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KR102292263B1 - 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법 - Google Patents

이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법 Download PDF

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KR102292263B1
KR102292263B1 KR1020190050959A KR20190050959A KR102292263B1 KR 102292263 B1 KR102292263 B1 KR 102292263B1 KR 1020190050959 A KR1020190050959 A KR 1020190050959A KR 20190050959 A KR20190050959 A KR 20190050959A KR 102292263 B1 KR102292263 B1 KR 102292263B1
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charging station
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mobile robot
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고경석
김병진
이성욱
이형섭
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 명세서는 충전대에서 송신된 송출 신호의 복수의 수신 결과 및 일 지점에서 자기장 상태를 센싱한 센싱 결과를 근거로 충전대로 이동하는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법에 관한 것이다.

Description

이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법{MOVING ROBOT, SYSTEM OF MOVING ROBOT AND METHOD FOR MOVING TO CHARGING STATION OF MOVING ROBOT}
본 발명은 주행 영역을 자율주행하는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동 로봇은 사용자의 조작 없이도 소정 구역을 스스로 주행하면서 자동으로 소정의 동작을 수행하는 기기이다. 이동 로봇은 구역 내에 설치된 장애물을 감지하여 장애물에 접근하거나 회피하여 동작을 수행한다.
이러한 이동 로봇은 영역을 주행하면서 청소를 수행하는 청소로봇은 물론 영역의 바닥면의 잔디를 깎는 잔디 깎기 로봇이 포함될 수 있다. 일반적으로 잔디 깎기 장치는 사용자가 탑승하여 사용자의 운전에 따라 이동하면서 바닥의 잔디를 깎거나 풀을 제초하는 승용형 장치와, 사용자가 수동으로 끌거나 밀어서 이동하면서 잔디를 깎는 워크비하인드타입 또는 핸드타입의 장치가 있다. 이러한 잔디 깎기 장치는 사용자의 직접적인 조작에 의해 이동하며 잔디를 깎는 것으로 사용자의 직접 장치를 작동해야하는 번거로움이 있다. 그에 따라 이동 로봇에 잔디를 깎을 수 있는 수단을 구비한 이동 로봇형의 잔디 깎기 장치가 연구되고 있다. 그러나, 잔디깎기 로봇의 경우 실내가 아닌 실외에도 동작하므로 이동할 영역을 사전에 설정해야할 필요성이 있다. 구체적으로, 실외는 실내와는 달리 열린 공간이므로 영역의 지정이 미리 이루어져야하며, 또 잔디가 심어진 곳을 주행하도록 영역을 한정되어야 한다.
이러한 잔디 깎기 장치의 종래기술로, 한국공개특허 10-2015-0125508(공개일자: 2015년11월09일)(이하, 선행문헌 1이라 칭한다)에는, 잔디깎기 로봇이 이동할 영역을 설정하기 위해, 잔디가 심어진 곳에 와이어를 매설하여, 이동 로봇이 와이어의 내측 영역에서 이동하도록 제어하는 기술이 개시되어 있다. 그러면, 와이어에 의해 유도된 전압값에 근거하여 이동 로봇에 대한 경계가 설정된다. 그러나 이러한 와이어 방식 만으로는 주행 영역의 경계 부분에 대한 위치 인식 및 주행이 용이해질뿐, 경계 부분 내의 넓은 주행 영역에 대한 위치 인식 및 주행의 개선에는 한계가 따를 수 밖에 없었다.
또한, 미국공개특허 2017-0150676(공개일자:2017년06월01일)(이하, 선행문헌 2라 칭한다)에는, 주행 영역의 경계 부분에 복수의 비콘(Beacon)을 설치하여, 로봇이 경계를 따라 주행하는 동안 상기 비콘에서 송출된 신호를 근거로 상기 비콘과의 상대적 위치를 판단하고, 이에 대한 좌표 정보를 저장하여 위치 판단에 활용하는 기술이 개시되어 있다. 즉, 상기 선행문헌 2는 주행 영역의 경계 부분에 분산 배치된 복수의 비콘과 신호를 송수신하고, 송수신 결과를 근거로 주행 영역을 설정하여, 상기 복수의 비콘과의 상대적 위치 정보를 이용한 정확한 주행 영역/위치 인식이 이루어지게 된다. 이로 인해, 상기 선행문헌 1의 한계인 위치 인식의 제한을 부분적으로 개선할 수 있게 된다.
한편, 이러한 잔디 깎기용 이동 로봇의 경우 실내가 아닌 실외에서 동작하므로, 주행에 많은 제약이 따르게 된다. 이를테면, 넓게 개방된 야외 영역의 특성상 충전대의 위치 탐색, 이동 로봇의 위치 판단이 정확하게 이루어지기 어려운 점 등이 있다. 이는, 상기 충전대와 상기 이동 로봇 간의 통신 성능 제약으로 이어져, 통신을 통한 위치 판단의 어려움도 야기시키게 된다. 또한, 다양한 지형/자물 등의 요인으로 충전대로의 복귀 주행 자체에도 어려움이 따를 수 밖에 없다.
이러한 문제를 개선하기 위한 방안으로, 상기 이동 로봇이 상기 충전대의 위치를 찾을 때까지, 또는 주행 영역을 인식할 수 있는 경계 영역까지 주행을 수행하여, 주행 결과에 따라 상기 충전대의 위치를 판단하여 복귀하는 방식이 제안되기도 하였으나, 이러한 방식은 넓은 야외 환경에서 상기 충전대로의 복귀가 신속하게 이루어지기 어려운 한계가 있었다. 이를테면, 불필요한 주행으로 인해 상기 충전대로의 복귀 시간이 늘어나게 되어 상기 충전대로 복귀하기 전에 구동 전원이 방전되거나, 상기 충전대의 위치를 찾기 위한 주행 중 상기 충전대와의 거리가 더 멀어지게 되는 우려 등이 있었다.
즉, 종래에는 충전대로의 복귀 주행이 정확/적절/용이하게 이루어지지 못하고, 이에 따라 상기 이동 로봇의 구동 전원의 충전이 쉽게 이루어지기 어려운 문제들이 있었다. 이러한 문제들로 인해, 넓은 야외 환경을 주행하는 잔디 깎기 로봇의 동작 성능이 제한될 수 밖에 없었으며, 잔디 깎기 로봇의 신뢰성, 활용성 및 효용성 등이 보장되지 못하는 한계가 따르게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상술한 바와 같은 종래기술의 한계를 개선하는 것을 과제로 한다.
구체적으로는, 이동 로봇 및 충전대 간의 통신 사양을 이용하여 충전대로 이동할 수 있는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법을 제공하고자 한다.
또한, 특정 통신 조건에서도 충전대로 이동하기 위한 최적의 경로로 충전대로 이동하여, 충전대에 정확하게 도킹할 수 있는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법을 제공하고자 한다.
게다가, 충전대의 전 방위에서 충전대의 위치를 판단하여, 충전대로 이동할 수 있는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법을 제공하고자 한다.
특히, 이동 로봇에 복수의 통신 모듈을 구비하고, 충전대에 하나의 통신 모듈을 구비하여, 신호의 수신각을 판단할 수 있는 통신 조건에서, 충전대로 이동하기 위한 최적의 경로로 신속하고 정확하게 이동할 수 있는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법을 제공하고자 한다.
아울러, 충전대로 이동하기 위한 불필요한 주행 및 이동 시간을 감소시킬 수 있는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 충전대에서 송신된 송출 신호의 복수의 수신 결과 및 일 지점에서 자기장 상태를 센싱한 센싱 결과를 근거로 충전대로 이동하는 것을 해결 수단으로 한다.
구체적으로는, 상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 자기장 상태를 분석하고, 주행 영역을 주행하는 중 복수의 신호 센서 모듈을 통해 수신한 상기 송출 신호의 수신 결과를 근거로 상기 충전대가 위치한 방향을 판단하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점으로 이동하여, 상기 일 지점에서 상기 충전대로 복귀하게 된다.
이에 따라, 상기 송출 신호의 수신 세기 및 수신각을 판단할 수 있는 통신 환경 상에서, 상기 충전대로 복귀하기 위한 최적의 경로 및 상기 충전대로 도킹하기 위한 정확한 주행 방향을 판단하게 될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 상기 송출 신호를 수신한 복수의 수신 결과 및 자기장 상태를 분석한 분석 결과를 근거로 상기 충전대의 위치 및 상기 충전대에 도킹하기 위한 주행 방향을 판단하여, 상기 충전대로 이동 및 도킹하는 것을 해결 수단으로 한다.
이와 같은 해결 수단을 통해 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 상기 충전대의 전 방위에서 상기 충전대의 위치 판단 및 상기 충전대로 도킹하기 위한 최적의 정확한 이동/도킹이 이루어지게 됨으로써, 상술한 바와 같은 과제를 해결하게 된다.
