KR102033676B1

KR102033676B1 - 이동 로봇 충전 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102033676B1
Application number: KR1020180041172A
Authority: KR
Inventors: 서정빈
Original assignee: 서정빈
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2019-10-18

Abstract

본 발명의 이동 로봇 충전 시스템 및 방법에 따르면, 충전 스테이션에 무선 유도선과 적외선 센서를 구비하고, 이동 로봇에 적외선 센서 신호를 검출하는 검출부와 유도선을 감지하는 감지부를 구비하여, 적외선 센서 신호 및 무선 유도선을 통하여 이동 로봇이 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동 후 자동 충전이 이루어지도록 하는 것이며, 유도선의 길이는 수백 미터까지 연장이 가능하여 이동 로봇이 먼 거리에서도 충전 스테이션을 향하여 정확하게 도킹할 수 있고, 장애물에 의해 적외선 신호가 차단되더라도 무선 신호를 이용하는 유도선을 통하여 충전 스테이션의 방향을 인지할 수 있으므로, 날씨나 구조물에 영향을 받지 않고, 조명이 없는 밤에도 사용 가능한 효과가 있다.

Description

이동 로봇 충전 시스템 및 방법{Charging System for Mobile Robot and Method thereof}

본 발명은 이동 로봇 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 로봇이 배터리가 소모되면, 먼 거리에서도 충전 스테이션을 향하여 이동된 후 충전 스테이션에 도킹하여 자동 충전이 이루어지도록 하는 이동 로봇 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다.

이러한 로봇공학 분야는 근래에 최첨단 우주개발산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에까지 이르렀으며, 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예시가 바로 청소용 이동로봇이다.

이 청소용 이동로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 이동하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기로써, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 일반적인 진공청소기의 구성 이외에 로봇을 주행시키는 주행 장치와, 청소구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 장애물을 감지하는 다수의 감지 센서와, 전원을 공급하는 배터리 및 장치 전반을 제어하는 마이크로 프로세서 등으로 구성되어 있다.

이러한 구성에 따라 청소용 로봇은 다수의 감지 센서를 통해 청소구역 내에 설치된 각종 장애물, 예를 들면 가구, 벽 등과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌되지 않도록 주행하면서 청소구역을 청소한다.

최근에는 청소영역을 누락시키지 않고 청소하기 위해 청소영역에 대한 위치를 인식할 수 있도록 하기 위해 카메라 모듈이 탑재된 청소용 이동로봇이 등장하였다.

이 이동로봇의 경우 카메라 모듈로부터 촬영된 주변 영상 정보를 통해 자기 자신의 위치를 인식할 수 있을 뿐만 아니라 청소 영역에 대한 정보를 정확하게 판별할 수 있으므로, 청소 영역을 누락시키지 않고 보다 정확하게 청소구역을 청소한다.

한편 청소용 이동로봇은 상술한 바와 같이 배터리에 의해 작동됨으로써, 사용자의 편리를 위해 자동 충전 기능을 가지고 있다.

이러한 자동 충전 기능은 이동로봇 스스로 배터리의 잔량을 파악하여 기준 값에 못 미칠 경우 청소구역의 소정 위치에 설치된 충전대에 자동으로 복귀하여 부족한 배터리의 전원을 충전하고 다시 작업을 재개한다.

즉 종래 청소용 이동로봇의 충전대 자동 복귀 방법은 충전대에 소정의 신호를 출력하는 적외선 송신부를 장착하고 이동로봇에는 적외선 송신부에서 방사되는 적외선을 감지하는 적외선 센서를 장착하여, 적외선 송신부에서 방사되는 적외선의 감지를 통해 적외선 송신부의 위치를 판단하고 복귀시키는 방법이다.

