KR20030068885A - 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치 - Google Patents

이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20030068885A
KR20030068885A KR1020020008557A KR20020008557A KR20030068885A KR 20030068885 A KR20030068885 A KR 20030068885A KR 1020020008557 A KR1020020008557 A KR 1020020008557A KR 20020008557 A KR20020008557 A KR 20020008557A KR 20030068885 A KR20030068885 A KR 20030068885A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mobile robot
charging device
charging
signal
robot
Prior art date
Application number
KR1020020008557A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100469960B1 (ko
Inventor
최영석
류제홍
Original Assignee
(주)로보옵틱스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)로보옵틱스 filed Critical (주)로보옵틱스
Priority to KR10-2002-0008557A priority Critical patent/KR100469960B1/ko
Publication of KR20030068885A publication Critical patent/KR20030068885A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100469960B1 publication Critical patent/KR100469960B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/005—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators using batteries, e.g. as a back-up power source
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/44—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for aircrafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

본 발명은 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충전장치가 구비된 홈위치에 자동으로 이동하여, 충전장치에 안착하도록 제어하는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 이동로봇은 이미지프로세싱을 통해서 위치봉을 감지하여 충전장치 근처에 도달한다. 그리고 상기 충전장치에 도달한 후, 이동로봇에 구비된 적외선센서를 통해서 충전장치의 경로를 감지하고, 상기 감지결과에 따라 충전장치로 이동로봇이 유입되도록 각도를 보정한다. 따라서 상기 발명으로 인해서 사용자는 번거롭게 직접 배터리가 충전되도록 충전장치에 이동로봇을 옮기지 않고, 간단한 제어신호입력으로 이동로봇이 자동으로 충전장치로 이동하여, 이동로봇의 배터리를 충전할 수 있다.

Description

이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치{A method and apparatus for automatic movement of mobile robot}
본 발명은 이동로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동으로 이동로봇이 충전장치가 구비된 홈위치에 안착할 수 있는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치에 관한 것이다.
산업의 발달로 기능이 뛰어난 로봇이 다양한 분야에서 사용되고 있다. 종래까지는 특정위치에 고정설치되어 일정한 작업반경 내에서 움직이면서 주어진 과제를 수행하는 산업용 로봇이 주를 이루었으나, 근래에 와서는 일반 가정 등에서 다양한 기능을 수행할 수 있는 로봇이 제공되고 있다.
특히 최근에는 동물모양의 이동로봇들이 많이 사용되는데, 상기 이동로봇들은 사용되는 공간 내에서 자유롭게 이동하면서 필요한 기능을 수행한다. 이와 같은 동물모양의 이동로봇들이 자유롭게 이동하기 위해서 전원공급장치가 충전식배터리로 내장된다.
이때, 장난감로봇이나 강아지로봇 등과 같이 움직이는 로봇의 밧데리를 충전시키는 충전장치의 홈위치나 강아지, 자동차등의 배터리를 충전시키는 충전장치의 홈위치가 있는 경우, 종래에는 사용자가 직접 손으로 들어서 이동시켜 충전장치에 장착하거나 리모컨 등으로 직접 방향을 조작하여 이동시켰다. 따라서 사용자가 번거롭게 직접 조작함으로 인해서 불편함을 초래하였다.
따라서 본 발명의 목적은 충전장치가 구비되어져 있는 홈위치로 자동으로 이동하도록 제어하는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동로봇과 컴퓨터간에 신호를 송수신하는 관계를 나타내는 상태도.
도 2는 본 발명에 따른 이동로봇이 충전장치가 구비된 홈위치로 이동하도록 제어하는 제어구성도.
도 3은 본 발명에 따른 이동로봇이 집 내부에 위치한 경우, 충전장치로 이동하는 이동경로의 일실시예를 나타내는 도시도.
도 4는 본 발명에 따른 이동로봇의 배터리를 충전하기 위한 충전장치.
도 5는 본 발명에 따른 이동로봇의 하측면도.
도 6은 본 발명에 따른 이동로봇이 충전장치가 구비된 홈위치로 자동이동하는 방법을 나타내는 동작제어흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
10a~10c : 적외선센서20 : 모터드라이버
30 : 모터40 : 카메라
50 : A/V RF 모듈160 : 마이크로컨트롤러
70 : 컨트롤 RF 모듈180 : 내부컴퓨터
90 : A/V RF 모듈2100 : 컨트롤 RF 모듈2
A1~A3 : 몸체접점B1~B3: 충전접점
이하 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동로봇의 홈위치 자동이동방법은 이동로봇에 구비된 카메라로부터 입력한 영상신호를 통해서 충전장치에 구비된 두 개의 위치봉의 색/간격/크기를 감지하여, 기설정된 판단값과 비교판단하는 이미지프로세싱 단계와; 상기 이미지프로세싱으로 인해서 이동로봇이 충전장치 근처에 도달하였다고 판단하면, 이동로봇의 몸체가 180도 회전하는 단계와; 상기 단계에 따라, 이동로봇에 장착된 다수개의 적외선센서가 충전장치에 구비된 안착안내선을 감지하여, 이동로봇이 바르게 충전장치에 안착할 수 있도록 제어하는 구동제어 단계를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동로봇의 홈위치 자동이동장치는 이동로봇의 몸체접점이 충전장치의 충전접점에 안착하여, 이동로봇의 배터리에 전압을 충전하는 제어장치에 있어서, 상기 충전장치에 구비된 위치봉의 영상정보를 입력하는 카메라와; 상기 영상정보를 수신하여, 고주파 신호처리하는 오디오/비디오 고주파 모듈과; 상기 충전장치에 구비된 안착 안내선을 감지하기 위하여, 이동로봇에 설치된 다수개의 적외선센서와; 상기 오디오/비디오 고주파 모듈의 신호와, 기설정된 값을 비교하여 이동로봇의 주행을 제어하고, 상기 적외선센서의감지값에 기초해서 상기 충전장치에 이동로봇의 안착을 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함하여 구성된다.
