KR20140058185A - Mobile robot and method for detecting position of the same - Google Patents

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KR20140058185A
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빅터 레드코프
이성수
백승민
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엘지전자 주식회사
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Abstract

A mobile robot and a method for detecting a position thereof are disclosed. An embodiment of the present invention can precisely detect a position if there is no sensor or sensors are insufficient by using moving sensors which are movable by being mounted on the body or being separated from the body. An embodiment of the present invention detects the position of the mobile robot itself through communication between a robot body and self-control movement sensors, for example, movable beacons so that it is possible to improve precision of position detection if surrounding information is insufficient or not available or other sensors are insufficient or not available. Therefore, an embodiment of the present can stably perform route search, mapping, etc.

Description

이동 로봇 및 이의 위치 인식 방법{MOBILE ROBOT AND METHOD FOR DETECTING POSITION OF THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a mobile robot,

본 발명은 주변의 정보가 없거나 부족한 경우에도 위치를 정밀하게 인식할 수 있는 이동 로봇 및 이의 위치 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile robot capable of precisely recognizing a position even when there is no surrounding information or lack thereof, and a method of recognizing the position of the mobile robot.

일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다.In general, robots have been developed for industrial use and have been part of factory automation. In recent years, medical robots, aerospace robots, and the like have been developed, and household robots that can be used in ordinary homes are being developed.

상기 가정용 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 전자기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.A representative example of the domestic robot is a robot cleaner, which is a kind of electronic equipment that sucks dust and foreign matter around while driving a certain area by itself. Such a robot cleaner is generally equipped with a rechargeable battery and has an obstacle sensor capable of avoiding obstacles during traveling, so that it can run and clean by itself.

한편, 로봇 청소기를 제어하기 위한 방식으로는 사용자 인터페이스인 리모콘을 이용하는 방식, 로봇 청소기 본체에 구비된 버튼을 이용하는 방식 등이 있다.As a method for controlling the robot cleaner, there are a method using a remote controller which is a user interface, a method using a button provided in the robot cleaner main body, and the like.

근래에는 상기 로봇 청소기를 이용한 응용 기술이 개발되고 있다. 예를 들어,네트워킹 기능을 가진 로봇 청소기의 개발이 진행되어, 원격지에서 청소 명령을 내릴 수 있도록 하거나 집안 상황을 모니터링할 수 있도록 하는 기능이 구현되고 있다. 또, 카메라나 각종 센서들을 이용하여 자기 위치인식 및 지도작성 기능을 가진 로봇 청소기들이 개발되고 있다.In recent years, application techniques using the robot cleaner have been developed. For example, development of a robot cleaner having a networking function has been implemented, and a function of enabling a cleaning command from a remote place or monitoring a house situation has been implemented. In addition, robot cleaners having a self-position recognition and mapping function using cameras and various sensors are being developed.

일반적으로, 이동 로봇의 탐색은 주변 센서들을 감시함으로써 공급되는 정보를 근거로 한다. 여러 종류의 센서들이 있을 수 있는데, 광, 라디오, 음향, 적외선 등이다. 그러나, 어떤 경우에는, 예를 들어 광 센서가 장착된 로봇이 어두운 환경에서 동작하는 경우에, 얻어진 데이터는 신뢰할 수 있는 탐색에 충분하지 않게 된다. 일반적으로 로봇에 장착된 주행 센서들은 로봇 기어들의 미끄러짐과 이동을 위한 표면의 복잡성에 의해 너무 큰 오류를 제공한다.In general, the search of a mobile robot is based on information supplied by monitoring peripheral sensors. There can be many kinds of sensors, such as light, radio, sound, and infrared. However, in some cases, for example, when a robot equipped with an optical sensor is operated in a dark environment, the obtained data is not sufficient for a reliable search. In general, traveling sensors mounted on robots provide too large errors due to the complexity of surfaces for sliding and moving robot gears.

본 발명의 실시 예들은 본체에 장착되어 이동하거나 분리되어 이동 가능한 센서들을 이용하여 다른 센서가 없거나 부족한 경우에도 위치를 정밀하게 인식할 수 있는 이동 로봇 및 이의 위치 인식 방법을 제공하는 데에 일 목적이 있다.Embodiments of the present invention provide a mobile robot capable of accurately recognizing a position even when there are no other sensors using sensors that are mounted on the main body and are movable or separated and can be moved. have.

일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 로봇 본체와, 상기 로봇 본체에 부착되는 복수의 이동 센서들과, 상기 이동 센서들을 상기 로봇 본체로부터 분리하여 이동시키고, 상기 이동 센서들이 전송한 신호들을 이용하여 위치를 인식하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.According to an embodiment, a mobile robot includes a robot body, a plurality of movement sensors attached to the robot body, and moving the movement sensors from the robot body, And a control unit for recognizing the control unit.

상기 이동 로봇은, 상기 이동 센서들을 이동시키는 제어 명령을 상기 이동 센서들에 전송하고, 상기 이동 센서들로부터 상기 신호들을 수신하는 통신 유닛을 더 포함하여 구성된다.The mobile robot further comprises a communication unit for transmitting a control command to the movement sensors for moving the movement sensors and for receiving the signals from the movement sensors.