그러나 상기와 같은 방법의 경우에는 이동로봇에 장착되는 적외선 센서의 수광 범위가 작을 뿐만 아니라 적외선 송신부로부터 이동로봇이 소정 거리 이격되어 있는 경우 적외선 신호를 감지하지 못하므로, 적외선 송신부에서 방사되는 적외선을 감지하는데 상당한 시간이 소요되어 시간이 길어질 경우 복귀 중에 배터리에 저장된 전원이 모두 감소하여 그 구동이 중지되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충전 스테이션에 무선 유도선과 적외선 센서를 구비하고, 이동 로봇에 적외선 센서 신호를 검출하는 검출부와 유도선을 감지하는 감지부를 구비하여, 적외선 센서 신호 및 무선 유도선을 통하여 이동 로봇이 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동 후 자동 충전이 이루어지도록 하는 것이며, 유도선의 길이는 수백 미터까지 연장이 가능하여 이동 로봇이 먼 거리에서도 충전 스테이션을 향하여 정확하게 도킹할 수 있고, 장애물에 의해 적외선 신호가 차단되더라도 무선 신호를 이용하는 유도선을 통하여 충전 스테이션의 방향을 인지할 수 있으므로, 날씨나 구조물에 영향을 받지 않고, 조명이 없는 밤에도 사용 가능한 이동 로봇 충전 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동 로봇 충전 시스템은 몸체의 중앙부에 구비되어 일정 각도 범위로 적외선 신호를 출력하는 적외선 센서와, 상기 적외선 센서의 일측 및 타측에 구비된 것으로 적외선 신호가 출력되는 방향으로 연장되면서 서로 멀어지도록 이격되어 무선 신호를 출력하는 유도 라인이 포함되어 구성된 충전 스테이션 및 상기 적외선 신호를 검출하는 검출부와 유도 라인을 감지하는 감지부가 각각 구비되며, 적외선 센서의 신호와 유도 라인의 신호를 수신하여 충전 스테이션의 방향을 산출하면서 충전 스테이션에 도킹되는 이동 로봇을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

충전 스테이션에서 유도 라인은 적외선 센서부를 기준으로, 상대적으로 좌측 방향으로 연장되도록 구비된 좌측 유도 라인과 상대적으로 우측 방향으로 연장되도록 구비된 우측 유도 라인이 포함되어 구성될 수 있다.

이동 로봇은, 상부에서 상대적으로 좌측에 구비되어 적외선 센서의 신호를 검출하는 좌측 검출부와, 상대적으로 우측에 구비되어 적외선 센서의 신호를 검출하는 우측 검출부가 포함되어 구성되고; 하부에서 상대적으로 좌측에 구비되어 좌측 유도 라인 또는 우측 유도 라인을 감지하는 좌측 감지부와, 상대적으로 우측에 구비되어 좌측 유도 라인 또는 우측 유도 라인을 감지하는 우측 감지부가 포함되어 구성될 수 있다.

이동 로봇은 적외선 센서 신호 또는 유도 라인을 통하여 직진, 좌회전 또는 우회전을 반복하면서 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동될 수 있다.

그리고 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동 로봇 충전 방법은 이동 로봇에서 충전 스테이션으로 충전 신호를 송신한 후, 충전 스테이션에 구비된 적외선 센서로부터 출력되는 적외선 신호를 이동 로봇의 상부에 구비된 검출부로 검출하거나 또는 충전 스테이션으로부터 좌측 및 우측으로 각각 연장되어 구비된 좌측 유도 라인 및 우측 유도 라인으로부터 출력되는 무선 신호를 이동 로봇의 하부에 구비된 감지부로 감지하면서 충전 스테이션의 방향을 산출하는 제1단계 및 상기 제1단계를 통하여 충전 스테이션의 방향이 산출되면서 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동 로봇이 이동되어 도킹하는 제2단계를 포함한다.

상기 제2단계에서 이동 로봇은 적외선 센서 신호, 좌측 유도 라인 또는 우측 유도 라인을 통하여 직진, 좌회전 또는 우회전을 반복하면서 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동되는 단계를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 이동 로봇 충전 시스템 및 방법에 따르면, 충전 스테이션에 무선 유도선과 적외선 센서를 구비하고, 이동 로봇에 적외선 센서 신호를 검출하는 검출부와 유도선을 감지하는 감지부를 구비하여, 적외선 센서 신호 및 무선 유도선을 통하여 이동 로봇이 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동 후 자동 충전이 이루어지도록 하는 것이며, 유도선의 길이는 수백 미터까지 연장이 가능하여 이동 로봇이 먼 거리에서도 충전 스테이션을 향하여 정확하게 도킹할 수 있고, 장애물에 의해 적외선 신호가 차단되더라도 무선 신호를 이용하는 유도선을 통하여 충전 스테이션의 방향을 인지할 수 있으므로, 날씨나 구조물에 영향을 받지 않고, 조명이 없는 밤에도 사용 가능한 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 충전 시스템을 나타낸 도면이며,
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 충전 시스템의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇 충전 시스템은 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 일정 장소에 고정되어 이동 로봇(500)이 구동하는데 필요한 전원을 공급하는 배터리를 충전하는 충전 스테이션(100) 및 충전 스테이션(100)의 방향 정보를 산출하고 산출된 방향으로 이동하여 충전 스테이션(100)으로 복귀하는 이동 로봇(500)을 포함하여 구성된다.

