KR920000946B1 - 이 동 차 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이 동 차

제1도는, 본 발명 이동차의 블록도.

제2도는, 본 발명 이동차의 정면도.

제3도는, 본 발명 이동차의 측면도.

제4도는 본 발명 이동차의 개략동작을 설명한 흐름도.

제5도는, 기억부내의 메모리 구성을 설명한 설명도.

제6도는, 기억부내의 기억 상황을 설명한 설명도.

제7도 내지 제11도는 진행방향의 결정 순서를 표시한 흐름도.

제12도는, 이동차의 이동경로를 표시한 실내 모식도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 차체 2,3 : 구동륜

4,5 : 모우터 6,7 : 엔코우더

8 : 코오드리일 9-18 : 초음파 센서

19-21 : 접촉센서 22 : 제어부

23 : 지도작성부 24 : 기억부

25 : 방향결정부

본 발명은 소정 영역내를 그 영역의 형상을 인식하면서 이동하는 이동차에 관한 것이다.

종래의 바EKR면 청소로보트의 이동차로서 실내를 일주하면서 실내형상이나 그 실내의 장해물을 검지, 인식한후, 전진 및 반전을 반복하는 이동차가 예컨대, 일본국 “센서기술”(1984년 4월호)에 표시되어 있다.

한편, 교류전원으로부터 코오드에 의하여 전력을 얻어 작업 동작을 행하는 것으로는 코오드나 실내의 장해물에 감겨져서 실내형상을 인식하기 위하여 실내를 일주하는데에 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 이 때문에 실내를 일주하는 동작을 하지 않고서 실내의 지도의 인식 및 이동을 행할 필요가 있다.

본 발명은 이와 같은 점에 감안하여 된 것으로서 주위의 물체나 장해물까지의 거리를 측정하는 거리측정 수단과, 자신의 위치를 검출하는 위치검출수단과, 이 위치검출수단 및 상기의 거리측정수단으로부터의 정보에 따라서 실내의 지도를 순서에 따라 작성하는 지도작성수단과, 상기의 위치검출수단으로부터의 검출정보에 따라서 자신이 이동한 영역을 기억하는 기억수단으로되며, 상기의 지도작성수단으로 작성된 지도 정보와 기억 수단내의 이동영역 정보에 의하여 자신의 이동 방향을 결정하고 있다. 본 발명은 실내 영역의 이동작업과 실내 형상의 인식이 대부분 동시에 효율적으로 행하여진다.

[실시예]

제1도는 본 발명 이동차의 블록도이고, 제2도는 본 발명 이동차의 정면도이며, 제3도는 그 측면도로서 이들의 도면에 있어서 (1)은 이동차의 차체, (2), (3)은 모우터(4), (5)로 각각 구동되는 구동륜으로 그 회전량에 따라서 차체(1)이 이동한다. 또 이와 같은 구동륜(4), (5)의 회전량은 각각 엔코우터(6), (7)에 의하여 계측된다. (8)은 상기의 차체(1)부에 설치된 코오드 리일, (9) 내지 (14)는 차체(1) 전면부에 부착된 초음파 센서, (15) 내지 (18)은 차체(1) 측면에 설치된 초음파 센서이며, 각각 전방 및 측부의 장해물을 검출한다. (19), (20)은 차체(1) 전면에 설치된 접촉센서, (21)은 후면에 설치된 접촉센서를 표시하고 각각 접촉되는 것으로 장해물 검출을 한다.

(22)는 상기의 초음판 센서(9) 내지 (18)로부터의 신호나 상기의 접촉센서(19) 내지 (21)로부터 신호를 받는 제어부이며, 상기의 모우터(4), (5)의 회전 제어하여 이동량을 조정하는 동시에 엔코우더(6), (7)로부터의 신호에 의하여 차체(1)의 이동거리를 검출하여, 현재의 위치를 인식한다. (23)은 제어부(22)로 산출한 위치정보와 초음파 센서에 의한 장해물까지의 거리 정보에 따라서 순서적으로 실내의 형상 및 장해물의 배치 상황을 인식하고, 지도를 작성하는 지도작성부, (24)는 이와 같이 하여 작성된 지도정보를 기억하는 기억부를 표시하고, 상기의 제어부(22)로부터의 위치정보에 의하여 차체(1)이 이동한 이동영역도 순서를 따라 기억한다.

(25)는 이와 같은 지도정보 및 이동영역의 정보에서 차체(1)의 이동방향을 결정하는 방향결정부이며, 제어부(22)는 여기에서의 결정에 따라서 모우터(4), (5)를 제어하여 이동차에 원하는 이동을 행하게 한다. 또, 이와 같은 이동차에 바닥면 청소 작업기능이 있게 하여 이동차 하면으로부터 바닥면의 먼지를 흡인하게 한다. 제4도는 이와 같은 이동차의 동작을 표시한 흐름도로서, 이 도면에 의해 개략 동작을 설명한다. 먼저, 이동차는 최초에 배치된 장소로부터 전진을 개시한다. 이때, 동시에 청소작업등도 개시된다.