상기와 같은 기술적 특징은, 이동 로봇의 제어 수단, 이동 로봇 시스템, 이동 로봇의 제어 시스템, 이동 로봇을 제어하는 방법, 이동 로봇의 충전대 이동 방법, 이동 로봇의 이동 경로 판단 방법, 잔디 깎기 로봇의 제어 수단, 잔디 깎기 로봇, 잔디 깎기 로봇 시스템, 잔디 깎기 로봇의 제어 시스템, 잔디 깎기 로봇의 제어 방법, 잔디 깎기 로봇의 충전대 이동 방법, 또는 잔디 깎기 로봇의 주행 제어 방법 등으로 실시될 수 있으며, 본 명세서는 상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법의 실시 예를 제공한다.
상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 발명에 따른 이동 로봇은, 본체, 상기 본체를 이동시키는 구동부, 주행 영역 내에 배치된 충전대에서 송신된 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈을 포함하는 수신부, 상기 본체가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하는 센싱부 및 상기 수신부의 수신 결과, 상기 센싱부의 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역 내를 주행하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체의 주행을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 본체가 상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하고, 상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대가 위치한 방향을 판단하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점을 통해 상기 충전대로 복귀하도록 제어한다.
또한, 상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 발명에 따른 이동 로봇 시스템은, 주행 영역 내에 배치되어 위치 정보를 판단하기 위한 송출 신호를 송신하는 충전대 및 복수의 신호 송신 모듈을 통해 상기 송출 신호를 수신한 수신 결과, 자기장 상태를 센싱한 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역 내를 주행하는 이동 로봇을 포함하는 이동 로봇 시스템으로, 상기 이동 로봇은, 상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하고, 상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대가 위치한 방향을 판단하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점으로 이동하여, 상기 일 지점에서 상기 충전대로 복귀한다.
또한, 상기와 같은 기술적 특징을 과제 해결 수단으로 하는 본 발명에 따른 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 본체, 상기 본체를 이동시키는 구동부, 주행 영역 내에 배치된 충전대에서 송신된 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈을 포함하는 수신부, 상기 본체가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하는 센싱부 및 상기 수신부의 수신 결과, 상기 센싱부의 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역 내를 주행하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체의 주행을 제어하는 제어부를 포함하는 이동 로봇의 충전대 이동 방법으로, 상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동하는 단계, 상기 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하는 단계, 상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대가 위치한 방향을 판단하는 단계, 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하는 단계, 분석 결과를 근거로 상기 일 지점으로 이동하는 단계, 상기 분석 결과를 근거로 상기 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하는 단계 및 상기 일 지점에서 상기 충전대로 이동하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 잔디 깎기 로봇의 제어 수단, 잔디 깎기 로봇 시스템, 잔디 깎기 로봇의 제어 시스템, 잔디 깎기 로봇을 제어하는 방법 및 잔디 깎기 로봇의 충전대 이동 방법으로 실시될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 로봇 청소기, 로봇 청소기를 제어하는 제어 수단, 로봇 청소 시스템, 로봇 청소기를 제어하기 위한 방법 등으로 실시될 수 있다.
본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 충전대에서 송신된 송출 신호의 수신 결과 및 일 지점에서 자기장 상태를 센싱한 센싱 결과를 근거로 충전대로 이동함으로써, 이동 로봇 및 충전대 간의 통신 사양을 이용하여 충전대로 이동하기 위한 경로 판단 및 충전대로의 이동이 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 송출 신호를 수신한 복수의 수신 결과 및 자기장 상태를 분석한 분석 결과를 근거로 충전대의 위치 및 상기 충전대에 도킹하기 위한 주행 방향을 판단함으로써, 충전대의 전 방위에서 충전대로 이동하기 위한 경로 판단 및 충전대로의 이동이 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 송출 신호를 수신한 복수의 수신 결과 및 자기장 상태를 분석한 분석 결과를 근거로 충전대의 위치 및 상기 충전대에 도킹하기 위한 주행 방향을 판단하여 충전대로 이동 및 도킹함으로써, 충전대로 이동하기 위한 최적의 경로로 충전대로 이동하여, 충전대에 정확하게 도킹할 수 있게 되는 효과가 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 충전대로 이동하기 위한 불필요한 주행 및 이동 시간이 감소되어, 충전대로 이동하기 위한 최적의 경로를 통해 충전대로 신속하고 정확하게 이동할 수 있게 되는 효과가 있다.
즉, 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 충전대의 전 방위에서 충전대로의 이동 및 도킹이 정확, 신속, 적절하게 효율적으로 이루어질 수 있게 되는 효과가 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법은, 종래기술의 한계를 개선함은 물론, 신호송출수단을 활용/적용한 잔디 깎기용 이동 로봇 기술 분야의 정확성, 신뢰성, 안정성, 적용성, 효율성, 효용성 및 활용성을 증대시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 일 실시 예를 나타낸 구성도 a.
도 1b는 본 발명에 따른 이동 로봇의 구성을 나타낸 구성도 a.
도 1c는 본 발명에 따른 이동 로봇의 구성을 나타낸 구성도 b.
도 1d는 본 발명에 따른 이동 로봇의 구성을 나타낸 구성도 c.
도 2는 본 발명에 따른 이동 로봇의 주행 영역의 일 실시 예를 나타낸 개념도.
도 3a는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 주행 원리를 나타낸 개념도.
도 3b는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 위치 판단을 위한 장치 간의 신호 흐름을 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 이동 로봇의 구체적인 구성을 나타낸 구성도.
도 5a는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 송출 신호의 수신 예시를 설명하기 위한 예시도 a.
도 5b는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 송출 신호의 수신 예시를 설명하기 위한 예시도 b.
도 5c는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 송출 신호의 수신 예시를 설명하기 위한 예시도 c.
도 6a는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 이동 과정의 예시를 나타낸 예시도 a.
도 6b는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 이동 과정의 예시를 나타낸 예시도 b.
도 6c는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 이동 과정의 예시를 나타낸 예시도 c.
도 6d는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 이동 과정의 예시를 나타낸 예시도 d.
도 6e는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 이동 과정의 예시를 나타낸 예시도 e.
도 6f는 본 발명에 따른 이동 로봇 및 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 이동 과정의 예시를 나타낸 예시도 f.
도 7은 본 발명에 따른 이동 로봇 시스템의 실시 예에 따른 이동 로봇의 이동 과정을 나타낸 블록도.
도 8은 본 발명에 따른 이동 로봇의 충전대 이동 방법의 순서를 나타낸 순서도.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법의 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
먼저, 본 발명에 따른 이동 로봇(이하, 로봇이라 칭한다)을 설명한다.
상기 로봇(100)은, 자율주행이 가능한 로봇, 잔디 깎기 이동 로봇, 잔디 깎기 로봇, 잔디 깎기 장치, 또는 잔디 깎기용 이동 로봇을 의미할 수 있으며, 도 1a에 도시된 바와 같이, 설정된 주행 영역(1000) 내를 주행하며 상기 주행 영역(1000) 상의 잔디를 절삭한다. 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)에 배치된 충전대(500)에서 충전한 구동 전원을 근거로 동작하여 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하며 잔디를 절삭할 수 있다. 상기 충전대(500)에서 구동 전원을 충전하여 동작하는 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후 상기 충전대(500)로 이동하는 경우, 상기 충전대(500)에 포함된 신호 송출 모듈(510)에서 송신된 송출 신호를 수신하여, 수신 결과를 근거로 상기 충전대(500)로 이동하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본체(10), 상기 본체(10)를 이동시키는 구동부(11), 상기 주행 영역(1000) 내에 배치된 상기 충전대(500)에서 송신된 상기 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하는 수신부(12), 상기 본체(10)가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하는 센싱부(13) 및 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어하여 상기 본체(10)의 주행을 제어하는 제어부(20)를 포함한다.
즉, 상기 로봇(100)은, 상기 제어부(20)가 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 상기 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역(1000) 내에서 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어하여, 상기 주행 영역(1000)을 주행하게 된다.
이와 같이 상기 본체(10), 상기 구동부(11), 상기 수신부(12), 상기 센싱부(13) 및 상기 제어부(20)를 포함하는 상기 로봇(100)에서 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하고, 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점을 통해 상기 충전대(500)로 복귀하도록 제어한다.