충전 스테이션(100)은 이동 로봇(500)이 충전이 필요할 시 이동 로봇(500)의 복귀를 유도하는 안내 신호를 발산하여 복귀된 이동 로봇(500)을 구동하는데 필요한 전원을 공급하는 배터리를 충전한다.

즉, 이동 로봇(500)이 청소 등의 임무 수행 중에 배터리의 잔량을 감지하여 충전이 필요하다고 판단되면, 미리 설정된 복귀 알고리즘에 의해 충전 스테이션(100)으로 복귀하게 된다.

충전 스테이션(100)은 복귀 알고리즘에 의해 이동 로봇(500)이 도킹하면, 이동 로봇(500)에 전원을 공급하여 배터리를 충전시킨다.

충전이 완료되면, 이동 로봇(500)은 충전 스테이션(100)으로부터 이탈하여 수행 중이던 임무를 재개할 수 있다.

상기 충전 스테이션(100)은 충전 신호 수신부(105), 적외선 센서부(110), 좌측 유도 접속부(117), 우측 유도 접속부(119), 제2충전단자(160) 및 충전 제어부(180)를 포함하여 구성된다.

충전 신호 수신부(105)는 이동 로봇(500)의 충전 신호 발신부(505)와 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 것으로, 충전 신호 수신부(105) 및 충전 신호 발신부(505)는 근거리 무선 통신 모듈인 블루투스 모듈, 무선 랜 모듈, 지그비(zigbee) 모듈 등을 이용하여 무선 신호를 송수신한다.

상기 충전 신호 수신부(105)는 이동 로봇(500)에 구비된 충전 신호 발신부(505)로부터 송신되는 충전 요청 신호를 수신한다.

적외선 센서부(110)는 충전 스테이션(100)의 중앙부에 구비되는 것으로, 일정 각도 범위로 적외선 신호가 출력되도록 구비된 적외선 LED가 사용될 수 있으며, 충전 신호 수신부(105)를 통해 수신되는 이동 로봇(500)으로부터의 충전 요청 신호에 따라 적외선 신호를 발산한다.

즉, 충전 스테이션(100)은 충전 신호 수신부(105)를 통해 충전 요청 신호가 수신되는 경우, 적외선 센서부(110)에 의해 이동 로봇(500)의 복귀 경로를 유도하는 적외선 신호가 발산된다.

좌측 유도 접속부(117)는 80KHz의 무선 신호를 발생시키는 무선 신호 발생 모듈로써, 적외선 센서부(110)를 기준으로 상대적으로 좌측에 구비되어 무선 신호를 발산하는 좌측 유도 라인(130, Perimeter Wire)이 전기적으로 접속되고, 우측 유도 접속부(119)는 100KHz의 무선 신호를 발생시키는 무선 신호 발생 모듈로써, 적외선 센서부(110)를 기준으로 상대적으로 우측에 구비되어 무선 신호를 발산하는 우측 유도 라인(150, Perimeter Wire)이 전기적으로 접속된다.

상기 좌측 유도 라인(130)의 일측 단은 좌측 유도 접속부(117)에 접속되고, 좌측 유도 라인(130)의 타측 단은 좌측 방향으로 휘어지면서 연장되는데, 수백 미터까지 연장되도록 구비될 수 있다.

상기 우측 유도 라인(150)의 일측 단은 우측 유도 접속부(119)에 접속되고, 우측 유도 라인(150)의 타측 단은 우측 방향으로 휘어지면서 연장되는데, 이 또한 수백 미터까지 연장되도록 구비될 수 있다.

따라서, 좌측 유도 라인(130)에서는 80KHz의 무선 신호가 발산되고, 우측 유도 라인(150)에서는 100KHz의 무선 신호가 발산된다.

제2충전단자(160)는 이동 로봇(500)이 충전 스테이션(100)에 도킹할 때 이동 로봇(500)의 제1충전단자(560)와 전기적으로 접촉되어 이동 로봇(500)의 배터리가 충전되도록 한다.