이것에 의하여 이동차는 전면 및 측면에 부착된 초음파 센서(9) 내지 (18)에 의하여 로보트에 앞과 가로로 있는 벽이나 물체까지의 거리를 측정하는 동시에 엔코우터(6), (7)로 항상 이동거리 및 이동방향을 검지하면서 주행하여 간다. 그리고, 이들의 정보에 의하여 지도작성부(23)은 실내의 벽면이나 장해물을 인식하여 기억부(24)내에 그 위치를 기입하여 지도를 작성하여 간다. 그리고, 전방에 벽이나 물체등이 있어, 거리까지의 거리가 있는 일정치(예로 10-15㎝)로 된때나, 이미 청소구역(area)에 도달한 곳에서 정지한다. 이 상태로 전진 동작에 의하여 이동차가 이동한 영역을 상기의 기억부(24) 내의 지도위에 기입한다.

그 후, 방향결정부(25)에서 다음에 진행하는 방향을 결정하여(후술한다) 다음에 진행할 수 없게 되면 작업을 종료하고, 다음에 진행하는 경우는 결정된 방향으로 회전동작에 의하여 방향을 변경하고 다음의 전진 동작으로 옮기며, 그리고 이것을 반복한다. 다음에 지도가 이루어지는 방법에 대하여 설명을 한다.

제5도에 표시한 바와 같이 실내 바닥면에 X-y 좌표계를 대응시키고, X축, y축 각각에 평행한 선으로 격자형상으로 구획짓는 1개의 격자를 [XK, yK]로 표시하며, 이 각각의 격자[XK, yK]는 기억부(24)의 1바이트로 대응시킨다. 또한, 1개의 격자는 ℓ×ℓ(예로 5㎝×5㎝)의 정방형으로 한다.

이동차가 제6도에 표시한 바와 같이 y방향으로 A지점(Xa, ya)로부터 B지점(Xa, Yb)방향에 진행한 경우, 이동차의 폭을 W, 길이를 L로 하면,

인 4각형 D내에 포함되는 격자전체에 대응하는 기억부(24)의 1바이트의 비트째를 1로 한다.

이것에 의하여 반대로 격자(XK, yK)를 로보트가 통과하였나 어떤가가 [XK, yK]으로 대응하는 메모리의 1바이트의 비트째가 1인가 아닌가를 판정하는 것으로 알 수 있다. 또, 이동차의 위치가(Xb, yb)인때, 우측의 초음파 센서(15), (16)이 거리(S)인 값을 검출한 것이 된다. 초음파 센서(15), (16)은 음파인 특징으로부터 지향성을 가지고 그 각도범위 20의 경우, 센서의 위치를 (Xs, ys)로 하면 물체가 존재한다고 생각되는 범위는 (Xs+S, ys-Stam 0)-(Xs+S, ys+Stam 0)에 있다고 생각된다.

그래서, 이 범위에 포함되는 격자점에 대응하는 기억부(24)의 1바이트의 1비트째를 1로 한다. 이것에 의하여 반대로 격자점[XK, yK]가 장해물이 있는 영역 E인가 아닌가로 판정을 할 수 있다. 다음에, 이동차의 방향 결정에 대하여 설명을 한다. 먼저, 진행방향은 X축의 플러스방향(X+), 마이너스방향(X-), y축의 플러스방향(y+), 마이너스방향(y-)로만 진행하는 것으로 하며, 최초에 현시점의 이동차의 방향을 제7도의 흐름에 따라서 판정을 한다.

그리고, 그 후에 각 X+, X-, y+, y-방향을 이동차가 향하고 있는 경우에 대하여 다음의 진행방향을 결정한다. 이동차가(y+)방향을 향하고 있을 경우, (X-)측으로 아직 작업을 하지 않은(즉, 지도위에 통과한 표시가 없다) 구역이 남아 있고, 가까이(예로 로보트으로부(X-)측의 50㎝이내에) 장해물이 없는 즉, 기억부(24)내의 지도위에 장해물이 없다때는 다음의 진행방향을(X-)로 한다. (X-)측에 아직 작업을 하지 않은 영역이 없으며, (X+)측에 장해물이 없을때에는 다음의 진행방향을 (X+)로 한다.

한편, (X+)측에 장해물이 있을때는 한번(y-)방향으로 후진하면(X+)에 장해물이 없는가 지도를 조사하고, 장해물이 없는 곳이 있으면 거기까지 후진하여 다음의 진행방향을(X+)로 한다. 다른 한편 (X+)측에 장해물이 없는 곳이 발견되지 않으면 종료된 것으로 한다.