일 실시 예에 따른 이동 로봇의 위치 인식 방법은, 로봇 본체와, 상기 로봇 본체에 부착되는 복수의 이동 센서들을 포함하는 이동 로봇에 있어서, 상기 이동 로봇의 위치 인식 방법은, 상기 이동 센서들을 부착한 상태에서의 초기 위치를 인식하는 단계와, 상기 이동 센서들을 상기 로봇 본체로부터 분리하여 이동시키는 단계와, 상기 이동 센서들이 일정 위치에 정지하는 단계와, 상기 이동 센서들이 전송한 신호들을 이용하여 위치를 인식하는 단계를 포함하여 구성된다.A method of recognizing a position of a mobile robot according to an embodiment of the present invention is a mobile robot including a robot body and a plurality of movement sensors attached to the robot body, Recognizing an initial position in a state of the robot, moving the moving sensors away from the robot body, stopping the moving sensors at a predetermined position, and detecting a position using the signals transmitted by the moving sensors And a step of recognizing the image.

본 발명의 실시 예들은 본체에 장착되어 이동하거나 분리되어 이동 가능한 이동 센서들을 이용하여 다른 센서가 없거나 부족한 경우에도 위치를 정밀하게 인식할 수 있다.The embodiments of the present invention can accurately recognize the position even when there is no or insufficient sensor by using the movement sensors mounted on the body and moved or separated and movable.

본 발명의 실시 예들은 자율 이동 센서들, 예를 들어 이동 가능한 비콘들과 로봇 본체와의 통신을 통해 이동 로봇 자신의 위치를 인식함으로써 주변의 정보들이 부족하거나 없는 경우 또는 다른 센서들이 부족하거나 없는 경우에도 위치 인식의 정밀성을 높일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예들은 경로 탐색, 지도 작성 등을 안정적으로 수행할 수 있다.The embodiments of the present invention recognize the position of the mobile robot itself by communicating with the autonomous mobile sensors, for example, movable beacons and the robot body, so that when the surrounding information is insufficient or absent, The precision of position recognition can be enhanced. Accordingly, the embodiments of the present invention can reliably perform route search, map creation, and the like.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 구성을 개략적으로 보인 블록도;
도 2는 도 1에 따른 이동 로봇 본체와 이동 센서들이 서로 통신하여 위치를 인식하는 동작을 설명하기 위한 개념도;
도 3은 이동 로봇의 일 예로서 로봇 청소기를 개략적으로 보인 도;
도 4는 도 3의 로봇 청소기의 구성을 개략적으로 보인 블록도; 및
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 위치 인식 방법을 개략적으로 보인 흐름도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a mobile robot according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a conceptual view for explaining an operation of recognizing a position of the mobile robot body and the movement sensors according to FIG. 1 by communicating with each other;
3 is a schematic view of a robot cleaner as an example of a mobile robot;
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the robot cleaner of FIG. 3; And
5 is a flowchart schematically illustrating a method of recognizing a position of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇(1)은, 로봇 본체(10)와, 로봇 본체(10)에 부착되는 복수의 이동 센서들(100)과, 제어 유닛(200)을 포함하여 구성된다. 제어 유닛(200)은, 이동 센서들(100)을 로봇 본체(10)로부터 분리하여 이동시키고, 이동 센서들(100)이 전송한 신호들을 이용하여 위치를 인식한다.1 and 2, a mobile robot 1 according to an embodiment includes a robot body 10, a plurality of movement sensors 100 attached to the robot body 10, a control unit 200). The control unit 200 separates and moves the movement sensors 100 from the robot body 10 and recognizes the position using the signals transmitted by the movement sensors 100. [

여기서, 이동 센서들(100)은, 자율 이동 센서들, 예를 들어 자율 이동 비콘일 수 있다. 또, 이동 센서들은, 제어 유닛(200)이 생성한 제어 명령에 따라 스스로 이동할 수 있다.Here, the movement sensors 100 may be autonomous movement sensors, for example autonomous mobile beacons. In addition, the movement sensors can move themselves according to the control command generated by the control unit 200. [

제어 유닛(200)은, 이동 센서들(100)을 각각 방향을 달리하여 이동시킬 수 있다. 또, 제어 유닛(200)은, 이동 센서들(100)을 각각 미리 정한 위치 또는 로봇 본체로부터 미리 정한 거리로 이동시킬 수 있다.The control unit 200 can move the movement sensors 100 in different directions. The control unit 200 can move the movement sensors 100 to a predetermined position or a predetermined distance from the robot main body, respectively.

이동 로봇(1)은, 또한, 이동 센서들(100)을 이동시키는 제어 명령을 이동 센서들(100)에 전송하고, 이동 센서들(100)로부터 신호들을 수신하는 통신 유닛(300)을 더 포함하여 구성된다. 통신 유닛(300)은 이동 센서들과 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나, 즉 현재 이용 가능한 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신할 수 있다. 특히, 통신 유닛(300)은 신호를 송수신할 수 있는 간단한 센서들, 예를 들어 광 센서, 적외선 센서, RF 센서일 수 있다.The mobile robot 1 further includes a communication unit 300 that transmits control commands to the movement sensors 100 to move the movement sensors 100 and receives signals from the movement sensors 100 . The communication unit 300 may be connected to the moving sensors through one of wired, wireless, and satellite communication methods, i.e. one of the currently available communication methods, to transmit and receive signals and data. In particular, the communication unit 300 may be simple sensors capable of transmitting and receiving signals, for example, an optical sensor, an infrared sensor, and an RF sensor.

