 속도 를 감지할 수 있다. 자이로 센싱 모듈(176a)은 바디(110)의 수평면에 대한 기울임 속도 를 감지할 수 있다.
자이로 센싱 모듈(176a)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 자이로(Gyro) 센싱 기능을 구비할 수 있다. 자이로 센싱 모듈(176a)에서 수집된 정보는 롤(Roll), 피치(Pitch) 및 요(Yaw) 정보일 수 있다. 처리 모듈은, 롤링(roll), 피칭(pitch), 요(yaw) 각속도 를 적분하여 청소기(1, 1')(또는 바디)의 방향각의 산출이 가능하다.
방위각 센서(176)는 가속도 센싱을 수행하는 가속도 센싱 모듈(176b)을 포함할 수 있다. 가속도 센싱 모듈(176b)는 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 가속도 센싱 기능을 구비할 수 있다. 소정의 처리 모듈이 가속도 를 적분함으로써 속도 를 산출하고, 속도 를 적분함으로써 이동 거리를 산출할 수 있다.
방위각 센서(176)는 자기장 센싱을 수행하는 자기장 센싱 모듈(176c)을 포함할 수 있다. 자기장 센싱 모듈(176c)은 서로 직교하는 공간 좌표계의 3개의 축에 대한 자기장 센싱 기능을 구비할 수 있다. 자기장 센싱 모듈(176c)은 지구의 자기장을 감지할 수 있다.
경계 신호 감지부(177)는 경계 와이어(290)의 경계 신호 또는/및 기준 와이어(270)의 도킹 위치 신호를 감지한다.
경계 신호 감지부(177)는 바디(110)의 전방부에 배치될 수 있다. 이를 통해, 이동 로봇(100)의 주된 주행 방향인 전방으로 이동하면서, 주행 영역의 경계를 조기에 감지할 수 있다. 경계 신호 감지부(177)는 범퍼(112b)의 내측 공간에 배치될 수 있다.
경계 신호 감지부(177)는 좌우로 이격되어 배치되는 제1 경계 신호 감지부(177a) 및 제2 경계 신호 감지부(177b)를 포함할 수 있다. 제1 경계 신호 감지부(177a) 및 제2 경계 신호 감지부(177b)는 바디(110)의 전방부에 배치될 수 있다.
예를 들면, 경계 신호 감지부(177)는 자기장 센서를 포함한다. 경계 신호 감지부(177)는, 자기장의 변화를 감지하도록 코일을 이용하여 구현될 수 있다. 경계 신호 감지부(177)는 적어도 수평 방향의 자기장을 감지할 수 있다. 경계 신호 감지부(177)는 공간상 서로 직교하는 3개의 축에 대한 자기장을 감지할 수 있다.
구체적으로, 제1 경계 신호 감지부(177a)는 제2 경계 신호 감지부(177b)와 직교되는 방향의 자기장 신호를 감지할 수 있다. 제1 경계 신호 감지부(177a) 및 제2 경계 신호 감지부(177b)는 서로 직교되는 방향의 자기장 신호를 감지하고, 감지된 자기장 신호 값을 조합하여서, 공간상 서로 직교하는 3개 축에 대한 자기장을 감지할 수 있다.
경계 신호 감지부(177)는 공간상 서로 직교하는 3개 축에 대한 자기장을 감지하게 되면, 3개 축에 대한 합 벡터 값으로 자기장의 방향을 결정하고, 이러한 자기장의 방향이 수평 방향에 가까우면 도킹 위치 신호 인식하고, 수직 방향에 가까우면 경계 신호로 인식할 수 있다.
