KR101487781B1 - Mobile robot system and its control method - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 로봇의 이동 영역을 제한함은 물론, 다른 영역으로의 이동을 유도하기 위한 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a mobile robot system and a control method thereof for limiting a movement area of a robot and inducing movement to another area.

이를 위해 본 발명은 소비 전력이 높은 신호 송출 대신에 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 응답 신호의 형태로 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 영역을 제한하고, 이동 로봇의 다른 영역으로의 이동을 유도하는 기능을 구현하면서도 비컨 전지의 에너지 소비를 최소화하여 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있게 된다. 또한 리모컨 수신 모듈의 신호 수신 영역을 기구물(지향성 수신기)로 제한하여 비컨이 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇이 주행해야 하는 영역까지 이동 영역을 제한하지 않도록 한다.For this purpose, in the present invention, only when a remote control receiving module in a beacon senses a transmission signal of a mobile robot using a remote control receiving module having low power consumption instead of high power consumption signal transmission, The energy consumption of the beacon battery can be minimized and the energy efficiency of the beacon battery can be increased while implementing the function of limiting the movement area of the mobile robot and inducing movement of the mobile robot to another area. Also, by limiting the signal reception area of the remote control receiver module to a device (directional receiver) and notifying the mobile robot of the detection result of the mobile robot in the reception area limited by the beacon, Do not limit the moving area to the area.

Description

Translated fromKorean

이동 로봇 시스템 및 그 제어방법{MOBILE ROBOT SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THEINVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a mobile robot system,

본 발명은 로봇의 이동 영역을 제한함은 물론, 다른 영역으로의 이동을 유도하기 위한 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THEINVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a mobile robot system and a control method thereof for limiting a movement area of a robot and inducing movement to another area.

일반적으로, 이동 로봇은 사용자의 조작없이 주행하고자 하는 영역을 자율적으로 이동하면서 작업을 수행하는 장치이다. 이동 로봇의 하나인 로봇 청소기는 가정이나 사무실과 같이 일정한 청소 영역을 자율적으로 이동하면서 바닥 면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입하여 청소 작업을 수행한다.Generally, a mobile robot is a device that autonomously moves a region to be traveled without user's operation. The robot cleaner, which is one of the mobile robots, performs a cleaning operation by suctioning foreign matter such as dust from a floor surface while moving a certain cleaning area autonomously like a home or an office.

이러한 이동 로봇이 작업을 수행하기 위해서는 주행 영역으로부터의 이탈을 방지해야 하며, 이를 위해 주행 영역의 경계(border;예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 출입문 등)에 이동 로봇이 진입하지 못하도록 하는 가상 벽 유닛(Virtual Wall Unit;이하, 비컨이라 한다)을 설치하여 이동 로봇의 이동 영역을 제한하고 있다.In order to perform such a task, it is necessary to prevent the mobile robot from departing from the driving area and to prevent the mobile robot from entering the border of the driving area (for example, the corner or the door between the living room and the kitchen) A virtual wall unit (hereinafter, referred to as a beacon) is provided to restrict a moving region of the mobile robot.

이동 로봇의 이동 영역을 제한하기 위해 설치된 비컨은 주행 영역의 경계 부분에 적외선 신호를 지속적으로 송출하여 빔 영역을 생성하고, 이동 로봇은 작업 수행을 위해 이동하는 중에 적외선 신호가 감지되면 빔 영역을 넘어가지 않도록 방향을 전환하여 회피 주행을 하게 된다. 이와 같이, 이동 로봇은 비컨에서 송출하는 신호를 감지한 경우에만 회피 주행을 하게 되나 비컨은 이동 로봇이 비컨의 신호 도달 범위에 있지 않더라도 지속적으로 신호 송출을 하게 되므로 신호 송출을 위한 높은 소비 전력이 불필요하게 낭비되고, 불필요한 소비 전력으로 비컨 전지의 잦은 충전과 교체가 요구되어 전지 수명에 대한 사용자 불만이 발생하게 된다.The beacon installed to limit the moving area of the mobile robot generates a beam area by continuously transmitting an infrared signal to the boundary of the traveling area. When the mobile robot detects an infrared signal while moving to perform a task, So that the vehicle is avoided. As described above, the mobile robot makes an avoidance run only when it detects a signal transmitted from the beacon. However, since the beacon continuously transmits a signal even if the mobile robot is not in the signal arrival range of the beacon, high power consumption for signal transmission is unnecessary And frequent charging and replacement of beacon batteries is required with unnecessary power consumption, resulting in user complaints about battery life.

본 발명은 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 이동 로봇의 이동 영역을 제한시키기 위한 응답 신호를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있는 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법을 제시하고자 한다.The present invention provides a mobile robot that notifies a mobile robot of a response signal for limiting a moving region of a mobile robot only when a remote control receiving module in a beacon senses a transmission signal of the mobile robot using a remote control receiving module with low power consumption, We propose a mobile robot system and its control method that can improve energy efficiency.

이를 위해 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템은, 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하는 이동 로봇; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 수신하여 응답 신호를 이동 로봇으로 송신하는 비컨을 포함하고, 비컨은 신호의 수신 영역을 제한하여 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 응답 신호를 이동 로봇으로 송신하는 것을 특징으로 한다.To this end, a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: a mobile robot for transmitting a signal while moving in a traveling region; And a beacon that receives a signal transmitted from the mobile robot and transmits a response signal to the mobile robot. The beacon restricts the reception area of the signal, and transmits a response signal only when a transmission signal of the mobile robot is detected within a limited reception area And transmits it to the robot.

이동 로봇에서 송신하는 신호는 적외선, 가시광선, 초음파 또는 레이저를 포함한다.The signals transmitted by the mobile robot include infrared rays, visible rays, ultrasonic waves, or lasers.

비컨에서 송신하는 응답 신호는 적외선, 가시광선, 초음파, 무선 주파수(RF) 또는 레이저를 포함한다.The response signal transmitted by the beacon includes infrared light, visible light, ultrasound, radio frequency (RF), or laser.

이동 로봇은 이동 로봇의 이동 상태를 알리기 위한 신호를 송신하는 적어도 하나의 송신부를 더 포함하고, 적어도 하나의 송신부는 신호를 패킷 단위로 송신하는 것을 특징으로 한다.The mobile robot further includes at least one transmitting unit for transmitting a signal for informing a moving state of the mobile robot, and at least one transmitting unit transmits a signal in a packet unit.

송신부는 이동 로봇 본체의 전면 상부에 설치되어 이동 로봇이 이동하는 전 방향으로 신호를 송신하는 360도 확산 렌즈인 것을 특징으로 한다.And the transmission unit is a 360-degree diffusion lens installed on the front surface of the mobile robot body and transmitting a signal in all directions in which the mobile robot moves.

이동 로봇은 비컨의 응답 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신부; 비컨의 응답 신호가 수신된 경우, 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 로봇 제어부를 더 포함한다.The mobile robot includes at least one receiver for receiving a beacon response signal; And a robot controller for controlling avoidance travel of the mobile robot when a beacon response signal is received.

이동 로봇의 회피 주행은 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때까지 이동 로봇이 제자리 회전을 하는 것을 특징으로 한다.And the mobile robot performs the avoidance run of the mobile robot until the beacon response signal is not received.

로봇 제어부는 비컨의 응답 신호가 수신되면 이동 로봇이 제자리 회전을 시작하도록 제어하고, 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때 이동 로봇의 제자리 회전을 종료하고 제자리 회전이 종료된 방향으로 이동 로봇이 청소 주행을 시작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.When the beacon response signal is received, the robot controller controls the mobile robot to start the in-place rotation. When the response signal of the beacon is not received, the robot controller ends the in-place rotation of the mobile robot, To be started.

적어도 하나의 수신부는 이동 로봇 본체의 전면과 측면에 소정 간격으로 설치되어 이동 로봇이 이동하는 전 방향에서 신호를 송수신하는 180도 확산 렌즈인 것을 특징으로 한다.The at least one receiving unit is a 180-degree diffusion lens that is installed at a predetermined interval on the front and side surfaces of the mobile robot body and transmits and receives signals in all directions in which the mobile robot moves.

비컨은 이동 로봇과 분리되게 설치하는 것을 특징으로 한다.And the beacon is installed separately from the mobile robot.

비컨은 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역 내에서 수신하는 지향성 수신부를 더 포함하고, 지향성 수신부는 수신 영역을 제한하기 위해 폭, 길이, 높이를 갖는 슬릿 형태의 리모컨 수신 모듈인 것을 특징으로 한다.The beacon further includes a directional receiving unit that receives a transmission signal of the mobile robot within a limited reception area, and the directivity reception unit is a slit-shaped remote control reception module having a width, a length, and a height to restrict a reception area.

지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역의 경계에 근접하였음을 감지하는 제1지향성 수신부와, 이동 로봇이 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 제2지향성 수신부를 포함한다.The directivity receiving unit includes a first directional receiving unit for detecting that the mobile robot is close to the boundary of the traveling region and a second directional receiving unit for sensing that the mobile robot is close to an area for moving to another region beyond the boundary region .

제1지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 청소를 수행하는 중에 이동 로봇이 경계 영역을 넘어가지 않도록 송신하는 신호를 수신하는 것으로, 비컨 본체의 전면 상부에 설치된 경계 영역 인지용 슬릿인 것을 특징으로 한다.The first directivity receiving unit receives a signal transmitted from the mobile robot so as to prevent the mobile robot from crossing the boundary area while the mobile robot moves while moving in the traveling area, and is characterized by being a slit for recognizing a boundary area provided on the front surface of the beacon body .