충전 제어부(180)는 충전 스테이션(100)의 전체적인 동작을 제어하기 위한 것으로써, 충전 신호 수신부(105)로 충전 요청 신호가 수신되면, 적외선 센서부(110), 좌측 유도 접속부(117) 및 우측 유도 접속부(119)를 구동하여, 이동 로봇(500)이 충전 스테이션(100)에 도킹하도록 유도하여, 이동 로봇(500)의 배터리가 자동 충전이 이루어지도록 제어한다.

이동 로봇(500)은 충전 신호 발신부(505), 좌측 검출부(510), 우측 검출부(530), 좌측 감지부(570), 우측 감지부(590), 제1충전단자(560), 이동체 제어부(580)를 포함하여 구성된다.

충전 신호 발신부(505)는 청소 등의 임무 수행 중 이동 로봇(500)에 구비된 배터리의 잔량을 체크하여 일정량 이하로 방전되어 충전이 필요한 경우이면, 충전 모드로 전환하면서 충전 스테이션(100)의 충전 신호 수신부(105)를 향하여 충전 요청 신호를 송신한다.

좌측 검출부(510)는 이동 로봇(500)의 상부에서 상대적으로 좌측에 구비되어 충전 스테이션(100)의 적외선 센서부(110)로부터 송신되는 적외선 신호를 수신하기 위한 적외선 수신수단이며, 우측 검출부(530)는 이동 로봇(500)의 상부에서 상대적으로 우측에 구비되어 충전 스테이션(100)의 적외선 센서부(110)로부터 송신되는 적외선 신호를 수신하기 위한 적외선 수신수단이다.

좌측 검출부(510)와 우측 검출부(530) 사이에는 적외선 신호의 통과가 차단되는 판 형상의 차폐판(550)이 길이 방향으로 연장되어 구비된다.

따라서, 이동 로봇(500)이 적외선 센서부(110)의 정면에 위치한 상태 즉, 좌측 검출부(510) 또는 우측 검출부(530)에서 적외선 센서부(110)를 바라보았을 때 적외선 센서부(110)가 보이는 위치에서, 이동 로봇(500)이 좌측으로 회전하여 우측 검출부(530)에서는 적외선 센서부(110)가 보이지만, 좌측 검출부(510)에서는 적외선 센서부(110)가 차폐판(550)에 가려져 보이지 않게 되면, 좌측 검출부(510)는 차폐판(550)에 의해 적외선 센서부(110)로부터 송신되는 신호를 수신할 수 없게 된다.

반대로, 이동 로봇(500)이 우측으로 회전하여 좌측 검출부(510)에서는 적외선 센서부(110)가 보이지만, 우측 검출부(530)에서는 적외선 센서부(110)가 차폐판(550)에 가려져 보이지 않게 되면, 우측 검출부(530)는 차폐판(550)에 의해 적외선 센서부(110)로부터 송신되는 신호를 수신할 수 없게 된다.

좌측 감지부(570)는 이동 로봇(500)의 하부에서 상대적으로 좌측에 구비되어 좌측 유도 라인(130) 또는 우측 유도 라인(150)으로부터 발산되는 무선 신호를 감지하기 위한 무선 신호 감지수단이며, 우측 감지부(590)는 이동 로봇(500)의 하부에서 상대적으로 우측에 구비되어 좌측 유도 라인(130) 또는 우측 유도 라인(150)으로부터 발산되는 무선 신호를 감지하기 위한 무선 신호 감지수단이다.

제1충전단자(560)는 충전 스테이션(100)에 도킹되었을 때, 충전 스테이션(100)의 제2충전단자(160)와 전기적으로 접촉되어 배터리를 충전하기 위한 전원을 공급받는다.

이동체 제어부(580)는 이동 로봇(100)의 전체적인 동작을 제어하기 위한 것으로써, 충전 신호 발신부(505)를 통하여 충전 요청 신호가 송신되도록 하고, 좌측 검출부(510)와 우측 검출부(530)에서 검출된 적외선 신호 및 좌측 감지부(570)와 우측 감지부(590)에서 감지된 무선 신호에 의해 충전 스테이션(100)이 위치한 방향을 산출하여 이동 로봇(500)이 충전 스테이션(100)을 향하여 이동되도록 제어한다.

