KR100486506B1 - 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치 및 방법 - Google Patents

화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치 및 방법에 관한 것으로, 거리 및 방향을 감지하는 센서 없이, 카메라에 의해 포착된 충전기의 화상을, 일련의 화상 처리 과정으로 처리함으로써, 저비용으로 로봇청소기와 충전기 사이의 거리 및 각도를 손쉽게 검출하여 충전기로의 자동복귀를 수행하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은, 로봇 청소기에 있어서, 일정한 주기로 충전기의 화상을 포착하는 카메라와; 포착된 화상으로 부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는 색영역정보추출부와; 상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출하는 형상추출부와; 상기 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 오프셋 각도 연산부와; 충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하는 거리 및 절대각도 연산부와; 상기 절대각도에 의해, 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는 좌/우방향계산부와; 상기 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터 구동을 제어하기 위한 모터 구동명령을 발생하는 모터구동제어부를 포함하여 구성한다.

Description

화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치 및 방법{AUTO CHARGE APPARATUS AND METHOD OF ROBOT CLEANER IN USING IMAGE PROCESSING}
본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로, 특히 화상처리를 이용하여 충전기로 자동 복귀하여 충전하도록 한 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치 및 방법에 관한 것이다.
인간 친화형 로봇에 대한 연구는 최근 가정용 서비스 로봇에 관심이 집중되어 다양한 결과물들을 시장에 내어놓고 있다.
그 중에 로봇 청소기는 빠른 시일 안에 상품화 가능한 아이템으로 인식되어 여러 기업체들이 도전해왔는데, 최근 스웨덴, 영국, 미국 및 일본등에서 전시회를 통해서 다양한 모델을 선보이고 있다.
상품화에 성공한 기존의 로봇 청소기는 충전을 위하여 충전대를 제공하고 있는데, 청소 도중 배터리 전압이 기준 전압보다 낮거나(Battery Low) 혹은 청소가 끝난 후에는 청소기가 멈춰버리는 것으로 종료하게 되어있다.
이는 달리 말하면, 로봇 청소기 동작 전에 항상 배터리 잔량을 확인해야 하거나 청소 임무를 종료한 후 수동으로 충전시켜야 하는 불편함이 존재하고 초기 배터리 전압이 충분히 높지 않은 경우 청소 임무를 완전히 수행하지 못하고 종료하는 경우도 발생한다.
여기서, 종래 로봇 청소기의 자동 충전기술을 도1을 참조하여 설명한다.
우선, 종래의 로봇 청소기의 자동 충전기술에 있어서, 로봇 청소기는 충전 배터리의 충전 레벨을 수시로 체크하여 일정 레벨 이하로 하강된 것으로 판명되면 스스로 충전기가 설치된 장소로 복귀하여 충전전원을 공급받게 된다.
이때, 로봇청소기의 충전단자부가 충전기의 전원단자부와 정확하게 접촉되도록 하기 위해서는 충전기와의 위치 및 진입각도를 오차 범위 이내로 하여 접근시켜야 한다.
여기서, 도 1a는 로봇 청소기가 충전기가 설치된 장소로 자동 복귀하는 종래의 기술을 나타낸 것이다.
로봇 청소기는 충전기(5)의 발광센서(8)에서 송출되는 광신호의 안내를 받아 그 충전기(5)가 위치한 장소로 복귀하게 된다.
도 1b는 로봇 청소기가 설치된 장소로 자동 복귀한 후 청소기의 충전단자부를 충전기의 전원단자부로 정확하게 유도하기 위한 종래의 기술을 나타낸 것이다.
청소기 본체(1)의 외주면에 충전단자부(2)가 원호상으로 설치되고, 이의 양측에 접촉센서 (4a),(4b)가 동일한 형상으로 설치되어 있다.
또한, 충전기(5)의 전면부에 전원단자부(6)가 설치되고, 이의 양측에 만곡된 한 쌍의 가이드(7)가 설치되어 있다.
따라서, 청소기의 접촉센서(4a),(4b)가 상기 가이드(7)와 접촉될 때 청소기의 진행방향을 조정하면서 구동륜(1a),(1b)을 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 청소기의 충전단자부(2)가 충전기(5)의 전원단자부(6)에 접촉되게 할 수 있다.