이하 본 발명에 따른 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 이동로봇과 컴퓨터간에 신호를 송수신하는 관계를 나타내는 상태도이다.
도시된 바와 같이, 원격제어신호를 무선통신으로 전달하는 컴퓨터(80)와, 상기 컴퓨터(80)의 제어신호에 따라 구동하는 이동로봇(C)과, 상기 컴퓨터(80)와 인터넷으로 연결된 외부컴퓨터(1)로 구성된다.
상기 이동로봇(C)은 광센서, 적외선센서, 마이크, 스피커등이 장착되어져 있고, 이를 이용하여 여러가지 기능, 예를 들어, 보안, 애완견, 충전자동기능, 무선이동 화상통화 등이 가능하다.
즉, 상기 이동로봇(C)은 집 내부에 구비된 컴퓨터(80)가 전송하는 신호를 전달받고, 상기 신호에 따라 이동로봇(C)은 원격제어된다. 또한, 외부컴퓨터(1)를 이용하여 집 내부에 구비된 이동로봇(C)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 외부컴퓨터(1)가 인터넷 연결된 내부컴퓨터(80)로 원격제어신호를 전달하면, 상기 신호는 통신포트를 통해서 집 내부에 구비된 컴퓨터(80)에 전달된다. 그리고 상기 신호를 전달받은 컴퓨터(80)는 원격제어신호를 무선통신으로 이동로봇(C)에 전달한다. 이에 따라 상기 이동로봇(C)은 원격제어신호를 전달받아 구동된다.
이때, 상기 이동로봇(C)으로 보안기능 제어신호가 전달된 경우, 이동로봇(C)은 상기 보안기능 제어신호에 따라 초전형 적외선센서(도시하지 않음)를 통해서 외부침입자를 감지한다. 또한, 이동로봇에 구비된 카메라(도시하지 않음)를 통해서 외부침입자를 찍고, 마이크(도시하지 않음)를 통해서 소리/음성 등을 출력하여 외부침입상황을 알린 후, 외부침입신호를 내부컴퓨터(80)에 전달한다. 그리고 내부컴퓨터(80)는 인터넷으로 연결된 외부컴퓨터(1)에 외부침입신호를 전송한다. 따라서 사용자가 회사 등 외부에 위치했을 때도 집 내부 침입여부를 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이동로봇(C)은 애완견으로서의 기능도 가능하다. 이동로봇(C)에 부착된 여러버튼이나 리모컨, 컴퓨터등을 이용해서 동작신호를 입력할 수 있다. 이에 따라 상기 애완동작신호를 입력하면, 상기 신호를 전달받은 이동로봇은 각 동작제어신호에 따라 여러 동작, 예를 들어 앉기, 제자리돌기 등을 취한다.
한편, 어른을 제외한 아이들만이 집에 있는 경우, 아이들의 모습을 이동로봇에 구비된 카메라를 통해서 촬영하고, 상기 영상신호를 확인할 수 있다. 또한, 이에 그치지 않고 서로 전화기를 사용하지 않고도 통화가 가능하다. 이동로봇(C)에 구비된 마이크를 통해서 아이들이 음성을 전달하면, 이를 이동로봇(C)이 내부컴퓨터(80)에 전달한다. 그러면, 집 내부에 구비된 컴퓨터(80)와 인터넷으로 연결된 외부컴퓨터(1)를 통해서 아이들의 목소리를 확인하고, 이에 응답을 할 수 있다. 응답한 음성신호는 다시 외부컴퓨터(1)와 인터넷으로 연결된 내부컴퓨터(80)에 전달되고, 내부컴퓨터(80)는 이동로봇으로 음성신호를 무선통신으로 전달한다. 이에 따라 상기 음성신호를 전달받은 이동로봇(C)은 이동로봇(C)에 구비된 스피커를 통해서 음성신호를 출력하고, 이를 아이들이 확인할 수 있다.
상기와 같이 구동하는 이동로봇(C)에는 배터리가 내장되어 있고, 상기 배터리에 충전된 충전전압을 통해서 동작이 가능하다. 이때, 상기 배터리의 충전을 자동으로 수행할 수 있도록 제어할 수 있다.
도 2은 본 발명에 따른 이동로봇이 홈위치에 자동으로 이동하기 위한 제어구성도이다.