제2지향성 수신부는 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하는 것으로, 제1지향성 수신부의 좌우측에 설치된 이주 모드용 슬릿인 것을 특징으로 한다.The second directivity receiving unit is a slit for the immersion mode installed on the left and right sides of the first directional receiving unit to receive a signal indicating that the mobile robot completes the cleaning of the traveling area and that cleaning is completed.

비컨은 이동 로봇의 송신 신호를 360도로 수신하여 이동 로봇이 근접하였음을 감지하는 전방향 수신부를 더 포함한다.The beacon further includes a forward direction receiving unit that receives the transmission signal of the mobile robot at 360 degrees and detects that the mobile robot is close to the mobile robot.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고; 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어가지 않도록 이동 로봇의 이동을 제한하는 것을 특징으로 한다.Further, a method of controlling a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: transmitting signals while moving the mobile robot in a traveling region; Determining whether a signal transmitted from the mobile robot is detected in a limited reception area of the beacon; Transmitting a response signal from the beacon to the mobile robot when a transmission signal of the mobile robot is sensed in a limited reception area; When the beacon response signal is received from the mobile robot, the movement of the mobile robot is restricted so that the mobile robot does not cross the boundary of the travel region.

이동 로봇의 이동을 제한하는 것은, 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때까지 이동 로봇이 제자리 회전을 하도록 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 것을 특징으로 한다.The limitation of the movement of the mobile robot is characterized in that avoiding travel of the mobile robot is controlled so that the mobile robot rotates until it receives no response signal of the beacon.

이동 로봇은 비컨의 응답 신호를 수신하면 제자리 회전을 시작하고, 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때 제자리 회전을 종료하고 제자리 회전을 종료한 방향으로 청소 주행을 시작하는 것을 특징으로 한다.The mobile robot starts rotating in the in-position when it receives the beacon response signal, and ends the in-place rotation when the beacon response signal is not received, and starts the clean running in the direction in which the in-place rotation ends.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇 이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨에서 360도로 수신하여 이동 로봇이 상기 비컨에 근접하였는가 판단하고; 이동 로봇이 비컨에 근접한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 회피 주행을 하여 비컨과의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 한다.Further, a method of controlling a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: transmitting signals while moving the mobile robot in a traveling region; Receives a signal transmitted from the mobile robot at 360 degrees from the beacon and judges whether the mobile robot is close to the beacon; When the mobile robot approaches the beacon, transmits a response signal to the mobile robot from the beacon; And when the mobile robot receives a response signal of the beacon, the mobile robot avoids the collision with the beacon by running away.

이동 로봇이 비컨에 근접하였는가 판단하는 것은, 비컨에서 이동 로봇의 송신 신호 중 "근접' 신호를 감지한 경우, 이동 로봇이 비컨에 근접하였다고 판단하는 것을 특징으로 한다.The determination of whether the mobile robot is close to the beacon is characterized in that, when the beacon detects the "proximity " signal among the transmission signals of the mobile robot, it determines that the mobile robot is close to the beacon.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어방법은, 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하면 신호를 송신하고; 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고; 이동 로봇의 송신 신호를 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 것을 특징으로 한다.Further, a method of controlling a mobile robot system according to an embodiment of the present invention includes: transmitting a signal when the mobile robot completes cleaning of a traveling region; Determining whether a signal transmitted from the mobile robot is detected in a limited reception area of the beacon; Transmitting a response signal from the beacon to the mobile robot when a transmission signal of the mobile robot is sensed in a limited reception area; And when the beacon response signal is received from the mobile robot, the mobile robot is guided to move to another area beyond the boundary of the travel area.

이동 로봇이 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하는 것은, 이동 로봇이 비컨에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨으로 접근하고; 이동 로봇이 비컨의 근접 영역까지 접근하였는가 판단하고; 이동 로봇이 비컨의 근접 영역까지 접근한 경우, 비컨에서 응답 신호를 이동 로봇에 송신하고; 이동 로봇에서 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 이동 로봇이 비컨의 근접 영역을 따라 벽면 추종 주행을 하여 경계 영역을 넘어가는 것을 특징으로 한다.The movement of the mobile robot beyond the boundary of the travel region to another region is such that the mobile robot approaches the beacon along the guidance region formed by the beacon; Determine whether the mobile robot approaches the beacon proximity area; When the mobile robot approaches the vicinity of the beacon, transmits a response signal from the beacon to the mobile robot; When the mobile robot receives a response signal of the beacon, the mobile robot follows the wall along the vicinity area of the beacon and moves beyond the boundary area.

비컨은 이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하고, 이동 로봇이 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 것을 특징으로 한다.The beacon is characterized by detecting that the mobile robot completes the cleaning of the traveling area, receives a signal indicating that the cleaning is completed, and is close to the area where the mobile robot moves beyond the boundary area to move to another area.

이러한 본 발명의 실시예에 의하면 소비 전력이 높은 신호 송출 대신에 소비 전력이 낮은 리모컨 수신 모듈을 이용하여 비컨 내의 리모컨 수신 모듈이 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 응답 신호의 형태로 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 기능을 구현하면서도 비컨 전지의 에너지 소비를 최소화하여 비컨 전지의 에너지 효율성을 높일 수 있게 된다. 또한 리모컨 수신 모듈의 신호 수신 영역을 기구물(지향성 수신기)로 제한하여 비컨이 제한된 수신 영역 내에서 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 결과를 이동 로봇에 통보해 줌으로써 이동 로봇의 이동 제한 영역을 최소로 하여 이동 로봇이 청소를 해야 하는 영역까지 제한하지 않도록 한다. 또한 이동 로봇이 한쪽 방에 대한 청소를 완료하면 다른 방으로의 이동을 유도하는 lighthouse 기능을 추가하여 여러 방을 청소하는 경우에도 보다 다양한 사용자의 요구를 만족할 수 있도록 한다.According to the embodiment of the present invention, only when the remote control receiving module in the beacon senses the transmission signal of the mobile robot using a remote control receiving module having low power consumption instead of high power consumption signal transmission, To the mobile robot to limit the moving area of the mobile robot while minimizing the energy consumption of the beacon battery, thereby increasing the energy efficiency of the beacon battery. Also, by limiting the signal receiving area of the remote control receiving module to a device (directional receiver) and notifying the mobile robot of the detection result only when the beacon receiving area detects the transmission signal of the mobile robot, So that the mobile robot does not limit the area to be cleaned. In addition, when the mobile robot completes the cleaning of one room, the lighthouse function which induces the movement to another room is added, so that the user can meet the needs of the various users even when cleaning the rooms.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 전체 구성도로서, 일정 영역을 자율적으로 이동하면서 청소 작업을 수행하며 적외선(IR) 신호를 패킷 단위 로 송신하는 이동 로봇(10)과, 이동 로봇(10)과 분리되어 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 수신하는 비컨(20)을 포함한다.FIG. 1 is an overall block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention. Themobile robot 10 performs a cleaning operation while autonomously moving a certain area and transmits an infrared (IR) And abeacon 20 which is separated from therobot 10 and receives a signal transmitted from themobile robot 10.

비컨(20)은 이동 로봇(10)의 이동 영역을 제한하기 위해 주행 영역의 경계(예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 방과 방 사이의 출입문 등)에 이동 가능하게 설치되며 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 감지한 경우, 그 감지 결과에 따른 응답 신호를 이동 로봇(10)으로 통보하기 위해 응답 신호를 전 방향으로 송신하여 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계(경계 영역)를 넘어가지(cross하지) 못하도록 함과 동시에 이동 로봇(10)이 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 제어한다.Thebeacon 20 is movably installed on the boundary of the travel area (for example, an edge between the living room and the kitchen or a door between the room and the room) to restrict the moving area of themobile robot 10, Themobile robot 10 transmits a response signal in all directions to notify themobile robot 10 of a response signal according to the detection result, so that themobile robot 10 can recognize the boundary (boundary region) of the traveling region So that themobile robot 10 does not collide with thebeacon 20 and controls avoidance travel.

이외에도, 비컨(20)은 이동 로봇(10)이 한쪽 방의 청소 작업을 완료한 후, 다른 방의 청소 작업을 수행할 수 있도록 다른 방으로의 이동을 유도하는 lighthouse 기능을 갖는다.In addition, thebeacon 20 has a lighthouse function that induces movement to another room so that themobile robot 10 can perform a cleaning operation of another room after completing the cleaning operation of one room.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇의 외관 투시도이다.2 is an external perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 2에서, 이동 로봇(10)은 외관을 형성하는 본체(12)와, 이동 로봇(10)의 이동을 위한 한 쌍의 구동 바퀴(14)가 일정간격을 두고 본체(12)의 하부에 설치되어 있다. 한 쌍의 구동바퀴(14)는 각각을 회전시키기 위한 구동부(모터)에 의해 선택적으로 구동되어 이동 로봇(10)이 필요한 방향으로 이동할 수 있도록 하며, 구동바퀴(14)의 전,후방에는 본체(12)를 지지함과 아울러 이동 로봇(10)의 주행을 원활하게 하는 복수의 보조바퀴가 설치될 수 있다.2, themobile robot 10 includes amain body 12 forming an outer appearance and a pair ofdriving wheels 14 for moving themobile robot 10 are installed at a lower portion of themain body 12 at regular intervals . The pair ofdriving wheels 14 are selectively driven by a driving unit (motor) for rotating thedriving wheels 14 so that the movingrobot 10 can move in a required direction. 12 and a plurality of auxiliary wheels for smoothly running themobile robot 10 can be installed.