즉, 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후 상기 충전대(500)로 이동하는 경우, 상기 충전대(500)를 출발한 후 상기 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석한 결과 및 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 송출 신호를 수신한 결과를 근거로 상기 일 지점을 통해 상기 충전대(500)로 복귀하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이 이동이 가능하도록 마련되어서, 잔디를 절삭할 수 있는 상기 본체(10)를 포함하는 자율주행 로봇일 수 있다. 상기 본체(10)는 상기 로봇(100)의 외관을 형성하고, 상기 로봇(100)의 주행 및 잔디 절삭 등의 동작이 수행되는 하나 이상의 수단이 구비된다. 상기 본체(10)에는 상기 본체(10)를 원하는 방향으로 이동시키고, 회전시킬 수 있는 상기 구동부(11)가 마련된다. 상기 구동부(11)는 복수 개의 회전 가능한 구동 바퀴를 포함할 수 있고, 각각의 바퀴는 개별적으로 회전될 수 있어서, 상기 본체(10)가 원하는 방향으로 회전될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 구동부(11)는 적어도 하나의 주 구동 바퀴(11a)와, 보조 바퀴(11b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 본체(10)는 두개의 주 구동 바퀴(11a)를 포함할 수 있으며, 상기 주 구동 바퀴는 상기 본체(10)의 후방 저면에 설치될 수 있다. 상기 본체(10)에는, 상기 수신부(12)가 구비될 수 있다. 상기 수신부(12)는, 상기 본체(10)의 양측에 구비될 수 있다. 상기 수신부(12)는, 서로 다른 위치에 구비되어 각각 상기 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 수신부(12)는, 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)로 이루어질 수 있다. 이를테면, 2개로 이루어져 각각 상기 본체(10)의 양측에 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b) 각각은 서로 다른 위치에서 각각 상기 송출 신호를 수신하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 도 2에 도시된 바와 같은 주행 영역(1000) 내에서 스스로 주행할 수 있다. 상기 로봇(100)은 주행 중에 특정 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 특정 동작은, 상기 주행 영역(1000) 내의 잔디를 절삭하는 동작일 수 있다. 상기 주행 영역(1000)은 상기 로봇(100)의 주행 및 동작 대상에 해당하는 영역으로, 소정의 실외/야외 영역이 상기 주행 영역(1000)으로 형성될 수 있다. 이를테면, 상기 로봇(100)이 잔디를 절삭하기 위한 정원, 마당 등이 상기 주행 영역(1000)으로 형성될 수 있다. 상기 주행 영역(1000)의 일 지점에는 상기 로봇(100)의 구동 전원이 충전되는 상기 충전대(500)가 설치될 수 있으며, 상기 로봇(100)은 상기 주행 영역(1000) 내에 설치된 상기 충전대(500)에 도킹하여 구동 전원을 충전하게 될 수 있다.
상기 주행 영역(1000)은 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 경계 영역(1200)으로 형성될 수 있다. 상기 경계 영역(1200)은, 상기 주행 영역(1000)과 외부 영역(1100)의 경계선에 해당되어, 상기 로봇(100)이 상기 경계 영역(1200) 내에서 상기 외부 영역(1100)을 벗어나지 않도록 주행하게 될 수 있다. 이 경우, 상기 경계 영역(1200)은 폐곡선 또는 폐루프로 형성될 수 있다. 또한, 이 경우에 상기 경계 영역(1200)은 폐곡선 또는 폐루프로 형성되는 와이어(1200)에 의해 정의될 수 있다. 상기 와이어(1200)는 임의의 영역에 설치될 수 있으며, 상기 로봇(100)은 설치된 와이어(1200)에 의해 형성되는 폐곡선의 주행 영역(1000) 내에서 주행할 수 있다.
상기 주행 영역(1000)에는 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 송출기(200)가 배치될 수 있다. 상기 송출기(200)는, 상기 주행 영역(1000)에 하나 이상이 배치될 수 있으며, 바람직하게는 적어도 3개가 분산되어 배치될 수 있다. 상기 송출기(200)는, 상기 로봇(100)이 위치 정보를 판단하기 위한 신호를 송출하는 신호 발생 수단으로, 상기 주행 영역(1000) 내에 분산 배치되어 설치될 수 있다. 상기 로봇(100)은 상기 송출기(200)에서 송출된 신호를 수신하여, 수신 결과를 근거로 현재 위치를 판단하거나, 상기 주행 영역(1000)에 대한 위치 정보를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 로봇(100)은 상기 수신부(12)가 상기 신호를 수신할 수 있다. 상기 송출기(200)는, 바람직하게는 상기 주행 영역(1000)에서 상기 경계 영역(1200)의 근방에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 로봇(100)은 상기 경계 영역(1200)의 근방에 배치된 상기 송출기(200)의 배치 위치를 근거로 상기 경계 영역(1200)을 판단하게 될 수 있다. 상기 송출기(200)에는, 상기 송출기(200)의 자세 정보를 검출하는 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서가 구비될 수 있다. 상기 IMU센서는, 자이로, 가속도 및 고도 센서 중 하나 이상을 포함하는 센서로, 상기 송출기(200)의 자세 정보를 센싱하는 센서일 수 있다. 이에 따라 상기 송출기(200)는, 상기 IMU센서를 통해 현재의 배치 상태에 따른 자세 정보를 센싱할 수 있다. 또한, 위치 변경에 따라 자세가 변경된 경우, 상기 IMU센서를 통해 위치 변경에 따른 자세의 변경을 센싱하게 될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 상기 주행 영역(1000)을 주행하며 잔디를 절삭하는 상기 로봇(100)은, 도 3a에 도시된 바와 같은 주행 원리에 동작할 수 있고, 도 3b에 도시된 바와 같은 위치 판단을 위한 장치 간의 신호 흐름이 이루어질 수 있다.
상기 로봇(100)은 도 3a에 도시된 바와 같이 소정 영역을 이동하는 단말(300)과 통신하며, 상기 단말(300)로부터 수신한 데이터를 바탕으로 상기 단말(300)의 위치를 추종하며 주행할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 상기 단말(300)로부터 수신되거나 또는 상기 단말(300)을 추종하여 주행하는 중에 수집되는 위치 정보를 근거로 소정 영역에 가상의 경계를 설정하고, 경계에 의해 형성되는 내부 영역을 상기 주행 영역(1000)으로 설정할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 상기 경계 영역(1200) 및 상기 주행 영역(1000)이 설정되면, 상기 경계 영역(1200)을 벗어나지 않도록 상기 주행 영역(1000) 내를 주행할 수 있다. 경우에 따라 상기 단말(300)은 상기 경계 영역(1200)을 설정하여 상기 로봇(100)에 전송할 수 있다. 상기 단말(300)은 영역을 변경하거나 확장하는 경우, 변경된 정보를 상기 로봇(100)에 전송하여, 상기 로봇(100)이 새로운 영역에서 주행하도록 할 수 있다. 또한, 상기 단말(300)은 상기 로봇(100)으로부터 수신되는 데이터를 화면에 표시하여 상기 로봇(100)의 동작을 모니터링할 수 있다.
상기 로봇(100) 또는 상기 단말(300)은, 위치 정보를 수신하여 현재 위치를 판단할 수 있다. 상기 로봇(100) 및 상기 단말(300)은, 상기 충전대(500)에서 송신된 상기 송출 신호, 또는 GPS위성(400)을 이용한 GPS신호를 바탕으로 현재 위치를 판단할 수 있다. 이를테면, 상기 송출 신호의 수신 세기, 수신 방향, 또는 수신 시간 등을 근거로 상기 로봇(100)과 상기 충전대(500) 간의 거리를 측정하고, 이를 통해 상기 주행 영역(1000) 상에서의 상기 충전대(500)의 위치를 판단하게 됨으로써 현재 위치를 판단하게 될 수 있다. 또는, 상기 충전대(500)에 구비된 GPS모듈에서 송신되는 GPS신호를 상기 GPS위성(400)에서 수신하여, 상기 GPS신호를 근거로 상기 충전대(500)의 위치를 판단하게 됨으로써 현재 위치를 판단하게 될 수 있다.
상기 로봇(100) 및 상기 단말(300)은 또한, 상기 주행 영역(1000)에 상기 송출기(200)가 배치된 경우, 상기 송출기(200)로부터 송신되는 위치 정보에 대한 신호를 바탕으로 현재 위치를 판단할 수도 있다. 여기서, 복수의 송출기(200)로부터 신호를 수신하는 경우에는, 상기 복수의 송출기(200) 각각으로부터 수신한 신호의 수신 결과를 비교함으로써 상기 로봇(100) 및 상기 송출기(200)의 위치를 판단하게 될 수 있다. 또는, 상기 송출기(200)에 구비된 GPS모듈에서 송신되는 GPS신호를 상기 GPS위성(400)에서 수신하여, 상기 GPS신호를 근거로 상기 송출기(200)의 위치를 판단하게 됨으로써 현재 위치를 판단하게 될 수 있다. 이에 더불어, 상기 복수의 송출기(200) 각각의 위치를 통해 복수의 송출기(200) 간의 거리 또한 판단함으로써 상기 로봇(100) 및 상기 복수의 송출기(200)의 위치를 정확하게 판단하게 될 수 있다. 상기 로봇(100) 및 상기 단말(300)은, 바람직하게는 3개의 송출기(200)로부터 전송되는 신호를 수신하여 신호를 비교함으로써 현재 위치를 판단할 수 있다. 즉, 상기 송출기(200)는, 바람직하게는 상기 주행 영역(1000)에 3개 이상이 배치될 수 있다.
상기 로봇(100)은 상기 주행 영역(1000) 내의 어느 하나의 지점을 기준 위치로 설정한 후, 이동 중 위치를 좌표로 산출한다. 예를 들어 초기 시작 위치, 상기 충전대(500)의 위치를 기준 위치로 설정할 수 있고, 또한, 상기 송출기(200) 중 어느 하나의 위치를 기준 위치로 하여 상기 주행 영역(1000)에 대한 좌표를 산출할 수 있다. 또한, 상기 로봇(100)은 매 동작 시, 초기 위치를 기준 위치로 설정한 후, 주행하며 위치를 판단할 수도 있다. 상기 로봇(100)은 기준 위치를 기준으로, 상기 구동부(11)의 회전수, 회전 속도, 상기 본체(10)의 회전 방향 등을 바탕으로 주행 거리를 연산하고, 이에 따라 상기 주행 영역(1000) 내에서의 현재 위치를 판단할 수 있다. 상기 로봇(100)은 상기 GPS위성(400)을 이용하여 위치를 판단하는 경우라도, 어느 하나의 지점을 기준 위치로 하여 위치를 판단할 수 있다.