도면에 도시된 바에 따르면, 이동로봇(C)의 배터리접점이 충전장치(D)에 안착하였음을 감지하는 몸체접점(A1~A3)과, 충전장치(D)의 올바른 안착을 위해 구비된 경로를 감지하는 적외선센서(10a~10c)와, 이동로봇(C)이 충전장치(D)에 위치하도록 구동하기 위한 모터(30)와, 상기 모터(30)의 구동을 제어하는 모터드라이버(20)와, 충전장치(D)에 구비된 위치봉(X,Y)을 감지하기 위한 카메라(40)와, 상기 카메라(40)에 의해서 감지된 영상신호를 전달받은 A/V RF모듈1(50)과, 상기 A/V RF모듈1(50)에 입력된 영상신호를 받아서 모터(30)의 구동을 제어함과 동시에 무선통신이 가능한 컴퓨터(80)에 상기 데이터를 출력하도록 제어하는 마이크로컨트롤러(60)와, 상기 마이크로컨트롤러(60)의 제어하에 무선통신이 가능한 컴퓨터(80)에 제어신호를 송/수신하는 컨트롤 RF모듈1(70)을 포함하여 구성된다.
한편, 무선통신을 이용해 이동로봇(C)을 원격제어하는 컴퓨터(80)와 이동로봇의 A/V RF모듈1(50)로부터 전송된 영상신호와 음성신호를 컴퓨터(80)로 전달하는 A/V RF모듈2(90)와, 컴퓨터(80)의 원격제어에 의해서 출력되는 신호를 이동로봇(C)으로 송/수신하는 컨트롤RF모듈2(100)를 포함하여 구성된다.
상기 제어구성을 포함한 본 발명에 따른 이동로봇의 구동제어과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 이동로봇이 집 내부에 위치한 경우, 충전장치로 이동하는 이동경로의 일실시예이고, 도 4는 본 발명에 따른 이동로봇의 배터리를 충전하기 위한 충전장치와, 도 5는 본 발명에 따른 이동로봇의 하측면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 집 내부에 이동로봇(C)이 구비되어져 있고, 상기 이동로봇(C)은 자유로이 집 내부공간을 이동할 수 있다. 상기 이동로봇(C)이 구동하기 위해서는 이동로봇(C)의 배터리에 전압이 충전되어야 한다. 따라서 상기 배터리에 충전전압이 필요로 하는 경우, 사용자는 리모컨이나 컴퓨터(80)를 이용하여 배터리를 충전하도록 원격제어할 수 있다.
사용자가 충전신호를 리모컨이나 컴퓨터상에서 입력하면, 상기 신호는 이동로봇(C)에 전달된다. 상기 신호에 따라, 이동로봇(C)이 충전장치에 도달하여 충전이 진행되도록 이동로봇(C)이 동작한다.
즉, 상기 이동로봇(C)이 충전장치(D)에 안착하기까지의 제어과정을 좀 더 상세하게 살펴보면, 내부컴퓨터(80)는 이미지프로세싱을 통해서 이동로봇(C)이 충전장치(D)의 근처에 도달하였는지 여부를 판단한다. 즉, 이동로봇(C)은 도 2에 도시된 제어구성에서 보는 바와 같이 이동로봇(C)에 구비된 카메라(40)를 통해서 입력된 영상신호를 바탕으로 이미지프로세싱을 시작한다.
본 발명에 따른 이동로봇의 홈위치 자동이동방법에서 상기 이미지프로세싱은, 이동로봇에 장착된 카메라로부터 읽어들인 영상신호를 판독, 충전장치에 장착된 위치봉의 색/간격/크기를 판단하는 동작제어과정을 말한다.
상기 이미지프로세싱의 동작진행 과정을 간략하게 살펴보면, 우선 충전장치에 구비된 각각의 위치봉의 색이 동시에 감지되면서, 충전장치를 향하여 위치하도록 이동로봇의 구동방향을 제어한다. 상기 제어과정을 거쳐, 이동로봇이 충전장치 근처에 도달하면, 상기 충전장치에 장착된 위치봉의 간격 및 크기를 판단하여, 충전장치에 안착할 수 있는 최상의 위치에 도달하도록 상기 이동로봇의 구동을 제어한다.
즉, 이동로봇(C)에 구비된 카메라(40)를 통해서 감지된 위치봉(X,Y)에 대한 영상정보를 이동로봇(C)에 구비된 A/V RF모듈1(50)에 전송한다. 그리고 전송된 영상정보는 내부컴퓨터(80)에 전달되고, 상기 내부컴퓨터(80)는 전달된 영상정보를 가지고, 기설정된 위치봉(X,Y)의 이미지와 비교판단하게 된다.
이때, 상기 내부컴퓨터(80)에는 이동로봇(C)이 충전장치(D) 근처에 정상적으로 위치하였을 때, 상기 충전장치(D)에 구비된 각각의 위치봉의 크기가 동일하도록 기설정되어 있다. 이에 따라 상기 이동로봇(C)이 충전장치(D) 근처에 도달하여 위치를 판단하는 경우, 각각의 위치봉이 모두 인지되고 각각의 위치봉의 크기가 동일하여야만 상기 내부컴퓨터(80)는 이동로봇(C)이 충전장치(D) 근처에 정상적으로 위치하였다고 판단한다.