또한, 이동 로봇(10)은 자기가 이동하고 있음을 주변에 알리기 위한 적외 선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신하는 하나의 송신부(100)와, 비컨(20)에서의 응답 신호를 수신하기 위한 복수(예를 들어, 6개)의 수신부(102)를 포함한다. 하나의 송신부(100)는 본체(12)의 전면 상부에 설치되어 전 방향(360도)으로 적외선을 송신하는 360도 확산 렌즈를 사용하고, 복수의 수신부(102)는 본체(12)의 전면과 측면에 일정 간격으로 설치되어 전 방향으로 적외선을 수신하는 180도 확산 렌즈를 사용한다.Themobile robot 10 includes atransmitter 100 for transmitting an infrared (IR) signal on a packet-by-packet basis to inform the surroundings that therobot 10 is moving, and atransmitter 100 for receiving a response signal from thebeacon 20 And includes a plurality (for example, six) ofreceivers 102. Onetransmitter 100 uses a 360-degree diffusion lens which is installed on the front of themain body 12 and transmits infrared rays in all directions (360 degrees), and the plurality ofreceivers 102 are connected to the front surface of themain body 12 And a 180-degree diffusion lens which is installed at regular intervals on the side and receives infrared rays in all directions is used.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비컨의 외관 투시도이다.3 is an external perspective view of a beacon according to an embodiment of the present invention.

도 3에서, 비컨(20)은 외관을 형성하는 본체(22)와, 신호를 송수신하기 위한 센서창(24)이 본체(22)의 둘레에 형성되며, 센서창(24)의 외곽은 송수신되는 신호의 빔이 꺾이지 않도록 원형으로 형성되어 있다.3, thebeacon 20 includes amain body 22 forming an outer appearance and asensor window 24 for transmitting and receiving signals around themain body 22, So that the beam of the signal is not broken.

또한, 비컨(20)은 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 수행하기 위해 이동하는 중에 송신하는 신호(강/중/약/근접 신호)를 제한된 수신 영역 내에서 수신하여 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계(경계 영역)에 들어왔음을 감지하는 제1지향성 수신부(200)와, 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 후 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 제한된 수신 영역 내에서 수신하여 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 수 있도록 유도하는 영역(유도 영역)에 근접하였음을 감지하는 제2지향성 수신부(202)와, 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호를 수신하여 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처에 근접하였음을 감지하는 전방향 수신부(204)와, 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지한 경우 그 감지 결과에 따른 응 답 신호(이동 로봇이 경계 영역을 넘어가지 못하도록 방지하거나 다른 영역으로 유도 주행을 할 수 있도록 송신하는 적외선 신호)를 이동 로봇(10)에게 통보하기 위해 응답 신호를 전 방향으로 송신하는 복수(예를 들어, 3개)의 송신부(206)를 포함한다.Thebeacon 20 also receives a signal (strong / medium / weak / close signal) to be transmitted while themobile robot 10 moves to perform cleaning for one room in the limited reception area and transmits it to the mobile robot 10 A firstdirectivity receiving unit 200 for detecting that themobile robot 10 has arrived at the boundary (boundary region) of the traveling region, and a seconddirectivity receiving unit 200 for receiving signals transmitted from themobile robot 10, A seconddirectional receiving unit 202 for receiving a signal from themobile robot 10 and detecting that themobile robot 10 is close to an area (guidance area) for guiding themobile robot 10 to move from one room to another, A forwarddirection receiving unit 204 for receiving the "proximity" signal of the signal and detecting that themobile robot 10 is close to the vicinity of thebeacon 20, a firstdirectional receiving unit 200, (204) detects the transmission signal of the mobile robot (10) Themobile robot 10 transmits a response signal to themobile robot 10 in order to notify themobile robot 10 of a response signal according to the detection result (an infrared signal transmitted to prevent the mobile robot from crossing the boundary area or induction- (For example, three) transmittingunits 206 that transmit the signals to thebase station 200. [

제1지향성 수신부(200)는 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 수행하기 위해 이동하는 중에 송신하는 신호(강/중/약/근접 신호)를 수신하는 영역을 제한하도록 비컨(20)의 전면 상부에 설치된 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿으로, 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿은 틈새(폭), 길이, 높이를 이용하여 신호의 수신 영역을 제한시켜서 지향성을 갖도록 한다.The firstdirectional reception unit 200 may be configured to limit the area to receive a signal (strong / medium / weak / close signal) to be transmitted while themobile robot 10 moves to perform cleaning for one room in thebeacon 20, And the directional reception slit for use in the boundary area is configured to have a directivity by limiting a reception area of a signal using a gap (width), a length, and a height.

제2지향성 수신부(202)는 이동 로봇(10)에서 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 후 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하는 영역을 제한하도록 제1지향성 수신부(200)의 좌우측에 설치된 이주 모드용 지향성 수신 슬릿으로, 이주 모드용 지향성 수신 슬릿은 제1지향성 수신부(200)에 해당하는 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿과 마찬가지로 틈새(폭), 길이, 높이를 이용하여 신호의 수신 영역을 제한시켜서 지향성을 갖도록 한다. 제2지향성 수신부(202)에 해당하는 이주 모드용 지향성 수신 슬릿은 이동 로봇(10)을 한쪽 방에서 다른 방으로 이동시킬 수 있도록 유도하기 위해 슬릿의 폭을 경계 영역 인지용 지향성 수신 슬릿의 폭보다 크게 한다.The seconddirectivity receiving unit 202 may be configured to limit the area for receiving a signal indicating that cleaning is completed after completing the cleaning of one room in themobile robot 10, The directional reception slit for the immersion mode with the directional reception slit limits the reception area of the signal by using the gap (width), the length and the height as the boundary direction corresponding to the firstdirectional reception unit 200 or the directional reception slit for use Directivity. The directional reception slit for the immersion mode corresponding to the seconddirectivity receiving unit 202 may be formed so that the width of the slit is greater than the width of the directional reception slit in the boundary region or the directional receiving slit in order to guide themobile robot 10 to move from one room to another room. Increase.

제2지향성 수신부(202)는 제1지향성 수신부(200)의 좌우측에 복수 개(예를 들어, 2개) 설치하여 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 때에, 이동 로봇(10)을 우측 수신 영역에서 좌측 수신 영역으로 유도하거나 또는 좌측 수신 영역에서 우측 수신 영역으로 유도한다.The seconddirectional receiving unit 202 may be provided on the left and right sides of the firstdirectional receiving unit 200 so that when themobile robot 10 moves from one room to another, From the right receiving area to the left receiving area or from the left receiving area to the right receiving area.

전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호를 360도로 수신하도록 비컨(20)의 하부 중심부에 설치된 전방향 수신 렌즈(Omnidirectional receiver)로, 렌즈(204a)의 굴절과 반사 성질을 이용하여 전방위각에서 입사되는 적외선 신호를 수신 모듈(204b)을 통해 수신하여 확산 광 영역을 생성한다.Theomnidirectional receiver 204 is an omnidirectional receiver provided at the bottom center of thebeacon 20 to receive 360 degrees of the signal of the proximity from themobile robot 10, And receives the infrared signal incident at the omnidirectional angle through thereception module 204b using the refraction and reflection properties to generate the diffused light region.

제1 및 제2지향성 수신부(200, 202)와 전방향 수신부(204)는 소비 전류가 최대 0.4~2.0mA 정도로 매우 낮은 리모컨 수신 모듈을 사용한다.The first and seconddirectivity receiving units 200 and 202 and theomnidirectional receiving unit 204 use a remote control receiving module having a very low current consumption of about 0.4 to 2.0 mA.

복수의 송신부(206)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202)와 전방향 수신부(204)에서 수신했을 때에, 이동 로봇(10)에게 수신 방향과 수신 신호를 알리는 응답 신호를 통보하며, 180도 확산 렌즈를 사용한다.The plurality of transmittingunits 206 are configured to send the signals transmitted from themobile robot 10 to themobile robot 10 when the first and seconddirectivity receiving units 200 and 202 and theomnidirection receiving unit 204 receive the signals, A response signal indicating the received signal is notified, and a 180-degree diffusion lens is used.

또한, 비컨(20)에는 비컨(20)의 구동 전원을 공급하는 전지(26)와, 비컨(20)의 신호 도달 거리를 "강, 중 또는 약"으로 설정하기 위한 신호 설정 스위치(28)와, 비컨(20)의 동작 모드를 "경계 영역 인지 모드 또는 이주 모드"로 설정하기 위한 모드 설정 스위치(30)를 더 포함한다.Thebeacon 20 is also provided with abattery 26 for supplying driving power for thebeacon 20 and asignal setting switch 28 for setting the signal arrival distance of thebeacon 20 to "strong, medium or weak" , And amode setting switch 30 for setting the operation mode of thebeacon 20 to "boundary zone detection mode or migration mode ".

신호 설정 스위치(28)를 "강"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 4m로, 일반 가정에서 거실의 1/2에 해당하는 거리이다.When thesignal setting switch 28 is set to "strong ", the signal arrival distance of thebeacon 20 is about 4 m, which is a distance corresponding to 1/2 of the living room in a typical home.

신호 설정 스위치(28)를 "중"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 2m로, 일반 가정에서 주방 hallway에 해당하는 거리이다.When thesignal setting switch 28 is set to "medium", the signal arrival distance of thebeacon 20 is about 2 m, which corresponds to the kitchen hallway in a typical home.

신호 설정 스위치(28)를 "약"으로 설정하면, 비컨(20)의 신호 도달 거리는 약 1m로, 일반 가정에서 출입문의 너비에 해당하는 거리이다.When thesignal setting switch 28 is set to "weak", the signal arrival distance of thebeacon 20 is about 1 m, which is the distance corresponding to the width of the door in a typical home.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 4에서, 이동 로봇(10)은 도 2에 도시한 기본 구성 이외에 입력부(104), 장애물 감지부(106), 구동부(108), 배터리 감지부(110), 저장부(112) 및 로봇 제어부(114)를 더 포함한다.4, themobile robot 10 includes aninput unit 104, anobstacle sensing unit 106, adriving unit 108, abattery sensing unit 110, astorage unit 112, (114).

