KR102428256B1

KR102428256B1 - Ai robot that can move between floors in building and method controlling the same

Info

Publication number: KR102428256B1
Application number: KR1020210168520A
Authority: KR
Inventors: 박용주
Original assignee: 주식회사 제우스로보틱스
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-08-02

Abstract

The present invention provides an intelligent robot capable of moving between floors in a building and a driving method thereof. The intelligent robot is moved by rotation of a plurality of wheels, performs mapping, actively moves within an arbitrary mapping area, and performs cleaning. The intelligent robot includes: a first sensing unit performing the mapping; a body on which the first sensing unit is disposed, and which is moved by the wheels; and a manipulator positioned in a state to be retracted into the body, pulled out when a predetermined condition is satisfied, and including a plurality of joints. The manipulator is controlled by a control unit based on information detected by the first sensing unit. According to the present invention, the intelligent robot can effectively clean a multi-story building by actively using an elevator.

Description

건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇 및 이의 제어 방법{AI ROBOT THAT CAN MOVE BETWEEN FLOORS IN BUILDING AND METHOD CONTROLLING THE SAME}Intelligent robot capable of moving between floors in a building and its control method {AI ROBOT THAT CAN MOVE BETWEEN FLOORS IN BUILDING AND METHOD CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an intelligent robot capable of moving between floors in a building and a method for controlling the same.

최근 대형건물 등을 포함한 상업시설에 AI기술이 적용된 로봇이 다양하게 활동되고 있다. 청소분야에서는 주차장 및 빌딩의 로비 등을 정기적으로 청소하는 로봇을 운영하기도 한다. 그러나 복층 건물의 경우 층간 이동이 어려워 하나의 층에서만 로봇의 운영이 이루어지고 있는 것이 통상적이다. 이는 능동적으로 로봇이 이동함에 따라 층간 이동을 함으로써 하나의 로봇을 통해 복층에 활용할 ㅅ 수 있어 보다 효과적일 수 있다. 그러나 이러한 층간 이동은 엘레베이터와 계단 등을 통해 이어질 수 있으므로, 엘레베이터를 이용하여 지능형 로봇이 층간 이동을 하거나 계단을 오르고 내릴 수 있어야 한다. 후자의 경우 동력이 보다 많이 요구되며, 계단을 오르기 위한 구조를 추가적으로 구비하고 있어야 하므로, 비효율적일 수 있다. 따라서, 엘레베이터를 통해 층간을 이동하며 목적을 달성하기 위해 엘레베이터를 능동적으로 사용할 수 있는 AI적용 로봇청소기가 요구된다.Recently, robots applied with AI technology have been widely used in commercial facilities including large buildings. In the field of cleaning, robots that regularly clean parking lots and building lobbies are also operated. However, in the case of a multi-story building, it is common that the robot is operated only on one floor because it is difficult to move between floors. This can be more effective because it can be used for multiple floors through one robot by moving between floors as the robot moves actively. However, since such movement between floors can be continued through elevators and stairs, the intelligent robot must be able to move between floors or go up and down stairs using the elevator. In the latter case, more power is required, and since a structure for climbing stairs must be additionally provided, it may be inefficient. Therefore, there is a need for an AI-applied robot vacuum cleaner that can actively use the elevator to move between floors through the elevator and achieve its purpose.

대한민국 공개실용신안공보 제 20-2020-0000936 호 (2020. 05. 12)Republic of Korea Public Utility Model Publication No. 20-2020-0000936 (2020.05.12)

본 발명의 일 실시예는 지능형 로봇이 엘레베이터를 능동적으로 이용함으로써 복층 건물을 효과적으로 청소하기 위한 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention aims to effectively clean a multi-story building by an intelligent robot actively using an elevator.

본 발명은 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇 및 이의 구동되는 방법에 관한 것으로서, 복수 개의 차륜의 회전에 의해 이동되고, 맵핑을 수행하여 임의의 맵핑영역 내에서 능동적으로 이동하며 청소를 수행하는 지능형 로봇에 있어서, 상기 맵핑을 수행하는 제1센싱부; 상기 제1센싱부가 배치되고, 상기 차륜에 의해 이동되는 바디; 및 상기 바디 내에 인입될 상태로 위치되고, 기 결정된 조건이 만족되면 인출되며, 복수의 관절을 포함하는, 매니퓰레이터;를 포함하고, 상기 매니퓰레이터는 상기 제1센싱부가 감지한 정보를 기초로 제어부에 의해 제어되는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇이 제공된다.The present invention relates to an intelligent robot capable of moving between floors in a building and a method of driving the same, which is moved by the rotation of a plurality of wheels and performs mapping to actively move and clean in an arbitrary mapping area. In the following, A first sensing unit to perform the mapping; a body on which the first sensing unit is disposed and moved by the wheel; and a manipulator positioned in the body to be retracted, pulled out when a predetermined condition is satisfied, and including a plurality of joints, wherein the manipulator is controlled by a controller based on the information sensed by the first sensing unit A controlled, intelligent robot capable of moving between floors in a building is provided.

그리고, 관절은 일방향을 회동축으로 회동 및 타방향을 회전축을 회전 중 하나 이상을 수행할 수 있다.And, the joint may perform one or more of rotating the axis of rotation in one direction and rotating the axis of rotation in the other direction.