또한, 경계 신호 감지부(177)는 인접 경계 신호와 제1 주행 영역(A1) 및 제2 주행 영역(A2)의 경계 신호를 자기장의 세기 차이로 구별하고, 인접 경계 신호와 도킹 위치 신호를 자기장의 방향 차이로 구별할 수 있다. 구체적으로, 제1 주행 영역(A1)의 제1 경계 와이어(291)와 제2 주행 영역(A2)의 제2 경계 와이어(292)가 적어도 일부 또는 전부가 서로 중첩되고, 서로 같은 방향으로 전류가 인가되면, 각 제1 경계 와이어(291) 및 제2 경계 와이어(292)에서 발생되는 자기장 보다 큰 세기를 가지는 자기장이 발생되게 되고, 자기장의 세기 차이로 각 신호를 구별할 수 있다.
다른 예로, 경계 신호 감지부(177)는 인접 경계 신호와 제1 주행 영역(A1) 및 제2 주행 영역(A2)의 경계 신호를 자기장 분포의 차이로 구별할 수 있다. 구체적으로, 제1 주행 영역(A1)의 제1 경계 와이어(291) 및 제2 주행 영역(A2)의 제2 경계 와이어(292)의 일부가 서로 일정한 걸리 이내에 배치되면 같은 방향 또는 다른 방향으로 전류가 인가되면, 경계 신호 감지부(177)는 평면 좌표 상의 기설정된 거리 이내에서 자기장의 세기가 복수 개의 피크를 가지는 것을 감지하여 인접 경계 신호로 인지할 수 있다.
GPS 감지부(178)는 GPS(Global Positioning System) 신호를 감지하기 위해 구비될 수 있다. GPS 감지부(178)는 PCB를 이용하여 구현될 수 있다.
낭떠러지 감지부(179)는 주행면에 낭떠러지의 존재 여부를 감지한다. 낭떠러지 감지부(179)는 바디(110)의 전방부에 배치되어, 이동 로봇(100)의 전방에 낭떠러지 유무를 감지할 수 있다.
센싱부(170)은 제1 개폐부(117) 및 제2 개폐부(118) 중 적어도 하나의 개폐 여부를 감지하는 개폐 감지부(미도 시)를 포함할 수 있다. 개폐 감지부는 케이스(112)에 배치될 수 있다.
이동 로봇(100)은 자율 주행을 제어하는 제어부(190)를 포함한다. 제어부(190)는 센싱부(170)의 신호를 처리할 수 있다. 제어부(190)는 입력부(164)의 신호를 처리할 수 있다.
제어부(190)는 제1 구동 모터(123(L))및 제2 구동 모터(123(R))의 구동을 제어할 수 있다. 제어부(190)는 블레이드 모터(132)의 구동을 제어할 수 있다. 제어부(190)는 출력부(165)의 출력을 제어할 수 있다.
제어부(190)는 바디(110)의 내부 공간에 배치되는 메인 보드(미도 시)를 포함한다. 메인 보드는 PCB를 의미한다.
제어부(190)는 이동 로봇(100)의 자율 주행을 제어할 수 있다. 제어부(190)는 입력부(164)로부터 수신한 신호를 근거로 하여 주행부(120)의 구동을 제어할 수 있다. 제어부(190)는 센싱부(170)로부터 수신한 신호를 근거로 하여 주행부(120)의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(190)는 경계 신호 감지부(177)의 신호를 처리할 수 있다. 구체적으로, 제어부(190)는 경계 신호 감지부(177)에서 도킹 위치 신호가 감지되는 경우, 도킹 위치 신호가 감지된 위치를 기준점으로 설정할 수 있다. 제어부(190)는 도킹 위치 신호에 의해 결정된 기준점으로 복귀 명령이 입력되면, 이동 로봇(100)을 기준점으로 주행되게 할 수 있다.
또한, 제어부(190)는 경계 신호 감지부(177)에서 경계 신호가 감지되는 경우, 경계 신호가 감지된 위치를 주행 영역의 경계로 설정할 수 있다. 제어부(190)는 주행 영역의 경계 내에서 이동 로봇(100)을 주행시킬 수 있다.