상술한 바와 같이 이동 로봇 충전 시스템이 구성되고, 이동 로봇(500)이 청소 등의 임무 수행 중 배터리가 방전되어 충전이 필요하게 되면, 충전 신호 발신부(505)를 통하여 충전 요청 신호가 발생된다(S101).

이어서, 충전 스테이션(100)은 충전 요청 신호를 수신하고(S201), 적외선 센서부(110)를 구동하여 적외선 신호가 발산되도록 하고, 좌측 유도 접속부(117)를 구동하여 좌측 유도 라인(130)으로 80KHz의 무선 신호가 발산되도록 하고, 우측 유도 접속부(119)를 구동하여 우측 유도 라인(150)으로 100KHz의 무선 신호가 발산되도록 한다(S202).

이어서, 이동 로봇(500)은 좌측 검출부(510) 또는 우측 검출부(530)를 통하여 적외선 신호를 수신하여, 직진, 좌회전 또는 우회전을 반복하면서 충전 스테이션(100)을 향하여 이동하게 된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 적외선 신호의 유효 범위(Y) 내에 좌측 검출부(510)와 우측 검출부(530)가 포함되어, 좌측 검출부(510)와 우측 검출부(530)가 동시에 적외선 신호를 수신하게 되면(S102), 이동 로봇(100)은 직진 방향으로 이동한다(S103).

도 5에 나타낸 바와 같이, 적외선 신호의 유효 범위(Y) 내에 좌측 검출부(510)만 포함되어 좌측 검출부(510)만 적외선 신호를 수신하고, 우측 검출부(530)는 음영 범위(N) 내에 포함되어 적외선 신호를 수신하지 못하게 되면(S104), 이동 로봇(500)은 충전 스테이션(100)을 기준으로 우측 방향으로 회전된 상태로 인식되며, 따라서 충전 스테이션(100)을 향하도록 이동 로봇(500)을 이동시키기 위해 좌회전 방향으로 이동 한다(S105).

도 6에 나타낸 바와 같이, 적외선 신호의 유효 범위(Y) 내에 우측 검출부(530)만 포함되어 우측 검출부(530)만 적외선 신호를 수신하고, 좌측 검출부(510)는 음영 범위(N) 내에 포함되어 적외선 신호를 수신하지 못하게 되면(S106), 이동 로봇(500)은 충전 스테이션(100)을 기준으로 좌측 방향으로 회전된 상태로 인식되며, 따라서 충전 스테이션(100)을 향하도록 이동 로봇(500)을 이동시키기 위해 우회전 방향으로 이동 한다(S107).

도 7에 나타낸 바와 같이, 이동 로봇(500)이 충전 스테이션(100)이 위치한 방향으로 이동 중에 좌측 감지부(570)에 좌측 유도 라인(130)이 감지되거나, 우측 감지부(590)에 우측 유도 라인(150)이 감지되거나 또는 좌측 감지부(570)에 좌측 유도 라인(130)이 감지되는 동시에 우측 감지부(590)에 우측 유도 라인(150)이 감지되면(S102) 이동 로봇(100)은 직진 방향으로 이동한다(S103).

이동 로봇(500)이 충전 스테이션(100)이 위치한 방향으로 이동 중에 좌측 감지부(570)에 우측 유도 라인(150)이 감지되거나 또는 좌측 감지부(570)에 우측 유도 라인(150)이 감지되는 동시에 우측 감지부(590)에 우측 유도 라인(150)이 감지되면(S104) 이동 로봇(100)은 충전 스테이션(100)을 기준으로 우측 방향으로 회전된 상태로 인식되며, 따라서 충전 스테이션(100)을 향하도록 이동 로봇(500)을 이동시키기 위해 좌회전 방향으로 이동 한다(S105).

이동 로봇(500)이 충전 스테이션(100)이 위치한 방향으로 이동 중에 우측 감지부(590)에 좌측 유도 라인(130)이 감지되거나 또는 우측 감지부(590)에 좌측 유도 라인(130)이 감지되는 동시에 좌측 감지부(570)에 좌측 유도 라인(130)이 감지되면(S106), 이동 로봇(100)은 충전 스테이션(100)을 기준으로 좌측 방향으로 회전된 상태로 인식되며, 따라서 충전 스테이션(100)을 향하도록 이동 로봇(500)을 이동시키기 위해 우회전 방향으로 이동 한다(S107).