또한, 상기 통신 유닛(300)은 외부의 단말 장치, 예를 들어 리모컨, 휴대전화, 스마트폰 등과 유선, 무선, 위성 통신 방식 등으로 신호와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 통신 유닛(300)은 라디오 주파수(RF) 통신, 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA), 무선 랜(LAN), 지그비(Zigbee) 등 근거리 무선 통신 방식 중 하나의 통신 방식으로 단말 장치와 통신을 수행할 수 있다.The communication unit 300 transmits and receives signals and data to and from an external terminal device, for example, a remote controller, a mobile phone, a smart phone, and the like through a wired, wireless, or satellite communication system. For example, the communication unit 300 may communicate with the terminal 300 through one of the short-range wireless communication methods such as radio frequency (RF) communication, Bluetooth, IrDA, LAN, Zigbee, And communicate with the device.

제어 유닛(200)은, 이동 센서들(100)이 부착된 정지 상태에서의 이동 로봇의 초기 위치와, 로봇 본체(10)로부터 분리되어 이동한 후의 이동 센서들(100a, 100b, 100c, ...)의 위치를 근거로 이동 로봇의 위치를 인식한다. 특히, 제어 유닛(200)은, 이동 센서들(100)로부터 수신된 신호들의 근거로 삼각 측량법에 의해 위치를 인식할 수 있다.The control unit 200 controls the initial position of the mobile robot in the stationary state to which the movement sensors 100 are attached and the movement sensors 100a, 100b, 100c, ... after the robot body 10 is separated from the initial position. The position of the mobile robot is recognized based on the position of the mobile robot. In particular, the control unit 200 can recognize the position by triangulation on the basis of signals received from the movement sensors 100.

또한, 제어 유닛(200)은, 이동 센서들(100)로부터의 상대 위치를 인식하고, 로봇 본체(10)를 일정 거리로 이동시키거나 일정 각을 회전하도록 할 수 있다. 이동 로봇(1)은 이동 센서들(100)과 통신을 수행하여 위치를 인식한 다음, 다른 위치로 이동하여 다시 이동 센서들(100)과 통신을 수행하여 위치를 인식한다. 이렇게 함으로써 이동 로봇은 위치 변화를 검출할 수 있고, 이동 경로를 알 수 있다.Further, the control unit 200 can recognize the relative position from the movement sensors 100, and can move the robot body 10 to a certain distance or rotate the fixed angle. The mobile robot 1 communicates with the movement sensors 100 to recognize the position and then moves to another position and communicates with the movement sensors 100 to recognize the position. By doing so, the mobile robot can detect the position change and know the movement path.

제어 유닛(200)은, 로봇 본체가 이동하거나 회전 후, 이동 센서들(100)과 통신을 통해 이동 센서들(100)로부터의 상대 위치를 다시 인식하고, 이동 경로를 탐색할 수 있다. 이동 로봇은 이동 센서들을 분리하여 특정 위치에 보낸 다음 이동 센서들과 신호를 송수신하여 자신의 위치를 인식한다. 그런 다음, 이동 로봇은 다음 위치로 이동하고, 이동 센서들과 다시 신호를 송수신하여 자신의 위치를 다시 인식한다. 또, 이동 로봇은 이동 센서들을 불러들인 다음 다시 다른 위치로 이동 센서들을 보내고, 이동 센서들과 신호를 송수신하여 자신의 위치를 다시 인식한다. 이동 로봇은 이러한 동작을 계속해서 반복함으로써 정밀한 위치 인식과 아울러 경로를 탐색할 수 있다.The control unit 200 can recognize the relative position from the movement sensors 100 through the communication with the movement sensors 100 and search for the movement route after the robot body moves or rotates. The mobile robot separates the movement sensors and sends them to a specific position, and then transmits and receives signals to and from the movement sensors to recognize their positions. Then, the mobile robot moves to the next position, transmits and receives signals again with the movement sensors, and recognizes its position again. In addition, the mobile robot retrieves the movement sensors, then sends the movement sensors to another position, transmits and receives signals with the movement sensors, and recognizes their position again. The mobile robot continuously repeats this operation and can search for a route along with accurate position recognition.

도 2를 참조하여 이동 로봇의 위치 인식 동작을 간단히 설명한다. 초기 위치에서, 이동 로봇이 동작(이동, 주행, 탐색 등)을 시작하는 동안, 이동 로봇은 움직이지 않는다. 이동 로봇의 초기 위치는 이동 로봇 내부 좌표계의 영으로 고정되고, 이는 저장 유닛에 저장된다. 이동 로봇(1)은 로봇 본체(10)에 부착된 이동 센서들, 예를 들어 자율 이동 비콘들을 분리하여 이동시킨다. 자율 이동 비콘들은 서로 다른 방향들로 미리 정해진 거리를 이동한다. 자율 이동 비콘들은 일정 위치들에 각각 정지하고 로봇 본체(10)에 구비되어 자율 이동 비콘들의 신뢰할 수 있는 위치 인식을 제공하는 광 센서 등과 같은 센서들에 의해 검출되고 인식될 수 있다.The position recognition operation of the mobile robot will be briefly described with reference to FIG. In the initial position, while the mobile robot starts to move (move, travel, search, etc.), the mobile robot does not move. The initial position of the mobile robot is fixed to zero of the coordinate system in the mobile robot, and this is stored in the storage unit. The mobile robot 1 separates and moves movement sensors attached to the robot body 10, for example, autonomous mobile beacons. The autonomous mobile beacons move a predetermined distance in different directions. The autonomous mobile beacons may be detected and recognized by sensors such as optical sensors or the like which are stationary at certain positions and provided to the robot body 10 to provide reliable position recognition of autonomous mobile beacons.

