KR100619752B1 - Home navigation system in using robot cleaner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇 청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템에 관한 것으로, 로봇 청소기를 제외한 각 객체와 일정공간에, 정보 발생수단을 부착하고, 로봇 청소기가 일정 공간을 주행하면서, 상기 객체와 일정공간에 부착된 정보 발생수단으로부터 발생하는 정보 데이터를 분석하고, 그 분석결과에 따라 객체 위치 및 객제정보와 공간정보를 인식하여 홈 네비게이션을 수행함으로써, 청소 작업 경로를 신속하게 작성하여 청소 성능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 특정 공간에 위치한 각 객체에 부착됨과 아울러 특정 공간에 일정간격으로 부착되어, 상기 각 객체에 대한 위치정보 및 객체정보를 발생하고, 공간에 대한 위치 정보를 발생하는 다수의 정보 발생수단과; 상기 다수의 정보 발생수단에서 각기 발생하는 정보에 의해, 객체 및 공간정보를 인식하고, 그 인식결과에 근거하여 홈 네비게이션을 수행하는 로봇 청소기를 포함하여 구성한다.The present invention relates to a home navigation system using a robot cleaner, wherein information generating means is attached to each object and a predetermined space except the robot cleaner, and the robot cleaner travels in a predetermined space, and information attached to the object and the predetermined space. It analyzes the information data generated from the generating means and performs the home navigation by recognizing the object position, the object information and the spatial information according to the analysis result, so that the cleaning work path can be created quickly to improve the cleaning performance. . To this end, the present invention is attached to each object located in a specific space and attached to a specific space at a predetermined interval, generating a location information and object information for each object, generating a plurality of information generating the location information for the space Means; And a robot cleaner which recognizes the object and the spatial information by the information generated by the plurality of information generating means and performs the home navigation based on the recognition result.
Description
도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for a traveling device of a conventional robot cleaner.
도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도2 is a flow chart illustrating a driving method of a conventional robot cleaner.
도3은 본 발명 로봇청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템의 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a home navigation system using the robot cleaner of the present invention.
도4는 본 발명 로봇청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템이 적용된 특정지역의 모습을 보인 개략도.Figure 4 is a schematic diagram showing the appearance of a specific region to which the home navigation system using the present invention robot cleaner.
도5는 도3에 있어서, 알에프 태그의 고유정보에 의해 위치를 인식하기 위한 확률분포를 보인도.FIG. 5 is a diagram showing a probability distribution for recognizing a position based on unique information of an RF tag in FIG.
*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****
100:로봇 청소기 101:정보 수신수단100: robot cleaner 101: information receiving means
102:마이크로컴퓨터 103:구동수단102: microcomputer 103: driving means
I1~In:정보 발생수단I1 ~ In: Means for generating information
본 발명은 로봇 청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템에 관한 것으로, 로봇 청소기를 제외한 각 객체와 일정공간에, 정보 발생수단을 부착하고, 로봇 청소기가 일정 공간을 주행하면서, 상기 객체와 일정공간에 부착된 정보 발생수단으로부터 발생하는 정보 데이터를 분석하고, 그 분석결과에 따라 객체 위치 및 객제정보와 공간정보를 인식하여 홈 네비게이션을 수행하도록 한 로봇 청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a home navigation system using a robot cleaner, wherein information generating means is attached to each object and a predetermined space except the robot cleaner, and the robot cleaner travels in a predetermined space, and information attached to the object and the predetermined space. The present invention relates to a home navigation system using a robot cleaner which analyzes the information data generated from the generating means and recognizes the object position, the object information and the spatial information according to the analysis result to perform the home navigation.
통상적으로, 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기를 말한다.In general, the robot cleaner refers to a device that automatically cleans an area to be cleaned by suctioning foreign substances such as dust from the floor while driving itself in the area to be cleaned without a user's operation.
이러한 로봇청소기는 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 청소경로를 주행하면서 청소동작을 수행하도록 되어 있는데, 이와 같이 기설정된 청소 경로를 자동적으로 주행하면서 청소동작을 수행하기 위해서는 로봇청소기의 위치와 주행거리 및 장애물등을 감지하기 위해 많은 수의 센서들이 사용된다.The robot cleaner is configured to perform a cleaning operation while driving a predetermined cleaning path according to a built-in program. In order to perform the cleaning operation while automatically driving the preset cleaning path, the position, the driving distance, and the obstacle of the robot cleaner are A large number of sensors are used to detect the back.