또한, 임의의 맵핑영역을 저장하는 저장부를 더 포함하고, 저장부는 적어도 복수 개의 독립적인 영역을 저장하고, 복수 개의 독립적인 영역은 서로 일지점으로부터 수직방향으로 연동되는 영역일 수 있다.The storage unit may further include a storage unit for storing an arbitrary mapping area, the storage unit storing at least a plurality of independent areas, and the plurality of independent areas may be areas that are vertically interlocked from one point to another.

또한, 매니퓰레이터는, 접철여부에 따라 인출되는 접철부; 접철부의 인출 및 인입방향을 따라 연장된 가이드레일; 접철부의 인출방향의 단부에 형성된 제1관절; 제1관절로부터 연장되는 제1로드; 제1로드의 연장단부에 형성되는 제2관절; 제2관절로부터 연장되는 제2로드; 제2로드의 연장단부에 형성되는 제3관절; 제3관절로부터 연장되고, 연장단부에 제2센싱부가 마련되는 제3로드; 및 제3로드의 단부에 형성되는 핑거부;를 포함할 수 있다.In addition, the manipulator may include: a folding part which is drawn out according to whether it is folded or not; a guide rail extending along the withdrawing and retracting directions of the folds; a first joint formed at the end of the fold-out direction; a first rod extending from the first joint; a second joint formed at the extended end of the first rod; a second rod extending from the second joint; a third joint formed at the extended end of the second rod; a third rod extending from the third joint and provided with a second sensing unit at the extended end; and a finger portion formed at an end of the third rod.

또한, 제1센싱부에 의해 맵핑을 수행하는 과정에서 맵핑영역 내의 엘레베이터의 위치가 감지되고, 제2센싱부는 엘레베이터를 조작하는 조작부에서 서로 독립적으로 배치된 버튼을 각각 객체로서 인식할 수 있다.In addition, in the process of performing the mapping by the first sensing unit, the position of the elevator in the mapping area is sensed, and the second sensing unit may recognize the buttons independently of each other in the operation unit for operating the elevator as objects.

엘리베이터를 포함하는 복수의 층으로 구성된 건물 내에서 적어도 복수 개의 층을 대상으로 맵핑을 수행하고, 기 맵핑된 영역을 대상으로 청소를 수행하는 지능형 로봇이 구동되는 방법에 있어서, 차륜의 회전에 의해 기 결정된 면적의 맵핑영역 내에서 지능형 로봇이 이동되며 청소를 수행하고, 청소가 완료되면 맵핑영역 내에서 맵핑 중 인지한 엘레베이터로 이동하고, 엘리베이터에 인접하여 지능형 로봇의 바디로부터 인출되는 매니퓰레이터에 의해 엘리베이터가 조작되고, 엘리베이터에 탑승하여 기 맵핑된 타 층으로 이동하는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇이 구동되는 방법이 제공된다.A method for driving an intelligent robot that performs mapping on at least a plurality of floors in a building composed of a plurality of floors including an elevator, and performs cleaning on a pre-mapped area, comprising: The intelligent robot moves and performs cleaning within the mapping area of the determined area. When cleaning is completed, it moves to the elevator recognized during mapping within the mapping area, and the elevator is operated by a manipulator drawn out from the body of the intelligent robot adjacent to the elevator. A method is provided in which an intelligent robot capable of moving between floors in a building that is manipulated and moves to another previously mapped floor by boarding an elevator is provided.

그리고, 바디에 부착된 제1센싱부에 의해 맵핑을 수행하는 과정에서 맵핑영역 내의 엘레베이터의 위치가 감지되고, 제2센싱부는 엘레베이터를 조작하는 조작부에서 서로 독립적으로 배치된 버튼을 각각 객체로서 인식할 수 있다.And, in the process of performing mapping by the first sensing unit attached to the body, the position of the elevator in the mapping area is sensed, and the second sensing unit recognizes the buttons arranged independently from each other in the operation unit for operating the elevator as objects. can

또한, 지능형 로봇의 청소가 수행되기 전에, 제1센싱부에 의해 복수의 층을 대상으로 맵핑 및 엘리베이터는 맵핑영역 내에서 랜드마크로 설정이 선수행될 수 있다.In addition, before the intelligent robot cleaning is performed, mapping of a plurality of floors to a target by the first sensing unit and setting the elevator as a landmark in the mapping area may be performed in advance.

또한, 랜드마크가 설정이 되는 단계는, 지능형 로봇이 엘리베이터에 인접하여 매니퓰레이터에 마련된 제2센싱부에 의해 엘리베이터의 조작부를 인식하고, 조작부 내에 위치한 하나 이상의 버튼을 객체로서 인식하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of setting the landmark may include the step of the intelligent robot recognizing the operation unit of the elevator by the second sensing unit provided in the manipulator adjacent to the elevator, and recognizing one or more buttons located in the operation unit as an object. have.

또한, 매니퓰레이터에 의해 엘리베이터가 조작되는 단계는, 객체로서 인식된 버튼 중 하나가 매니퓰레이터에 의해 선택되고, 선택된 버튼에 의해 기 결정된 층으로 이동되는 엘리베이터에 의해 지능형 로봇이 다른 매핑영역으로 이동될 수 있다.In addition, in the step of operating the elevator by the manipulator, one of the buttons recognized as an object is selected by the manipulator, and the intelligent robot is moved to another mapping area by the elevator moving to a predetermined floor by the selected button. .