따라서 각각의 위치봉(X,Y)의 크기가 동일하지 않은 경우, 상기 내부컴퓨터(80)는 충전장치(D)를 향한 이동로봇(C)의 방향이 비스듬하게 위치하여정상적으로 충전장치(D) 상면부에 도달할 수 없다고 판단하게 된다. 이에 따라 충전장치(D)에 구비된 각각의 위치봉(X,Y)의 크기가 동일하도록 이동로봇(C)이 각도와 거리를 재조정하여, 이동로봇(C)의 방향이 충전장치(D)를 향한 일직선상으로 연결되도록 한다.
즉, 상기와 같이 이동로봇(C)에 구비된 카메라(40)를 통해서 입력된 영상신호가 A/V RF모듈1(50)에 전달되면, 상기 영상신호는 이동로봇(C)과 무선통신이 가능한 내부컴퓨터(80)와 연결된 A/V RF모듈2(90)에 전달된다. 이에 의해서 카메라(40)로부터 감지된 위치봉(X,Y)이 내부컴퓨터(80)의 화면상에 디스플레이된다. 이에 따라 사용자가 이동로봇(C)의 카메라(40)를 통해 찍히는 위치봉(X,Y)을 내부컴퓨터(80)의 화면상에서 확인할 수 있다.
상기와 같이 이미지프로세싱 작업이 수행되어 이동로봇(C)이 충전장치(D) 근처에 정상적인 위치로 도달하였다면, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동로봇(C)의 몸체가 180도 회전을 한다. 본 발명에서 정상적인 위치는 이동로봇(C)이 카메라(40)를 통해서 받아들이는 위치봉(X,Y)의 영상정보가 왼쪽은 빨간색(Y), 오른쪽은 파란색(X)으로 인지되는 때, 충전장치(D)를 향한 이동로봇(C)의 위치상태이다.
상기와 같이 회전한 상태에서 이동로봇(C)은 낮은 속도로 구동하면서 도 4에 도시한 바와 같은 충전장치(D)에 정확히 안착하기 위한 경로를 지정한 검은라인(L)을 감지할 때까지 후진한다. 이때, 상기 검은라인(L)을 감지하기 위해서 도 5에 도시한 바와 같이 이동로봇(C)의 하측면에 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)이 장착된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이동로봇(C)의 하측면도에 구비된 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)은 각각의 발광부(a)에서 발광된 빛이 바닥으로 전달되고, 상기 바닥으로 충돌된 빛은 바닥의 감도에 따라 빛을 흡수한 후, 반사된다. 그리고 반사된 빛은 수광부(b)에서 감지하여, 빛의 반사율에 따라 검은라인(L)상의 이동로봇의 위치를 감지하게 된다. 즉, 각각의 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)에서 감지한 반사율이 기설정된 소정값이상이면 바닥면, 반사율이 기설정된 소정값미만이면 이동로봇(C)이 검은라인(L)상에 위치하였다고 판단한다. 이는, 검은라인은 빛을 많이 흡수하여, 상대적으로 적은양의 빛을 반사시키는 원리를 적용한다.
그리고 상기 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)을 통해서 감지한 감지신호는 이동로봇(C)에 구비되어져 있는 마이크로컨트롤러(60)에 전달된다. 상기 마이크로컨트롤러(60)는 상기 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)을 이용해서 감지한 감지신호에 따라 현재 이동로봇(C)의 진행위치를 판단할 수 있다. 즉, 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)을 통해서 감지된 빛의 반사율이 기설정된 소정값미만이면 검은색으로 판단하고, 기설정된 소정값 이상이면 보통 바닥면이라고 판단한다.
예를 들어, 적외선센서1(10a)이 감지한 반사율과 적외선센서2(10b)가 감지한 반사율이 기설정된 소정값 미만이고, 적외선센서3(10c)이 감지한 반사율이 기설정된 소정값 이상이면, 상기 값들을 전달받은 마이크로컨트롤러(60)는 이동로봇(C)이 검은라인(L)상에 적외선센서1(10a)과 적외선센서2(10b)가 위치하여, 이동로봇의 몸체가 비스듬하게 위치하였다고 판단한다.
따라서 상기 마이크로컨트롤러(60)는 이동로봇(C)의 모터드라이버(20)를 구동제어시켜서, 상기 모터드라이버(20)의 구동으로 모터(30)가 회전하여 이동로봇(C)이 위치를 변경할 수 있도록 제어한다. 이에 따라 이동로봇(C)의 적절한 이동으로 적외선센서2(10b)와 적외선센서3(10c)이 감지한 반사율이 기설정된 소정값 이상이고, 적외선센서1(10a)이 감지한 빛의 반사율이 기설정된 소정값 미만이되면, 상기 값을 전달받은 마이크로컨트롤러(60)는 적외선센서1(10a)만이 검은라인(L)에 위치하여, 이동로봇(C)이 정상적으로 위치하였다고 판단한다.