입력부(104)는 사용자가 이동 로봇(10)의 작업 수행 명령을 입력하도록 이동 로봇 본체(12)의 상부 또는 리모컨(미도시)에 다수의 버튼을 포함한다.Theinput unit 104 includes a plurality of buttons on the upper side of themobile robot body 12 or a remote controller (not shown) so that the user can input a work execution command of themobile robot 10. [

장애물 감지부(106)는 이동 로봇(10)이 주행하는 영역 내에 설치된 가구, 사무용품 기기, 벽과 같은 장애물을 감지하기 위한 것으로, 이동 로봇(10)이 주행하는 경로에 초음파를 발신하고, 발신된 초음파가 장애물에 부딪혀 반사되어 오는 초음파를 수신하여 장애물의 유무와 장애물까지의 거리를 감지한다. 이때 장애물 감지부(106)는 복수의 적외선 발광소자와 수광소자로 이루어져 적외선을 출사하고, 반사된 광을 수신할 수 있도록 적외선 센서가 적용될 수 있다.Theobstacle detection unit 106 is for detecting obstacles such as furniture, office equipment, and walls installed in the region where themobile robot 10 travels. Theobstacle sensing unit 106 transmits ultrasonic waves to the path traveled by themobile robot 10, The ultrasonic waves are reflected by the obstacle and receive the reflected ultrasonic waves to detect the presence of the obstacle and the distance to the obstacle. At this time, theobstacle sensing unit 106 may include an infrared ray sensor, which is composed of a plurality of infrared light emitting elements and a light receiving element, and emits infrared rays and receives the reflected light.

구동부(108)는 장애물 감지부(106)에 의해 감지된 장애물 정보를 기반으로 하여 이동 로봇(10)이 벽이나 장애물과의 충돌없이 주행 영역을 스스로 이동하면서 방향 등의 전환이 가능하도록 이동 로봇 본체(12)의 하부에 설치된 양쪽 구동바퀴(14)를 구동시킨다.The drivingunit 108 controls the movingrobot 10 so that themobile robot 10 can change its direction or the like while moving the traveling area by itself without collision with a wall or an obstacle based on the obstacle information sensed by theobstacle sensing unit 106. [ And drives the both drivingwheels 14 provided at the lower part of thedriving wheel 12.

배터리 감지부(110)는 이동 로봇(10)의 구동 전원(예를 들면, 복수의 송신부 에서 신호 송신에 필요한 에너지)을 공급하는 충전 배터리(109)의 충전 잔량을 감지하여 충전 잔량 정보를 로봇 제어부(114)에 전달한다.Thebattery sensing unit 110 senses the remaining charge amount of therechargeable battery 109 that supplies the driving power source (e.g., energy required for signal transmission in a plurality of transmission units) of themobile robot 10, Lt; / RTI >

저장부(112)는 이동 로봇(10)의 구동을 위한 운영 프로그램과 주행 패턴, 주행 과정에서 획득한 이동 로봇(10)의 위치 정보와 장애물 정보 등을 저장하는 메모리이다.Thestorage unit 112 is a memory for storing an operation program for driving themobile robot 10, a traveling pattern, location information of themobile robot 10 obtained in the traveling process, obstacle information, and the like.

로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로 프로세서로, 복수의 송신부(100)에서 이동 로봇(10)이 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신하도록 제어하고, 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)에서의 응답 신호가 수신되면 비컨(20)에서의 응답 신호가 수신되지 않을 때까지 이동 로봇(10)의 회피 주행을 제어한다.Therobot control unit 114 is a microprocessor for controlling the overall operation of themobile robot 10 and transmits an infrared (IR) signal for informing that themobile robot 10 is moving in a plurality oftransmission units 100, And controls avoidance travel of themobile robot 10 until a response signal from thebeacon 20 is received when a plurality ofreception units 102 receives a response signal from thebeacon 20. [

도 4에서, 비컨(20)은 도 3에 도시한 기본 구성 이외에 이동 로봇(10)의 헤더 정보 등을 저장하는 저장부(208)와, 비컨(20)의 전반적인 동작을 제어하되 제1 및 제2지향성 수신부(200, 202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지한 경우에만 그 감지 여부를 복수의 송신부(206)를 통해 적외선 신호로 통보(응답)하도록 제어하는 비컨 제어부(210)를 더 포함한다.4, thebeacon 20 includes astorage unit 208 for storing header information and the like of themobile robot 10 in addition to the basic configuration shown in Fig. 3, and astorage unit 208 for controlling the overall operation of thebeacon 20, Only when the two-way reception unit 200 or 202 or theomnidirectional reception unit 204 senses the transmission signal of themobile robot 10, it is possible to control the transmission / reception of the infrared signal through the plurality oftransmission units 206 And a beacon control unit (210).

이하, 상기와 같이 구성된 이동 로봇 시스템 및 그 제어방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the mobile robot system and its control method constructed as described above will be described.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도로서, 비컨(20)의 동작 모드를 경계 영역 인지 모드로 설정한 경우를 예로 들어 설명한 것이다.FIG. 5 is a conceptual view for explaining the operation principle of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention, in which the operation mode of thebeacon 20 is set as a boundary region or a mode.

도 5에서, 이동 로봇(10)은 주행하고자 하는 영역을 자율적(예를 들면, 굵은 화살표 방향)으로 이동하고, 비컨(20)은 이동 로봇(10)이 주행하는 영역의 경계(예를 들어, 거실과 주방 사이의 모서리나 방과 방 사이의 출입문 등)에 설치되어 있다.5, themobile robot 10 autonomously moves the region to be traveled (for example, in the direction of the thick arrow), and thebeacon 20 moves the region to be traveled by the mobile robot 10 (for example, Such as the corner between the living room and the kitchen or the door between the room and the room.

도 5에서 보듯이, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 자율적으로 이동하면서 로봇 본체(12)의 전면 상부에 설치된 하나의 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 주변에 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다. 이때 이동 로봇(10)에서 송신하는 패킷 신호에는 이동 로봇(10)의 헤더 정보와, 이동 로봇(10)이 접근하고 있음을 알리기 위한 "강, 중, 약, 근접"의 세기를 갖는 신호 데이터가 포함되며, 패킷 신호를 송신하는 시간은 1주기당 약 180~200msec이다.5, themobile robot 10 autonomously moves the traveling region, and transmits infrared (IR) signals for notifying the surroundings that themobile robot 10 is moving through the onetransmitting unit 100 installed on the upper part of the front surface of therobot body 12, ) Signal on a packet-by-packet basis. At this time, the packet signal transmitted from themobile robot 10 includes the header information of themobile robot 10 and the signal data having the strength of "strong, medium, weak, close" for notifying that themobile robot 10 is approaching And the time for transmitting the packet signal is about 180 to 200 msec per one cycle.

본 발명의 실시예에서는 이동 로봇(10)이 비컨(20)으로부터 멀리 떨어진 경우, 비컨(20)에서 신호 송출이 이루어지지 않으므로 비컨 전지(26)의 에너지가 불필요하게 낭비되는 일은 없다. 또한 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 지향성 수신부(200)와 전방향 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 감지하기 위해 대기상태를 유지하고 있다.In the embodiment of the present invention, when themobile robot 10 is far away from thebeacon 20, since thebeacon 20 does not transmit the signal, energy of thebeacon battery 26 is not wasted unnecessarily. Also, thebeacon 20 maintains a standby state in order to detect a transmission signal of themobile robot 10 from thedirectivity receiving unit 200 and theomnidirectional receiving unit 202 using the standby power of the remote control receiving module with a very low power consumption have.

비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)는 리모컨 수신 모듈이 지향성을 갖도록 수신되는 경계 영역(Confinement border)을 슬릿 형태로 제한하여 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 경계 영역(Confinement border)에 들어왔을 때 이동 로봇(10)이 경계 영역에 접근하였음을 감지한다.The firstdirectional receiving unit 200 of thebeacon 20 limits the received confinement border to a slit shape so that the remote control receiving module has directivity so that the transmission signal of themobile robot 10 is limited to a confined border, It is detected that themobile robot 10 approaches the boundary area.

비컨(20)의 전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 360도 로 수신하여 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호('근접'신호의 도달 거리는 이동 로봇이 비컨 근처로 접근하여 비컨과 충돌할 수 있는 정도의 안전 거리)가 수신되었을 때 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지한다.The forwarddirection receiving unit 204 of thebeacon 20 receives the signal transmitted from themobile robot 10 at 360 degrees and transmits the signal of the proximity signal Therobot 10 approaches thebeacon 20 when therobot 10 approaches the beacon so that therobot 10 can collide with the beacon).

이와 같이, 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호가 감지된 경우, 이동 로봇(10)이 주행 영역의 경계에 진입하지 못하도록 하거나 또는 이동 로봇(10)이 비컨(20)과 충돌하지 않도록 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 이동 로봇(10)에 통보하기 위해 응답 신호를 전방향으로 송신한다.In this way, when the transmission signal of themobile robot 10 is detected by the firstdirectional receiving unit 200 or theforward receiving unit 204 of thebeacon 20, themobile robot 10 is prevented from entering the boundary of the traveling region Thebeacon 20 transmits a response signal indicating that thebeacon 20 has received the signal of themobile robot 10 through the plurality of transmittingunits 206 to themobile robot 10 so that themobile robot 10 does not collide with thebeacon 20 Transmits a response signal in all directions to notify.