즉, 종래 기술은, 상술한 바와같이 다수의 초음파센서를 이용한 삼각법에 의한 거리와 각도 측정하여 충전대로 복귀하는데, 이러한 경우 원거리에서 충전기 근처로의 접근은 가능하나, 로봇 청소기가 충전대에 부착된 전원 접속단자에 제대로 접속하기 위해서는 진입오차 및 진입각도에 대한 정밀 조정이 요구된다.
이에 따라, 종래의 기술에서는 정밀한 접속을 도와주기 위해, 충전대에 유도가이드를 설치하거나 충전대 전원 접속단자 주변에 특별한 기구적 설계가 요구되므로, 구현비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기존의 자동 충전기 검지 및 도킹(Docking)을 위한 많은 종류의 센서들을 제거하고, 카메라에 의해 포착된 충전기의 화상을, 일련의 화상 처리 과정으로 처리함으로써, 저비용으로 로봇청소기와 충전기 사이의 거리 및 각도를 손쉽게 검출하여 충전기로 자동복귀하도록 한 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇 청소기에 있어서,일정한 주기로 충전기의 화상을 포착하는 카메라와;포착된 화상으로 부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는 색영역정보추출부와;상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출하는 형상추출부와;상기 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 오프셋 각도 연산부와;충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하는 거리 및 절대각도 연산부와;상기 절대각도에 의해, 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는 좌/우방향계산부와;상기 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터 구동을 제어하기 위한 모터 구동명령을 발생하는 모터구동제어부로 구성한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정한 주기로 충전기가 포함된 화상을 포착하여, 그 포착된 화상으로 부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는 단계와; 상기 상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출한후, 그 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 단계와; 상기 충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하고, 그 절대각도에 의해 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는 단계와; 상기 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터 구동을 제어하여, 로봇 청소기를 충전대로 자동복귀시키는 단계로 수행함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치 및 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.
도2에 도시한 바와같이, 본 발명 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치는, 일정한 주기로 충전기의 화상을 포착하는 카메라(100)와; 상기 카메라 (100)를 통해 포착된 화상으로, 거리 및 오프셋각도와 절대각도를 연산하여, 충전기에 대하여 정면으로 자동복귀하도록 모터(300)의 구동을 제어하는 화상처리 및 구동제어부(200)로 구성한다.
상기 화상처리 및 구동제어부(200)는, 도3에 도시한 바와같이 포착된 화상으로 부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는 색영역정보추출부(210)와; 상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출하는 형상추출부(220)와; 상기 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 오프셋 각도 연산부(230)와; 충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하는 거리 및 절대각도 연산부(240)와; 상기 절대각도에 의해, 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는 좌/우방향계산부(250)와; 상기 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터(300) 구동을 제어하기 위한 모터 구동명령을 발생하는 모터구동제어부(260)로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.
먼저,카메라(100)는,일정한 주기로 충전기의 화상을 포착하여 그에 따른 화상을 화상처리및 구동제어부(200)에 인가하고, 이에 따라 상기 화상처리 및 구동제어부(200)는 상기 카메라 (100)를 통해 포착된 화상으로, 거리 및 오프셋각도와 절대각도를 연산하여, 충전기에 대하여 정면으로 자동복귀시킨다.
이때, 상기 충전기는, 화상에서, 다른 화상정보와의 구별을 위해, 정다각형의 표시로 제작하거나, 충전기를 구별하기 위한 별도의 표시장치를 부착하고, 상기 거리정보를 정확히 가질 수 있도록 여러개의 사이즈별로 배치한다.
여기서, 상기 화상처리 및 구동제어부(200)의 동작을 보다 상세하게 설명한다.
우선, 색영역정보추출부(210)는, 카메라(100)에서 포착된 화상으로 부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는데, 상기 색영역정보는, 조명 조건의 변화에 따른 각 화소정보의 변화를 최소화하기 위하여, 화상정보를 하기의 수학식과 같이, 정규화한다.
[수학식]
Rn_ij=Rij/(Rij+Gij+Bij)
Gn_ij=Gij/(Rij+Gij+Bij)
Bn_ij=Bij/(Rij+Gij+Bij)
그 다음, 형상추출부(220)는, 상기 색영역정보추출부(210)의 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출하는데, 화상정보에서, 에지검출을 통해 충전기의 외곽선을 검출하고, 그 외곽선을 형판 매칭이나 형상 추출 알고리즘을 사용하여 충전기의 형상을 추출한다.