상기와 같이 이동로봇(C)의 적외선센서1(10a)만이 검은라인(L)상에 위치한 경우, 최종 목적지인 충전장치(D) 상면부에 위치하도록 후진한다. 이때, 도면에 도시된 바와 같이 경사진 충전장치(D)에 올라서려면, 모터(30)가 낮은 속도로 뒷바퀴를 회전시켜서는 충전장치(D)에 안착할 수 없다. 이에 따라 마이크로컨트롤러(60)는 모터(30)가 큰 토크를 발생시켜 모터(30)의 회전수가 증가하도록 모터드라이버(20)의 구동을 제어한다. 이로 인해서 모터(30)의 회전수가 많아져서 큰 힘으로 경사로를 올라간다. 그리고 충전장치(D)의 상면에 이동로봇(C)이 안착하게 된다.
그리고 상기 이동로봇(C)에 구비된 몸체접점(A1,A2,A3)과 충전장치(D)에 구비된 충전접점(B1,B2,B3)이 맞닿으면 모터(30)는 정지한다. 이와 동시에 이동로봇(C)에 구비된 마이크로부터 '홈위치입니다'라는 안착신호를 출력한다. 이때부터 자동으로 충전이 진행된다.
상기 이동로봇(C)은 인터넷과 연결되어 원격제어가 가능한 컴퓨터와 무선통신한다. 이에 따라 상기 이동로봇(C)의 움직임을 제어하고, 또한, 이동로봇(C)에 구비된 카메라(40), 마이크, 초전형 적외선센서 등을 이용해서 입력된 영상신호/음성신호를 송수신하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 이동로봇이 충전장치가 구비된 홈위치에 자동으로 이동하기 위한 동작제어흐름도이다.
이동로봇(C)에 내장된 배터리의 충전전압이 떨어지면, 이를 충전시키기 위해서 리모컨 또는 원격제어되는 내부컴퓨터(80)를 통해서 충전기능을 선택한다(제 200 단계). 이에 따라 이동로봇(C)은 사용자가 입력한 충전신호를 감지하여 자동으로 충전장치(D)가 구비된 위치로 이동한다.
우선, 이동로봇(C)은 충전장치(D)가 구비된 홈위치로 이동하기 위해서 도 2에 도시된 일시예와 같이 일단, 충전장치(D)에 구비된 위치봉(X,Y)을 감지하여야 한다. 따라서 상기 위치봉(X,Y)을 감지하기 위해서 이동로봇(C)은 머리나 몸체를 이동시킨다(제 210 단계). 그리고 상기 이동로봇(C)에 구비된 카메라(40)를 통해서 상기 위치봉(X,Y)을 찾는다.
상기와 같이 이동로봇(C)이 머리나 몸체를 이동하여 충전장치(D)에 구비된 위치봉(X,Y)을 감지하면(제 220 단계), 상기 카메라(40)를 통해서 감지된 영상정보를 A/V RF모듈1(50)로 입력한다(제 230 단계). 그리고 상기 이동로봇(C)에 내장된 A/V RF모듈1(50)에 입력된 영상정보는 원격제어가 가능한 내부컴퓨터(80)에서 디스플레이되도록 무선통신으로 A/V RF모듈2(90)로 전달된다. 이에 따라 상기 A/V RF모듈2(90)와 연결된 내부컴퓨터(80)의 화면을 통해서 이동로봇(C)이 감지한 영상정보를 동시에 전달받는다. 따라서 상기 내부컴퓨터(80)의 화면을 통해서 상기 영상정보를 사용자도 확인할 수 있다.
따라서, 이동로봇(C)에 내장된 A/V RF모듈1(50)에 전달된 영상정보는 내부컴퓨터(80)에 전달된다. 그리고 상기 내부컴퓨터(80)가 판단한 영상정보에 따른 위치보정을 시작한다. 즉, 상기 내부컴퓨터(80)가 판단한 영상정보에서 위치봉(X,Y)으로 구성된 빨간봉과 파란봉이 동시에 감지되었는지 판단한다(제 240 단계).
상기 제 240 단계의 판단에 따라, 위치봉에 구성된 빨간봉과 파란봉이 함께 감지되지 않으면, 내부컴퓨터(80)는 뒷바퀴와 연결된 모터(30)가 오른쪽 회전하도록 컨트롤 RF모듈2를 통해서 이동로봇에 구비된 컨트롤 RF모듈1에 제어신호를 전송한다. 이에 따라 이동로봇(C)의 몸체가 오른쪽으로 회전한다(제 250 단계).
본 발명에서는 이동로봇(C)이 위치봉을 감지하도록 구동하는데 있어서 오른쪽으로 회전하는 것으로 설명되었으나, 이는 일실시예일뿐이며 좌 우 방향으로 이동로봇(C)의 몸체를 회전시켜 위치를 변경하는 등 다양한 위치변경제어방법이 가능하다.
상기 제 250 단계와 같이 오른쪽으로 회전을 하면서, 제 230 단계부터 제 240 단계까지 반복 수행한다.
상기와 같은 루틴과정을 거쳐, 카메라(40)를 통해서 입력된 영상정보에서 A/V RF모듈1(50)로 빨간봉과 파란봉이 동시에 입력되면(제 240 단계), 상기 신호는 내부컴퓨터(80)로 전달되고, 상기 신호를 전달받은 내부컴퓨터(80)는 감지된 영상정보 중에서 오른쪽이 파란봉인지 여부를 판단한다(제 260 단계). 이는이동로봇(C)이 정상적으로 위치하였는지 판단하여 위치를 보정하기 위해서 내부컴퓨터(80)에 기설정한 데이터에 근거한다.