이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)의 주행을 멈추고 이동 로봇(10)의 주행 영역의 경계를 넘어가지 못하도록 하거나 또는 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 한다.Accordingly, themobile robot 10 receives the response signal of thebeacon 20 through the plurality ofreception units 102, stops the travel of themobile robot 10, and prevents themobile robot 10 from crossing the boundary of the travel region of themobile robot 10 Or does not collide with thebeacon 20.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of limiting a moving region of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 경계 영역 인지 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that themode setting switch 30 of thebeacon 20 is a boundary region or a mode.

도 6에서, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 이동하면서 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다(300).In FIG. 6, themobile robot 10 transmits an infrared (IR) signal on a packet basis to indicate that themobile robot 10 is moving through the transmittingunit 100 while moving in the traveling region (300).

이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 수신 영역에 들어왔을 때 제1지향성 수신부(200)를 통해 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, thebeacon 20 maintains the standby state by using the standby power of the remote control receiving module having a very low power consumption. When thebeacon 20 enters the reception region where the transmission signal of themobile robot 10 is limited, the firstdirectional reception unit 200 And transmits the signal to thebeacon controller 210. Thebeacon controller 210 receives the transmission signal of themobile robot 10 and transmits the signal to thebeacon controller 210. [

따라서, 비컨 제어부(210)는 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(302), 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(304).Thebeacon control unit 210 determines whether or not the firstdirectional receiver 200 has received the transmission signal of themobile robot 10 and then determines whether thebeacon 20 has received the transmission signal of themobile robot 10 from the firstdirectional receiver 200 of thebeacon 20 10), thebeacon 20 maintains the standby state as it is (304).

단계 302의 판단 결과, 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 경계 영역에 들어왔음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)에게 "진입 불가 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호(적외선 신호)를 전방으로 송신한다(306).If thebeacon controller 210 receives the transmission signal of themobile robot 10 from the firstdirectional receiver 200 of thebeacon 20 instep 302, thebeacon controller 210 detects that themobile robot 10 has entered the boundary area , And transmits a response signal (infrared signal) forward (306) to inform themobile robot 10 through the plurality oftransmission units 206 that it is an "entry impossible zone ".

따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, themobile robot 10 receives the response signal of thebeacon 20 through the plurality of receivingunits 102, and transmits the response signal to therobot controller 114.

이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(308), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 300으로 진행하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, therobot controller 114 determines whether the response signals of thebeacon 20 have been received from the plurality of receivers 102 (step 308). If the response signal of thebeacon 20 is not received by themobile robot 10 The process proceeds to step 300 and the subsequent operation is repeated.

단계 308의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 청소 주행을 멈추고 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하여 경계 영역을 넘어가지 못하도록 회피 주행을 제어한다(310).If the response signal of thebeacon 20 is received by themobile robot 10 instep 308, therobot controller 114 stops the traveling of themobile robot 10 and themobile robot 10 rotates in place, The avoidance running is controlled (310).

이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 통해 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않는가를 판단하여(312), 비컨(20)의 응답 신호가 감지되면 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않을 때까지 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 계속한다.Thereafter, therobot controller 114 determines whether a response signal of thebeacon 20 is detected through the avoidance run of the mobile robot 10 (step 312). If the response signal of thebeacon 20 is detected Until the response signal of thebeacon 20 is not sensed, themobile robot 10 continues the evasive travel in which it rotates in place.

단계 312의 판단 결과, 로봇 제어부(114)는 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않으면 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 종료하고, 제자리 회전을 종료한 방향으로 청소 주행을 시작한다(314).If it is determined instep 312 that the beacon response signal is not detected, therobot controller 114 ends the avoidance run in which themobile robot 10 performs the in-place rotation and starts the clean run in the direction in which the in- (314).

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 충돌을 방지하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of preventing collision of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 경계 영역 인지 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that themode setting switch 30 of thebeacon 20 is a boundary region or a mode.

도 7에서, 이동 로봇(10)은 주행 영역을 이동하면서 송신부(100)를 통해 자기가 이동하고 있음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 패킷 단위로 송신한다(400).In FIG. 7, themobile robot 10 transmits an infrared (IR) signal in units of packets (400) to indicate that themobile robot 10 is moving through thetransmission unit 100 while moving in the traveling region.

이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호를 전방향 수신부(204)를 통해 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, thebeacon 20 maintains the standby state by using the standby power of the remote control receiving module having a very low power consumption, and transmits the "proximity " signal transmitted from themobile robot 10 to theomnidirectional receiving unit 204 And transmits the beacon signal to thebeacon controller 210.

따라서, 비컨 제어부(210)는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(402), 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(404).Thebeacon control unit 210 determines whether or not theomnidirectional reception unit 204 has received the transmission signal of themobile robot 10 and determines that theomnidirectional reception unit 204 has received the transmission signal of themobile robot 10, Thebeacon 20 maintains the standby state as it is (step 404).

단계 402의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 로봇에게 "진입 불가 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호를 전방으로 송신한다(406).Thebeacon control unit 210 determines that thebeacon 20 is thebeacon 20 and thebeacon control unit 210 receives the beacon signal from thebeacon 20 in the forwarddirection receiving unit 204, And transmits a response signal forward (406) to inform the robot that it is an "entry impossible zone" through a plurality oftransmission units 206. [

따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, themobile robot 10 receives the response signal of thebeacon 20 through the plurality of receivingunits 102, and transmits the response signal to therobot controller 114.

이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(408), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 400으로 진행하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, therobot controller 114 determines whether or not the response signal of thebeacon 20 has been received from the plurality of receivers 102 (408). If the response signal of thebeacon 20 is not received by themobile robot 10 The process proceeds to step 400 and the subsequent operation is repeated.

단계 408의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)의 청소 주행을 멈추고 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하여 비컨(20)과 충돌하지 않도록 회피 주행을 제어한다(410).When the response signal of thebeacon 20 is received by themobile robot 10 as a result of the determination instep 408, therobot controller 114 stops the traveling of themobile robot 10 and themobile robot 10 is rotated in thebeacon 20, the avoidance running is controlled (410).

이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 통해 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않는가를 판단하여(412), 비컨(20)의 응답 신호가 감지되면 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않을 때까지 주행 방향의 반대 방향으로 이동 로봇(10)이 제자리 회전을 하는 회피 주행을 계속한다.Then, therobot controller 114 determines whether a response signal of thebeacon 20 is detected through the avoidance run of the mobile robot 10 (step 412). If the response signal of thebeacon 20 is detected Until the response signal of thebeacon 20 is not sensed, themobile robot 10 continues the evasive running in the direction opposite to the traveling direction.

단계 412의 판단 결과, 로봇 제어부(114)는 비컨(20)의 응답 신호가 감지되지 않으면 이동 로봇(10)이 주행 방향의 반대 방향으로 제자리 회전을 하는 회피 주행을 종료하고, 주행 방향의 반대 방향으로 청소 주행을 시작한다(414).As a result of the determination instep 412, if the response signal of thebeacon 20 is not detected, therobot controller 114 ends the evasive running in which themobile robot 10 rotates in the opposite direction of the traveling direction, (414).

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도로서, 비컨(20)의 동작 모드를 이주 모드로 설정한 경우를 예로 들어 설명한 것이다.FIG. 8 is a conceptual view for explaining the operation principle of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention, in which the operation mode of thebeacon 20 is set as a migration mode.

도 8에서, 이동 로봇(10)은 이동하고자 하는 유도 영역을 따라 이동하고, 비 컨(20)은 이동 로봇(10)이 주행하는 영역의 경계(예를 들어, 방과 방 사이의 출입문)에 설치되어 있다.8, themobile robot 10 moves along an induction area to be moved, and thebeacon 20 is installed at a boundary of a region where themobile robot 10 travels (for example, a door between a room and a room) .

도 8에서 보듯이, 이동 로봇(10)은 한쪽 방에 대한 청소를 완료한 경우, 로봇 본체(12)의 전면 상부에 설치된 송신부(100)를 통해 청소를 완료하였음을 알리기 위한 적외선(IR) 신호를 360도로 송신한다.8, when themobile robot 10 completes cleaning of one of the rooms, themobile robot 10 transmits an infrared (IR) signal for informing completion of cleaning through thetransmitter 100 installed on the upper part of the front surface of therobot body 12, To 360 degrees.

비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)는 리모컨 수신 모듈이 지향성을 갖도록 좌우측 수신 영역(유도 영역)을 슬릿 형태로 제한하여 이동 로봇(10)의 송신 신호가 제한된 좌우측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔을 때 이동 로봇(10)이 유도 영역으로 들어왔음을 감지한다.The seconddirectivity receiving unit 202 of thebeacon 20 limits the left and right receiving regions (induction regions) to slit shapes so that the remote control receiving modules have directivity so that the transmission signals of themobile robots 10 are limited to the left and right receiving regions It is detected that themobile robot 10 has entered the guidance area.

비컨(20)의 전방향 수신부(204)는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 360도로 수신하여 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접" 신호가 수신되었을 때 이동 로봇(10)이 비컨(20) 근처로 접근하였음을 감지한다.The forwarddirection receiving unit 204 of thebeacon 20 receives the signal transmitted from themobile robot 10 at 360 degrees and when themobile robot 10 receives the "proximity" signal from the signal transmitted from themobile robot 10, It is detected that it is approaching near thebeacon 20.

이와 같이, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202) 또는 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호가 감지된 경우, 이동 로봇(10)이 한쪽 방에서 다른 방으로 이동할 수 있도록 비컨(20)에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하도록 하거나 또는 이동 로봇(10)이 "근접" 신호 감지 시 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하도록 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 전 방향으로 송신한다.When the transmission signal of themobile robot 10 is detected by the second directional receivingunit 202 or the omni-directional receiving unit 204 of thebeacon 20, themobile robot 10 can move from one room to another room Or the wall-following running along the proximity area (halo receiving area) when themobile robot 10 detects the "proximity" signal, so as to approach thebeacon 20 along the guidance area formed by thebeacon 20, Thebeacon 20 transmits a response signal indicating that themobile robot 10 has received the signal through the plurality of transmittingunits 206 in all directions.