이하, 본 명세서에서 사용되는 패턴 주행, 방향각의 정의하도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 패턴 주행을 설명하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 패턴 주행은 설정된 장축(LA)을 따라 직선 주행하고, 장축(LA)의 일단에서 주행 방향을 장축(LA)과 교차되게 변경하여, 장축(LA) 보다 짧게 설정된 단축(SA)을 따라 직선 주행하고, 단축(SA)의 일단에서 주행 방향을 단축(SA)과 대략 90도로 교차되게 변경하여 설정된 장축(LA)만큼 주행하는 것을 반복하는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 장축(LA)과 단축(SA)이 이루는 각도는 88° 내지 92°인 것이 바람직하다. 다수의 장축(LA)끼리는 서로 평행하고, 다수의 단축(SA)끼리는 서로 평행한 것이 바람직하다. 물론, 장축(LA) 및 단축(SA)은 수학적 의미의 직선을 의미하는 것은 아니고, 직선에 가까운 곡선을 포함하는 개념이다.
또한 패턴 주행은 장애물이 나올 때까지, 또는 주행 영역의 경계와 만날 때 까지 설정된 장축(LA)을 따라 직선 주행하다가 장애물 도는 주행 영역의 경계를 만나는 경우, 주행 방향을 장축(LA)과 교차되게 변경하여, 장축(LA) 보다 짧게 설정된 단축(SA)을 따라 직선 주행하고, 단축(SA)의 일단에서 주행 방향을 단축(SA)과 대략 90도를 교차되게 변경하여 장애물이 나올 때까지, 또는 주행 영역의 경계와 만날 때 까지 설정된 장축(LA)을 따라 주행하는 것을 반복하는 것을 의미할 수도 있다.
여기서, 단축(SA)의 반향은 진행방향이 되고, 장축(LA)의 방향은 패턴 주행의 방향각(θ1) 방향이 된다. 여기서, 장축(LA)과 단축(SA)의 길이는 제한이 없지만, 장축(LA)의 길이는 20미터 내지 30미터로 설정되고, 단축(SA)의 길이는 바디의 길이 대비 0.5배 내지 2배 사이에서 설정되는 것이 바람직하다.
여기서, 방향각은 장축(LA)이 기준선(ST)과 이루는 각도를 의미한다. 방향각은 기준선(ST)에서 시계방향으로 측정한다. 여기서, 기준선(ST)과 측정 방향은 바뀔 수도 있다. 일 예로, 도 9에서, 패턴 주행의 방향각은 90 ° 이고, 진행방향은 후방에서 전방방향이다. 진행방향의 방향각은 180 ° 이다.
방향각과 진행방향각은 방위각 센서(176)의 센싱 값으로 산정될 수 있고, 이동 로봇의 이동 거리는 방위각 센서(176) 및 GPS 감지부(178)의 센싱 값으로 산정될 수 있다.
도 10은 주행 영역을 와이어에 의해 정의된 주행 영역과, 제1 주행 영역(A1) 및 제2 주행 영역(A2)을 도시하고 있다.
이동 로봇은 와이어의 경계신호를 따라 주행하면, 주행 영역을 맵핑한다. 제어부(190)는 경계 신호를 바탕으로 주행영역을 정의하고, 주행영역을 적어도 제1 주행 영역(A1) 및 제2 주행 영역(A2)을 포함하는 복수의 주행영역으로 분할할 수 있다. 여기서, 복수의 주행영역으로 분할하는 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있다.
일 예로, 도 10에 도시하는 바와 같이, 주행영역을 제1 주행 영역(A1)과 제2 주행 영역(A2)으로 분할할 수 있다. 여기서, 경계 와이어(290)는 제1 주행 영역(A1)의 경계의 일부를 정의하는 제1 경계 와이어(291) 및 제1 주행 영역(A1)의 경계의 일부를 정의하는 제2 경계 와이어(292)를 포함할 수 있다.
도 11은 이동 로봇이 제1 주행 영역(A1)을 제1 패턴 주행하는 것을 도시하고 있는 도면이다.