도 3 및 도 4는 이동 로봇의 일 예로서 로봇 청소기를 개시한다. 즉, 로봇 청소기(2)는 이동 센서들을 포함하고, 이와 통신을 수행하는 통신 유닛(300)을 포함함과 아울러 다른 구성 요소들을 포함할 수 있다.3 and 4 disclose a robot cleaner as an example of a mobile robot. That is, the robot cleaner 2 includes movement sensors and includes a communication unit 300 for performing communication with the robot cleaner 2, as well as other components.

로봇 청소기(2)는 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하는 청소 유닛(400)을 더 포함할 수 있다. 청소 유닛(400)은, 이물질 또는 먼지가 저장되는 먼지통, 이물질 또는 먼지를 먼지통으로 흡입되도록 회전하는 흡입팬, 흡입팬을 회전시키는 흡입 모터를 포함하여 구성된다. 흡입팬은 공기를 유동시키는 복수의 날개와, 복수의 날개의 상류측 외각에 링 형상으로 형성되어 복수의 날개를 연결하고 흡입팬의 중심축 방향으로 유입된 공기가 중심축에 수직한 방향으로 유동되도록 안내하는 부재를 포함한다. 또, 청소 유닛(400)은 로봇 청소기 본체의 하부에 회전 가능하게 장착되는 회전솔을 더 포함할 수 있다. 또, 청소 유닛은, 본체의 수직 방향의 회전축을 중심으로 회전하면서 벽면 등 청소 영역의 모서리나 구석 등을 청소하는 사이드 브러쉬를 더 포함할 수 있다.The robot cleaner 2 may further include a cleaning unit 400 for sucking dust or foreign matter around the robot cleaner. The cleaning unit 400 includes a dust box in which foreign matter or dust is stored, a suction fan that rotates so as to suck foreign matter or dust into the dust box, and a suction motor that rotates the suction fan. The suction fan includes a plurality of vanes for flowing air, a plurality of blades formed in a ring shape on the upstream outer side of the plurality of vanes and connecting a plurality of vanes, and air flowing in the direction of the center axis of the suction fan flows And a guide member. In addition, the cleaning unit 400 may further include a rotary brush rotatably mounted on a lower portion of the robot cleaner main body. The cleaning unit may further include a side brush which rotates around a rotation axis in the vertical direction of the main body while cleaning corners and corners of the cleaning area such as a wall surface.

로봇 청소기는, 구동 유닛(500)과, 물체 검출 유닛(600)과, 저장 유닛(700)과, 출력 유닛(810)과, 입력 유닛(820)과, 전원 유닛(900)을 포함하거나, 이들 중 일부의 구성을 포함하여 구성될 수 있다.The robot cleaner includes a drive unit 500, an object detection unit 600, a storage unit 700, an output unit 810, an input unit 820, and a power unit 900, And the like.

구동 유닛(500)은 좌, 우측 주바퀴와 연결된다. 구동 유닛은 바퀴들을 회전시키는 소정의 휠 모터(Wheel Motor)를 구비하여, 휠 모터를 구동함으로써 로봇 청소기를 이동시킨다. 휠 모터는 각각 주바퀴에 연결되어 주바퀴가 회전하도록 하고, 휠 모터는 서로 독립적으로 작동하며 양방향으로 회전이 가능하다. 또, 로봇 청소기는 배면에 하나 이상의 보조 바퀴를 구비하여 로봇 청소기를 지지하고, 로봇 청소기와 바닥면(피청소면) 사이의 마찰을 최소화하고 로봇 청소기의 이동이 원활하도록 한다.The drive unit 500 is connected to the left and right main wheels. The drive unit includes a predetermined wheel motor for rotating the wheels, and moves the robot cleaner by driving the wheel motor. The wheel motors are respectively connected to the main wheels so that the main wheels rotate, and the wheel motors operate independently of each other and can rotate in both directions. In addition, the robot cleaner has at least one auxiliary wheel on its back side to support the robot cleaner, minimize the friction between the robot cleaner and the bottom surface (the surface to be cleaned), and smoothly move the robot cleaner.

물체 검출 유닛(600)은, 본체에 설치되고, 주변의 물체를 감지하여 감지 정보를 출력한다. 물체 검출 유닛(600)은 하나 이상의 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어, 물체 검출 유닛(600)은, 외부 신호를 감지하는 외부 신호 센서, 전방에 설치되어 장애물을 감지하는 장애물 센서, 상방이나 전방을 향하도록 설치되어 로봇 청소기 주변을 촬영하는 상부 카메라 센서 등을 포함한다.The object detecting unit 600 is installed in the main body, and detects surrounding objects to output detection information. The object detection unit 600 may be composed of one or more sensors. For example, the object detecting unit 600 may include an external signal sensor for sensing an external signal, an obstacle sensor for detecting an obstacle installed at the front, an upper camera sensor installed to face the robot cleaner, .