상기 로봇(100)은, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 GPS위성(400) 또는 상기 충전대(500)에서 송신되는 위치 정보를 근거로 현재 위치를 판단할 수 있다. 상기 위치 정보는, GPS 신호, 초음파 신호, 적외선 신호, 전자기 신호 또는 UWB(Ultra Wide Band) 신호의 형태로 전송될 수 있다. 상기 충전대(500)에서 송신되는 신호는, 바람직하게는 UWB(Ultra Wide Band) 신호일 수 있다. 즉, 상기 송출 신호는, 상기 충전대(500)의 신호 송출 모듈(510)에서 송신되는 UWB(Ultra Wide Band) 신호일 수 있다. 이에 따라 상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)에서 송신된 UWB(Ultra Wide Band) 신호를 수신하여, 이를 근거로 현재 위치를 판단하게 될 수 있다. 상기 충전대(500)는 또한, GPS모듈을 구비하여, GPS신호를 송신하게 될 수 있다. 이 경우, 상기 충전대(500)에서 송신된 GPS신호는, 상기 GPS위성(400)이 수신할 수 있다. 또한, 상기 GPS위성(400)은, 상기 충전대(500)로부터 GPS신호를 수신한 수신 결과를 상기 로봇(100)에 전송할 수 있다.
이와 같이 동작하는 상기 로봇(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(10), 상기 구동부(11), 상기 수신부(12), 상기 센싱부(13) 및 상기 제어부(20)를 포함하여, 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 상기 영역 지도를 근거로 상기 주행 영역(1000)을 주행할 수 있다. 상기 로봇(100)은 또한, 데이터부(14), 입/출력부(15), 장애물 감지부(16), 제초부(17) 및 통신부(18) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 구동부(11)는, 상기 본체(10)의 하부에 구비되는 구동 바퀴로, 회전 구동하여 상기 본체(10)를 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 구동부(11)는, 상기 본체(10)가 상기 주행 영역(1000)을 주행하도록 구동하게 될 수 있다. 상기 구동부(11)는, 적어도 하나의 구동모터를 포함하여 상기 로봇(100)이 주행하도록 상기 본체(10)를 이동시킬 수 있다. 이를테면, 좌륜을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다.
상기 구동부(11)는, 구동 결과에 대한 정보를 상기 제어부(20)에 전달하고, 상기 제어부(20)로부터 동작에 대한 제어 명령을 전달받을 수 있다. 상기 구동부(11)는, 상기 제어부(20)로부터 전달받은 제어 명령에 따라 동작하게 될 수 있다. 즉, 상기 구동부(11)는 상기 제어부(20)에 의해 제어될 수 있다.
상기 수신부(12)는, 상기 송출 신호를 송수신하기 위한 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)은, 서로 다른 위치에 구비되어 상기 충전대(500)로부터 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)은, 대칭되는 위치에 구비될 수 있다. 이를테면, 상기 본체(10)의 양측에 대칭되는 위치에 각각 구비될 수 있다. 상기 신호 센서 모듈(12a 및 12b)은, 상기 충전대(500)로 신호를 송신할 수도 있다. 상기 충전대(500)가 초음파, UWB(Ultra Wide Band), 적외선 중 어느 하나의 방식으로 신호를 송신하는 경우, 상기 수신부(12)는, 그에 대응하여 초음파, UWB, 적외선신호를 송수신하는 센서 모듈이 구비될 수 있다. 상기 수신부(12)는, 바람직하게는 UWB 센서를 포함할 수 있다. 참고로, UWB 무선기술은 무선 반송파(RF carrier)를 사용하지 않고, 기저역(Baseband)에서 수 GHz 이상의 매우 넓은 주파수 역을 사용하는 것을 의미한다. UWB 무선기술은 수 나노 혹은 수 피코 초의 매우 좁은 펄스를 사용한다. 이와 같은 UWB 센서에서 방출되는 펄스는 수 나노 혹은 수 피코이므로, 관통성이 좋고, 그에 따라 주변에 장애물이 존재하더라도 다른 UWB 센서에서 방출하는 매우 짧은 펄스를 수신할 수 있다.
상기 로봇(100)이 상기 단말(300)을 추종하여 주행하는 경우, 상기 단말(300)과 상기 로봇(100)은 각각 UWB 센서를 포함하여, 상기 UWB 센서를 통해 상호 간에 UWB 신호를 송수신할 수 있다. 상기 단말(300)은 구비되는 UWB 센서를 통해 UWB 신호를 송출하고, 상기 로봇(100)은 UWB 센서를 통해 수신되는 UWB 신호를 바탕으로 상기 단말(300)의 위치를 판단하여, 상기 단말(300)을 추종하여 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 단말(300)은 송신측, 상기 로봇(100)은 수신측으로 동작하게 된다. 상기 송출기(200)가 UWB 센서를 구비하여 신호를 송출하는 경우, 상기 로봇(100) 또는 상기 단말(300)은 구비되는 UWB 센서를 통해 상기 송출기(200)에서 송신된 신호를 수신할 수 있다. 이때 상기 송출기(200)의 신호 방식과 상기 로봇(100) 및 상기 단말(300)의 신호 방식은 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
상기 수신부(12)는, 복수의 UWB 센서를 포함할 수 있다. 즉, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)은, UWB 센서일 수 있다. 상기 수신부(12)에 두 개의 UWB 센서가 포함되는 경우, 예를 들어 상기 본체(10)의 좌측과 우측에 각각 구비되어, 각각 신호를 수신함으로써, 수신되는 복수의 신호를 비교하여 정확한 위치 산출이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 로봇(100)과 상기 충전대(500) 또는 상기 단말(300)의 위치에 따라, 좌측의 센서와 우측의 센서에서 측정되는 거리가 상이한 경우, 이를 바탕으로 상기 로봇(100)과 상기 충전대(500) 또는 상기 단말(300)의 상대적 위치, 상기 로봇(100)의 방향을 판단하게 될 수 있다.
상기 수신부(12)는, 상기 송출 신호의 수신 결과를 상기 제어부(20)에 전달하고, 상기 제어부(20)로부터 동작에 대한 제어 명령을 전달받을 수 있다. 상기 수신부(12)는, 상기 제어부(20)로부터 전달받은 제어 명령에 따라 동작하게 될 수 있다. 즉, 상기 수신부(12)는 상기 제어부(20)에 의해 제어될 수 있다.
상기 센싱부(13)는, 상기 본체(10)의 자세 및 동작에 대한 정보를 센싱하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 상기 센싱부(13)는, 상기 본체(10)의 주변의 자기장 상태를 센싱하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하나 이상의 센서는, 자기장 센서를 포함할 수 있다. 즉, 상기 센싱부(13)는, 하나 이상의 자기장 센서를 포함하여, 상기 본체(10)가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하게 될 수 있다. 이를테면, 상기 본체(10)의 주변에서의 자기장 방향 및 세기 중 하나 이상을 센싱하게 될 수 있다. 상기 센싱부(13)는 또한, 상기 본체(10)의 움직임을 감지하는 기울기 센서 및 상기 구동부(11)의 구동 속도를 감지하는 속도 센서 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 기울기 센서는, 상기 본체(10)의 자세 정보를 센싱하는 센서일 수 있다. 상기 기울기 센서는, 상기 본체(10)의 전, 후, 좌, 우 방향으로 기울어지는 경우, 기울어진 방향과 각도를 산출하여 상기 본체(10)의 자세 정보를 센싱할 수 있다. 상기 기울기 센서는 틸트 센서, 가속도 센서 등이 사용될 수 있고, 가속도 센서의 경우 자이로식, 관성식, 실리콘 반도체식 중 어느 것이나 적용 가능하다. 또한, 그 외에 상기 본체(10)의 움직임을 감지할 수 있는 다양한 센서 또는 장치가 사용될 수 있을 것이다. 이와 같은 기울기 센서를 포함하는 상기 센싱부(13)는, 상기 기울기 센서를 통해서도 상기 자기장 상태를 센싱할 수도 있다. 상기 속도 센서는, 상기 구동부(11)에 구비된 구동 바퀴의 구동 속도를 센싱하는 센서일 수 있다. 상기 속도 센서는, 상기 구동 바퀴가 회전하는 경우, 상기 구동 바퀴의 회전을 감지하여 구동 속도를 센싱할 수 있다.
상기 센싱부(13)는, 센싱 결과에 대한 정보를 상기 제어부(20)에 전달하고, 상기 제어부(20)로부터 동작에 대한 제어 명령을 전달받을 수 있다. 상기 센싱부(13)는, 상기 제어부(20)로부터 전달받은 제어 명령에 따라 동작하게 될 수 있다. 즉, 상기 센싱부(13)는 상기 제어부(20)에 의해 제어될 수 있다.