도 11을 참고하면, 제어부(190)는, 이동 로봇이 제1 주행 영역(A1)을 제1 방향각으로 제1 패턴주행하도록 주행부를 제어한다. 구체적으로, 제어부(190)는 이동 로봇을 충전대에서 경계 와이어(290)를 따라 제1 주행 영역(A1)의 주행 시작점으로 이동을 하게 제어한다. 여기서, 제1 주행 영역(A1)의 주행 시작점은 와이어의 곡률 값이 기 설정된 값 이하를 가지고, 제1 주행 영역(A1)의 형상을 고려하여 효율적인 패턴 주행이 가능한 위치다. 더욱 구체적으로, 본 발명에서, 제1 주행 영역(A1)의 주행 시작점은 제1 주행 영역(A1)의 하단에 위치되고 좌우 방향과 나란하게 배치된 경계 와이어(290)의 하단 부분(291c)의 중앙일 수 있다.
제어부(190)는 이동 로봇이 제1 주행 영역(A1)의 주행 시작점에서 제1 방향각으로 제1 패턴 주행을 하도록 정의한다. 구체적으로, 제1 패턴 주행의 제1 방향각은 88 ° 내지 92 °이고, 제1 패턴 주행의 진행 방향각은 358° 내지 2 ° 일수 있다. 이동 로봇은 좌우 방향을 장축(LA)으로 하고, 하상방향을 단축(SA)방향으로 하여 제1 주행 영역(A1)을 패턴 주행할 수 있다.
효율적인 패턴 주행을 위해, 제1 방향각은 제1 패턴주행의 주행 시작점에 인접한 주행영역의 경계와 나란하게 산정될 수 있다. 구체적으로, 제어부(190)는 경계 와이어(290)의 하단 부분(291c)과 나란한 제1 방향각을 산정할 수 있다.
제어부(190)는 제1 주행 영역(A1)의 주행을 완료하면, 제2 패턴주행을 하도록 주행부를 제어할 수 있다. 여기서, 제1 주행 영역(A1)의 주행을 완료한다 함은, 이동 로봇의 진행방향으로의 총 이동 거기가 기 설정된 값에 도달하거나, 이동 로봇의 진행방향의 전방에 제1 주행 영역(A1)의 경계가 인접한 경우를 의미할 수 있다.
구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 이동 로봇이 단축(SA)방향으로 이동 할 때, 제1 주행 영역(A1)의 경계 와이어의 상단 부분(291a)과 일정 거리 이내로 진입한 경우, 제1 주행 영역(A1)의 주행을 완료했다고 판단할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제어부(190)는 이동 로봇이 제1 주행 영역(A1)의 주행을 완료 한 후, 제1 방향각과 교차되는 제2 방향각으로 제2 패턴주행하도록 주행부를 제어한다.
구체적으로, 제어부(190)는 이동 로봇은 이동 로봇이 제1 주행 영역(A1)의 주행을 완료한 자리에서, 제2 패턴주행을 시작하도록 주행부를 제어할 수 있다. 즉, 이동로봇은 제1 주행 영역(A1)의 주행을 완료했다고 판단하면, 더 이상 이동하지 않고, 제자리에서 회전하면서, 제2 방향각을 맞추고 제2 패턴주행을 시작할 수 있다.
제어부(190)는 제2 패턴주행의 제2 방향각을 제1 방향각과 교차되는 방향에서 랜덤하게 산정할 수 있다. 예를 들면, 제1 방향각과 제2 방향각 사이의 각도는 88° 내지 92° 일 수 있다. 바람직하게는, 제1 방향각과 제2 방향각 사이의 각도는 90 °일 수 있다. 더욱 구체적으로, 제어부(190)는, 제1 방향각과 85 ° 내지 95 ° 사이의 각도를 가지는 값들 중 랜덤하게 선택된 하나의 값을 제2 방향각으로 산정할 수 있다.