저장 유닛(700)은 이동 로봇, 즉 로봇 청소기를 제어(구동)하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 저장 유닛(700)은, 상방 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 청소 영역, 청소 지도 등을 더 저장할 수 있다. 또, 저장 유닛(700)은 청소 방식, 주행 방식을 저장할 수 있다. 저장 유닛(700)은 이동 센서들(100)이 이동할 거리, 방향 등이 미리 설정되어 저장할 수 있고, 인식된 로봇의 위치, 이동할 위치 등을 미리 저장할 수 있다.The storage unit 700 stores a control program for controlling (driving) the mobile robot, that is, the robot cleaner, and data according to the control program. The storage unit 700 may further store upper image information, obstacle information, location information, a cleaning area, a cleaning map, and the like. In addition, the storage unit 700 can store the cleaning method and the traveling method. The storage unit 700 may store preset distance and direction of the movement sensors 100, and may store the position of the recognized robot, the position to be moved, and the like in advance.

저장 유닛(700)은 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 저장 장치이다. 비휘발성 메모리는 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등을 포함한다.The storage unit 700 mainly uses a nonvolatile memory. Here, the non-volatile memory (NVM, NVRAM) is a storage device that keeps stored information even when power is not supplied. Non-volatile memory includes ROM, flash memory, magnetic computer storage devices (e.g., hard disk, diskette drive, magnetic tape), optical disk drive, magnetic RAM, PRAM, and the like.

출력 유닛(810)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 로봇 청소기의 상부에 구비된다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력 유닛(810)은,예약 정보, 배터리 상태, 집중 청소, 공간 확장, 지그재그 운전 등의 청소 방식 또는 주행 방식 등을 화면에 표시한다. 출력 유닛(810)은 장애물 정보, 위치 정보, 청소 영역, 청소 지도 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력 유닛(810)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.The output unit 810 is provided on the upper portion of the robot cleaner, as shown in Fig. Of course, the installation location and installation type may vary. For example, the output unit 810 displays on the screen a cleaning method such as reservation information, battery status, concentrated cleaning, space expansion, and zigzag operation, or a driving method. The output unit 810 may display obstacle information, location information, a cleaning area, a cleaning map, and the like on the screen. The output unit 810 may include any one of a light emitting diode (LED), a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel, and an organic light emitting diode (OLED) As shown in FIG.

사용자 등은 입력 유닛(820)을 통해 로봇 청소기에 직접 제어 명령을 입력한다. 또, 사용자 등은 입력 유닛을 통해 저장 유닛에 저장된 정보들 중 하나 이상의 정보를 출력하도록 하는 명령을 입력할 수 있다. 입력 유닛(820)은 하나 이상의 버튼으로 형성될 수 있다. 입력 유닛(820)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 로봇 청소기의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력 유닛(820)은 출력 유닛과 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.The user or the like inputs a control command directly to the robot cleaner through the input unit 820. [ Further, the user or the like may input a command through the input unit to output one or more pieces of information stored in the storage unit. The input unit 820 may be formed of one or more buttons. As shown in FIG. 3, the input unit 820 can be installed on the upper part of the robot cleaner with a hard key, a soft key, a touch pad, or the like. In addition, the input unit 820 may take the form of a touch screen with the output unit.

전원 유닛(900)은, 충전 가능한 배터리를 구비하여 로봇 청소기 내로 전원을 공급한다. 전원 유닛(900)은 각 유닛들에 구동 전원과, 로봇 청소기가 이동하거나 청소를 수행하는데 따른 동작 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전대로 이동하여 충전 전류를 공급받아 충전된다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어 유닛에 전달된다. 출력 유닛(810)은 제어 유닛에 의해 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다.The power supply unit 900 includes a rechargeable battery and supplies power to the robot cleaner. The power supply unit 900 supplies driving power to the respective units and operation power for the robot cleaner to move or clean the robot cleaner. The battery is connected to the battery detection unit, and the battery remaining amount and the charge state are transmitted to the control unit. The output unit 810 can display the remaining battery level on the screen by the control unit.

도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 위치 인식 방법은, 로봇 본체와, 상기 로봇 본체에 부착되는 복수의 이동 센서들을 포함하는 이동 로봇에 있어서, 상기 이동 로봇의 위치 인식 방법은, 상기 이동 센서들을 부착한 상태에서의 초기 위치를 인식하는 단계(S10)와, 상기 이동 센서들을 상기 로봇 본체로부터 분리하여 이동시키는 단계(S20)와, 상기 이동 센서들이 일정 위치에 정지하는 단계(S30)와, 상기 이동 센서들이 전송한 신호들을 이용하여 위치를 인식하는 단계(S40)를 포함하여 구성된다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 4를 참조한다.5, a method of recognizing a position of a mobile robot according to an embodiment of the present invention is a mobile robot including a robot body and a plurality of movement sensors attached to the robot body, (S10) of recognizing an initial position in a state where the moving sensors are attached, moving the moving sensors from the robot body (S20), stopping the moving sensors at a predetermined position (S30 And recognizing a position using the signals transmitted by the movement sensors (S40). The configuration of the apparatus will be described with reference to Figs.