그러나, 이러한 로봇 청소기는, 설정된 청소 경로를 정확하게 주행하여 청소를 수행하기 위해 수많은 고가의 센서들이 설치되기 때문에 내부 구조가 복잡해지고 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.However, such a robot cleaner has a problem in that the internal structure becomes complicated and the manufacturing cost increases because numerous expensive sensors are installed to perform the cleaning by accurately driving the set cleaning path.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 랜덤 방식에 의해 임의의 청소경로를 주행하여 청소를 수행하는 로봇 청소기가 개발되었다.In order to solve this problem, a robot cleaner has been developed which performs cleaning by driving an arbitrary cleaning path by a random method.
도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a traveling device of a conventional robot cleaner.
도1에 도시된 바와같이, 로봇 청소기가 일정 영역을 직진하다가, 충돌이 발 생하면 그 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(1)와; 상기 장애물 감지부(1)에서 출력되는 신호에 의해, 로봇 청소기의 주행을 정지시킨 다음, 랜덤 방식으로 랜덤 각도를 생성하고, 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 로봇 청소기를 회전시키는 제어부(2)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(5)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(3)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 우륜 모터(6)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(4)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 1, the robot cleaner moves straight through a certain area, and when an collision occurs, an
도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도이다.2 is a flow chart illustrating a driving method of a conventional robot cleaner.
도2에 도시된 바와같이, 사용자에 의해, 청소명령이 발생하면 로봇 청소기를 직진시키면서, 장애물이 감지되는지를 판단하는 과정(SP1~SP3)과; 상기 판단결과, 장애물이 감지되면 로봇 청소기를 정지시킨후, 랜덤 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하는 과정(SP4)과; 상기 단계에서 생성된 랜덤각도를 회전각도로 하여, 로봇 청소기를 회전시키는 과정(SP5)과; 상기 회전된 로봇 청소기를 직진시키면서, 청소 완료를 판단하여, 청소완료이면 주행을 정지하는 과정(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 종래 기술을 설명한다.As shown in FIG. 2, when the cleaning command is generated by the user, the process of determining whether an obstacle is detected while driving the robot cleaner straight (SP1 to SP3); Stopping the robot cleaner when an obstacle is detected as a result of the determination, and generating a random random angle by a random method (SP4); Rotating the robot cleaner (SP5) using the random angle generated in the step as the rotation angle; While the rotating robot cleaner is straight, it is determined that the cleaning is completed, the process is made to stop the running (SP7) when the cleaning is completed, such a prior art will be described.
먼저, 사용자에 의해 청소 명령이 발생하면(SP1), 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키기 위하여, 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 구동속도를 일치시키기 위한 제어신호를 출력한다.First, when a cleaning command is generated by the user (SP1), the
이에 따라, 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우 륜모터(6)를 구동시킨다.Accordingly, the left wheel
이에 따라, 로봇 청소기는 직진한다(SP2).Accordingly, the robot cleaner moves straight (SP2).
이때, 장애물 감지부(1)는, 로봇 청소기가 임의의 장애물에 충돌하는 경우에 발생하는 충격량으로 장애물을 감지하여 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부 (2)에 인가한다.At this time, the
이에 따라, 상기 제어부(2)는, 상기 장애물 감지신호에 의해 주행을 정지시킨 다음, 랜던 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하고(SP4), 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 하기 위한 제어신호를 출력하는데, 이때 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 회전 방향에 따라 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 속도를 달리하도록 하는 제어신호를 좌륜모터 구동부(3) 및 우륜 모터 구동부(4)에 출력한다.Accordingly, the
이에 따라, 상기 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시켜, 로봇 청소기를 임의의 랜덤 각도로 회전시킨다 (SP5).Accordingly, the left
그 다음, 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키면서(SP6), 청소 완료로 판단되면 청소를 종료하고(SP7), 청소 완료가 되지 않았으면 상기 동작을 반복 수행한다.Then, the
상술한 로봇 청소기는, 원거리를 감지할 수 있는 초음파센서와 근거리를 감지할 수 있는 적외선 센서를 이용하여 원거리 및 근거리를 감지하고, 그 감지결과를 충전대와 통신하면서 청소영역을 맵핑하고, 그 맵핑 결과에 따라 청소영역을 일 정패턴으로 주행하면서 청소를 수행한다.The above-described robot cleaner detects the long distance and the short distance by using an ultrasonic sensor that can detect a long distance and an infrared sensor that can detect a short distance, and maps the cleaning area while communicating the detection result with a charging station, and the mapping result. The cleaning is performed by driving the cleaning area according to a predetermined pattern.