그 다음, 오프셋 각도 연산부(230)는 상기 형상추출부(220)에서 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산한다.
상기 오프셋 각도 연산부(230)는, 오프셋 각도를 하기의 수학식에 의해 연산한다.
[수학식]
:화상의 중심으로부터 충전기 이미지의 중심까지의 거리
N:임의로 정해진 거리(X)의 화상에서 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
Nc;로봇 청소기의 동작중에 계속하여 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
그 다음, 거리 및 절대각도 연산부(240)는, 도6에서와 같이, 충전기 화상의 가로길이(W1)와 수직길이(h)의 비를 이용하여 절대각도를 연산하고, 또한, 실제거리를 하기의 수학식에 의해, 연산한다.
[수학식]
이때, N:임의로 정해진 거리(X)의 화상에서 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
Nc;로봇 청소기의 동작중에 계속하여 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
그 다음, 좌/우 방향계산부(250)는 상기 절대각도에 의해, 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는데, 색영역정보에서, 충전기의 옆면 돌기를, 에지검출방식으로 검출하여, 충전기의 좌우를 판별한다.
그 다음, 모터구동제어부(260)는 상기 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터(300) 구동을 제어하기 위한 모터 구동명령을 발생하는데, 오프셋각도로 충전기가 화상의 중앙에 오도록 제어하고, 절대각도 및 방향정보를 통하여, 로봇 청소기의 전면이, 충전기에 정면을 바라보도록 구동모터를 회전시키면서, 그 충전기로 접근시키도록 제어한다.
이때, 상기 모터 구동제어부(260)는, 도5와 같이, 다수의 동심원이나 사각 형(정다각형)을 이용하여, 화상에 일정갯수 이하의 동심원이나 사각형(정다각형)이 포착되면, 로봇 청소기가 충전기에 도착되었음을 판별한다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전동작을 도4를 참조하여 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치의 동작순서를 나타낸 흐름도이다.
먼저, 일정한 주기로 충전기가 포함된 화상을 포착하여(SP1), 그 포착된 화상으로부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출한다(SP2).
즉, 포착된 화상으로부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출한후, 조명 조건의 변화에 따른 각 화소정보의 변화를 최소화하기 위하여, 화상정보를 하기의 수학식과 같이, 정규화한다.
[수학식]
Rn_ij=Rij/(Rij+Gij+Bij)
Gn_ij=Gij/(Rij+Gij+Bij)
Bn_ij=Bij/(Rij+Gij+Bij)
그 다음, 상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출한후, 그 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산한다(SP3~SP5).
즉, 화상정보에서, 에지검출을 통해 충전기의 외곽선을 검출한후, 그 외곽선을 형판 매칭이나 형상 추출 알고리즘을 사용하여 충전기의 형상을 추출하고, 그 상기 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는데, 상기 오프셋 각도를 하기의 수학식에 의해 연산한다.
[수학식]
:화상의 중심으로부터 충전기 이미지의 중심까지의 거리
N:임의로 정해진 거리(X)의 화상에서 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
Nc;로봇 청소기의 동작중에 계속하여 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
그 다음, 상기 충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하고, 그 절대각도에 의해 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산한다(SP6,SP7).
즉, 실제거리를 연산한후, 충전기 화상의 가로길이(W1)와 수직길이(h)의 비를 이용하여 절대각도를 연산하고, 색영역정보에서, 충전기의 옆면 돌기를, 에지검출방식으로 검출하여, 충전기의 좌우를 판별하는데, 상기 실제거리는 하기의 수학식에 의해 연산한다.
[수학식]
N:임의로 정해진 거리(X)의 화상에서 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
Nc;로봇 청소기의 동작중에 계속하여 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
그 다음, 상기에서 연산한 실제 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터 구동을 제어하여, 로봇 청소기를 충전대로 자동복귀시킨다(SP8).
즉, 오프셋각도로 충전기가 화상의 중앙에 오도록 제어한후, 절대각도 및 방향정보를 통하여, 로봇 청소기의 전면이, 충전기에 정면을 바라보도록 구동모터를 회전시키면서, 그 충전기로 접근시킨다.
이때, 상기 절대각도 및 방향정보를 통하여, 로봇 청소기의 전면이, 충전기에 정면을 바라보도록 구동모터를 회전시키면서, 충전기로 접근시키다가, 다수의 동심원이나 사각형(정다각형)을 이용하여, 화상에 일정갯수 이하의 동심원이나 사각형(정다각형)이 포착되면, 로봇 청소기가 충전기에 도착되었음을 판별한다.
상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 거리 및 방향을 감지하는 센서 없이, 카메라에 의해 포착된 충전기의 화상을, 일련의 화상 처리 과정으로 처리함으로써, 저비용으로 로봇청소기와 충전기 사이의 거리 및 각도를 손쉽게 검출하여 충전기로의 자동복귀를 수행하는 효과가 있다
도1은 로봇 청소기가 충전기가 설치된 장소로 자동 복귀하는 모습을 보인도.
도2는 본 발명 실시예에 따른 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치에 대한 구성을 보인 블록도.
도3은 도2에 있어서, 화상처리 및 모터 구동제어부의 구성을 보인 블록도.
도4는 본 발명 실시예에 따른 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치에 대한 동작흐름도.
도5는 도2에 있어서, 로봇 청소기가 충전기에 접근하는 경우의 화상을 보인도.
도6은 도2에 있어서, 로봇 청소기와 충전기 사이의 절대각도를 판별하기 위한 모습을 보인도.
*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****
100:카메라 200:화상처리 및 모터 구동제어부
201:색영역정보추출부 202:형상추출부
203:오프셋각도연산부 204:거리 및 절대각도 연산부
250:좌/우방향계산부 260:모터 구동제어부
300:구동모터

Claims (20)

  1. 로봇 청소기에 있어서,
    일정한 주기로 충전기의 화상을 포착하는 카메라와;
    포착된 화상으로 부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는 색영역정보추출부와;
    상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출하는 형상추출부와;
    상기 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 오프셋 각도 연산부와;
    충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하는 거리 및 절대각도 연산부와;
    상기 절대각도에 의해, 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는 좌/우방향계산부와;
    상기 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터 구동을 제어하기 위한 모터 구동명령을 발생하는 모터구동제어부로 구성한 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전장치.
  2. 제1 항에 있어서, 충전기는,
    화상에서, 다른 화상정보와의 구별을 위해, 정다각형의 표시로 제작하거나, 충전기를 구별하기 위한 별도의 표시장치를 부착하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전장치.
  3. 제 2항에 있어서, 정다각형의 표시는,
    거리정보를 정확히 가질 수 있도록 여러개의 사이즈별로 배치되는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서, 색영역정보추출부는,
    조명 조건의 변화에 따른 각 화소정보의 변화를 최소화하기 위하여, 화상정보를 하기의 수학식과 같이, 정규화하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전장치.
    [수학식]
    Rn_ij=Rij/(Rij+Gij+Bij)
    Gn_ij=Gij/(Rij+Gij+Bij)
    Bn_ij=Bij/(Rij+Gij+Bij)
  6. 제1 항에 있어서, 형상추출부는,
    화상정보에서, 에지검출을 통해 충전기의 외곽선을 검출하고, 그 외곽선을 형판 매칭이나 형상 추출 알고리즘을 사용하여 충전기의 형상을 추출하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전장치.
  7. 제1 항에 있어서, 오프셋각도 연산부는,
    오프셋 각도를 하기의 수학식에 의해 연산하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치.
    [수학식]
    :화상의 중심으로부터 충전기 이미지의 중심까지의 거리
    N:임의로 정해진 거리(X)의 화상에서 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
    Nc;로봇 청소기의 동작중에 계속하여 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
  8. 제1 항에 있어서, 거리및 절대각도연산부는,
    하기의 수학식에 의해, 실제거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전장치.
    [수학식]
  9. 제1 항에 있어서, 거리 및 절대각도 연산부는,
    충전기 화상의 가로길이(W1)와 수직길이(h)의 비를 이용하여 절대각도를 연산하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치.
  10. 제1 항에 있어서, 좌/우 방향 계산부는,
    색영역정보에서, 충전기의 옆면 돌기를, 에지검출방식으로 검출하여, 충전기의 좌우를 판별하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치.