본 발명의 일 실시예에 따르면 지능형 로봇이 엘레베이터를 능동적으로 이용함으로써 복층 건물을 효과적으로 청소할 수 있는 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an intelligent robot capable of moving between floors in a building capable of effectively cleaning a multi-story building by actively using an elevator by the intelligent robot.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 로봇을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 로봇의 청소수행을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터의 개입을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 로봇이 맵핑영역을 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버튼을 포함하는 조작부를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an intelligent robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart sequentially illustrating the cleaning performance of the intelligent robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram specifically illustrating intervention of a manipulator according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an intelligent robot moving a mapping area according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a manipulator according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an operation unit including a button according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following examples are only one means for effectively explaining the technical spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 로봇(1)을 나타낸 도면이다.1 is a view showing an intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예인 객체 인식 매니퓰레이터(100)를 포함하는 지능형 로봇(1)(이하, 지능형 로봇(1))은 복수 개의 차륜의 회전에 의해 이동되고, 맵핑을 수행하여 임의의 맵핑영역(A) 내에서 능동적으로 이동하며 청소를 수행할 수 있다. 상기 지능형 로봇(1)은 맵핑을 수행하는 제1센싱부(101), 제1센싱부(101)가 배치되고 차륜에 의해 이동되는 바디(10) 및 바디(10) 내에 위치되고 기 결정된 조건이 만족되면 인출되는 매니퓰레이터(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an intelligent robot 1 (hereinafter, intelligent robot 1) including an object recognition manipulator 100 according to an embodiment of the present invention is moved by rotation of a plurality of wheels, and is mapped to Cleaning can be performed by actively moving within an arbitrary mapping area (A). The intelligent robot 1 is located in a first sensing unit 101 performing mapping, a body 10 in which the first sensing unit 101 is disposed, and a body 10 moved by wheels, and a predetermined condition is applied. It may include a manipulator 100 that is withdrawn when satisfied.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 로봇(1)의 청소수행을 순차적으로 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart sequentially illustrating the cleaning performance of the intelligent robot 1 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 지능형 로봇(1)은 엘리베이터(E)를 포함하는 복수의 층으로 구성된 건물 내에서 적어도 복수 개의 층(도 4의 A1, A2, A3)을 대상으로 맵핑을 수행(S1)하고, 기 맵핑된 영역을 대상으로 청소를 수행(S10)할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the intelligent robot 1 performs mapping on at least a plurality of floors (A1, A2, A3 in FIG. 4 ) in a building composed of a plurality of floors including an elevator E (S1) Then, cleaning may be performed on the pre-mapped area (S10).

구체적으로, 차륜의 회전에 의해 기 결정된 면적의 맵핑영역(A) 내에서 지능형 로봇(1)이 이동되며 청소를 수행하고, 청소가 완료되면 맵핑영역(A) 내에서 맵핑 중 인지한 엘리베이터(E)로 이동(S20)하고, 엘리베이터(E)에 인접하여 지능형 로봇(1)의 바디(10)로부터 인출되는 매니퓰레이터(100)에 의해 엘리베이터(E)가 조작(S30)되고, 엘리베이터(E)에 탑승하여 기 맵핑된 타 층으로 이동(S40)할 수 있다. 물론, 타 층으로 이동된 지능형 로봇(1)은 상기의 단계를 반복하여 청소를 수행(S10)할 수 있다.Specifically, the intelligent robot 1 moves and performs cleaning within the mapping area A of a predetermined area by the rotation of the wheel, and when the cleaning is completed, the elevator E recognized during mapping in the mapping area A ), the elevator (E) is operated (S30) by the manipulator 100 drawn out from the body 10 of the intelligent robot 1 adjacent to the elevator (E) (S30), and to the elevator (E). You can get on board and move to another previously mapped floor (S40). Of course, the intelligent robot 1 moved to the other floor may repeat the above steps to perform cleaning (S10).

이를 위하여 전술한 과정 이전에 맵핑이 완료될 수 있고 맵핑과정에서는 필요에 따라 엘리베이터(E)와 같은 랜드마크가 설정(S2)될 수 있다. 물론, 본 발명에서는 지능형 로봇(1)이 층간을 이동하는 구성이므로, 엘리베이터(E)를 랜드마크로서 설정하여 이를 통해 지능형 로봇(1)이 층간을 이동할 수 있다. 이와 관련하여 이하에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.To this end, the mapping may be completed before the above-described process, and in the mapping process, a landmark such as the elevator E may be set (S2) as needed. Of course, in the present invention, since the intelligent robot 1 is configured to move between floors, the intelligent robot 1 can move between floors by setting the elevator E as a landmark. In this regard, it will be described in more detail below.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터(100)의 개입을 구체적으로 나타낸 도면이다.3 is a diagram specifically illustrating the intervention of the manipulator 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 바디(10)에 부착된 제1센싱부(101)에 의해 맵핑을 수행하는 과정에서 맵핑영역(A) 내의 엘리베이터(E)의 위치가 감지되고, 제2센싱부(160)는 엘리베이터(E)를 조작하는 조작부(2)를 인식(S2-1)하고 조작부(2)에서 서로 독립적으로 배치된 버튼(2a)을 각각 객체로서 인식(S2-2)할 수 있다. 즉, 제1센싱부(101)와 제2센싱부(160)를 서로 다른 기능을 하며 카메라 및 라이다 중 한 종류 이상으로 구성된 센서일 수도 있다. 물론 기본적으로는 제1센싱부(101)만 구비되고 보조적인 목적으로 선택적으로 제2센싱부(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 조작부(2)는 이하의 도 6에 도시된 예시와 같을 수 있다.Referring to FIG. 3 , in the process of performing mapping by the first sensing unit 101 attached to the body 10 , the position of the elevator E in the mapping area A is sensed, and the second sensing unit 160 ) can recognize the operation unit 2 for operating the elevator (E) (S2-1) and recognize the buttons 2a arranged independently of each other in the operation unit 2 as objects (S2-2). That is, the first sensing unit 101 and the second sensing unit 160 may have different functions and may be a sensor composed of one or more types of a camera and a lidar. Of course, only the first sensing unit 101 is basically provided, and the second sensing unit 160 may be optionally further included for an auxiliary purpose. The manipulation unit 2 may be the same as the example shown in FIG. 6 below.