상기 데이터부(14)는, 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 저장수단으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 상기 데이터부(14)에는, 수신되는 신호가 저장되고, 장애물을 판단하기 위한 기준 데이터가 저장되며, 감지된 장애물에 대한 장애물 정보가 저장될 수 있다. 또한, 상기 데이터부(14)에는 상기 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 데이터, 상기 로봇(100)의 동작 모드에 따른 데이터, 수집되는 위치 정보, 상기 주행 영역(1000) 및 그 경계(1200)에 대한 정보가 저장될 수 있다.
상기 입/출력부(15)는, 적어도 하나의 버튼, 스위치, 터치패드 등의 입력 수단과, 디스플레이부, 스피커 등의 출력 수단을 포함하여 사용자 명령을 입력받고, 상기 로봇(100)의 동작 상태를 출력할 수 있다.
상기 입/출력부(15)는, 동작 상태에 대한 정보를 상기 제어부(20)에 전달하고, 상기 제어부(20)로부터 동작에 대한 제어 명령을 전달받을 수 있다. 상기 입/출력부(15)는, 상기 제어부(20)로부터 전달받은 제어 명령에 따라 동작하게 될 수 있다. 즉, 상기 입/출력부(15)는 상기 제어부(20)에 의해 제어될 수 있다.
상기 장애물 감지부(16)는, 복수의 센서를 포함하여 주행방향에 존재하는 장애물을 감지한다. 상기 장애물 감지부(16)는 레이저, 초음파, 적외선, 3D센서 중 적어도 하나를 이용하여 상기 본체(10)의 전방, 즉 주행 방향의 장애물을 감지할 수 있다. 상기 장애물 감지부(16)는 또한, 상기 본체(10)의 배면에 설치되어 낭떠러지를 감지하는, 낭떠러지 감지센서를 더 포함할 수 있다.
상기 장애물 감지부(16)는 또한, 전방을 촬영하여 장애물을 감지하는 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 디지털 카메라로, 이미지센서(미도시)와 영상처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 광학 영상(image)을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다수개의 광 다이오드(photo diode)가 집적된 칩으로 구성되며, 광 다이오드로는 픽셀(pixel)을 예로 들 수 있다. 렌즈를 통과한 광에 의해 칩에 맺힌 영상에 의해 각각의 픽셀들에 전하가 축적되며, 픽셀에 축적된 전하들은 전기적 신호(예를들어, 전압)로 변환된다. 이미지 센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다. 또한, 카메라는 촬영된 영상을 처리하는 영상처리부(DSP)를 포함할 수 있다.
상기 장애물 감지부(16)는, 감지 결과에 대한 정보를 상기 제어부(20)에 전달하고, 상기 제어부(20)로부터 동작에 대한 제어 명령을 전달받을 수 있다. 상기 장애물 감지부(16)는, 상기 제어부(20)로부터 전달받은 제어 명령에 따라 동작하게 될 수 있다. 즉, 상기 장애물 감지부(16)는 상기 제어부(20)에 의해 제어될 수 있다.
상기 제초부(17)는 주행 중, 바닥면의 잔디를 깎는다. 상기 제초부(17)는 잔디를 깎기 위한 브러쉬 또는 칼날이 구비되어 회전을 통해 바닥의 잔디를 깎게 될 수 있다.
상기 제초부(17)는, 동작 결과에 대한 정보를 상기 제어부(20)에 전달하고, 상기 제어부(20)로부터 동작에 대한 제어 명령을 전달받을 수 있다. 상기 제초부(17)는, 상기 제어부(20)로부터 전달받은 제어 명령에 따라 동작하게 될 수 있다. 즉, 상기 제초부(17)는 상기 제어부(20)에 의해 제어될 수 있다.
상기 통신부(18)는, 무선 통신 방식으로 상기 로봇(100)의 통신 대상 통신기와 통신할 수 있다. 이를테면, 상기 송출기(200), 상기 단말(300) 및 상기 GPS위성(400) 중 하나 이상과 통신할 수 있다. 상기 통신부(18)는, 소정의 네트워크에 연결되어 외부의 서버 또는 상기 로봇(100)을 제어하는 상기 단말(300)과 통신할 수 있다. 상기 단말(300)과 통신하는 경우 상기 통신부(18)는, 생성되는 지도를 상기 단말(300)로 전송하고, 상기 단말(300)로부터 명령을 수신하며, 상기 로봇(100)의 동작 상태에 대한 데이터를 상기 단말(300)로 전송할 수 있다. 상기 통신부(18)는 지그비, 블루투스 등의 근거리 무선 통신뿐 아니라, 와이파이, 와이브로 등의 통신모듈을 포함하여 데이터를 송수신할 수 있다. 상기 통신부(18)는, 상기GPS위성(400)과 통신하는 상기 단말(300)을 통해 상기 GPS위성(400)과 통신할 수 있다. 상기 통신부(18)는 또한, 상기 GPS위성(400)으로부터 GPS신호를 송수신하는 GPS모듈을 더 포함하여, 상기 GPS위성(400)과 통신할 수도 있다. 상기 GPS위성(400)과 통신하는 경우, 상기 GPS위성(400)이 상기 주행 영역(1000) 내에 배치된 하나 이상의 송출기(200) 또는 상기 충전대(500)에서 송신된 GPS신호를 수신하여, 상기 통신부(18)에 상기 신호의 수신 결과를 전달하게 될 수 있다. 즉, 상기 통신부(18)는 상기 송출기(200) 또는 상기 충전대(500)로부터 GPS신호를 수신하는 상기 GPS위성(400)과 통신하는 경우, 상기 GPS위성(400)으로부터 상기 GPS신호의 수신 결과를 전달받게 될 수 있다.
상기 통신부(18)는, 통신 결과에 대한 정보를 상기 제어부(20)에 전달하고, 상기 제어부(20)로부터 동작에 대한 제어 명령을 전달받을 수 있다. 상기 통신부(18)는, 상기 제어부(20)로부터 전달받은 제어 명령에 따라 동작하게 될 수 있다. 즉, 상기 통신부(18)는 상기 제어부(20)에 의해 제어될 수 있다.
상기 제어부(20)는, 중앙 처리 장치를 포함하여 상기 로봇(100)의 전반적인 동작 제어를 수행할 수 있다. 상기 제어부(20)는 상기 수신부(12) 및 상기 센싱부(13)를 통해 상기 주행 영역(1000) 상에서의 위치 정보를 판단하여, 상기 구동부(11)를 통해 상기 본체(10)가 상기 주행 영역(1000)을 주행하도록 제어하고, 상기 데이터부(14), 상기 입/출력부(15), 상기 장애물 감지부(16), 상기 제초부(17) 및 상기 통신부(18)를 통해 상기 로봇(100)의 기능/동작이 수행되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(20)는, 데이터의 입출력을 제어하고, 설정에 따라 상기 본체(10)가 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(20)는 상기 구동부(11)를 제어하여 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터의 작동을 독립적으로 제어함으로써, 상기 본체(10)가 직진 또는 회전하여 주행하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(20)는, 상기 단말(300)로부터 수신되는 위치 정보 또는 상기 충전대(500)로부터 수신한 상기 송출 신호를 근거로 판단한 위치 정보를 바탕으로 상기 주행 영역(1000)에 대한 경계(1200)를 설정할 수 있다. 상기 제어부(20)는 또한, 주행 중 자체 수집한 위치 정보를 근거로 상기 주행 영역(1000)에 대한 경계(1200)를 설정할 수도 있다. 상기 제어부(20)는 설정되는 경계(1200)에 의해 형성되는 영역 중 어느 일 영역을 상기 주행 영역(1000)으로 설정할 수 있다. 상기 제어부(20)는 불연속적인 위치 정보를 선 또는 곡선으로 연결하여 폐루프(closed loop) 형태로 경계(1200)를 설정하고, 내부 영역을 상기 주행 영역(1000)으로 설정할 수 있다. 상기 제어부(20)는 상기 주행 영역(1000) 및 그에 따른 경계(1200)가 설정되면, 상기 주행 영역(1000) 내에서 주행하며 설정된 경계(1200)를 벗어나지 않도록 상기 본체(10)의 주행을 제어할 수 있다. 상기 제어부(20)는 수신되는 위치 정보를 바탕으로 현재 위치를 판단하고, 판단한 현재 위치가 상기 주행 영역(1000) 내에 위치하도록 상기 구동부(11)를 제어하여 상기 본체(10)의 주행을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(20)는 상기 장애물 감지부(16)에 의해 입력되는 장애물 정보에 따라, 장애물을 회피하여 주행하도록 상기 본체(10)의 주행을 제어할 수 있다. 이 경우 상기 제어부(20)는, 상기 장애물 정보를 상기 주행 영역(1000)에 대한 기저장된 영역 정보에 반영하여 상기 주행 영역(1000)을 수정하게 될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어진 상기 로봇(100)은, 상기 제어부(20)가 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(18)의 센싱 결과, 상기 통신부(18)의 통신 결과 및 기저장된 상기 영역 지도 중 중 하나 이상을 근거로 상기 본체(10)의 현재 위치를 판단하여, 판단한 위치에 따라 상기 본체(10)가 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어하게 됨으로써, 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 도 1a에 도시된 바와 같은 상기 주행 영역(1000)을 주행하면서 설정된 동작을 수행하게 될 수 있다. 이를테면, 상기 주행 영역(1000)을 주행하면서 상기 주행 영역(1000)의 바닥면에 존재하는 잔디를 절삭하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)에서 상기 본체(10)는, 상기 구동부(11)의 구동을 통해 주행하게 될 수 있다. 상기 본체(10)는 상기 구동부(11)가 구동하여 상기 본체(10)를 이동시키게 됨으로써 주행하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)에서 상기 구동부(11)는, 구동 바퀴의 구동을 통해 상기 본체(10)를 이동시킬 수 있다. 