구체적으로, 제2 패턴 주행의 제2 방향각은 358 ° 내지 2 °이고, 제2 패턴 주행의 진행 방향각은 88° 내지 92 ° 일수 있다. 이동 로봇은 상하 방향을 장축(LA)으로 하고, 좌우방향을 단축(SA)방향으로 하여 패턴 주행할 수 있다.
효율적인 패턴 주행을 위해, 제2 방향각은 제2 패턴주행의 주행 시작점에 인접한 주행영역의 경계와 나란하게 산정될 수 있다. 구체적으로, 제어부(190)는 경계 와이어(290)의 좌단 부분(291b)과 나란한 제2 방향각을 산정할 수 있다.
제2 패턴주행의 진행방향은 제한이 없지만, 주행을 완료한 제1 주행 영역(A1)을 벗어나서 다음 목표인 제2 주행 영역(A2) 방향으로 나아가는 방향인 것이 바람직하다. 예를 들면, 제2 패턴주행의 진행방향은 제1 패턴주행의 종점에서 인접한 주행영역의 경계에서 멀어지는 방향이거나, 제1 주행 영역(A1)에서 멀어지는 방향일 수 있다.
다른 예로, 제2 패턴주행의 진행방향은 제1 패턴주행의 종점에서 제2 주행 영역(A2)의 중심을 연결한 가상의 선에서 제2 주행 영역(A2)의 중심을 향한 방향이 선택될 수 있다. 또는, 제2 패턴주행의 진행방향은 제1 패턴주행의 종점에서 제2 주행 영역(A2)의 중심을 연결한 가상의 선에서 제2 주행 영역(A2)의 중심을 향한 방향과 20도 이내의 예각을 이루는 방향이 선택될 수 있다.
따라서, 이동 로봇은 제1 주행 영역(A1)의 작업을 완료 후에 다시 충전대로 복귀하지 않고 연속적으로 작업을 수행하여서, 사용자에게 주는 신뢰감을 향상시킬 수 있고, 맵 상에 정확인 위치 인식을 위해 자주 충전대로 복귀하지 않으므로, 충전대로 이동하는 와이어 주변의 훼손을 방지할 수 있는 이점이 존재한다.
이동 로봇은 방향각을 전환하여 계속적으로 주행을 계속적으로 하게 되면, 제2 주행 영역(A2)의 전부 또는 일부를 주행하게 된다.
따라서, 선행문헌 미국공개특허고보 제20180064024호에서 주행 영역의 정점 등을 기준으로 다수의 영역으로 분할하여 작업하면 효과적이고 균등한 작업을 수행할 수 없는 문제점을 해결할 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 호밍 주행을 설명한다.
호밍 주행은 이동 로봇(100)이 도킹 기기(200)로 복귀 하는 주행을 의미한다. 제어부(190)는 호밍 신호 수신 시에, 호밍 주행을 실행할 수 있다
제어부(190)는 이동로봇이 제1 패턴주행을 시작하고 기 설정된 시간이 경과되면, 도킹기기로 복귀하도록 주행부를 제어할 수 있다. 이동 로봇이 주행을 시작하고 나면 배터리의 소비량으로 계산된 작동시간이 설정되고, 그 설정시간이 경과되면 이동 로봇은 도킹기기로 복귀하여 충전할 수 있다.
물론, 제어부(190)는 이동로봇이 패턴주행 중에 배터리 잔량이 부족하다고 판단되면, 도킹기기로 복귀하도록 주행부를 제어할 수도 있다.
제어부(190)는 경계 신호 감지부(177)에서 입력된 경계 신호인 자기장의 분포를 통해 이동 로봇(100)이 주행할 기준 선이 되는 경계 라인(290)을 정의한다. 또한, 명세서에서 이동 로봇(100)이 경계 신호를 따라 주행한다 함은 이동 로봇(100)이 경계 라인(290)을 따라 주행하는 것을 의미한다.