즉, 복수의 버튼(2a)은 조작부(2) 상에 층간이동을 위해 독립적으로 마련될 수 있다. 여기서 제2센싱부(160)는 선택적인 구성으로서 제1센싱부(101)와 감지한 정보를 비교함으로써 제1센싱부(101)만의 감지결과에 의존하지 않고 제2센싱부(160)의 감지결과와 비교하며 크로스체크함으로서 정교한 감지결과를 획득할 수 있도록 한다. 예를 들어 제1센싱부(101)와 제2센싱부(160)가 동일한 감지대상을 감지하는 경우 감지하기 위해 이미지를 획득(예를 들어, 촬상)하는 각도의 차이가 발생할 수 있으므로, 형상 색상 등의 정보를 비교하여 최종적인 감지결과를 형성할 수 있도록 한다. 물론, 이러한 정보의 비교는 미도시한 제어부에 의해 이루어질 수 있다.That is, the plurality of buttons 2a may be independently provided on the operation unit 2 for inter-floor movement. Here, the second sensing unit 160 is an optional configuration, and by comparing the sensed information with the first sensing unit 101, the detection of the second sensing unit 160 without relying on the detection result of only the first sensing unit 101 By comparing with the result and cross-checking, it is possible to obtain a sophisticated detection result. For example, when the first sensing unit 101 and the second sensing unit 160 detect the same sensing target, a difference in angle at which an image is acquired (eg, imaging) to detect may occur, so the shape color By comparing such information, the final detection result can be formed. Of course, the comparison of such information may be performed by a control unit (not shown).

한편, 지능형 로봇(1)의 청소가 수행되기 전에, 제1센싱부(101)에 의해 복수의 층을 대상으로 맵핑 및 엘리베이터(E)는 맵핑영역(A) 내에서 랜드마크로 설정이 선수행될 수 있다. 이러한 단계는 청소와 직접적으로는 무관할지 모르나 엘리베이터(E)는 랜드마크로 설정하고 이를 조작하기 위한 매니퓰레이터(100)로부터의 조작을 위해 이루어지는 단계일 수 있다.On the other hand, before the cleaning of the intelligent robot 1 is performed, the mapping for a plurality of floors by the first sensing unit 101 and the elevator (E) are set as landmarks in the mapping area (A) in advance. can This step may not be directly related to cleaning, but the elevator E may be a step made for operation from the manipulator 100 for setting it as a landmark and manipulating it.

또한, 랜드마크가 설정이 되는 단계에서는 세부단계로서 지능형 로봇(1)이 엘리베이터(E)에 인접하여 매니퓰레이터(100)에 마련된 제2센싱부(160) 또는 제1센싱부(101)에 의해 엘리베이터(E)의 조작부(2)를 인식하고, 조작부(2) 내에 위치한 하나 이상의 버튼(2a)을 객체로서 인식하는 단계가 수행될 수 있다.In addition, in the step in which the landmark is set, as a detailed step, the intelligent robot 1 is adjacent to the elevator E and the second sensing unit 160 or the first sensing unit 101 provided in the manipulator 100 makes the elevator Recognizing the manipulation unit 2 of (E) and recognizing one or more buttons 2a located in the manipulation unit 2 as an object may be performed.

그리고, 매니퓰레이터(100)에 의해 엘리베이터(E)가 조작되는 단계에서는 객체로서 인식된 버튼(2a) 중 하나가 매니퓰레이터(100)에 의해 선택(S31)되고, 선택된 버튼(2a)에 의해 기 결정된 층으로 이동되는 엘리베이터(E)에 의해 지능형 로봇(1)이 다른 매핑영역으로 이동될 수 있다. 즉, 기 학습된 제2센싱부(160) 또는 제1센싱부(101)에 의해 지능형 로봇(1)에 포함된 제어부는 각 층으로 이동할 수 있도록 조작되는 독립된 버튼(2a)을 인식하고 이를 조작(S32)할 수 있다. 상기 조작은 버튼(2a)을 누르는 행위를 통해 이루어지고, 본 발명의 지능형 로봇(1)의 경우 매니퓰레이터(100)가 바디(10)로부터 인출되어 버튼(2a)을 조작(예를 들어, 누름)할 수 있다. 여기서 제1센싱부(101)의 경우 이미지를 인식하는 뎁스카메라일 수 있고, 화각은 전방을 향해 170도로 형성될 수 있다.And, in the step in which the elevator E is operated by the manipulator 100, one of the buttons 2a recognized as objects is selected by the manipulator 100 (S31), and a floor predetermined by the selected button 2a The intelligent robot 1 can be moved to another mapping area by the elevator E that is moved to . That is, the control unit included in the intelligent robot 1 by the previously learned second sensing unit 160 or the first sensing unit 101 recognizes the independent button 2a operated to move to each floor and operates it (S32) can be done. The manipulation is performed through the act of pressing the button 2a, and in the case of the intelligent robot 1 of the present invention, the manipulator 100 is drawn out from the body 10 and the button 2a is manipulated (eg, pressed). can do. Here, the first sensing unit 101 may be a depth camera for recognizing an image, and the angle of view may be formed at 170 degrees forward.