따라서 상기 제 260 단계에서 내부컴퓨터(80)가 판단한 영상정보 중에서 파란봉이 왼쪽인 경우, 현재 이동로봇(C)이 충전장치(D)의 반대편에 위치한 것이므로, 이동로봇(C)이 충전장치(D)를 향한 위치의 반대편으로 이동한다(제 270 단계).
상기 제 270 단계에서 반대편으로 이동하는 과정에서도, 제 230 단계에 제 260 단계까지의 과정을 거치면서, 카메라(40)를 통해서 영상정보를 입력한다. 그리고 입력된 영상정보를 근거로 위치봉인 파란봉과 빨강봉을 감지하여 위치를 보정한다.
한편, 제 260 단계에서 내부컴퓨터(80)가 판단한 영상정보 중, 파란봉과 빨간봉이 함께 감지되면(제 280 단계), 이동로봇(C)은 충전장치(D) 근처로 전진한다(제 290 단계). 그러나 상기 제 280 단계에서 파랑봉만 감지되는 경우(제 300 단계), 이동로봇(C)은 빨간봉이 함께 감지되도록 왼쪽으로 이동한다(제 310 단계). 또한, 상기 제 300 단계에 따라, 빨간봉만 감지되는 경우(제 320 단계), 이동로봇(C)은 파란봉이 함께 감지되도록 오른쪽으로 이동한다(제 330 단계).
상기와 같은 제어를 통해서 이동로봇(C)이 충전장치(D) 근처에 도달하도록 위치제어한 후, 현재 이동로봇(C)이 충전장치(D)를 향해 이동한 각도를 보정하기 위해서 상기 위치봉의 간격 및 크기를 판단한다.
즉, 이동로봇(C)이 충전장치(D) 근처에 도달한 후, 감지한 위치봉(X,Y)의 간격을 우선 판단한다. 상기 위치봉의 간격을 판단함으로 인해서 충전장치(D)에 정확하게 안착할 수 있는 간격으로 진입이 가능하다.
따라서 상기 충전장치(D)의 위치봉으로 구비된 빨간봉과 파란봉의 간격이 기준치 이상인지 여부를 판단한다(제 340 단계). 상기 위치봉의 간격이 기준치이상이 아닌 경우, 비스듬하게 위치하여 A/V RF 모듈1(50)로 입력된 영상신호는 전/후, 좌/우 구동하면서 위치를 보정한다(제 350 단계). 그리고 상기 제 280 단계에서 340 단계를 거쳐 충전장치(D) 근처에 이동로봇(C)이 도달하도록 제어한다.
상기와 같이 제어된 후, 이동로봇(C)은 충전장치(D)에 구비된 위치봉의 크기를 판단한다(제 360 단계). 이때, 이동로봇(C)의 위치가 만족조건인 경우, 상기 위치봉의 크기는 내부컴퓨터(80)에 기설정되어져 있고, 상기 설정된 값에 따라 이동로봇(C)의 동작이 제어된다.
따라서 카메라(40)를 통해서 입력된 위치봉(X,Y)의 크기가 설정된 기준치이하인 경우, 이동로봇(C)의 위치가 만족조건에 부합되지 않는다고 판단하여, 현재 이동로봇(C)위치를 보정한다(제 350 단계). 이에 따라 제 280 단계부터 340 단계를 반복수행한다.
한편, 카메라(40)를 통해서 입력된 위치봉의 크기가 설정된 기준치 이상인 경우(제 360 단계), 이동로봇(C)의 위치가 만족조건이라고 판단하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 현재 이동로봇(C)의 위치에서 180도 회전한다(제 370 단계).
상기와 같이 회전을 한 상태에서, 충전장치(D)에 이동로봇(C)의 몸체가 후면부부터 유입된다(제 380 단계). 이때, 상기 충전장치(D)에는 검은라인(L)이 구비되어져 있다. 상기 검은라인(L)은 충전장치(D)로 유입되는 경로를 이탈하는지 여부를 감지하기 위한 확인경로의 역할을 수행한다.
도 4에 도시된 바와 같이 이동로봇(C)에는 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)이 구비되어져 있고, 제 380 단계를 수행하면, 상기 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)가 검은라인(L)을 감지한다(제 390 단계). 즉, 상기 제어구성설명에서 언급한 바와 같이, 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)의 발광부(a)에서 출력한 빛을 검은라인(L)이 흡수한 후, 반사된 빛을 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)의 수광부(b)에서 감지하고, 상기 감지된 값은 마이크로컨트롤러(60)에 전달된다. 이에 따라 상기 마이크로컨트롤러(60)는 상기 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)이 감지한 값이 기설정된 소정값미만이면, 이동로봇의 몸체가 검은라인(L)상에 위치하였다고 판단한다.
이때, 상기 적외선센서1,2,3(10a,10b,10c)중에서 적외선센서1(10a)만이 검은라인(L)을 감지하여야만, 충전장치(D)로 곧바로 후진하여 안착이가능하며, 마이크로컨트롤러(60)는 유입되는 이동로봇(C)의 경로가 올바르다고 판단한다.