이런 식으로, 이동 로봇(500)은 좌측 검출부(510), 우측 검출부(530), 좌측 유도 라인(130) 및 우측 유도 라인(150)을 통하여 직진, 좌회전 또는 우회전을 반복하면서 충전 스테이션(100)이 위치한 방향으로 이동되어 제1충전단자(560)와 제2충전단자(160)가 연결되어 도킹이 이루어진다(S108, S203).

이어서, 충전이 시작되고(S109, S205), 충전이 완료되어 완충이 되면, 이동 로봇(500)은 충전 스테이션(100)으로부터 이탈하여 수행 중이던 임무를 재개할 수 있다(S110, S206).

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 충전 스테이션에 무선 유도선과 적외선 센서를 구비하고, 이동 로봇에 적외선 센서 신호를 검출하는 검출부와 유도선을 감지하는 감지부를 구비하여, 적외선 센서 신호 및 무선 유도선을 통하여 이동 로봇이 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동 후 자동 충전이 이루어지도록 하는 것이며, 유도선의 길이는 수백 미터까지 연장이 가능하여 이동 로봇이 먼 거리에서도 충전 스테이션을 향하여 정확하게 도킹할 수 있고, 장애물에 의해 적외선 신호가 차단되더라도 무선 신호를 이용하는 유도선을 통하여 충전 스테이션의 방향을 인지할 수 있으므로, 날씨나 구조물에 영향을 받지 않고, 조명이 없는 밤에도 사용 가능한 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 단계 S101 내지 단계 S110, 단계 S201 내지 S206에 따른 이동 로봇 충전 방법을 프로그램화하여 컴퓨터가 읽을 수 있도록 시디롬, 메모리, ROM, EEPROM 등의 기록매체에 저장시킬 수도 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 충전 스테이션 110: 적외선 센서부
130: 좌측 유도 라인 150: 우측 유도 라인
500: 이동 로봇 510: 좌측 검출부
530: 우측 검출부 570: 좌측 감지부
590: 우측 감지부