따라서, 도 4에 도시된 조작위치(P)에 위치된 상태에서 도 6에 도시된 조작부(2) 및 조작부(2) 내의 버튼(2a)을 감지할 수 있다. 조작부(2) 및 버튼(2a)의 감지는 기 학습된 정보를 바탕으로 제1센서부를 통해 획득된 이미지를 처리하여 조작부(2)의 영역을 감지하고, 버튼(2a) 각각을 독립적인 객체로 인식할 수 있다. 독립적인 객체로 인식한 엘리베이터(E)의 버튼(2a)은 제어부를 통해 매니퓰레이터(100)로 선택될 수 있게 한다. 매니퓰레이터(100)의 구동은 기계적인 요소에 의해 구동되는 것이며, 제1센싱부(101)(또는 제2센싱부(160))에 의해 획득된 정보를 기초로 제어부에 의해 제어될 수 있다. Accordingly, it is possible to sense the manipulation unit 2 shown in FIG. 6 and the button 2a in the manipulation unit 2 in a state positioned at the manipulation position P shown in FIG. 4 . The detection of the operation unit 2 and the button 2a is performed by processing the image acquired through the first sensor unit based on the previously learned information to detect the area of the operation unit 2, and each of the buttons 2a as an independent object. can recognize The button 2a of the elevator E recognized as an independent object enables selection by the manipulator 100 through the control unit. The manipulator 100 is driven by a mechanical element, and may be controlled by the controller based on information obtained by the first sensing unit 101 (or the second sensing unit 160 ).

이러한 조작은 엘리베이터(E)와 별도의 통신을 통해 이루어지는 것이 아니고 객체인식을 통한 사전에 학습된 버튼(2a)의 이미지 등으로 층간이동을 위해 마련된 버튼(2a)을 객체로서 인식하여 물리적인 조작을 할 수 있는 것이다. 즉, 로봇청소와 유무선의 통신상 연결이 이루어지지 않고 일반적으로 버튼(2a)의 조작을 통해 층간이동이 작동되는 엘리베이터(E)의 경우에도 본 발명의 지능형 로봇(1)을 적용할 수 있다.This operation is not made through separate communication with the elevator (E), but by recognizing the button (2a) provided for inter-floor movement as an object with the image of the button (2a) learned in advance through object recognition as an object to perform physical manipulation. it can be done That is, the intelligent robot 1 of the present invention can be applied even to the case of the elevator (E) in which the robot cleaning and the communication connection between wired and wireless are not made and the movement between floors is generally operated through the operation of the button 2a.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 로봇(1)이 맵핑영역(A)을 이동하는 것을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating the movement of the intelligent robot 1 in the mapping area A according to an embodiment of the present invention.

도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 임의의 맵핑영역(A)을 저장하는 저장부를 더 포함하고, 저장부는 적어도 복수 개의 독립적인 영역(A1, A2, A3)을 저장하고, 복수 개의 독립적인 영역은 서로 일지점으로부터 수직방향으로 연동되는 영역일 수 있다. 즉, 저장부는 복수의 맵핑영역(A)을 저장할 수 있다. 여기서 맵핑영역(A)은 예를 들어 수직이동되는 엘리베이터(E)를 평면상에 동일한 좌표를 두고 이동하는 수직배열된 공간일 수 있다. 이러한 서로 다른 층의 면적에 대하여 기 맵핑된 맵핑영역(A)을 저장하는 저장부를 포함하고, 해당층으로 이동하면 대응되는 맵핑영역(A)을 로드함으로써 지능형 로봇(1)의 자율주행이 실시될 수 있다.4 (a) and 4 (b), further comprising a storage unit for storing an arbitrary mapping area (A), the storage unit stores at least a plurality of independent areas (A1, A2, A3), The plurality of independent regions may be regions that are vertically interlocked with each other from a point. That is, the storage unit may store a plurality of mapping areas (A). Here, the mapping area (A) may be, for example, a vertically arranged space in which the vertically moving elevator (E) moves with the same coordinates on the plane. It includes a storage unit for storing the mapping area (A) previously mapped with respect to the area of these different floors, and when moving to the corresponding floor, the autonomous driving of the intelligent robot (1) is performed by loading the corresponding mapping area (A). can

이를 위해, 제1센싱부(101)에 의해 맵핑이 수행되는 과정에서 맵핑영역(A) 내의 엘리베이터(E)의 위치가 감지되고, 제2센싱부(160)는 엘리베이터(E)를 조작하는 조작부(2)에서 서로 독립적으로 배치된 버튼(2a)을 각각 객체로서 인식할 수 있다. 여기서 엘리베이터(E)의 위치가 감지되면 조작부(2)에 접근하여 조작부(2)를 조작할 수 있는 위치를 조작위치(P)라 할 때 맵핑영역(A)의 청소가 종료되면 타 층으로 이동하기 위해 상기 조작위치(P)로 복귀할 수 있다. 여기서 제2센싱부(160)는 선택적인 구성이 될 수 있으므로, 기본적으로는 제1센싱부(101)에 의한 맵핑 및 엘리베이터(E)의 조작부(2)를 감지할 수 있다. To this end, the position of the elevator (E) in the mapping area (A) is sensed in the process of mapping by the first sensing unit (101), and the second sensing unit (160) is a manipulation unit for operating the elevator (E). In (2), each of the buttons 2a arranged independently of each other can be recognized as an object. Here, when the position of the elevator (E) is sensed, when the cleaning of the mapping area (A) is finished, the position at which the operation unit (2) can be operated by approaching the operation unit (2) is referred to as the operation position (P). In order to do so, it can return to the operation position (P). Here, since the second sensing unit 160 may be of an optional configuration, it is possible to basically sense the mapping by the first sensing unit 101 and the manipulation unit 2 of the elevator (E).