따라서 검은라인(L)을 감지한 센서가 적외선센서1(10a)만인 경우(제 400 단계), 이동로봇(C)이 곧바로 후진하여 충전기에 올라간다(제 410 단계). 그러나, 적외선센서3(10c)이 검은라인(L)을 감지하면(제 420 단계), 이동로봇(C)이 우회전하여 방향을 보정한다(제 430 단계). 또한, 적외선센서2(10b)가 검은라인(L)을 감지하면(제 440 단계), 이동로봇(C)이 좌회전하여 방향을 보정한다(제 450 단계).
상기 제 400 단계부터 제 450 단계를 거쳐, 이동로봇(C)이 후진할 때, 도면에 도시된 충전장치(D)에 올라서기 위해서는 모터(30)의 큰 토크를 필요로한다. 이에 따라, 마이크로컨트롤러(60)는 모터드라이버(20)를 구동시켜 모터(30)가 큰회전수를 가지도록 제어한다. 상기 마이크로컨트롤러(60)의 제어에 의해서 충전장치(D)의 접점에 이동로봇(C)의 접점이 안착되어(제 460 단계), 이동로봇(C)의 구동이 정지되면(제 470 단계), 안착신호가 마이크로컨트롤러(60)에 전달되고, 상기 마이크로컨트롤러(60)는 이를 감지한다.
따라서 마이크로컨트롤러(60)는 이동로봇(C)에 구비된 스피커를 통해서 충전이 시작되었다는 신호를 출력하도록 제어하고, 이와 동시에 충전진행이 시작된다(제 480 단계).
이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 이동로봇의 배터리를 충전하기 위한 충전장치의 위치로 이동하기 위해서 충전장치에 구비된 위치봉을 이미지프로세싱을 통해서 감지하고, 적외선센서를 통해서 충전장치경로를 감지하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
따라서 본 발명으로 인해서 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
사용자가 이동로봇을 충전장치에 안착시키거나 리모컨등을 사용하여 수동조작을 하지 않고도 본 발명에 따라 제어신호를 한번 입력하면 자동으로 충전장치가 구비된 위치로 이동한다. 따라서 사용자가 직접 조작하는 불편함에서 벗어나 편리하게 이동로봇의 충전작업을 수행할 수 있어, 본 발명에 따른 제품을 사용하는 사용자는 제품에 대한 만족감을 극대화시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 이동로봇에 구비된 카메라로부터 입력한 영상신호를 통해서 충전장치에 구비된 두 개의 위치봉의 색/간격/크기를 감지하여, 기설정된 판단값과 비교판단하는 이미지프로세싱 단계와;
    상기 이미지프로세싱으로 인해서 이동로봇이 충전장치 근처에 도달하였다고 판단하면, 이동로봇의 몸체가 180도 회전하는 단계와;
    상기 단계에 따라, 이동로봇에 장착된 다수개의 적외선센서가 충전장치에 구비된 안착안내선을 감지하여, 이동로봇이 바르게 충전장치에 안착할 수 있도록 제어하는 구동제어 단계를 포함하여 구성되는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지프로세싱은 이동로봇의 몸체나 머리각도를 조절하여 충전장치에 구비된 위치봉을 감지하는 단계와;
    상기 감지된 위치봉의 간격과 크기를 판단하는 단계와;
    상기 판단에 따라, 충전장치를 향한 이동로봇의 위치를 보정하는 단계를 포함하여 구성되는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다수개의 적외선센서 중 기설정된 적외선센서만이 충전장치에 도달하기위한 안착안내선을 감지하면, 안착안내선에 이동로봇이 정상위치하였다고 판단하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 안착안내선은 검은라인으로 구성되어 있고,
    상기 기설정된 적외선센서만이 빛의 반사율을 감지한 값이 소정값미만이면, 정상위치임을 판단하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 이동로봇이 안착안내선을 따라 정상적으로 충전장치에 안착하면, 동시에 이동로봇은 음성신호로 사용자에게 알리는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 홈위치 자동이동방법.
  6. 이동로봇의 몸체접점이 충전장치의 충전접점에 안착하여, 이동로봇의 배터리에 전압을 충전하는 제어장치에 있어서,
    상기 충전장치에 구비된 위치봉의 영상정보를 입력하는 카메라와;
    상기 영상정보를 수신하여, 고주파 신호처리하는 오디오/비디오 고주파 모듈과;
    상기 충전장치에 구비된 안착 안내선을 감지하기 위하여, 이동로봇에 설치된 다수개의 적외선센서와;
    상기 오디오/비디오 고주파 모듈의 신호와, 기설정된 값을 비교하여 이동로봇의 주행을 제어하고, 상기 적외선센서의 감지값에 기초해서 상기 충전장치에 이동로봇의 안착을 제어하는 마이크로컨트롤러를 포함하여 구성되는 이동로봇의 홈위치 자동이동장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    외부와 무선통신을 수행하는 통신수단을 더 포함하고,
    상기 통신수단은 외부로부터의 명령을 전달받거나, 상기 오디오/비디오 고주파 모듈의 신호를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 홈위치 자동이동장치.