위치를 인식하는 단계(S40)는, 초기 위치와, 로봇 본체로부터 분리되어 이동한 후의 이동 센서들의 위치를 근거로 위치를 인식하는 단계일 수 있다. 특히, 위치를 인식하는 단계(S40)는, 이동 센서들로부터 수신된 신호들의 근거로 삼각 측량법에 의해 위치를 인식하는 단계일 수 있다.The step S40 of recognizing the position may be a step of recognizing the position based on the initial position and the position of the movement sensors after being separated from the robot body. In particular, the step S40 of recognizing the position may be a step of recognizing the position by triangulation based on the signals received from the movement sensors.

상기 이동 로봇의 위치 인식 방법은, 상기 로봇 본체가 일정 거리를 이동하거나 일정 각을 회전하는 단계(S50)를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 위치를 인식하는 단계(S40)는 로봇 본체가 이동하거나 회전한 후, 이동 센서들로부터의 상대 위치를 다시 인식하는 단계일 수 있다.The method for recognizing the position of the mobile robot may further include a step (S50) in which the robot body moves a predetermined distance or rotates a predetermined angle. Here, the step S40 of recognizing the position may be a step of re-recognizing the relative position from the movement sensors after the robot body moves or rotates.

상기 위치 인식 방법은, 위치 인식 결과들을 이용하여 이동 경로를 탐색하는 단계(S60)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 이동 경로의 탐색이 완료되면, 이동 센서들은 다시 로봇 본체로 이동하여 장착된다(S90).The location recognition method may further include searching for a movement route using the location recognition results (S60). Here, when the search for the movement path is completed, the movement sensors are moved to the robot body and mounted (S90).

또, 상기 위치 인식 방법은, 상기 위치 인식 결과들의 신뢰성을 판단하는 단계(S70)와, 상기 신뢰성이 일정 기준 이하이면, 상기 이동 센서들의 위치를 변경하는 단계(S80)를 더 포함하여 구성된다.In addition, the position recognition method may further include: determining reliability of the position recognition results (S70); and changing the position of the movement sensors if the reliability is below a predetermined standard (S80).

초기 위치에서, 이동 로봇이 동작(이동, 주행, 탐색 등)을 시작하는 동안, 이동 로봇은 움직이지 않는다. 이동 로봇의 초기 위치는 이동 로봇 내부 좌표계의 영으로 고정되고(S10), 이는 저장 유닛에 저장된다. 이동 로봇은 로봇 본체에 부착된 이동 센서들, 예를 들어 자율 이동 비콘들을 분리하여 이동시킨다(S20). 자율 이동 비콘들은 서로 다른 방향들로 미리 정해진 거리를 이동한다. 자율 이동 비콘들은 일정 위치들에 각각 정지하고(S30) 로봇 본체에 구비되어 자율 이동 비콘들의 신뢰할 수 있는 위치 인식을 제공하는 광 센서 등과 같은 센서들에 의해 검출되고 인식될 수 있다(S40).In the initial position, while the mobile robot starts to move (move, travel, search, etc.), the mobile robot does not move. The initial position of the mobile robot is fixed to the zero of the coordinate system in the mobile robot (S10), which is stored in the storage unit. The mobile robot separates and moves the movement sensors attached to the robot body, for example, autonomous mobile beacons (S20). The autonomous mobile beacons move a predetermined distance in different directions. The autonomous mobile beacons may be detected and recognized by sensors such as optical sensors, etc., which stop at certain positions (S30) and are provided to the robot body to provide reliable position recognition of the autonomous mobile beacons (S40).

이동 센서, 즉 자율 이동 비콘들이 장착된 이동 로봇의 동작 사이클의 일 예가 도 5에 도시된다. 이동 센서들이 로봇 본체로부터 분리되어 이동한 후, 이동 로봇은 이동 센서들의 로봇 본체로부터의 상대적인 위치를 고정한다. 그런 다음, 이동 로봇은 원하는 거리를 이동하고 원하는 각을 회전한다. 이동 로봇은 정지된 이동 센서들을 이용하여 이동 거리 및 회전 각을 보정한다. 이러한 이동 및 회전은 반복될 수 있다.An example of the motion cycle of a mobile robot equipped with a movement sensor, i.e. autonomous mobile beacons, is shown in Fig. After the moving sensors are moved away from the robot body, the mobile robot fixes the relative positions of the moving sensors from the robot body. Then, the mobile robot moves the desired distance and rotates the desired angle. The mobile robot corrects the movement distance and the rotation angle using the stopped movement sensors. Such movement and rotation can be repeated.

이동 센서들을 근거로 한 탐색 절차는 다양한 방법으로 구성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 있어서, 절차는 삼각 측량 알고리즘을 이용하여 실현된다. 일반적인 경우, 이동 센서들의 개수(비콘들의 개수)나 이동 센서들의 할당, 또는 탐색 방법들은 본 발명에서 제시된 방법 이외에 다양한 방법으로 결정될 수 있다.The search procedure based on the movement sensors can be configured in various ways. In a preferred embodiment of the present invention, the procedure is implemented using a triangulation algorithm. In general, the number of movement sensors (number of beacons), the allocation of movement sensors, or the search methods may be determined in various ways other than the method presented in the present invention.