물론, 상기 조작부(2)의 구체적인 감지는 맵핑시에 이루어지는 것은 아니고, 맵핑시에 엘리베이터(E)의 위치를 감지하여, 엘리베이터(E)를 조작하는 조작위치(P)를 임의로 설정하고, 임의로 설정된 조작위치(P) 상에서 엘리베이터(E)와 기 결정된 거리 이격되도록 정렬하여 엘리베이터(E)의 조작부(2)를 감지할 수 있다. 여기서, 기 결정된 거리는 약 30cm 정도가 될 수 있고 이는 이하에서 설명할 매니퓰레이터(100)의 인출거리에 따라 결정될 수 있다. 또한, 조작부(2)의 감지가 제1센싱부(101)에 의해 이루어질 경우 센싱을 위한 제1센싱부(101)의 화각 또는 광조사각도가 제1센싱부(101)의 정면을 기준으로 약 170도로 형성되어, 센싱영역 내에 상기 조작부(2)가 위치될 수 있도록 하기 위함이다. Of course, the specific sensing of the manipulation unit 2 is not made at the time of mapping, but by sensing the position of the elevator E at the time of mapping, the manipulation position P for operating the elevator E is arbitrarily set, and arbitrarily set It is possible to detect the manipulation unit 2 of the elevator (E) by aligning it to be spaced apart from the elevator (E) by a predetermined distance on the manipulation position (P). Here, the predetermined distance may be about 30 cm, which may be determined according to the withdrawal distance of the manipulator 100, which will be described below. In addition, when the sensing of the manipulation unit 2 is performed by the first sensing unit 101 , the angle of view or the light irradiation angle of the first sensing unit 101 for sensing is approximately based on the front of the first sensing unit 101 . It is formed at 170 degrees so that the manipulation unit 2 can be positioned within the sensing area.

한편, 지능형 로봇(1)의 이동방향(D)은 임의의 경로로 형성될 수 있고, 맵핑영역(A)의 장애물이나 구조물의 임의배치에 따른 회피 등을 통해 얼마든지 변경될 수 있다. 상기 장애물은 동적객체 및 정적객체를 모두 포함하는 의미로서, 맵핑을 수행한 지리정보와 이동중 실시간으로 감지하는 지리정보를 비교하며 차이점을 중심으로 파악할 수 있다.On the other hand, the moving direction D of the intelligent robot 1 may be formed in an arbitrary path, and may be freely changed through avoidance according to the arbitrary arrangement of obstacles or structures in the mapping area A. The obstacle includes both a dynamic object and a static object, and the geographic information on which mapping is performed and the geographic information sensed in real time during movement are compared and the difference can be identified mainly.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터(100)를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a manipulator 100 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 매니퓰레이터(100)에 포함된 관절은 일방향을 회동축으로 회동 및 타방향을 회전축을 회전 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 상기 매니퓰레이터(100)는 객체를 인식하는 제2센싱부(160) 및 복수의 관절을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the joints included in the manipulator 100 may perform one or more of rotation in one direction as a rotation axis and rotation in the other direction as a rotation axis. The manipulator 100 may include a second sensing unit 160 for recognizing an object and a plurality of joints.

구체적으로, 매니퓰레이터(100)는 도시된 예시와 같이 접철여부에 따라 인출되는 접철부, 접철부의 인출 및 인입방향을 따라 연장된 가이드레일(111), 접철부의 인출방향의 단부에 형성된 제1관절(121), 제1관절(121)로부터 연장되는 제1로드(130), 제1로드(130)의 연장단부에 형성되는 제2관절(131), 제2관절(131)로부터 연장되는 제2로드(120), 제2로드(120)의 연장단부에 형성되는 제3관절(141), 제3관절(141)로부터 연장되고 연장단부에 제2센싱부(160)가 마련되는 제3로드(150) 및 제3로드(150)의 단부에 형성되는 핑거부(170)를 포함할 수 있다.Specifically, the manipulator 100 includes, as in the illustrated example, a folded portion drawn out depending on whether or not it is folded, a guide rail 111 extending along the withdrawal and retraction directions of the folded portion, and a first joint ( 121), a first rod 130 extending from the first joint 121, a second joint 131 formed at the extended end of the first rod 130, a second rod extending from the second joint 131 (120), a third joint 141 formed at the extended end of the second rod 120, a third rod 150 extending from the third joint 141 and provided with a second sensing unit 160 at the extended end ) and a finger portion 170 formed at an end of the third rod 150 .

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although representative embodiments of the present invention have been described in detail above, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention with respect to the above-described embodiments. . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.

1 : 지능형 로봇
2 : 조작부
2a : 버튼
10 : 바디
100 : 매니퓰레이터
101 : 제1센싱부
110 : 케이스
111 : 이동레일
120 : 인출부
121 : 제1관절
130 : 제1로드
131 : 제2관절
140 : 제2로드
141 : 제3관절
150 : 제3로드
160 : 제2센싱부
170 : 핑거부
S1 : 맵핑수행
S2 : 랜드마크 설정
S2-1 : 조작부인식
S2-2 : 객체인식
S10 : 청소수행
S20 : 랜드마크 이동
S30 : 엘리베이터조작
S31 : 객체선택
S32 : 조작
S40 : 층간이동
R1 : 제1회동방향
R2 : 제2회동방향
R3 : 제3회동방향
E : 엘리베이터
D : 이동방향
P : 조작위치
A : 맵핑영역1: Intelligent Robot
2: control panel
2a: button
10 : body
100: manipulator
101: first sensing unit
110: case
111: moving rail
120: withdrawal unit
121: 1st joint
130: first rod
131: second joint
140: second load
141: 3rd joint
150: third rod
160: second sensing unit
170: finger part
S1 : Perform mapping
S2 : Landmark setting
S2-1: Control panel recognition
S2-2: object recognition
S10: Perform cleaning
S20: Landmark movement
S30: Elevator operation
S31 : object selection
S32: operation
S40: Moving between floors
R1: 1st rotation direction
R2: 2nd rotation direction
R3: 3rd rotation direction
E: Elevator
D: moving direction
P : operation position
A : mapping area

Claims

복수 개의 차륜의 회전에 의해 이동되고, 맵핑을 수행하여 적어도 일부가 평면상으로 중첩된 복수 개의 독립적인 영역을 포함하는 임의의 맵핑영역 내에서 능동적으로 이동하며 청소를 수행하는 지능형 로봇에 있어서,
상기 맵핑을 수행하는 제1센싱부;
상기 제1센싱부가 배치되고, 상기 차륜에 의해 이동되는 바디; 및
상기 바디 내에 인입될 상태로 위치되고, 기 결정된 조건이 만족되면 인출되며, 복수의 관절을 포함하는, 매니퓰레이터;를 포함하고,
상기 매니퓰레이터는 상기 제1센싱부가 감지한 정보를 기초로 제어부에 의해 제어되고,
상기 제1센싱부에 의해 상기 맵핑을 수행하는 과정에서 상기 맵핑영역 내 엘리베이터의 위치가 감지되고, 상기 엘리베이터를 조작하는 조작부에서 서로 독립적으로 배치된 버튼을 각각 객체로서 인식하는 제2센싱부를 더 포함하되,
상기 제2센싱부는 상기 조작부의 이미지를 획득하는 카메라로서, 획득된 상기 이미지를 대상으로 형상 및 색상 정보를 수집하여 상기 제어부에 의해 처리될 수 있도록 하고,
상기 임의의 맵핑영역이 저장되는 저장부를 더 포함하되, 상기 맵핑영역 내에서 평면상의 동일한 좌표상에서 수직배열되는 방향으로 형성되는 상기 엘리베이터를 랜드마크로서 저장하며,
상기 맵핑영역 중 일부에서 청소를 완료하면 상기 랜드마크로 복귀하여 층간이동을 실시하는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇.
An intelligent robot that is moved by the rotation of a plurality of wheels and actively moves and cleans within an arbitrary mapping area including a plurality of independent areas at least partially overlapped on a plane by performing mapping,
a first sensing unit performing the mapping;
a body on which the first sensing unit is disposed and moved by the wheel; and
A manipulator positioned in the body to be retracted and pulled out when a predetermined condition is satisfied, and including a plurality of joints;
The manipulator is controlled by a control unit based on the information sensed by the first sensing unit,
In the process of performing the mapping by the first sensing unit, the location of the elevator in the mapping area is sensed, and a second sensing unit for recognizing the buttons arranged independently of each other as objects in the operation unit for operating the elevator further includes a second sensing unit but,
The second sensing unit is a camera that acquires an image of the manipulation unit, and collects shape and color information for the acquired image so that it can be processed by the control unit,
Further comprising a storage unit in which the arbitrary mapping area is stored, storing the elevator formed in a direction vertically arranged on the same coordinates on a plane in the mapping area as a landmark,
An intelligent robot capable of moving between floors in a building, returning to the landmark and moving between floors when cleaning is completed in some of the mapping areas.

청구항 1에 있어서,
상기 관절은 일방향을 회동축으로 회동 및 타방향을 회전축을 회전 중 하나 이상을 수행하는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇.
The method according to claim 1,
The joint is an intelligent robot capable of moving between floors in a building to perform at least one of rotating in one direction as a rotation axis and rotating in the other direction as an axis of rotation.

삭제delete

청구항 1에 있어서,
상기 매니퓰레이터는,
접철여부에 따라 인출되는 접철부;
상기 접철부의 인출 및 인입방향을 따라 연장된 가이드레일;
상기 접철부의 인출방향의 단부에 형성된 제1관절;
상기 제1관절로부터 연장되는 제1로드;
상기 제1로드의 연장단부에 형성되는 제2관절;
상기 제2관절로부터 연장되는 제2로드;
상기 제2로드의 연장단부에 형성되는 제3관절;
상기 제3관절로부터 연장되고, 연장단부에 상기 제2센싱부가 마련되는 제3로드; 및
상기 제3로드의 단부에 형성되는 핑거부;를 포함하는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇.
The method according to claim 1,
The manipulator is
a folding part that is drawn out according to whether it is folded or not;
a guide rail extending along the withdrawing and retracting directions of the folds;
a first joint formed at an end of the fold-out direction;
a first rod extending from the first joint;
a second joint formed at an extended end of the first rod;
a second rod extending from the second joint;
a third joint formed at the extended end of the second rod;
a third rod extending from the third joint and provided with the second sensing unit at an extended end; and
An intelligent robot capable of moving between floors in a building, including; a finger portion formed at an end of the third rod.