이동 로봇(100)이 호밍 주행 시에 경계 라인(290)을 따라 반복적으로 주행하는 경우, 반복 주행에 의해 땅이 파이게 되는 문제가 발생하므로, 이동 로봇(100)은 경계 라인(290)을 따라 주행하면서 랜덤한 주행 경로로 주행할 수 있다.
구체적으로, 제어부(190)는 호밍 주행 시에, 바디가 경계 라인(290)을 중심축으로 설정된 호밍 주행 영역 내에서 랜덤 횟수만큼 주행 방향을 전환하도록 주행부를 제어할 수 있다. 여기서, 호밍 주행 영역은 경계 라인(290)을 중심축으로 하는 닫힌 영역으로 정의될 수 있다. 더욱 구체적으로, 호밍 주행 영역은 경계 라인(290)을 사이에 두고 경계 라인(290)과 평행한 제1 호밍 경계라인(미도시) 및 제2 호밍 경계라인(미도시)이 정의되고 제1 호밍 경계라인과 제2 호밍 경계라인 사이의 영역으로 정의될 수 있다.
이동 로봇(100)이 호밍 주행 영역 내에서 랜덤 한 횟수로 방향이 전환되면서, 이동되므로, 호밍 주행 시에 지면이 손상될 가능성이 줄어든다.
이하, 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 이동 로봇의 제어방법을 설명하면 다음과 같다. 제어방법은, 실시예에 따라 제어부(190)에 의해서만 수행될 수도 있고, 제어부(190)와 단말기 또는 서버에 의해 수행될 수도 있다. 본 발명은, 제어방법의 각 단계를 구현하는 컴퓨터 프로그램이 될 수도 있고, 제어방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체가 될 수도 있다. ‘기록매체’는 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 의미한다. 본 발명은, 하드웨어와 소프트웨어를 모두 포함하는 시스템이 될 수도 있다.
몇 가지 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 제어방법은 먼저 경계 신호를 감지한다. 이동 로봇(100)은 경계 신호를 바탕으로 주행영역을 정의하고, 주행 영역을 적어도 제1 주행 영역(A1) 및 제2 주행 영역(A2)으로 분할하는 분할 단계, 이동 로봇이 제1 주행 영역(A1)을 제1 방향각으로 제1 패턴주행하는 제1 패턴 주행 단계 및 이동 로봇이 제1 패턴 주행을 완료 후에, 제1 방향각과 교차되는 제2 방향각으로 제2 패턴주행 하는 제2 패턴 주행 단계를 포함한다.
분할 단계에서, 이동 로봇은 경계 신호를 감지하면서 주행을 한다 (S110). 이동 로봇은 경계 신호를 바탕으로 주행영역을 정의하고, 주행 영역을 적어도 제1 주행 영역(A1) 및 제2 주행 영역(A2)으로 분할한다(S120).
분할 단계 이후, 이동 로봇은 도킹기기에서 주행 영역의 경계를 따라 제1 패턴 주행의 시작점으로 이동한다(S130).
이동 로봇은 제1 패턴 주행 시작점에서 제1 주행 영역(A1)을 제1 방향각으로 제1 패턴 주행한다(S141).
이동 로봇은 제1 주행 영역(A1)에서 제1 패턴 주행을 완료여부를 판단하고(S143), 제1 패턴 주행을 완료했다고 판단되면, 제1 방향각과 교차되는 제2 방향각으로 제2 패턴 주행한다(S145).
물론, 이동 로봇은 제1 패턴 주행 및 제2 패턴 주행과 동시에 또는 이시에 사용자의 호밍 명령, 주행시간이 기 설정된 시간을 경과하는 경우(S151), 이동 로봇(100)의 배터리 부족을 감지하는 경우(S153), 호밍 주행 모드를 시작할 수 있다.
호밍 주행 모드에서, 이동 로봇(100)은 경계 신호가 감지되면 경계 신호를 따라 주행한다(S155).