  8. 이동로봇의 몸체접점이 충전접점에 안착될 수 있도록 안내하기 위한 안착 안내선과, 위치를 알려주기 위한 위치봉을 구비한 충전장치와;
    이동로봇에 충전명령을 젱고하는 컴퓨터를 구비하고,
    상기 이동로봇은, 컴퓨터로부터 충전명령이 입력되면, 상기 충전장치에 구비된 위치봉을 이미지 프로세싱하며 충전장치를 찾아가고, 상기 충전장치에 구비된 안착 안내선을 감지하면서 충전장치에 안착되는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 홈위치 자동이동장치.
KR10-2002-0008557A 2002-02-18 2002-02-18 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치 KR100469960B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0008557A KR100469960B1 (ko) 2002-02-18 2002-02-18 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0008557A KR100469960B1 (ko) 2002-02-18 2002-02-18 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030068885A true KR20030068885A (ko) 2003-08-25
KR100469960B1 KR100469960B1 (ko) 2005-02-02

Family

ID=32221707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0008557A KR100469960B1 (ko) 2002-02-18 2002-02-18 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100469960B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100709066B1 (ko) * 2004-01-17 2007-04-18 주식회사 한울로보틱스 주행방향 감시 카메라를 이용한 이동로봇의 자동충전 방법
KR100902115B1 (ko) * 2006-12-02 2009-06-09 한국전자통신연구원 카메라와 적외선 센서를 이용한 로봇자동충전 장치 및 방법
KR101143892B1 (ko) * 2010-12-31 2012-05-14 부산대학교 산학협력단 자율주행 장치 및 그 제어 방법
CN113696200A (zh) * 2021-09-14 2021-11-26 中科蓝山怡源(北京)人工智能技术有限公司 一种具有医疗监测功能的养老用机器人

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2782923B2 (ja) * 1990-06-21 1998-08-06 松下電器産業株式会社 自走式掃除機
EP0522200B1 (en) * 1991-07-10 1998-05-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Mobile monitoring device
JP3276230B2 (ja) * 1993-12-20 2002-04-22 旭光学工業株式会社 内視鏡の先端部
JP2873157B2 (ja) * 1993-12-25 1999-03-24 日立造船株式会社 移動ロボットの充電器への接続方法
KR100266986B1 (ko) * 1998-06-20 2000-10-02 배길성 로봇 청소기의 충전기 추적장치 및 그 방법
KR20010016048A (ko) * 2000-10-16 2001-03-05 장기영 다기능 홈 퍼스널 로봇

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100709066B1 (ko) * 2004-01-17 2007-04-18 주식회사 한울로보틱스 주행방향 감시 카메라를 이용한 이동로봇의 자동충전 방법
KR100902115B1 (ko) * 2006-12-02 2009-06-09 한국전자통신연구원 카메라와 적외선 센서를 이용한 로봇자동충전 장치 및 방법
KR101143892B1 (ko) * 2010-12-31 2012-05-14 부산대학교 산학협력단 자율주행 장치 및 그 제어 방법
CN113696200A (zh) * 2021-09-14 2021-11-26 中科蓝山怡源(北京)人工智能技术有限公司 一种具有医疗监测功能的养老用机器人

Also Published As

Publication number Publication date
KR100469960B1 (ko) 2005-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6957712B2 (en) Robot cleaner, system employing the same and method for re-connecting to external recharging device
US9520731B2 (en) Control method for cleaning robots
KR101356165B1 (ko) 로봇 청소기 및 이의 제어 방법
EP2258247B1 (en) Robot cleaner and method for controlling the same
AU636258B2 (en) Mobile monitoring device
US6868307B2 (en) Robot cleaner, robot cleaning system and method for controlling the same
JP5122770B2 (ja) 映像認識の可能な移動体誘導システム
KR20010106845A (ko) 다기능 가정용 로봇 및 그의 제어방법
EP3104489A1 (en) Driving robot, and charging station docking method for the driving robot
KR101378883B1 (ko) 로봇 청소기, 단말 장치, 및 로봇 청소기의 원격 제어 시스템과 방법
JP2011088721A (ja) 自律走行ロボット及び自律走行ロボットの制御システム
KR100469960B1 (ko) 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치
JP2007152470A (ja) 自己診断機能付きロボット
JPH07295637A (ja) 受付・案内ロボットシステム
CN108000533A (zh) 一种讲解机器人
KR100437159B1 (ko) 로봇 청소기의 외부 충전장치와 그 시스템 및 외부충전장치 추적방법
KR100264832B1 (ko) 컴퓨터를 이용한 로봇 청소기 제어장치 및 그 방법
JP2008117185A (ja) 自走式移動体のシステム
CN107411941B (zh) 一种导盲机器人及其公交导盲报警***
JP2019101627A (ja) 駆動ロボット及びその駆動ロボットの充電ステーションドッキング方法
KR100437362B1 (ko) 로봇 청소기의 외부 충전장치와 그 시스템
KR100266988B1 (ko) 로봇 청소기의 청소구역형태 인식장치 및 그 방법
KR100478649B1 (ko) 출입구 인식기능을 갖는 로봇청소기 및 출입구 인식방법
KR101742514B1 (ko) 구동 로봇, 그리고 사용자 단말기를 이용한 상기 구동 로봇의 충전 스테이션 도킹 방법
JP7361547B2 (ja) ロボットシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111109

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee