KR100504861B1 - 이동 로봇의 초음파 센서운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동로봇의 초음파 센서운용방법에 관한 것으로, 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파센서중에, 임의의 초음파센서가 송신용으로 동작하면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 초음파센서는 수신용으로 동작시켜 거리 및 방향을 정확하게 검출하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파 센서가 구비되는 이동로봇에 있어서, 이동로봇으로부터 매우 짧은 거리까지 측정하기 위하여, 임의의 초음파 센서를 초음파 송신용으로 동작시키면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 모든 초음파센서를 수신용으로 동작시키는 것이다.

Description

이동 로봇의 초음파 센서운용방법{SUPERSNIC SENSER HANDLING METHOD OF MOVING ROBOT}

본 발명은 이동로봇에 관한 것으로, 특히 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파센서중에, 임의의 초음파센서가 송신용으로 동작하면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 초음파센서는 수신용으로 동작시켜 거리 및 방향을 정확하게 검출하도록 한 이동로봇의 초음파 센서운용방법에 관한것이다..

일반적으로, 이동로봇은, 자체에 부착된 다수의 초음파센서에서 초음파를 발생하여, 반사되는 초음파를 탐지하여 거리를 탐지하거나 방향을 감지한다.

이동로봇의 대표적인 예인 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소한다.

즉, 로봇 청소기는 거리 및 방향을 탐지하는 초음파센서를 통해 청소구역 내에 설치된 가구나 사무용품, 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하여, 로봇 청소기의 좌륜모터와 우륜모터를 선택적으로 구동시킴으로써, 스스로 방향을 전환해 가면서 청소구역을 청소한다.

도 1은 일반적인 로봇 청소기를 보인 종단면도이고, 도 2는 도 1의 저면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 종래의 로봇 청소기는 청소기 본체(1)의 내측에 흡입력을 발생시키기 위한 팬 모터(2)가 장착되어 있고, 그 팬 모터(2)의 전방에는 팬 모터(2)에 의해 흡입되는 먼지나 오물을 집진하는 필터(3)가 내장된 필터 컨테이너(4)가 착,탈가능하게 설치되어 있다.

그리고, 상기 필터 컨테이너(4)의 전면에는 흡입되는 먼지나 오물이 흡입되는 흡입관(5)이 연통되도록 설치되어 있고, 그 흡입관(5)의 하단부에는 바닥(6)의 먼지나 오물을 쓸어 올리기 위한 브러쉬(7)가 회전가능하게 설치된 흡입헤드(8)가 구비되어 있다.

또한, 상기 팬 모터(2)의 하측에는 정,역회전이 가능한 한쌍의 구동바퀴(9)가 일정간격으로 두고 설치되어 있고, 상기 흡입헤드(8)의 후위에는 청소기 본체 (1)의 후위를 지지하도록 보조바퀴(10)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 청소기 본체(1)의 후면에는 충전단자(11)를 구비한 충전단자부 (12)가 설치되어 있고, 실내의 벽면(13)에 설치된 전원단자부(14)에는 충전단자부 (12)에 접속될 수 있도록 접속단자(15)가 구비되어 있어서, 충전단자(11)가 접속단자(15)에 접속된 상태에서 본체(1) 내측의 충전 밧데리(16)에 충전을 할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 청소기 본체(1)의 전면 중앙부에는 초음파를 송수신하는 초음파센서(17)가 설치되어 있고, 그 초음파센서(17)의 좌,우측에, 초음파를 송신한후 반사되는 초음파를 수신하여 장애물을 감지하거나 목표물과의 거리를 측정하기 위한 다수개의 초음파센서(18)가 일정간격으로 두고 설치되어 있다.

그리고, 상기 전원단자부(14)의 하측에는 충전단자부(12)를 전원단자부(14)쪽으로 유도하기 위한 광신호를 발광하는 발광부(19)가 설치되어 있고, 상기 충전단자부(12)의 하측에는 상기 발광부(19)에서 발광되는 광신호를 수광할 수 있도록 수광부(20)가 설치되어 있다.

도면중 미설명 부호 21은 제어수단이고, 22는 배기구이다.

상기와 같은 구성되어 있는 종래의 로봇 청소기를 이용하여 청소를 할때는, 사용자가 동작버튼을 누르면 충전 밧데리(16)의 전원이 팬 모터(2)에 인가되어 팬 모터(2)가 구동이 되어 지는데, 그와 같이 구동되어지는 팬 모터(2)에 의해 필터 컨테이너(4)에 흡입력이 발생되고, 그 흡입력에 의해 바닥(6)의 먼지나 오물이 흡입헤드(8)로 흡입된 후, 흡입관(5)을 통하여 필터(3)에서 포집되어 진다.

또한, 제어수단(21)의 제어신호에 의해 구동바퀴(9)를 구동시켜서 청소기 본체(1)를 이동시킴에 따라 일정영역의 청소가 자동으로 이루어지게 된다.

한편, 자동청소를 수행하는 동안 충전 밧데리(16)의 전압레벨이 도시생략된 전압감지부를 통해 감지되고, 제어수단(21)에서 전압감지부를 통해 감지된 충전 밧데리 (16)의 전압레벨이 설정된 소정레벨 이하로 되면 제어수단에 의해 자동청소기의 청소가 정지되는 한편, 제어수단(21)은 현재위치를 내부 메모리에 기억시킨 다음, 메모리에 저장되어 있는 복귀조정에 의해 청소기를 복귀시키기 위한 제어신호를 발생한다.

따라서, 제어수단(21)의 제어신호에 의해 청소기 본체(1)가 전원단자부(14)측으로 이동되고, 청소기 본체(1)가 전원단자부(14)의 근처에 이르면, 전원단자부 (14)의 하측에 설치된 발광부(19)에서 발광되는 광신호가 충전단자부(12)의 하측에 설치된 수광부(20)에서 수광되고, 그 수광부(20)에서 수광되는 광신호에 의해 제어수단이 구동바퀴(9)를 구동제어함으로써, 충전단자부(12)가 전원단자부(14)측으로 접근된다.

그 다음, 충전단자부(12)의 충전단자(11)가 전원단자부(14)의 접속단자(15)에 접촉이 되고, 전원단자부(14)에 의해 공급되어지는 전원에 의해 청소기 본체(1) 내의 충전 밧데리(16)의 충전이 이루어진다.

즉, 로봇 청소기가 전원충전을 위하여, 로봇 청소기가 벽면을 따라 이동하다가 충전대 발견수단(마그네틱센서, 광센서등)을 사용하여 충전대를 발견하면 충전대에 접속하도록 유도된 경로를 따라 회전 및 후진을 통하여 충전대의 전원단자 (14)와 접속한다.

한편, 청소기 본체(1) 내의 충전 밧데리(16)가 충전되는 동안, 전압감지부를 통해 충전 밧데리(16)에 충전되는 전압레벨이 감지되어 제어수단으로 제공되고, 제어수단은 전압감지부를 통해 감지되는 충전 밧데리(16)의 전압레벨이 설정된 소정레벨 이상이 되면 구동바퀴(9)를 구동제어함으로써, 청소기 본체(1)가 전원단자부 (14)로부터 분리된 다음, 청소기 본체(1)의 내부 메모리에 저장된 위치로 이동되어 청소작업을 계속 수행하게 된다.

이때, 상술한 종래 로봇 청소기는, 상기 청소기 본체에 초음파를 발생하여 목표물에 의해 반사되는 초음파를 수신함으로서, 장애물을 감지하거나 거리를 측정하기 위한 다수개의 초음파센서가 일정간격으로 두고 설치되는데, 이와같이 초음파를 송신한후 자신이 반사되는 초음파를 수신하게 되면 송신시의 버스트 링잉(Burst Ringing)이 사라지는 시간이 오래 걸리게 되므로, 초음파 센서가 측정할 수 있는 최소거리가 매우 크게 되고, 이로 인해 로봇 청소기가 근거리를 측정하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파센서중에, 임의의 초음파센서가 송신용으로 동작하면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 초음파센서는 수신용으로 동작시켜 거리 및 방향을 정확하게 검출하도록 한 이동로봇의 초음파 센서운용방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파 센서가 구비되는 이동로봇에 있어서,이동로봇으로부터 매우 짧은 거리까지 측정하기 위하여, 임의의 초음파 센서를 초음파 송신용으로 동작시키면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 모든 초음파센서를 수신용으로 동작시키는 것을 특징으로 한다.이하, 본 발명에 의한 이동로봇의 초음파센서 운용방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

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도3은 본 발명 이동로봇의 초음파센서 운용방법을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와같이 이동로봇으로부터 매우 짧은 거리까지 측정하기 위하여, 상기 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파센서중에, 임의의 초음파센서를 송신용으로 동작시키고, 그 임의의 초음파센서에 인접한 다수의 초음파센서는 수신용으로 동작되도록 운용한다.

즉, 다수의 초음파센서중, 임의의 초음파 센서에서 거리를 측정하기 위한 초음파신호를 송신하면, 그 송신 초음파센서를 제외한 인접한 초음파센서는 물체에 의해 반사되는 상기 초음파신호를 수신하여 마이크로컴퓨터(미도시)에 인가하고, 이에 따라 마이크로컴퓨터는 상기 초음파신호의 송신과 수신에 걸리는 시간을 검출하여 거리를 계산한다.

다른 실시예로, 임의의 초음파 센서를 초음파 송신용으로 동작시키면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 모든 초음파센서를 수신용으로 동작시켜 보다 정밀하게 거리를 측정하는데, 즉 마이크로컴퓨터는 송신용 초음파센서와 그 송신용 초음파센서를 제외한 모든 초음파센서의 초음파 송수신 동작으로, 초음파의 송신과 수신에 걸리는 시간을 검출하여 거리를 계산한다.예를 들어, 종래 초음파센서의 경우에, 1개의 초음파센서가 송신하고,그 초음파센서에 인접한 초음파센서에서 수신하는데, 이런 경우 수신 초음파센서의 수신각이 제한되어 있으므로 장애물이 수신각을 벗어나면 장애물 감지가 불가능하지만, 본원발명을 실시예로 5개의 초음파센서가 부착된 경우라고 가정하면, 중앙에 위치한 초음파센서가 송신하는 경우, 그 중앙에 위치한 초음파센서를 제외한 나머지 초음파센서가 수신을 담당하므로 종래에 비해 수신각이 넓어져서 장애물 감지성능이 향상된다.다시 말해서, 본 발명은, 다수의 초음파센서중, 임의의 초음파 센서에서 거리를 측정하기 위한 초음파신호를 송신하면, 그 송신된 초음파신호가 물체에 반사되고, 그러면 수신용으로 사용되는 초음파센서에서 상기 반사되는 초음파센서를 수신함으로써, 초음파신호의 송신과 수신에 걸리는 시간을 검출하여 거리를 정밀하게 계산한다.

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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 탐지하는 다수의 초음파센서중에, 임의의 초음파센서가 송신용으로 동작하면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 초음파센서는 수신용으로 동작시켜 거리 및 방향을 정확하게 검출하는 효과가 있다.

도 1은 종래 로봇 청소기의 구조를 보인 종단면도.

도 2는 도 1의 저면도.

도 3은 본 발명 이동로봇의 초음파 센서운용방법을 보인 개략도.

Claims (2)

1. 삭제
2. 거리 및 방향을 탐지하는 다수의 초음파 센서가 구비되는 이동로봇에 있어서,

   이동로봇으로부터 매우 짧은 거리까지 측정하기 위하여, 임의의 초음파 센서를 초음파 송신용으로 동작시키면, 그 임의의 초음파센서를 제외한 모든 초음파센서를 수신용으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 초음파 센서 운용방법.