  11. 제1 항에 있어서, 모터 구동제어부는,
    오프셋각도로 충전기가 화상의 중앙에 오도록 제어하고,
    절대각도 및 방향정보를 통하여, 로봇 청소기의 전면이, 충전기에 정면을 바라보도록 구동모터를 회전시키면서, 그 충전기로 접근시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치.
  12. 제11 항에 있어서, 모터 구동제어부는
    다수의 동심원이나 사각형(정다각형)을 이용하여, 화상에 일정갯수 이하의 동심원이나 사각형(정다각형)이 포착되면, 로봇 청소기가 충전기에 도착되었음을 판별하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전장치.
  13. 일정한 주기로 충전기가 포함된 화상을 포착하여, 그 포착된 화상으로 부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는 단계와;
    상기 상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출한후, 그 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 단계와;
    상기 충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하고, 그 절대각도에 의해 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는 단계와;
    상기 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터 구동을 제어하여, 로봇 청소기를 충전대로 자동복귀시키는 단계로 수행함을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전방법.
  14. 제 13항에 있어서, 포착된 화상으로부터 충전기의 색을 갖는 색영역정보를 추출하는 단계는;
    조명 조건의 변화에 따른 각 화소정보의 변화를 최소화하기 위하여, 화상정보를 하기의 수학식과 같이, 정규화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전방법.
    [수학식]
    Rn_ij=Rij/(Rij+Gij+Bij)
    Gn_ij=Gij/(Rij+Gij+Bij)
    Bn_ij=Bij/(Rij+Gij+Bij)
  15. 제13 항에 있어서, 상기 상기 색영역정보로부터 충전기의 형상을 추출한후, 그 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 단계는,
    화상정보에서, 에지검출을 통해 충전기의 외곽선을 검출하는 단계와;
    상기 외곽선을 형판 매칭이나 형상 추출 알고리즘을 사용하여 충전기의 형상을 추출하는 단계와;
    상기 추출된 형상과 화상의 중심을 비교하여 오프셋 각도를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇청소기의 자동충전방법.
  16. 제15 항에 있어서, 오프셋각도를 연산하는 단계는,
    오프셋 각도를 하기의 수학식에 의해 연산하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전방법.
    [수학식]
    :화상의 중심으로부터 충전기 이미지의 중심까지의 거리
    N:임의로 정해진 거리(X)의 화상에서 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
    Nc;로봇 청소기의 동작중에 계속하여 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
  17. 제13 항에 있어서, 충전기와의 거리 및 절대각도를 연산하고, 그 절대각도에 의해 충전기의 현재 위치에 대한 좌/우 방향정보를 계산하는 단계는,
    실제거리를 연산하는 단계와;
    충전기 화상의 가로길이(W1)와 수직길이(h)의 비를 이용하여 절대각도를 연산하는 단계와;
    색영역정보에서, 충전기의 옆면 돌기를, 에지검출방식으로 검출하여, 충전기의 좌우를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 실제거리를 연산하는 단계는,
    하기의 수학식에 의해,실제거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 화상처리를이용한 로봇 청소기의 자동충전방법.
    [수학식]
    N:임의로 정해진 거리(X)의 화상에서 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
    Nc;로봇 청소기의 동작중에 계속하여 얻어지는 충전기 화상의 픽셀수
  19. 제13 항에 있어서, 거리 및 절대각도와 방향정보에 의해, 모터 구동을 제어하여, 로봇 청소기를 충전대로 자동복귀시키는 단계는,
    오프셋각도로 충전기가 화상의 중앙에 오도록 제어하는 단계와;
    절대각도 및 방향정보를 통하여, 로봇 청소기의 전면이, 충전기에 정면을 바라보도록 구동모터를 회전시키면서, 그 충전기로 접근시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전방법.
  20. 제19 항에 있어서, 절대각도 및 방향정보를 통하여, 로봇 청소기의 전면이, 충전기에 정면을 바라보도록 구동모터를 회전시키면서, 충전기로 접근시키는 단계는,
    다수의 동심원이나 사각형(정다각형)을 이용하여, 화상에 일정갯수 이하의 동심원이나 사각형(정다각형)이 포착되면, 로봇 청소기가 충전기에 도착되었음을 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상처리를 이용한 로봇 청소기의 자동충전방법.
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