상기 구동부(11)는 상기 구동 바퀴의 구동에 의해 상기 본체(10)를 이동시킴으로써, 상기 본체(10)의 주행을 수행하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)에서 상기 수신부(12)는, 주행 중 상기 주행 영역(1000) 내에 배치된 상기 충전대(500)에서 송신된 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 충전대(500)는 하나 이상의 신호 송출 모듈(510)을 포함하여, 상기 신호 송출 모듈(510)을 통해 상기 송출 신호를 송신할 수 있고, 상기 수신부(12)는, 상기 송출 신호를 수신하는 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하여 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 상기 수신부(12)는, 상기 본체(10)가 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중, 상기 송출 신호를 실시간으로 수신할 수 있다. 즉, 상기 충전대(500)는 상기 송출 신호를 실시간으로 송신하고, 상기 수신부(12)는 주행 중 상기 송출 신호를 실시간으로 수신하여, 주행에 따라 위치가 변경될 때마다 상기 송출 신호를 수신하게 될 수 있다. 여기서, 상기 송출 신호는, 일정한 형태로 송신될 수 있다. 또한, 상기 송출 신호는, 상기 충전대(500)가 배치된 위치, 즉 고정된 위치에서 송신됨으로써, 상기 본체(10)의 위치에 따라 상기 송출 신호의 수신 감도가 달라지게 될 수 있다. 즉, 상기 송출 신호는, 상기 송출 신호가 수신되는 위치, 즉 상기 본체(10)의 위치에 따라서 수신 결과가 달라지게 될 수 있고, 상기 로봇(100)은, 이처럼 수신 위치에 따라 수신 결과가 달라지는 상기 송출 신호를 근거로 상기 본체(10)의 현재 위치를 판단하게 될 수 있다. 예를 들면, 상기 본체(10)가 일 지점에서 타 지점까지 주행한 경우, 상기 본체(10)가 일 지점에서 타 지점까지 주행하는 동안의 수신 결과를 근거로 일 지점 및 타 지점 각각에서의 상기 충전대(500)와의 거리를 측정하고, 측정한 거리를 근거로 상기 본체(10)가 일 지점에서 타 지점으로 이동한 것을 판단하게 되어, 상기 본체(10)의 현재 위치를 판단하게 될 수 있다. 또한, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b) 각각이 서로 다른 위치에서 상기 송출 신호를 수신하게 됨으로써, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b) 각각의 수신 결과가 달라지게 되어, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b) 각각의 수신 결과를 비교하여 상기 본체(10)의 현재 위치를 판단하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)에서 상기 센싱부(13)는, 주행 중 상기 본체(10)가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱할 수 있다. 상기 센싱부(13)는, 현재 위치에서의 자기장 상태를 센싱할 수 있다. 상기 센싱부(13)는, 주행 중 상기 본체(10)가 위치한 지점에서의 자기장의 방향 및 자기장의 세기 중 하나 이상을 센싱할 수 있다. 상기 센싱부(13)는, 상기 본체가 위치한 지점에서의 자기장의 방향 및 자기장의 세기 중 하나 이상을 센싱하는 하나 이상의 자기장 센서를 포함하여, 주행 중 현재 위치에서의 상기 자기장 상태를 센싱할 수 있다. 상기 센싱부(13)는, 주행 중 실시간으로 상기 자기장 상태를 센싱할 수 있다. 이에 따라, 상기 센싱부(13)는, 상기 본체(10)가 주행하게 되는 상기 주행 영역(1000)의 경로상의 각 지점 모두에서 자기장 상태를 센싱하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)에서 상기 제어부(20)는, 주행 중 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 상기 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 본체(10)의 위치를 판단하여, 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어하여 상기 본체(10)의 주행을 제어할 수 있다. 여기서, 상기 영역 지도는, 상기 주행 영역(1000)에 대한 지도로, 상기 충전대(500)의 배치 위치 및 상기 경계 영역(1200)이 지도 상에 지정되어 상기 로봇(100)에 기저장될 수 있다. 이를테면, 상기 데이터부(14)에 기저장될 수 있다. 상기 영역 지도는, 상기 로봇(100)의 이전 주행 이력 및 상기 충전대(500)의 위치, 상기 로봇(100)의 사용자 설정 중 하나 이상에 따라 기생성되어 상기 로봇(100)에 기저장될 수 있다. 상기 제어부(20)는, 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대(500)의 위치 및 상기 본체(10)와 상기 충전대(500) 간의 거리를 측정하여, 측정한 거리를 근거로 상기 본체(10)의 현재 위치를 판단할 수 있다. 상기 제어부(20)는, 상기 센싱 결과를 근거로 상기 본체(10)의 현재 위치의 자기장 상태 정보를 판단할 수 있다. 이를 통해, 상기 주행 영역(1000) 중 특정 지점을 탐색/식별하게 될 수 있다. 이를테면, x 지점에 위치한 경우, 상기 x 지점에서의 상기 센싱 결과를 근거로 상기 x 지점의 자기장 상태 정보를 판단하여 저장하고, 저장한 정보를 현재 위치에서의 센싱 결과와 비교함으로써, 현재 위치가 상기 x 지점에 해당하는지 탐색/식별하게 될 수 있다. 이에 따라, 상기 센싱 결과를 근거로 상기 주행 영역(1000)에 대한 위치 판단이나, 상기 주행 영역(1000)의 위치 정보를 좌표화하게 될 수 있다. 상기 제어부(20)는 또한, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 상기 통신부(18)의 통신 결과 중 하나 이상을 근거로 상기 본체(10)가 주행한 거리를 측정하여, 측정한 거리를 근거로 상기 본체(10)의 현재 위치를 판단할 수 있다. 상기 제어부(20)는 판단한 현재 위치에 따라 상기 본체(10)가 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하도록 상기 구동부(11)의 구동을 제어하게 될 수 있다. 즉, 상기 제어부(20)는 판단한 현재 위치에 따라, 상기 본체(10)가 상기 경계 영역(1200)을 벗어나지 않도록 상기 구동부(11)의 구동을 제어함으로써, 상기 본체(10)의 주행을 제어하게 될 수 있다. 상기 제어부(20)는 또한, 상기 본체(10)가 설정된 동작을 수행하도록 상기 본체(10)의 동작 수행을 제어할 수도 있다.
이처럼 상기 구동부(11), 상기 수신부(12), 상기 센싱부(13) 및 상기 제어부(20)를 포함하는 상기 로봇(100)은, 상기 수신부(12)가 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하여, 상기 충전대(500)에 포함된 하나의 신호 송출 모듈(510)과 상기 송출 신호를 송수신하게 될 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)가 하나의 신호 송출 모듈(510)을 포함하여, 하나의 신호 송출 모듈(510)을 통해 상기 송출 신호를 송신하고, 상기 수신부(12)가 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하여, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b) 각각을 통해 상기 송출 신호를 수신하는 실시 형태로 이루어지게 될 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇(100)은, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 통해서 하나의 송출 신호를 수신하게 됨으로써, 상기 송출 신호의 세기 및 송신 방향(수신각)을 센싱하게 될 수 있다. 즉, 상기 제어부(20)는, 상기 송출 신호의 세기 및 송신 방향을 센싱한 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하여, 상기 충전대(500)로 이동하도록 상기 본체(10)의 주행을 제어하게 될 수 있다. 이를테면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 본체(10)의 좌측 및 우측 각각에 제1 센서 모듈(12a) 및 제2 센서 모듈(12b)이 구비되어, 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b) 각각이 서로 다른 위치에서 상기 충전대(500)의 상기 신호 송출 모듈(510)에서 송신된 상기 송출 신호를 수신하게 되어 수신 결과가 달라지게 되므로, 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b) 각각의 수신 결과를 비교하여 상기 송출 신호가 송신된 위치, 즉 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하게 될 수 있고, 이에 따라 상기 충전대(500)로의 복귀를 제어하게 될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 본체(10)의 좌측에 구비된 상기 제1 센서 모듈(12a)은 상기 송출 신호를 [l1 - 거리(세기), θ1 - 각도]로 수신하고, 상기 본체(10)의 우측에 구비된 상기 제2 센서 모듈(12b)은 상기 송출 신호를 [l2, θ1]로 수신하게 되어, 각각의 수신 결과를 비교하면 상기 송출 신호가 송신되는 방향을 판단하게 될 수 있고, 판단한 상기 충전대(500)의 방향으로 상기 본체(10)의 주행을 제어하여 상기 충전대(500)로의 복귀가 이루어지게 될 수 있다. 특히, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)와 일직선상에 위치하지 않아 상기 제1 센서 모듈(12a)의 수신 결과와 상기 제2 센서 모듈(12b)의 수신 결과가 달라지는 경우에, 상이한 수신 결과의 비교를 통해 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하게 될 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 통해서 하나의 송출 신호를 수신하게 됨으로써, 상기 본체(10)의 전 방위에서 상기 송출 신호를 수신하게 되어, 상기 본체(10)의 주행 방향 상태와 무관하게 상기 충전대(500)의 위치를 판단하여, 상기 충전대(500)로 이동하게 될 수 있다.