삭제delete

엘리베이터를 포함하는 복수의 층으로 구성된 건물 내에서 적어도 일부가 평면상으로 중첩된 복수 개의 독립적인 영역을 포함하는 임의의 맵핑영역을 대상으로 청소를 수행하는 지능형 로봇이 구동되는 방법에 있어서,
차륜의 회전에 의해 기 결정된 면적의 상기 맵핑영역 내에서 상기 지능형 로봇이 이동되며 청소를 수행하는 단계;
상기 청소가 완료되면 상기 맵핑영역 내에서 맵핑 중 인지한 상기 엘리베이터로 이동하는 단계; 및
상기 엘리베이터에 인접하여 제1센싱부를 통해 상기 엘리베이터의 조작부를 감지하고, 감지된 상기 조작부는 제어부에 의해 상기 지능형 로봇의 바디로부터 인출되는 매니퓰레이터로부터 조작되는 단계;를 포함하고,
저장부에 저장된 상기 맵핑영역 내에서 평면상의 동일한 좌표상에서 수직배열되는 방향으로 형성되는 상기 엘리베이터를 랜드마크로서 저장하며,
상기 맵핑영역 중 일부에서 청소를 완료하면 상기 랜드마크로 복귀하여 층간이동을 실시하는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇이 구동되는 방법.
In the method of driving an intelligent robot for cleaning an arbitrary mapping area including a plurality of independent areas at least partially overlapped on a plane within a building composed of a plurality of floors including an elevator, the method comprising:
performing cleaning while moving the intelligent robot within the mapping area of a predetermined area by rotation of a wheel;
moving to the elevator recognized during mapping in the mapping area when the cleaning is completed; and
Sensing the manipulation unit of the elevator through a first sensing unit adjacent to the elevator, and operating the sensed manipulation unit from a manipulator drawn out from the body of the intelligent robot by a control unit;
Storing the elevator, which is formed in a direction vertically arranged on the same coordinates on a plane, as a landmark in the mapping area stored in the storage unit,
A method of driving an intelligent robot capable of moving between floors in a building, returning to the landmark and moving between floors when cleaning is completed in some of the mapping areas.

청구항 6에 있어서,
상기 바디에 부착된 제1센싱부에 의해 상기 맵핑을 수행하는 과정에서 상기 맵핑영역 내의 상기 엘리베이터의 위치가 감지되고, 제2센싱부에 의해 상기 엘리베이터를 조작하는 상기 조작부에서 서로 독립적으로 배치된 버튼을 각각 객체로서 인식되는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇이 구동되는 방법.
7. The method of claim 6,
In the process of performing the mapping by the first sensing unit attached to the body, the position of the elevator in the mapping area is sensed, and the buttons arranged independently from each other in the operation unit for operating the elevator by the second sensing unit A method of driving an intelligent robot capable of moving between floors in a building, each of which is recognized as an object.

청구항 7에 있어서,
상기 지능형 로봇의 청소가 수행되기 전에,
상기 제1센싱부에 의해 상기 복수의 층을 대상으로 상기 맵핑 및 상기 엘리베이터는 상기 맵핑영역 내에서 랜드마크로 설정이 선수행되는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇이 구동되는 방법.
8. The method of claim 7,
Before the intelligent robot is cleaned,
The method of driving an intelligent robot capable of moving between floors in a building, in which the mapping and the elevator are set as landmarks in the mapping area for the plurality of floors by the first sensing unit in advance.

청구항 8에 있어서,
상기 랜드마크가 설정이 되는 단계는,
상기 지능형 로봇이 상기 엘리베이터에 인접하여 상기 매니퓰레이터에 마련된 상기 제2센싱부에 의해 상기 엘리베이터의 상기 조작부를 인식하고, 상기 조작부 내에 위치한 하나 이상의 버튼을 객체로서 인식하는 단계를 포함하는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇이 구동되는 방법.
9. The method of claim 8,
The step of setting the landmark is,
Including the step of recognizing, by the intelligent robot, the manipulation unit of the elevator by the second sensing unit provided in the manipulator adjacent to the elevator, and recognizing one or more buttons located in the manipulation unit as an object. How this possible intelligent robot is driven.

청구항 9에 있어서,
상기 매니퓰레이터에 의해 상기 엘리베이터가 조작되는 단계는,
상기 객체로서 인식된 상기 버튼 중 하나가 상기 매니퓰레이터에 의해 선택되고, 선택된 버튼에 의해 기 결정된 층으로 이동되는 상기 엘리베이터에 의해 상기 지능형 로봇이 다른 매핑영역으로 이동되는, 건물 내 층간이동이 가능한 지능형 로봇이 구동되는 방법.10. The method of claim 9,
The step of operating the elevator by the manipulator,
One of the buttons recognized as the object is selected by the manipulator, and the intelligent robot is moved to another mapping area by the elevator moving to a predetermined floor by the selected button. Intelligent robot capable of moving between floors in a building How this is driven.