즉, 종래 로봇 청소기는, 특정 영역을 청소하기 위하여, 일정패턴으로 주행하면서 자신의 위치를, 충전대와의 통신, 또는 이동거리를 연산하여 인식한다.That is, in order to clean a specific area, the conventional robot cleaner recognizes its own position by calculating a communication distance with a charging stand or a moving distance while traveling in a predetermined pattern.
그러나, 상술한 종래 로봇 청소기의 위치 인식방법은, 충전대와 거리가 멀어지면 통신오류가 발생하여 위치인식에 오차가 발생하고,또한 엔코더를 통한 이동거리 연산에 의한 위치 인식은, 슬립이 발생하는 경우에 이동거리를 정확하게 파악하지 못하여 위치 인식에 오류가 발생하는 문제점이 있다.However, in the above-described conventional method of recognizing the position of the robot cleaner, when the distance from the charging stand increases, a communication error occurs and an error occurs in the position recognition, and the position recognition by the movement distance calculation through the encoder causes a slip. There is a problem that an error occurs in the location recognition because it does not accurately determine the moving distance.
상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 로봇 청소기를 제외한 각 객체와 일정공간에, 정보 발생수단을 부착하고, 로봇 청소기가 일정 공간을 주행하면서, 상기 객체와 일정공간에 부착된 정보 발생수단으로부터 발생하는 정보 데이터를 분석하고, 그 분석결과에 따라 객체 위치 및 객제정보와 공간정보를 인식하여 홈 네비게이션을 수행함으로써, 청소 작업 경로를 신속하게 작성하여 청소 성능을 향상시킬 수 있도록 한 로봇 청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, the information generating means is attached to each object and a certain space except the robot cleaner, and the robot cleaner travels a certain space, generating information attached to the object and the fixed space The robot cleaner which analyzes the information data generated from the means and performs the home navigation by recognizing the object position, the object information and the spatial information according to the analysis result, to quickly create the cleaning work path and improve the cleaning performance. The purpose is to provide a home navigation system using.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 특정 공간에 위치한 각 객체에 부착됨과 아울러 특정 공간에 일정간격으로 부착되어, 상기 각 객체에 대한 위치정보 및 객체정보를 발생하고, 공간에 대한 위치 정보를 발생하는 다수의 정보 발생수단과; 상기 다수의 정보 발생수단에서 각기 발생하는 정보에 의해, 객체 및 공간정보를 인식하고, 그 인식결과에 근거하여 홈 네비게이션을 수행하는 로봇 청소기를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, is attached to each object located in a specific space and attached to a specific space at a predetermined interval, generates location information and object information for each object, location information about the space A plurality of information generating means for generating a; And a robot cleaner which recognizes the object and the spatial information by the information generated by the plurality of information generating means and performs the home navigation based on the recognition result.
이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an operation and effects on a home navigation system using a robot cleaner according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도3은 본 발명 로봇 청소기를 이용한 홈 네비게이션 시스템에 대한 구성을 보인 블록도이다.3 is a block diagram showing a configuration of a home navigation system using the robot cleaner of the present invention.