Claims

몸체의 중앙부에 구비되어 일정 각도 범위로 적외선 신호를 출력하는 적외선 센서와, 적외선 센서의 일측 및 타측에 구비된 것으로 적외선 신호가 출력되는 방향으로 연장되면서 서로 멀어지도록 이격되어 무선 신호를 출력하는 유도 라인이 포함되어 구성된 충전 스테이션; 및 적외선 신호를 검출하는 검출부와 유도 라인을 감지하는 감지부가 각각 구비되며, 적외선 센서의 신호와 유도 라인의 신호를 수신하여 충전 스테이션의 방향을 산출하면서 충전 스테이션에 도킹되는 이동 로봇을 포함하여 구성되고;
이동 로봇은, 상부에서 상대적으로 좌측에 구비되어 적외선 센서의 신호를 검출하는 좌측 검출부와, 상대적으로 우측에 구비되어 적외선 센서의 신호를 검출하는 우측 검출부가 포함되어 구성되고, 하부에서 상대적으로 좌측에 구비되어 좌측 유도 라인 또는 우측 유도 라인을 감지하는 좌측 감지부와, 상대적으로 우측에 구비되어 좌측 유도 라인 또는 우측 유도 라인을 감지하는 우측 감지부가 포함되어 구성되며;
좌측 검출부와 우측 검출부 사이에는 적외선 신호의 통과가 차단되는 판 형상의 차폐판이 길이 방향으로 연장되어 구비되고; 이동 로봇이 적외선 센서부의 정면에 위치한 상태에서, 이동 로봇이 좌측으로 회전하여 우측 검출부에서는 적외선 센서부가 보이지만, 좌측 검출부에서는 적외선 센서부가 차폐판에 가려져 보이지 않게 되면, 좌측 검출부는 차폐판에 의해 적외선 센서부로부터 송신되는 신호를 수신할 수 없게 되어, 적외선 신호의 유효 범위 내에 우측 검출부만 포함되어 우측 검출부만 적외선 신호를 수신하고, 좌측 검출부는 음영 범위 내에 포함되어 적외선 신호를 수신하지 못하게 되므로, 이동 로봇은 충전 스테이션을 기준으로 좌측 방향으로 회전된 상태로 인식되어, 충전 스테이션을 향하도록 이동 로봇을 이동시키기 위해 우회전 방향으로 이동 하고;
이동 로봇이 우측으로 회전하여 좌측 검출부에서는 적외선 센서부가 보이지만, 우측 검출부에서는 적외선 센서부가 차폐판에 가려져 보이지 않게 되면, 우측 검출부는 차폐판에 의해 적외선 센서부로부터 송신되는 신호를 수신할 수 없게 되어, 적외선 신호의 유효 범위 내에 좌측 검출부만 포함되어 좌측 검출부만 적외선 신호를 수신하고, 우측 검출부는 음영 범위 내에 포함되어 적외선 신호를 수신하지 못하게 되므로, 이동 로봇은 충전 스테이션을 기준으로 우측 방향으로 회전된 상태로 인식되어, 충전 스테이션을 향하도록 이동 로봇을 이동시키기 위해 좌회전 방향으로 이동 하는 것을 특징으로 한 이동 로봇 충전 시스템.
청구항 1에 있어서, 충전 스테이션에서 유도 라인은 적외선 센서부를 기준으로, 상대적으로 좌측 방향으로 연장되도록 구비된 좌측 유도 라인과 상대적으로 우측 방향으로 연장되도록 구비된 우측 유도 라인이 포함되어 구성된 것을 특징으로 한 이동 로봇 충전 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서, 이동 로봇은 적외선 센서 신호 또는 유도 라인을 통하여 직진, 좌회전 또는 우회전을 반복하면서 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한 이동 로봇 충전 시스템.
이동 로봇에서 충전 스테이션으로 충전 신호를 송신한 후, 충전 스테이션에 구비된 적외선 센서로부터 출력되는 적외선 신호를 이동 로봇의 상부에 구비된 검출부로 검출하거나 또는 충전 스테이션으로부터 좌측 및 우측으로 각각 연장되어 구비된 좌측 유도 라인 및 우측 유도 라인으로부터 출력되는 무선 신호를 이동 로봇의 하부에 구비된 감지부로 감지하면서 충전 스테이션의 방향을 산출하는 제1단계; 및 상기 제1단계를 통하여 충전 스테이션의 방향이 산출되면서 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동 로봇이 이동되어 도킹하는 제2단계를 포함하고;
제1단계에서 좌측 검출부와 우측 검출부 사이에 적외선 신호의 통과가 차단되는 판 형상의 차폐판이 길이 방향으로 연장되어 구비된 이동 로봇이 적외선 센서부의 정면에 위치한 상태에서, 이동 로봇이 좌측으로 회전하여 우측 검출부에서는 적외선 센서부가 보이지만, 좌측 검출부에서는 적외선 센서부가 차폐판에 가려져 보이지 않게 되면, 좌측 검출부는 차폐판에 의해 적외선 센서부로부터 송신되는 신호를 수신할 수 없게 되어, 적외선 신호의 유효 범위 내에 우측 검출부만 포함되어 우측 검출부만 적외선 신호를 수신하고, 좌측 검출부는 음영 범위 내에 포함되어 적외선 신호를 수신하지 못하게 되므로, 이동 로봇은 충전 스테이션을 기준으로 좌측 방향으로 회전된 상태로 인식되어, 충전 스테이션을 향하도록 이동 로봇을 이동시키기 위해 우회전 방향으로 이동 하는 단계와;
이동 로봇이 우측으로 회전하여 좌측 검출부에서는 적외선 센서부가 보이지만, 우측 검출부에서는 적외선 센서부가 차폐판에 가려져 보이지 않게 되면, 우측 검출부는 차폐판에 의해 적외선 센서부로부터 송신되는 신호를 수신할 수 없게 되어, 적외선 신호의 유효 범위 내에 좌측 검출부만 포함되어 좌측 검출부만 적외선 신호를 수신하고, 우측 검출부는 음영 범위 내에 포함되어 적외선 신호를 수신하지 못하게 되므로, 이동 로봇은 충전 스테이션을 기준으로 우측 방향으로 회전된 상태로 인식되어, 충전 스테이션을 향하도록 이동 로봇을 이동시키기 위해 좌회전 방향으로 이동 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 충전 방법.
청구항 5에 있어서, 상기 제2단계에서 이동 로봇은 적외선 센서 신호, 좌측 유도 라인 또는 우측 유도 라인을 통하여 직진, 좌회전 또는 우회전을 반복하면서 충전 스테이션이 위치한 방향으로 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 충전 방법.
청구항 5항 또는 청구항 6항의 이동 로봇 충전 방법을 실행하는 프로그램이 기록되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.