이와 같이 상기 본체(10)의 주행을 제어하는 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)를 출발하여 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후 상기 충전대(500)로 이동하도록 제어한다. 즉, 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)를 출발하여 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후 상기 충전대(500)로 복귀하도록 상기 구동부(11)를 제어하게 될 수 있다.
상기 충전대(500)의 출발 및 상기 충전대(500)로의 복귀를 제어하는 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱부(13)가 상기 자기장 상태를 센싱한 결과를 분석하고, 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 수신부(12)가 상기 송출 신호를 수신한 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점을 통해 상기 충전대(500)로 복귀하도록 제어한다. 즉, 상기 제어부(20)는, 상기 충전대(500)를 출발할 시의 상기 자기장 상태를 센싱한 결과를 분석한 상기 분석 결과 및 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단한 상기 판단 결과를 근거로 상기 본체(10)가 상기 일 지점을 경유하여 상기 충전대(500)로 복귀하록 제어하게 될 수 있다. 이와 같이 상기 분석 결과 및 상기 판단 결과를 근거로 상기 충전대(500)로의 복귀가 이루어지는 상기 로봇(100)은, 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같은 순서로 상기 충전대(500)의 출발 및 상기 충전대(500)로의 복귀가 이루어지게 될 수 있다.
상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)를 출발하는 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)에서 상기 일정 거리(r)만큼 후진으로 이동하여, 상기 충전대(500)를 지향한 상태로 상기 일 지점(OP)에 위치하도록 제어할 수 있다. 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)를 출발하는 경우, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)에 도킹중인 상태, 즉 주행 방향이 상기 충전대(500)를 향하고 있는 상태에서 상기 일정 거리(r)를 후진으로 이동하도록 제어하여, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)와 상기 일정 거리(r)만큼 떨어진 상기 일 지점(OP)에 위치하도록 제어하게 될 수 있다. 상기 본체(10)가 상기 일 지점(OP)에 위치한 후, 상기 센싱부(13)는, 상기 자기장 상태를 센싱하게 될 수 있다. 즉, 상기 일 지점(OP)에서의 상기 자기장 상태를 센싱하게 될 수 있다.
상기 제어부(20)는, 상기 일 지점(OP)에서의 상기 센싱 결과로부터 상기 본체(10)의 주행 방향에 따른 자기장(MF)의 방향을 분석할 수 있다. 즉, 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)에서 후진으로 출발하여 상기 주행 방향이 상기 충전대(500)를 향한 상태에서의 자기장(MF)의 방향을 분석하게 될 수 있다. 상기 제어부(20)는, 상기 센싱 결과를 분석한 후, 상기 센싱 결과 및 상기 센싱 결과를 분석한 상기 분석 결과를 저장할 수 있다. 또한, 상기 제어부(20)는, 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)에 대한 좌표 정보를 생성 및 저장할 수 있다. 이를테면, 상기 일 지점(OP)의 좌표 정보를 (0, y)로 설정하거나, 상기 일 지점(OP)의 자기장 상태, 또는 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향을 포함하여 좌표 정보를 생성 및 저장하게 될 수 있다. 이를 통해, 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후, 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 돌아오게 될 수 있다. 예를 들면, 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안의 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하며, 상기 분석 결과, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 확인함으로써 상기 일 지점(OP)으로의 이동이 이루어지게 될 수 있다. 이후, 상기 제어부(20)는, 상기 주행 영역(1000)을 주행하도록 상기 본체(10)의 주행을 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부(20)는, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 충전대(500)를 출발하여 상기 센싱 결과를 분석한 후, 상기 본체(10)가 상기 주행 영역(1000)을 주행하도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(20)는, 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 송출 신호의 수신각이 일정 기준에 해당하는 방향을 확인하여, 확인한 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 판단할 수 있다. 이를테면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 현재 위치에서 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b) 각각의 수신각이 0도인 방향, 또는 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b) 각각의 수신각의 차이가 일정 기준 미만에 해당하는 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 판단하게 될 수 있다.
상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)로 복귀하도록 제어하는 경우, 상기 분석 결과 및 상기 판단 결과를 근거로 상기 본체(10)가 상기 일 지점(OP)으로 이동하여, 상기 일 지점(OP)에서 상기 충전대(500)로 복귀하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(20)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 판단 결과를 근거로 상기 본체(10)의 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하고, 상기 분석 결과를 근거로 상기 본체(10)가 상기 일 지점(OP)으로 이동하여 상기 충전대(500)로 복귀하도록 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부(20)는, 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후 상기 충전대(500)로 복귀하는 경우, 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하여 도 6c에 도시된 바와 같이 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 상기 본체(10)의 주행 방향을 전환하고, 상기 충전대(500)를 출발한 후 분석한 상기 분석 결과를 근거로 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환한 상태에서 상기 일 지점(OP)으로 이동하도록 제어하여, 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 본체(10)가 상기 일 지점(OP)에 위치하도록 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(20)는, 상기 분석 결과를 근거로 상기 본체(10)가 상기 일 지점(OP)으로 이동하고, 상기 일 지점(OP)에서 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하여 상기 충전대(500)로 복귀하도록 제어할 수 있다. 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 일 지점(OP)으로 이동하도록 제어하는 경우, 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 본체(10)가 상기 일 지점(OP)에 위치하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(20)는, 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과에 해당하는 지점, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 확인하여, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 일 지점(OP)으로 이동하도록 제어할 수 있다. 이를테면, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 일 지점(OP)의 근방에 이르게 된 후, 각 지점에서 상기 센싱 결과와 상기 분석 결과의 비교를 통해, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 찾아, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점으로 이동하게 됨으로써, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 일 지점(OP)에 위치하게 될 수 있다. 즉, 상기 제어부(20)는, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점으로 상기 본체(10)가 이동하도록 제어하게 됨으로써, 상기 일 지점(OP)으로의 이동 및 위치를 보정하게 될 수 있다. 상기 본체(10)가 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 일 지점(OP)으로 이동하게 된 후, 상기 제어부(20)는, 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하여 상기 충전대(500)로 복귀하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 주행 방향이 상기 충전대(500)의 정면을 향하게 되어, 상기 충전대(500)로의 도킹이 정면에서 이루어지게 될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(20)는, 상기 본체(10)가 상기 충전대(500)를 출발할 시 이동한 상기 일정 거리(r)만큼 이동하도록 제어하게 될 수 있다.
이처럼 상기 제어부(20)가 상기 수신부(12)의 수신 결과 및 상기 센싱부(13)의 센싱 결과를 근거로 상기 본체(10)의 주행을 제어하게 됨으로서, 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같은 과정으로 상기 충전대(500)의 출발부터 상기 충전대(500)로의 복귀가 이루어지게 될 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)를 출발하며 분석한 상기 자기장 상태를 근거로 상기 충전대(500)로의 이동 및 복귀가 이루어지게 될 수 있다.
상술한 바와 같은 상기 로봇(100)의 실시 예들은, 하술할 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법에 적용될 수 있으며, 또한 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법의 실시 예들이 상기 로봇(100)에 적용될 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 이동 로봇 시스템(이하, 시스템이라 칭한다)을 설명한다.
상기 시스템(1)은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 주행 영역(1000) 내의 잔디를 절삭하는 상기 로봇(100) 및 상기 로봇(100)과 통신하고, 상기 로봇(100)이 구동 전원을 충전하는 충전대(500)를 포함하는 시스템으로, 상기 충전대(500)와 상기 로봇(100)을 포함하는 모든 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 상기 로봇(100)은, 앞서 설명한 상기 로봇(100)일 수 있다. 즉, 상기 시스템(1)은, 상기 주행 영역(1000) 내의 잔디를 절삭하는 잔디 깎기 로봇의 주행/제어/동작 시스템일 수 있다.
상기 시스템(1)은, 상기 주행 영역(1000) 내에 배치되어 위치 정보를 판단하기 위한 송출 신호를 송신하는 상기 충전대(500) 및 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 통해 상기 송출 신호를 수신한 결과, 자기장 상태를 센싱한 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하는 상기 로봇(100)을 포함한다. 여기서, 상기 송출 신호는, 수신하는 위치에 따라 수신 결과가 달라지는 UWB 신호일 수 있다. 즉, 상기 시스템(1)에서 상기 충전대(500) 및 상기 로봇(100)은, 상기 UWB 신호인 상기 송출 신호를 송수신하게 될 수 있다.