자율 이동 비콘들과 로봇 본체 사이의 거리가 이동 로봇의 정확한 위치 인식에 불충분하면, 자율 이동 로봇은 정지하고 자율 이동 비콘들에게 위치들을 변경하도록 명령을 하거나 로봇 본체로 돌아오도록 하는 명령을 한다.If the distance between the autonomous mobile beacons and the robot body is insufficient for the accurate position recognition of the mobile robot, the autonomous mobile robot stops and instructs the autonomous mobile beacons to change positions or to return to the robot body.

자율 이동 비콘들의 움직임, 회전, 및 정지에 대한 제어는 이동 로봇에 의해 제공되거나 또는 비콘들에 포함된 해당 프로그램에 의해 제공될 수 있다.Controls for movement, rotation, and stop of autonomous mobile beacons may be provided by the mobile robot or by a corresponding program included in the beacons.

본 발명의 실시 예들에 따른 이동 로봇 및 이의 위치 인식 방법은, 큰 주행 오류가 있고, 예를 들어 주변 조건들 때문에 다른 센서들을 사용하기 불가능할 때, 이동 로봇이 이동하는 동안에 특히 유용하다. 예를 들어, 이러한 상황은 어두운 환경에서 모래 표면에서 로봇이 이동하는 동안에 구현될 수 있다. 기어 미끄러짐 때문에, 주행 오류가 100 %를 초과할 수 있다. 유사한 상황에서 주행 센서를 사용하는 것은 불가능하게 된다.The mobile robot and its position recognition method according to embodiments of the present invention are particularly useful while the mobile robot is moving when there is a large traveling error and it is impossible to use other sensors due to, for example, surrounding conditions. For example, this situation can be realized while the robot is moving on the sand surface in a dark environment. Due to the gear slip, the running error may exceed 100%. It is impossible to use the traveling sensor in a similar situation.

자율 이동 방식의 경우, 본 발명의 실시 예들에 따라 이동 로봇의 위치 인식 에러는 감소하고 사용되는 하드웨어의 품질에 따라 달라진다.In the case of the autonomous mobile system, the position recognition error of the mobile robot is reduced according to the embodiments of the present invention and depends on the quality of hardware used.

센서들의 형태 및 이동 로봇의 디자인은 로봇 청소기를 예시하였으나, 본 출원의 범위를 벗어나고, 주로 로봇과 이러한 비콘들이 사용될 환경에 의존한다. 예를 들어, 지상 환경인 경우 광 반사 점을 가지는 움직임 기어를 구비한 작은 무선 조종 장치 일 수 있다. 바다 수중 환경인 경우 로봇에 의해 전송되는 초음파 신호에 의해 제어되고 로봇의 요청에 따라 응답 신호를 전자기 또는 음향 신호로 제공하는 작은 배 또는 수중 차량일 수 있다.The shape of the sensors and the design of the mobile robot exemplify a robot cleaner, but are outside the scope of the present application and depend mainly on the environment in which the robot and such beacons are used. For example, it may be a small radio control device having a moving gear having a light reflection point in a ground environment. And may be a small boat or an underwater vehicle that is controlled by an ultrasonic signal transmitted by a robot in the case of a marine underwater environment and provides an electromagnetic or acoustic signal as a response signal at the request of the robot.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 이동 로봇 및 이의 위치 인식 방법은 본체에 장착되어 이동하거나 분리되어 이동 가능한 이동 센서들을 이용하여 다른 센서가 없거나 부족한 경우에도 위치를 정밀하게 인식할 수 있다. 본 발명의 실시 예들은 자율 이동 센서들, 예를 들어 이동 가능한 비콘들과 로봇 본체와의 통신을 통해 이동 로봇 자신의 위치를 인식함으로써 주변의 정보들이 부족하거나 없는 경우 또는 다른 센서들이 부족하거나 없는 경우에도 위치 인식의 정밀성을 높일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예들은 경로 탐색, 지도 작성 등을 안정적으로 수행할 수 있다.As described above, the mobile robot and its position recognition method according to the embodiments of the present invention can precisely recognize the position even when there are no other sensors using movement sensors mounted on the body and moved or separated and movable . The embodiments of the present invention recognize the position of the mobile robot itself by communicating with the autonomous mobile sensors, for example, movable beacons and the robot body, so that when the surrounding information is insufficient or absent, The precision of position recognition can be enhanced. Accordingly, the embodiments of the present invention can reliably perform route search, map creation, and the like.