도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 특정 공간에 위치한 각 객체에 부착됨과 아울러 특정 공간에 일정간격으로 부착되어, 상기 각 객체에 대한 위치정보 및 객체정보를 발생하고, 공간에 대한 위치 정보를 발생하는 다수의 정보 발생수단(I1~In)과; 상기 다수의 정보 발생수단(I1~In)에서 각기 발생하는 정보에 의해, 객체 및 공간정보를 인식하고, 그 인식결과에 근거하여 홈 네비게이션을 수행하는 로봇 청소기(100)를 포함하여 구성한다.As shown in FIG. 3, the present invention is attached to each object located in a specific space and attached to a specific space at a predetermined interval to generate location information and object information for each object, and provide location information about the space. A plurality of information generating means (I1 to In) generated; The
상기 정보 발생수단(I1~In)은, 알에프 태그(RF Tag)로 이루어져, 각기 고유의 정보를 알에프신호로 발생한다.The information generating means I1 to In consist of RF tags, and generate unique information as RF signals.
상기 정보 발생수단(I1~In)은, 특정 공간에 위치한 가구 및 가전제품에 각기 부착되어 고유의 정보를 발생하는데, 도4와 같이, 특정 공간의 바닥면에, 일정간격으로 설치되어 위치정보를 발생한다.The information generating means (I1 ~ In) is attached to each of the furniture and home appliances located in a specific space to generate unique information, as shown in Figure 4, the bottom surface of the specific space, is installed at a predetermined interval to position information Occurs.
즉, 이동로봇의 일예인 로봇 청소기를, 예를 들어 설명하면, 로봇 청소기(100)가 도4와 같은 공간을 이동하면서, 그 공간의 바닥면에 설치된 알에프 태크(RF Tag)에서 발생하는 고유정보를 수신하고, 그 수신된 고유정보를 분석하여 현재 위치를 파악하는데,이때, 맵상의 위치는, 즉 공간내의 알에프 태그(RF Tag)가 장착된 물건들, 또는 위치정보는 도5와 같이 로봇청소기(100)에 의해 감지될 수 있는 확률로 표현되어 파악할 수 있다. That is, referring to the robot cleaner as an example of the mobile robot, for example, while the
상기 로봇 청소기(100)는, 상기 다수의 정보 발생수단에서 발생되는 정보를 감지하는 정보수신수단(101)과; 상기 정보수신수단(101)에서 출력되는 정보를 해석하고, 그 해석결과에 근거하여 홈 네비게이션을 제어하는 마이크로컴퓨터(102)와; 상기 마이크로컴퓨터(102)의 제어신호에 의해, 로봇 청소기(100)를 구동시키는 구동수단(103)을 포함하여 구성한다.The
상기 정보 수신수단(101)은, 상기 알에프 태그(RF Tag)에서 발생하는 정보를 감지하는 알에프 태그 리더(RF Tag Reader)로 이루어진다.The information receiving
다시 말해서, 본 발명은 로봇 청소기를 제외한 각 객체와 일정공간에, 정보 발생수단을 부착하고, 로봇 청소기가 일정 공간을 주행하면서, 상기 객체와 일정공간에 부착된 정보 발생수단으로부터 발생하는 정보 데이터를 분석하고, 그 분석결과에 따라 객체 위치 및 객제정보와 공간정보를 인식하여 홈 네비게이션을 수행하도록 한 것이다.In other words, the present invention attaches the information generating means to each object and the predetermined space except the robot cleaner, and the robot cleaner travels the predetermined space, and collects the information data generated from the information generating means attached to the object and the predetermined space. Based on the analysis result, object location, object information, and spatial information are recognized to perform home navigation.
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.The specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇 청소기를 제외한 각 객체와 일정공간에, 정보 발생수단을 부착하고, 로봇 청소기가 일정 공간을 주행하면서, 상기 객체와 일정공간에 부착된 정보 발생수단으로부터 발생하는 정보 데이터를 분석하고, 그 분석결과에 따라 객체 위치 및 객제정보와 공간정보를 인식하여 홈 네비게이션을 수행함으로써, 청소 작업 경로를 신속하게 작성하여 청소 성능을 향상시키는 효과가 있다. As described in detail above, the present invention generates information from the information generating means attached to the object and the predetermined space while the information generating means is attached to each object and the predetermined space except the robot cleaner, and the robot cleaner travels the predetermined space. By analyzing the information data to perform the home navigation by recognizing the object position, object information and spatial information according to the analysis result, it is effective to create a cleaning work path quickly to improve the cleaning performance.
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