이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)이 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하면 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 경계 영역을 넘어가도록 주행을 한다.Accordingly, themobile robot 10 receives the response signal of thebeacon 20 through the plurality ofreception units 102, and themobile robot 10 approaches thebeacon 20 along the guidance area, When themobile robot 10 approaches the proximity area (halo reception area), themobile robot 10 travels wall-following along an adjacent area (halo reception area) of thebeacon 20 to travel beyond the boundary area.

도 8에서는 이동 로봇(10)이 우측 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역까지 접근한 후에는 비컨(20)의 근접 영역을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 우측 방에서 좌측 방으로 넘어가는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 이동 로봇(10)이 반대로 좌측 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하고, 비컨(20)의 근접 영역까지 접근한 후에는 비컨(20)의 근접 영역을 따라 벽면 추종(wall-following) 주행하여 좌측 방에서 우측 방으로 넘어갈 수 있음은 물론이다.8, after themobile robot 10 approaches thebeacon 20 along the right induction region and approaches the vicinity of thebeacon 20, themobile robot 10 follows wall-following along an area close to thebeacon 20, However, the present invention is not limited to this, and themobile robot 10 may approach thebeacon 20 along the left guiding area in the opposite direction, It is of course possible to move from the left room to the right room by following the wall-following along the close area of thebeacon 20.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇이 다른 방으로 이동하도록 유도하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of inducing a mobile robot to move to another room in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 동작 설명을 위한 조건으로서, 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)는 이주 모드라고 가정한다.As a condition for explaining the operation of the present invention, it is assumed that themode setting switch 30 of thebeacon 20 is the migration mode.

도 9에서, 이동 로봇(10)은 한쪽 방에 대한 청소를 청소를 완료한 경우, 송신부(100)를 통해 청소를 완료하였음을 알리기 위한 이주 모드용 적외선(IR) 신호를 360도로 송신한다(500).9, when themobile robot 10 completes the cleaning operation for one room, themobile robot 10 transmits an infrared (IR) signal for the immersion mode to inform the completion of cleaning through thetransmission unit 100 at 360 degrees (500 ).

이때, 비컨(20)은 소비 전력이 매우 낮은 리모컨 수신 모듈의 대기 전력을 이용하여 대기상태를 유지하고 있다가 이동 로봇(10)의 이주 모드용 송신 신호가 제한된 좌우측 수신 영역에 들어왔을 때 제2지향성 수신부(202)를 통해 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하여 비컨 제어부(210)에 전달한다.At this time, thebeacon 20 maintains the standby state using the standby power of the remote control receiving module having a very low power consumption. When the transmission signal for the migration mode of themobile robot 10 enters the limited left and right receiving areas, Receives the transmission signal of the mobile robot (10) through the directivity receiving unit (202), and transmits the signal to the beacon controller (210).

따라서, 비컨 제어부(210)는 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단하여(502), 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 대기 상태를 그대로 유지한다(504).Thebeacon control unit 210 determines whether the seconddirectional receiver 202 has received the transmission signal of themobile robot 10 and determines whether thebeacon 20 has received the transmission signal of themobile robot 10 from the seconddirectivity receiving unit 202 of thebeacon 20 10), thebeacon 20 maintains the standby state as it is (504).

단계 502의 판단 결과, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 제한된 좌우측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔음을 감지하고, 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)에게 "유도 영역"이라는 것을 알리기 위해 응답 신호(적외선 신호)를 전 방향으로 송신한다(506).When thebeacon controller 210 receives the transmission signal of themobile robot 10 from the seconddirectional receiver 202 of thebeacon 20 instep 502, thebeacon controller 210 determines that themobile robot 10 is in the limited left and right reception areas And transmits a response signal (infrared signal) in all directions to inform themobile robot 10 that it is the "guidance area" through the plurality of transmission units 206 (step 506).

따라서, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 로봇 제어부(114)에 전달한다.Accordingly, themobile robot 10 receives the response signal of thebeacon 20 through the plurality of receivingunits 102, and transmits the response signal to therobot controller 114.

이에 따라, 로봇 제어부(114)는 복수의 수신부(102)에서 비컨(20)의 응답 신호를 수신하였는가를 판단하여(508), 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하지 않으면 단계 500으로 피드백하여 이후의 동작을 반복한다.Accordingly, therobot controller 114 determines whether the response signal of thebeacon 20 has been received from the plurality of receivers 102 (step 508). If the response signal of thebeacon 20 is not received by themobile robot 10 The process returns to step 500 to repeat the subsequent operation.

단계 508의 판단 결과, 비컨(20)의 응답 신호를 이동 로봇(10)에서 수신하면 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 청소를 완료한 한쪽 방에서 청소를 수행해야 하는 다른 방으로 이동할 수 있도록 비컨(20)에서 형성하는 유도 영역을 따라 비컨(20)으로 접근하도록 유도 주행을 제어한다(510).If the response signal of thebeacon 20 is received by themobile robot 10 as a result of the determination instep 508, therobot control unit 114 moves to another room where themobile robot 10 needs to perform cleaning in one room where themobile robot 10 has completed the cleaning The induction driving is controlled to approach thebeacon 20 along the induction region formed in the beacon 20 (510).

이후, 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하도록 유도 주행을 제어하다가 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호 중 "근접' 신호가 전방향 수신부(204)를 통해 수신되면 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하였는가를 판단한다(512).Then, thebeacon control unit 210 controls the induction running so that themobile robot 10 approaches the proximity area (halo receiving area) of thebeacon 20, If it is received through thedirection receiving unit 204, it is determined whether a transmission signal of themobile robot 10 is received (512).

단계 512의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하지 않으면 비컨(20)은 단계 510으로 피드백하여 이동 로봇(10)의 유도 주행을 계속한다.As a result ofstep 512, if the forwarddirection receiving unit 204 of thebeacon 20 does not receive the "proximity" signal from the transmission signal of themobile robot 10, thebeacon 20 feeds back to themobile robot 10, Of the vehicle.

단계 512의 판단 결과, 비컨(20)의 전방향 수신부(204)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "근접" 신호를 수신하면 비컨 제어부(210)는 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)까지 접근하였음을 감지하고, 비컨(20)은 복수의 송신부(206)를 통해 이동 로봇(10)의 "근접" 신호를 수신하였음을 알리는 응답 신호를 전 방향으로 송신한다.Thebeacon controller 210 determines that thebeacon 20 is in thebeacon 20 and thebeacon controller 210 receives the beacon signal from thebeacon 20 in the forwarddirection receiving unit 204, Thebeacon 20 transmits a response signal indicating that themobile robot 10 has received the "proximity" signal of themobile robot 10 through the plurality oftransmitters 206 in the forward direction do.

이에 따라, 이동 로봇(10)은 비컨(20)의 응답 신호를 복수의 수신부(102)를 통해 수신하여 이동 로봇(10)이 비컨(20)의 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어가도록 벽면 추종(wall-following) 주행을 제어한다(514).Accordingly, themobile robot 10 receives the response signal of thebeacon 20 through the plurality of receivingunits 102, and themobile robot 10 moves thebeacon 20 along the boundary region (halo receiving region) To control the wall-following running (514).

이후, 로봇 제어부(114)는 이동 로봇(10)이 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어갔는가를 판단하여(516), 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어가지 않으면 단계 514로 피드백하여 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 경계 영역을 넘어가는 벽면 추종(wall-following) 주행을 계속한다.Therobot controller 114 determines whether themobile robot 10 has crossed the boundary area along the adjacent area (halo receiving area) (step 516). If themobile robot 10 does not cross the boundary area, And continues the wall-following running beyond the boundary area along the adjacent area (halo receiving area).

단계 516의 판단 결과, 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어가면 반대쪽 유도 영역(예를 들어, 우측 유도 영역을 따라 이동 로봇이 우측 방에서 좌측 방으로 넘어간 경우에는 좌측 유도 영역이 반대쪽 유도 영역이 된다)을 통해 이동 로봇(10)의 주행을 제어한다(518).If themobile robot 10 crosses the border area and themobile robot 10 moves from the right side room to the left side room along the right side guidance area (for example, the left side guidance area is the opposite side guidance area) (518) through the mobile robot (10).

반대쪽 유도 영역을 통해 이동 로봇(10)의 주행을 제어하는 것은, 이동 로봇(10)이 경계 영역을 넘어간 후에 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202;구체적으로, 도 5에서 좌측에 마련된 제2지향성 수신부)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신할 때까지 이동 로봇(10)이 근접 영역(halo 수신 영역)을 따라 벽면 추종(wall-following)을 계속하도록 하고, 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하면 이동 로봇(10)이 좌측 수신 영역(유도 영역)에 들어왔음을 감지하여 좌측 유도 영역(즉, 반대쪽 유도 영역)을 기준으로 이동 로봇(10)이 좌측 방(즉, 반대쪽 방)의 청소 주행을 시작하도록 제어하는 것이다.The control of the traveling of themobile robot 10 through the opposite guiding area is performed by the second directional receivingunit 202 of thebeacon 20 after themobile robot 10 crosses the boundary area Themobile robot 10 continues the wall-following along the neighboring area (halo receiving area) until receiving the transmission signal of themobile robot 10 from thebeep 20 Upon reception of the transmission signal of themobile robot 10 from the seconddirectivity receiving unit 202, themobile robot 10 detects that themobile robot 10 enters the left receiving area (guidance area), and detects the left guidance area To control themobile robot 10 to start the clean running of the left room (i.e., the opposite room).