이와 같은 방향 결정의 흐름도면을 제8도에 표시한다. 계속하여 이동차가 (y-)방향을 향하고 있을 경우, 전번의 X방향 이동은 (X+)방향인가 어떤가를 판정한다. 그리고 (X+)방향이었던 경우, 전번의 (y+)방향 전진거리 보다 금번의(y-)방향의 전진거리가 짧은때는 한번 (X-)방향으로 진행한후, 다음에 (y-)방향으로 한다. 한편, 전번의 X방향 이동이 (X-)방향이었던 경우나, 전번의 (y+)방향 전진거리보다 금번의 (y-)방향의 전진거리가 길때는 (X+)측에 장해물이 없으면 다음의 진행방향을 (X+)로 한다.

다른쪽 (X+)측에 장해물이 있으면, (y+)방향으로 후진하여 장해물이 없어지는가 어떤가를 기억부(24)내의 지도를 본다. 장해물이 없어지는 것이면 그곳에까지 (y+)방향으로 후진하여 그후, (X+)방향으로 진행방향을 취한다. 이것에 대하여 장해물이 없어지는 것이 아니면, 이도차의 동작은 종료한다.

이와 같은 방향 결정동작을 제9도에 표시한다. 다음에, 이동차가 (X-)방향을 향하고 있는 경우, (y-)측에 장해물이 없으면 다음의 진행방향을 (y-)로 한다. (y-)방향으로 장해물이 있을때는 (X+)방향으로 한번 후진하면 (y-)측에 장해물이 없는 곳이 있나 없나를 조사한다. 그리고, 그와 같은 곳이 있으면 한번 거기까지 후진하여 다음의 진행방향을 (y-)로 한다. 한편, (X+)방향으로 후진하여도 (y-)측에 장해물이 없어지는 곳이 없으면 종료된다.

이와 같은 동작의 흐름을 제10도에 표시한다. 최후에 이동차가 (X+)방향을 향하고 있는 경우, 전번의 동작이 (y+)이었던 때는 (y-)측으로 장해물이 없으면 다음의 이동방향은 (y-)방향으로 한다. 전번의 이동방향이 (y-)방향이었던 때는 (y+)방향으로 장해물이 없으면, 다음을 (y+)로 한다. 이 어떤 폭도 아니고, 또한 (X+)방향으로 장해물이 없으면, 다음의 (X+)에의 이동으로 하고 (X+)방향으로 장해물이 있으면 종료된다.

이와 같은 방향 결정의 흐름 도면을 제11도에 표시한다. 이와 같은 동작을 하는 이동차는 4각형의 실내의 중앙에 장해물을 1개 놓은 경우의 이동 경로의 한 예를 제12도에 표시한다.

또한, 이 실시예에서는 거리측정수단으로서 초음파 센서를 사용하면 좋으나, 이것으로 한정하지 않고 카메라나 레이더를 이용한 거리계로도 좋다. 또, 이동차의 위치검출수단으로서는 엔코우더 이외에 자이로 센서나, 지자기 센서나 실내에 발신원을 설치하여 그로부터의 신호로 위치를 인식하는 방식이라도 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명 이동차는 주위의 물체나 장해물 까지의 거리를 측정하는 거리측정수단과, 자신의 위치를 검출하는 위치검출수단과, 이 위치검출수단 및 상기의 거리측정수단으로부터의 정보에 따라서 실내의 지도를 순서를 따라 작성하는 지도작성수단과, 상기의 위치검출수단으로부터 검출 정보에 따라서 자신의 이동한 영역을 기억하는 기억수단과, 상기의 지도작성수단으로 작성된 지도정보와 기억 수단내의 이동 영역 정보에 의하여 자신의 이동방향을 결정하고 있으므로 실내 형상의 인식과 작업이 대부분 동시에 행하여 효율적으로 정확한 이동 작업을 행할 수 있는 이점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 주위의 물체나 장해물까지의 거리를 측정하여 실내의 형상을 인식하면서 이동하는 이동차에 있어서, 주위의 물체나 장해물까지의 거리를 측정하는 거리측정수단(9)-(21)과, 자신의 위치를 검출하는 위치검출수단(22)과, 이 위치검출수단 및 상기의 거리측정수단으로부터의 정보에 따라서 실내의 지도를 순서적으로 작성하는 지도작성수단(23)과, 상기의 위치검출수단으로부터의 검출정보에 따라서 자신이 이동한 영역을 기억하는 기억수단(24)으로 되며, 상기의 지도작성수단으로 작성된 지도정보와 기억수단내의 이동 영역정보에 의하여 자신의 이동방향을 결정하는 방향결정부(25)로 이루어진 것을 특징으로 한 이동차.

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