1: 이동 로봇 2: 로봇 청소기
10: 로봇 본체 100: 이동 센서
200: 제어 유닛 300: 통신 유닛1: mobile robot 2: robot cleaner
10: robot body 100: movement sensor
200: control unit 300: communication unit

Claims (15)

로봇 본체;
상기 로봇 본체에 부착되는 복수의 이동 센서들; 및
상기 이동 센서들을 상기 로봇 본체로부터 분리하여 이동시키고, 상기 이동 센서들이 전송한 신호들을 이용하여 위치를 인식하는 제어 유닛;을 포함하는 이동 로봇.A robot body;
A plurality of movement sensors attached to the robot body; And
And a control unit for separating and moving the movement sensors from the robot body and recognizing a position using signals transmitted by the movement sensors. 제1 항에 있어서,
상기 이동 센서들을 이동시키는 제어 명령을 상기 이동 센서들에 전송하고, 상기 이동 센서들로부터 상기 신호들을 수신하는 통신 유닛;을 더 포함하는 이동 로봇.The method according to claim 1,
And a communication unit for transmitting a control command for moving the movement sensors to the movement sensors and for receiving the signals from the movement sensors. 제2 항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 이동 센서들이 부착된 정지 상태에서의 이동 로봇의 초기 위치와, 상기 로봇 본체로부터 분리되어 이동한 후의 상기 이동 센서들의 위치를 근거로 상기 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.3. The method of claim 2,
Wherein the control unit comprises:
Wherein the mobile robot recognizes the position based on an initial position of the mobile robot in a stationary state with the movement sensors attached thereto and a position of the movement sensors after being separated from the robot body. 제3 항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 이동 센서들로부터 수신된 신호들의 근거로 삼각 측량법에 의해 상기 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method of claim 3,
Wherein the control unit comprises:
And recognizes the position by triangulation based on signals received from the movement sensors. 제3 항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 이동 센서들로부터의 상대 위치를 인식하고, 상기 로봇 본체를 일정 거리로 이동시키거나 일정 각을 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method of claim 3,
Wherein the control unit comprises:
Recognizes a relative position from the movement sensors, and moves the robot body to a predetermined distance or rotates a predetermined angle. 제5 항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 로봇 본체가 이동하거나 회전 후, 상기 이동 센서들과 통신을 통해 상기 이동 센서들로부터의 상대 위치를 다시 인식하고, 이동 경로를 탐색하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.6. The method of claim 5,
Wherein the control unit comprises:
Wherein the mobile robot recognizes a relative position from the movement sensors through communication with the movement sensors after moving or rotating, and searches for a movement route. 제2 항에 있어서,
상기 이동 센서들은,
상기 제어 명령에 따라 스스로 이동하는 자율 이동 센서들인 것을 특징으로 하는 이동 로봇.3. The method of claim 2,
The movement sensors,
Wherein the mobile robot is autonomous movement sensors that move themselves according to the control command. 제1 항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 이동 센서들을 각각 방향을 달리하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.The method according to claim 1,
Wherein the control unit comprises:
And the movement sensors move in directions different from each other. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하는 청소 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
And a cleaning unit for sucking dust or foreign substances around the robot cleaner. 로봇 본체와, 상기 로봇 본체에 부착되는 복수의 이동 센서들을 포함하는 이동 로봇에 있어서,
상기 이동 로봇의 위치 인식 방법은,
상기 이동 센서들을 부착한 상태에서의 초기 위치를 인식하는 단계;
상기 이동 센서들을 상기 로봇 본체로부터 분리하여 이동시키는 단계;
상기 이동 센서들이 일정 위치에 정지하는 단계; 및
상기 이동 센서들이 전송한 신호들을 이용하여 위치를 인식하는 단계를 포함하는 이동 로봇의 위치 인식 방법.1. A mobile robot including a robot body and a plurality of movement sensors attached to the robot body,
A method for recognizing a position of a mobile robot,
Recognizing an initial position in a state where the moving sensors are attached;
Separating and moving the movement sensors from the robot body;
Stopping the movement sensors at a predetermined position; And
And recognizing a position of the mobile robot using signals transmitted from the movement sensors. 제10 항에 있어서,
상기 위치를 인식하는 단계는,
상기 초기 위치와, 상기 로봇 본체로부터 분리되어 이동한 후의 상기 이동 센서들의 위치를 근거로 상기 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 위치 인식 방법.11. The method of claim 10,
The step of recognizing the position may comprise:
And recognizing the position based on the initial position and the position of the movement sensors after being separated from the robot main body. 제11 항에 있어서,
상기 위치를 인식하는 단계는,
상기 이동 센서들로부터 수신된 신호들의 근거로 삼각 측량법에 의해 상기 위치를 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 위치 인식 방법.12. The method of claim 11,
The step of recognizing the position may comprise:
Wherein the position is recognized by triangulation based on signals received from the movement sensors. 제11 항에 있어서,
상기 로봇 본체가 일정 거리를 이동하거나 일정 각을 회전하는 단계;를 더 포함하고,
상기 위치를 인식하는 단계는,
상기 로봇 본체가 이동하거나 회전한 후, 상기 이동 센서들로부터의 상대 위치를 다시 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 위치 인식 방법.12. The method of claim 11,
Further comprising the step of the robot body moving a predetermined distance or rotating a fixed angle,
The step of recognizing the position may comprise:
Wherein the relative position from the movement sensors is recognized again after the robot body moves or rotates. 제13 항에 있어서,
상기 위치 인식 결과들을 이용하여 이동 경로를 탐색하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 위치 인식 방법.14. The method of claim 13,
And searching for a movement route using the position recognition results. 제13 항에 있어서,
상기 위치 인식 결과들의 신뢰성을 판단하는 단계; 및
상기 신뢰성이 일정 기준 이하이면, 상기 이동 센서들의 위치를 변경하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 위치 인식 방법.14. The method of claim 13,
Determining reliability of the position recognition results; And
And changing the position of the movement sensors if the reliability is below a certain standard.
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