도 10은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 비컨 설정 상태에 따른 이동 로봇의 신호 송출을 나타낸 표이다.10 is a table showing a signal transmission of a mobile robot according to a beacon setting state in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 10에서, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 조작하여 비컨(20)의 도달 거리를 "강, 중 또는 약"으로 설정함에 따라 비컨(20)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 설정값에 따라 응답 신호를 송신하지 않아 이동 로봇(10)의 회피 주행을 다르게 제어할 수 있게 된다.10, when the user operates thesignal setting switch 28 of thebeacon 20 to set the reaching distance of thebeacon 20 to "strong, medium or weak" Even if a transmission signal is received, a response signal is not transmitted according to the set value, so that avoidance travel of themobile robot 10 can be controlled differently.

예를 들어, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 "약"으로 설정한 경우 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "강 또는 중" 세기의 송신 신호에 대해서는 비컨(20)에서 응답 신호를 전방향으로 송신하지 않기 때문에 이동 로봇(10)이 회피 주행을 무시하고, 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "약"과 "근접" 세기의 송신 신호에 대해서만 회피 주행을 알리게 된다.Even if the firstdirectional receiver 200 of thebeacon 20 receives the transmission signal of themobile robot 10 when the user sets thesignal setting switch 28 of thebeacon 20 to "weak" Themobile robot 10 ignores evasive driving because thebeacon 20 does not transmit the response signal in thebeacon 20 in all directions for the transmission signal of the strong or medium intensity among the transmission signals of therobot 10, Quot; proximity " intensity among the transmission signals of the " near " and " close "

또한, 사용자가 비컨(20)의 신호 설정 스위치(28)를 "중"으로 설정한 경우 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하더라도 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "강" 세기의 송신 신호에 대해서는 비컨(20)에서 응답 신호를 전방향으로 송신하지 않기 때문에 이동 로봇(10)이 회피 주행을 무시하고, 이동 로봇(10)의 송신 신호 중 "중 또는 약"과 "근접" 세기의 송신 신호에 대해서만 회피 주행을 알리게 된다.Even if the firstdirectional receiver 200 of thebeacon 20 receives the transmission signal of themobile robot 10 when the user sets thesignal setting switch 28 of thebeacon 20 to "medium" Themobile robot 10 ignores the evasive driving because thebeacon 20 does not transmit the response signal in the forward direction for the transmission signal of the strong intensity among the transmission signals of themobile robot 10, Quot; near "and" close "

위에서 설명한 예는 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)를 "경계 영역 인지 모드"로 설정하였을 때 비컨(20)의 제1지향성 수신부(200)에서 이동 로봇(10)의 송신 신호를 수신하는 경우를 나타낸 것이고, 사용자가 비컨(20)의 모드 설정 스위치(30)를 "이주 모드"로 설정한 경우에는 비컨(20)의 제2지향성 수신부(202)에서 이동 로봇(10)의 이주 모드용 송신 신호를 좌우측 유도 영역으로 수신하여 이동 로봇(10)의 다른 방으로의 이동을 유도한다.In the example described above, when themode setting switch 30 of thebeacon 20 is set to the "boundary area recognition mode ", the firstdirectional receiving unit 200 of thebeacon 20 receives the transmission signal of themobile robot 10 When the user sets themode setting switch 30 of thebeacon 20 to the "migration mode ", the seconddirectional reception unit 202 of thebeacon 20 transmits thebeacon 20 for the migration mode of themobile robot 10 And receives the transmission signal as the left and right guidance areas, thereby inducing movement of themobile robot 10 to another room.

한편, 본 발명의 실시예에서는 이동 로봇(10)에서 송신하는 신호를 적외선 신호로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가시광선, 초음파, 레이저 신호를 이용하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있다.In the meantime, in the embodiment of the present invention, the signal transmitted from themobile robot 10 is an infrared signal. However, the present invention is not limited to this, and a visible light, an ultrasonic wave, And effects can be achieved.

또한, 본 발명의 실시예에서는 비컨(20)에서 송신하는 신호를 적외선 신호로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 가시광선, 초음파, 무선 주파수(Radio Frequency), 레이저 신호를 이용하여도 본 발명과 동일한 목적 및 효과를 달성할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the signal transmitted from thebeacon 20 is an infrared signal. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be embodied by using a visible light, an ultrasonic wave, a radio frequency The same objects and effects as those of the present invention can be achieved.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇의 외관 투시도이다.2 is an external perspective view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비컨의 외관 투시도이다.3 is an external perspective view of a beacon according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating the principle of operation of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 이동 영역을 제한하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of limiting a moving region of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇의 충돌을 방지하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of preventing collision of a mobile robot in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템의 동작 원리를 설명한 개념도8 is a conceptual diagram illustrating the principle of operation of the mobile robot system according to the embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 이동 로봇이 다른 방으로 이동하도록 유도하는 방법을 도시한 동작 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of inducing a mobile robot to move to another room in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 실시예에 의한 이동 로봇 시스템에서 비컨 설정 상태에 따른 이동 로봇의 신호 송출을 나타낸 표이다.10 is a table showing a signal transmission of a mobile robot according to a beacon setting state in a mobile robot system according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

10 : 이동 로봇20 : 비컨10: mobile robot 20: beacon

28 : 신호 설정 스위치 30 : 모드 설정 스위치28: Signal setting switch 30: Mode setting switch

100 : 송신부102 : 수신부100: transmitting unit 102: receiving unit

110 : 배터리 감지부114 : 로봇 제어부110: battery detection unit 114: robot control unit

200 : 제1지향성 수신부202 : 제2지향성 수신부200: first directivity receiving unit 202: second directivity receiving unit

204 : 전방향 수신부210 : 비컨 제어부204: forward direction receiving unit 210: beacon control unit

Claims (27)