[부호의 설명]
100: 이동 로봇 110: 바디
120: 주행부 130: 작업부
170: 센싱부 180: 기울기 정보 획득부
190: 제어부 200: 도킹 기기(200)
270: 기준 와이어 290: 경계 와이어

Claims (16)

  1. 외관을 형성하는 바디;
    상기 바디를 이동시키는 주행부;
    주행영역의 경계에서 발생하는 경계 신호를 감지하는 경계 신호 감지부;
    상기 바디의 방향각을 산출하는 방위각 센서; 및
    상기 경계 신호를 바탕으로 상기 주행영역을 정의하고, 상기 주행영역을 적어도 제1 주행영역 및 제2 주행영역을 포함하는 복수의 주행영역으로 분할하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    이동 로봇이 상기 제1 주행영역을 제1 방향각으로 제1 패턴주행하고, 상기 제1 주행영역의 주행을 완료 한 후, 상기 제1 방향각과 교차되는 제2 방향각으로 제2 패턴주행하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향각과 상기 제2 방향각 사이의 각도는 88° 내지 92° 인 이동 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 방향각을 랜덤하게 산출하는 이동 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 방향각과 85 ° 내지 95 ° 사이의 각도를 가지는 값들 중 랜덤하게 선택된 하나의 값을 제2 방향각으로 산정하는 이동 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 이동 로봇이 상기 제1 주행영역의 주행을 완료한 자리에서, 상기 제2 패턴주행을 하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향각이 상기 제1 패턴주행의 주행 시작점에 인접한 상기 주행영역의 경계와 나란하게 산정되는 이동 로봇.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 경계 신호 감지부는 도킹 기기에서 발생하는 도킹 위치 신호를 감지하고,
    상기 제어부는,
    상기 이동로봇이 상기 제1 패턴주행을 시작하고 기 설정된 시간이 경과되면, 상기 도킹기기로 복귀하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경계 신호 감지부는 도킹 기기에서 발생하는 도킹 위치 신호를 감지하고,
    상기 제어부는,
    상기 이동로봇이 상기 패턴주행 중에 배터리 잔량이 부족하다고 판단되면, 상기 도킹기기로 복귀하도록 상기 주행부를 제어하는 이동 로봇.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 경계 신호 감지부는 상기 도킹 위치 신호와, 상기 경계 신호를 자기장의 방향 차이로 구별하는 이동 로봇.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 패턴주행의 진행방향은 상기 제1 패턴주행의 종점에서 인접한 상기 주행영역의 경계에서 멀어지는 방향인 이동 로봇.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 패턴주행의 진행방향은 상기 제1 주행 영역에서 멀어지는 방향인 이동 로봇.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 경계 신호 감지부는 자기장 센서를 포함하는 이동 로봇.
  13. 경계 신호를 바탕으로 주행영역을 정의하고, 상기 주행 영역을 적어도 제1 주행영역 및 제2 주행영역으로 분할하는 분할 단계;
    이동 로봇이 상기 제1 주행영역을 제1 방향각으로 제1 패턴주행하는 제1 패턴 주행 단계; 및
    상기 이동 로봇이 상기 제1 패턴 주행을 완료 후에, 상기 제1 방향각과 교차되는 제2 방향각으로 제2 패턴주행 하는 제2 패턴 주행 단계를 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 패턴 주행 단계 전에, 상기 이동 로봇이 도킹기기에서 상기 주행 영역의 경계를 따라 상기 제1 패턴 주행의 시작점으로 이동하는 이동 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 이동로봇은 상기 제1 패턴주행을 시작하고 기 설정된 시간이 경과되면, 도킹기기로 복귀하는 호밍 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 이동로봇은 상기 패턴주행 중에 배터리 잔량이 부족하다고 판단되면, 도킹기기로 복귀하는 호밍 단계를 더 포함하는 이동 로봇의 제어방법.
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