Translated fromKorean

주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하는 이동 로봇;A mobile robot for transmitting a signal while moving in a traveling region;상기 이동 로봇에서 송신하는 신호를 수신하여 응답 신호를 상기 이동 로봇으로 송신하는 비컨을 포함하고,And a beacon for receiving a signal transmitted from the mobile robot and transmitting a response signal to the mobile robot,상기 비컨은 상기 신호의 수신 영역을 제한하여 상기 제한된 수신 영역 내에서 상기 이동 로봇의 송신 신호를 감지한 경우에만 상기 응답 신호를 상기 이동 로봇으로 송신하는 이동 로봇 시스템.Wherein the beacon limits the reception area of the signal and transmits the response signal to the mobile robot only when a transmission signal of the mobile robot is sensed within the limited reception area.제1항에 있어서,The method according to claim 1,상기 이동 로봇에서 송신하는 신호는 적외선, 가시광선, 초음파 또는 레이저를 포함하는 이동 로봇 시스템.Wherein the signal transmitted from the mobile robot includes an infrared ray, a visible ray, an ultrasonic wave, or a laser.제1항에 있어서,The method according to claim 1,상기 비컨에서 송신하는 응답 신호는 적외선, 가시광선, 초음파, 무선 주파수(RF) 또는 레이저를 포함하는 이동 로봇 시스템.Wherein the response signal transmitted from the beacon includes an infrared ray, a visible ray, an ultrasonic wave, a radio frequency (RF), or a laser.제1항에 있어서,The method according to claim 1,상기 이동 로봇은 상기 이동 로봇의 이동 상태를 알리기 위한 신호를 송신하는 적어도 하나의 송신부를 더 포함하고,Wherein the mobile robot further comprises at least one transmitter for transmitting a signal for informing the moving state of the mobile robot,상기 적어도 하나의 송신부는 상기 신호를 패킷 단위로 송신하는 이동 로봇 시스템.Wherein the at least one transmission unit transmits the signal in units of packets.제4항에 있어서,5. The method of claim 4,상기 송신부는 상기 이동 로봇 본체의 전면 상부에 설치되어 상기 이동 로봇이 이동하는 전 방향으로 상기 신호를 송신하는 360도 확산 렌즈인 이동 로봇 시스템.Wherein the transmitting unit is a 360 degree diffusing lens installed on an upper surface of the main body of the mobile robot and transmitting the signals in all directions in which the mobile robot moves.제1항에 있어서,The method according to claim 1,상기 이동 로봇은 상기 비컨의 응답 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신부;The mobile robot includes at least one receiving unit for receiving a response signal of the beacon;상기 비컨의 응답 신호가 수신된 경우, 상기 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 로봇 제어부를 더 포함하는 이동 로봇 시스템.And a robot controller for controlling avoidance travel of the mobile robot when a response signal of the beacon is received.제6항에 있어서,The method according to claim 6,상기 이동 로봇의 회피 주행은 상기 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때까지 상기 이동 로봇이 제자리 회전을 하는 이동 로봇 시스템.Wherein the mobile robot moves in a circumferential direction until the response signal of the beacon is not received.제7항에 있어서,8. The method of claim 7,상기 로봇 제어부는 상기 비컨의 응답 신호가 수신되면 상기 이동 로봇이 제자리 회전을 시작하도록 제어하고, 상기 비컨의 응답 신호가 수신되지 않을 때 상 기 이동 로봇의 제자리 회전을 종료하고 상기 제자리 회전이 종료된 방향으로 상기 이동 로봇이 청소 주행을 시작하도록 제어하는 이동 로봇 시스템.The robot control unit controls the mobile robot to start rotating the beacon when the response signal of the beacon is received. When the beacon response signal is not received, the robot controller ends the in-place rotation of the mobile robot, Wherein the mobile robot is controlled to start a cleaning run in the direction of the mobile robot.제6항에 있어서,The method according to claim 6,상기 적어도 하나의 수신부는 상기 이동 로봇 본체의 전면과 측면에 소정 간격으로 설치되어 상기 이동 로봇이 이동하는 전 방향에서 상기 신호를 송수신하는 180도 확산 렌즈인 이동 로봇 시스템.Wherein the at least one receiving unit is a 180 degree diffusing lens which is installed at a predetermined interval on a front surface and a side surface of the mobile robot body and transmits and receives the signals in all directions in which the mobile robot moves.제1항에 있어서,The method according to claim 1,상기 비컨은 상기 이동 로봇과 분리되게 설치하는 이동 로봇 시스템.And the beacon is installed separately from the mobile robot.제10항에 있어서,11. The method of claim 10,상기 비컨은 상기 이동 로봇의 송신 신호를 상기 제한된 수신 영역 내에서 수신하는 지향성 수신부를 더 포함하고,Wherein the beacon further comprises a directional reception unit for receiving a transmission signal of the mobile robot in the limited reception area,상기 지향성 수신부는 상기 수신 영역을 제한하기 위해 폭, 길이, 높이를 갖는 슬릿 형태의 리모컨 수신 모듈인 이동 로봇 시스템.Wherein the directivity receiving unit is a slit-shaped remote control receiving module having a width, a length, and a height to limit the receiving area.제11항에 있어서,12. The method of claim 11,상기 지향성 수신부는 상기 이동 로봇이 상기 주행 영역의 경계에 근접하였음을 감지하는 제1지향성 수신부와, 상기 이동 로봇이 상기 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 제2지향성 수신부를 포함하는 이동 로봇 시스템.Wherein the directivity receiving unit comprises: a first directivity receiving unit for detecting that the mobile robot is close to a boundary of the travel region; and a second directivity receiving unit for detecting a proximity of the mobile robot to a region, And a directional receiving unit.제12항에 있어서,13. The method of claim 12,상기 제1지향성 수신부는 상기 이동 로봇이 상기 주행 영역을 이동하면서 청소를 수행하는 중에 상기 이동 로봇이 상기 경계 영역을 넘어가지 않도록 송신하는 신호를 수신하는 이동 로봇 시스템.Wherein the first directivity receiving unit receives a signal transmitted by the mobile robot so that the mobile robot does not go beyond the boundary area while the mobile robot moves while moving in the traveling area.제13항에 있어서,14. The method of claim 13,상기 제1지향성 수신부는 상기 비컨 본체의 전면 상부에 설치된 경계 영역 인지용 슬릿인 이동 로봇 시스템.Wherein the first directivity receiving unit is a slit for recognizing a boundary region provided at an upper portion of a front surface of the beacon body.제14항에 있어서,15. The method of claim 14,상기 제2지향성 수신부는 상기 이동 로봇이 상기 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하는 이동 로봇 시스템.Wherein the second directivity receiving unit receives a signal indicating that the mobile robot completes the cleaning of the traveling area and that cleaning is completed.제15항에 있어서,16. The method of claim 15,상기 제2지향성 수신부는 상기 제1지향성 수신부의 좌우측에 설치된 이주 모드용 슬릿인 이동 로봇 시스템.And the second directivity receiving unit is a slit for a migration mode installed on the left and right sides of the first directional receiving unit.제10항에 있어서,11. The method of claim 10,상기 비컨은 상기 이동 로봇의 송신 신호를 360도로 수신하여 상기 이동 로봇이 근접하였음을 감지하는 전방향 수신부를 더 포함하는 이동 로봇 시스템.Wherein the beacon further includes a forward direction receiving unit that receives the transmission signal of the mobile robot at 360 degrees and detects that the mobile robot is close to the mobile robot.이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고;The mobile robot transmits a signal while moving in the traveling region;상기 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고;Determining whether a signal transmitted from the mobile robot is detected in a limited reception area of the beacon;상기 이동 로봇의 송신 신호를 상기 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 상기 비컨에서 응답 신호를 상기 이동 로봇에 송신하고;Transmitting a response signal from the beacon to the mobile robot when a transmission signal of the mobile robot is detected in the limited reception area;상기 이동 로봇에서 상기 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 상기 이동 로봇이 상기 주행 영역의 경계를 넘어가지 않도록 상기 이동 로봇의 이동을 제한하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.And when the beacon response signal is received from the mobile robot, the movement of the mobile robot is restricted so that the mobile robot does not cross the boundary of the travel region.제18항에 있어서,19. The method of claim 18,상기 이동 로봇의 이동을 제한하는 것은,In order to limit the movement of the mobile robot,상기 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때까지 상기 이동 로봇이 제자리 회전을 하도록 상기 이동 로봇의 회피 주행을 제어하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.And controlling avoidance travel of the mobile robot so that the mobile robot rotates in place until a response signal of the beacon is not received.제19항에 있어서,20. The method of claim 19,상기 이동 로봇은 상기 비컨의 응답 신호를 수신하면 상기 제자리 회전을 시작하고, 상기 비컨의 응답 신호를 수신하지 않을 때 상기 제자리 회전을 종료하고 상기 제자리 회전을 종료한 방향으로 청소 주행을 시작하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.Wherein the mobile robot starts the in-situ rotation when receiving the response signal of the beacon, ends the in-situ rotation when the beacon response signal is not received, and starts the traveling in the direction in which the in- Method of controlling the system.이동 로봇이 주행 영역을 이동하면서 신호를 송신하고;The mobile robot transmits a signal while moving in the traveling region;상기 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨에서 360도로 수신하여 상기 이동 로봇이 상기 비컨에 근접하였는가 판단하고;Receiving a signal transmitted from the mobile robot at 360 degrees from the beacon to determine whether the mobile robot is close to the beacon;상기 이동 로봇이 상기 비컨에 근접한 경우, 상기 비컨에서 응답 신호를 상기 이동 로봇에 송신하고;Transmitting a response signal to the mobile robot from the beacon when the mobile robot is close to the beacon;상기 이동 로봇에서 상기 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 상기 이동 로봇이 회피 주행을 하여 상기 비컨과의 충돌을 방지하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.And when the mobile robot receives the response signal of the beacon, the mobile robot avoids the collision with the beacon by avoiding the collision with the beacon.제21항에 있어서,22. The method of claim 21,상기 이동 로봇에서 송신하는 신호는 적외선, 가시광선, 초음파 또는 레이저를 포함하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.Wherein the signal transmitted from the mobile robot includes an infrared ray, a visible ray, an ultrasonic wave, or a laser.제21항에 있어서,22. The method of claim 21,상기 비컨에서 송신하는 응답 신호는 적외선, 가시광선, 초음파, 무선 주파 수(RF) 또는 레이저를 포함하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.Wherein the response signal transmitted from the beacon includes an infrared ray, a visible ray, an ultrasonic wave, a radio frequency (RF), or a laser.제21항에 있어서,22. The method of claim 21,상기 이동 로봇이 상기 비컨에 근접하였는가 판단하는 것은,Whether or not the mobile robot is close to the beacon,상기 비컨에서 상기 이동 로봇의 송신 신호 중 "근접' 신호를 감지한 경우, 상기 이동 로봇이 상기 비컨에 근접하였다고 판단하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.And when the beacon detects an "proximity " signal of a transmission signal of the mobile robot, the mobile robot determines that the mobile robot is close to the beacon.이동 로봇이 주행 영역에 대한 청소를 완료하면 신호를 송신하고;Transmits a signal when the mobile robot completes the cleaning of the traveling area;상기 이동 로봇에서 송신하는 신호를 비컨의 제한된 수신 영역에서 감지하였는가 판단하고;Determining whether a signal transmitted from the mobile robot is detected in a limited reception area of the beacon;상기 이동 로봇의 송신 신호를 상기 제한된 수신 영역에서 감지한 경우, 상기 비컨에서 응답 신호를 상기 이동 로봇에 송신하고;Transmitting a response signal from the beacon to the mobile robot when a transmission signal of the mobile robot is detected in the limited reception area;상기 이동 로봇에서 상기 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 상기 이동 로봇이 상기 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.And when the mobile robot receives the response signal of the beacon, guides the mobile robot to move to another area beyond the boundary of the traveling area.제25항에 있어서,26. The method of claim 25,상기 이동 로봇이 상기 주행 영역의 경계를 넘어 다른 영역으로 이동하는 것은,The moving robot moves to another area beyond the boundary of the traveling area,상기 이동 로봇이 상기 비컨에서 형성하는 유도 영역을 따라 상기 비컨으로 접근하고;The mobile robot approaches the beacon along an induction region formed in the beacon;상기 이동 로봇이 상기 비컨의 근접 영역까지 접근하였는가 판단하고;Determining whether the mobile robot approaches the beacon proximity area;상기 이동 로봇이 상기 비컨의 근접 영역까지 접근한 경우, 상기 비컨에서 응답 신호를 상기 이동 로봇에 송신하고;Transmitting a response signal to the mobile robot from the beacon when the mobile robot approaches the vicinity of the beacon;상기 이동 로봇에서 상기 비컨의 응답 신호를 수신한 경우, 상기 이동 로봇이 상기 비컨의 근접 영역을 따라 벽면 추종 주행을 하여 상기 경계 영역을 넘어가는 이동 로봇 시스템의 제어방법.And when the mobile robot receives the response signal of the beacon, the mobile robot follows the wall along the vicinity region of the beacon and moves beyond the boundary region.제25항에 있어서,26. The method of claim 25,상기 비컨은 상기 이동 로봇이 상기 주행 영역에 대한 청소를 완료하고 청소가 완료되었다고 송신하는 신호를 수신하고, 상기 이동 로봇이 상기 경계 영역을 넘어 다른 영역으로 이동하도록 유도하는 영역에 근접하였음을 감지하는 이동 로봇 시스템의 제어방법.The beacon receives a signal indicating that the mobile robot completes the cleaning of the traveling area and transmits the cleaning completion message and detects that the mobile robot is close to the area where the mobile robot moves to the other area beyond the boundary area Control method of mobile robot system.

Images