상기 시스템(1)에서 상기 충전대(500)는, 상기 주행 영역(1000)에 하나 이상이 배치될 수 있다. 상기 충전대(500)는, 상기 로봇(100)에 구동 전원을 충전시킬 수 있다. 상기 충전대(500)는, 상기 로봇(100)이 주행을 대기하는 스테이션일 수 있다. 이에 따라 상기 로봇(100)은, 주행을 시작하기 전 및 주행을 종료한 후, 상기 충전대(500)에 도킹하여 주행을 대기하며 구동 전원을 충전하게 될 수 있다.
상기 충전대(500)는, 상기 송출 신호로 상기 로봇(100)과 통신할 수 있다. 상기 충전대(500)는, 하나 이상의 신호 송출 모듈(510)을 포함하여, 상기 신호 송출 모듈(510)을 통해 상기 송출 신호를 상기 로봇(100)에 송신할 수 있다. 본 발명에 따른 상기 시스템(1)의 실시 형태에서 상기 충전대(500)는, 하나의 신호 송출 모듈(510)을 포함하여, 상기 하나의 신호 송출 모듈(510)을 통해 상기 송출 신호를 상기 로봇(100)에 송신할 수 있다. 상기 충전대(500)는, 주행 중 상기 로봇(100)으로 상기 송출 신호를 송신할 수 있다. 상기 충전대(500)는, 상기 로봇(100)이 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중, 상기 송출 신호를 실시간으로 송신할 수 있다. 즉, 상기 충전대(500)는 상기 송출 신호를 실시간으로 송신하고, 상기 로봇(100)은 주행 중 상기 송출 신호를 실시간으로 수신하여, 주행에 따라 위치가 변경될 때마다 상기 송출 신호를 수신하게 될 수 있다. 여기서, 상기 송출 신호는, 일정한 형태로 송신될 수 있다.
상기 시스템(1)에서 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)에 배치된 충전대(500)에서 충전한 구동 전원을 근거로 동작하여 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하며 잔디를 절삭할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본체(10), 상기 본체(10)를 이동시키는 구동부(11), 상기 주행 영역(1000) 내에 배치된 상기 충전대(500)에서 송신된 상기 송출 신호를 수신하는 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하는 수신부(12), 상기 본체(10)가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하는 센싱부(13) 및 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어하여 상기 본체(10)의 주행을 제어하는 제어부(20)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 제어부(20)가 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 상기 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역(1000) 내에서 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어하여, 상기 주행 영역(1000)을 주행하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 상기 송출 신호로 상기 충전대(500)와 통신할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하여, 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 통해 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)은, 대칭되는 위치에 구비되어 각각 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 이를테면, 상기 로봇(100)의 좌측 및 우측 각각에 구비되어, 각각 다른 위치에서 상기 송출 신호를 수신하게 될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 시스템(1)의 실시 형태에서 상기 로봇(100)은, 두 개의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하여, 각각의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 통해 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 주행 중 상기 충전대(500)에서 송신된 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중, 상기 송출 신호를 실시간으로 수신할 수 있다. 즉, 상기 충전대(500)는 상기 송출 신호를 실시간으로 송신하고, 상기 로봇(100)은 주행 중 상기 송출 신호를 실시간으로 수신하여, 주행에 따라 위치가 변경될 때마다 상기 송출 신호를 수신하게 될 수 있다. 여기서, 상기 송출 신호는, 상기 충전대(500)가 배치된 위치, 즉 고정된 위치에서 송신됨으로써, 상기 로봇(100)의 위치에 따라 상기 송출 신호의 수신 감도가 달라지게 될 수 있다. 즉, 상기 송출 신호는, 상기 송출 신호가 수신되는 위치, 즉 상기 로봇(100)의 위치에 따라서 수신 결과가 달라지게 될 수 있고, 상기 로봇(100)은, 이처럼 수신 위치에 따라 수신 결과가 달라지는 상기 송출 신호를 근거로 현재 위치를 판단하게 될 수 있다. 예를 들면, 상기 로봇(100)이 일 지점에서 타 지점까지 주행한 경우, 일 지점에서 타 지점까지 주행하는 동안의 수신 결과를 근거로 일 지점 및 타 지점 각각에서의 상기 충전대(500)와의 거리를 측정하고, 측정한 거리를 근거로 일 지점에서 타 지점으로 이동한 것을 판단하게 되어, 현재 위치를 판단하게 될 수 있다.
이와 같은 상기 시스템(1)에서 상기 로봇(100)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 충전대(500)를 출발(P1)하여 일정 거리(r)를 이동(P2)한 일 지점(OP)에서 상기 센싱 결과를 분석(P3)하고, 상기 주행 영역(1000)을 주행(P4)하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단(P5)하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)하여, 상기 일 지점(OP)에서 상기 충전대(500)로 복귀(P7)한다. 즉, 상기 시스템(1)에서 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후 상기 충전대(500)로 이동하는 경우, 상기 충전대(500)를 출발한 후 상기 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석한 결과 및 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 송출 신호를 수신한 결과를 근거로 상기 일 지점을 통해 상기 충전대(500)로 복귀하게 될 수 있다.
여기서, 상기 충전대(500)는 하나 이상의 신호 송출 모듈(510)을 포함하여, 상기 신호 송출 모듈(510)을 통해 상기 송출 신호를 송신할 수 있고, 상기 로봇(100)은, 대칭되는 위치에 구비되어 각각 상기 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하여 상기 송출 신호를 수신할 수 있다. 상기 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)은 바람직하게는, 상기 본체(10)의 좌측에 구비된 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 본체(10)의 우측에 구비된 제2 센서 모듈(12b)로 이루어져, 상기 본체(10)의 양측 각각에서 상기 송출 신호를 수신하게 될 수 있다. 이에 따라, 상기 로봇(100)은, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b)을 통해서 하나의 송출 신호를 수신하게 됨으로써, 상기 송출 신호의 세기 및 수신각을 센싱하게 될 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 동안 수신한 상기 송출 신호의 세기 및 수신각을 센싱한 결과를 근거로 상기 충전대(500)로 이동하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)이 도 7에 도시된 바와 같은 과정으로 상기 충전대(500)를 출발하여 상기 충전대(500)로 복귀하는 과정은, 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같은 순서로 이루어질 수 있다.
상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)를 출발(P1)하는 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 충전대(500)에서 상기 일정 거리(r)만큼 후진으로 이동(P2)하여, 상기 충전대(500)를 지향한 상태로 상기 일 지점(OP)에 위치할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)를 출발(P1)하는 경우, 상기 충전대(500)에 도킹중인 상태, 즉 주행 방향이 상기 충전대(500)를 향하고 있는 상태에서 상기 일정 거리(r)를 후진으로 이동(P2)하여, 상기 충전대(500)와 상기 일정 거리(r)만큼 떨어진 상기 일 지점(OP)에 위치하게 될 수 있다. 상기 일 지점(OP)에 위치한 후, 상기 로봇(100)은, 상기 자기장 상태를 센싱할 수 있다. 즉, 상기 일 지점(OP)에서의 상기 자기장 상태를 센싱하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 상기 일 지점(OP)에서의 상기 센싱 결과로부터 상기 본체(10)의 주행 방향에 따른 자기장(MF)의 방향을 분석(P3)할 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)에서 후진으로 출발(P1 및 P2)하여 상기 주행 방향이 상기 충전대(500)를 향한 상태에서의 자기장(MF)의 방향을 분석(P3)하게 될 수 있다. 상기 로봇(100)은, 상기 센싱 결과를 분석(P3)한 후, 상기 센싱 결과 및 상기 센싱 결과를 분석한 상기 분석 결과를 저장할 수 있다. 또한, 상기 로봇(100)은, 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)에 대한 좌표 정보를 생성 및 저장할 수 있다. 이를테면, 상기 일 지점(OP)의 좌표 정보를 (0, y)로 설정하거나, 상기 일 지점(OP)의 자기장 상태, 또는 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향을 포함하여 좌표 정보를 생성 및 저장하게 될 수 있다. 이를 통해, 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후, 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 돌아오게 될 수 있다. 예를 들면, 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안의 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하며, 상기 분석 결과, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 확인함으로써 상기 일 지점(OP)으로의 이동이 이루어지게 될 수 있다. 이후, 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행(P4)할 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 충전대(500)를 출발하여 상기 센싱 결과를 분석한 후, 상기 주행 영역(1000)을 주행(P4)하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행(P4)하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 송출 신호의 수신각이 일정 기준에 해당하는 방향을 확인하여, 확인한 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 판단(P5)할 수 있다. 이를테면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 현재 위치에서 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b) 각각의 수신각이 0도인 방향, 또는 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b) 각각의 수신각의 차이가 일정 기준 미만에 해당하는 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 판단하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)로 복귀하는 경우, 상기 분석 결과 및 상기 판단 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)하여, 상기 일 지점(OP)에서 상기 충전대(500)로 복귀(P7)할 수 있다. 이 경우, 상기 로봇(100)은, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 판단 결과(P5)를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하고, 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)하여 상기 충전대(500)로 복귀(P7)할 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 주행 영역(1000)을 주행한 후 상기 충전대(500)로 복귀하는 경우, 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단(P5)하여 도 6c에 도시된 바와 같이 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 주행 방향을 전환하고, 상기 충전대(500)를 출발한 후 분석한 상기 분석 결과를 근거로 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환한 상태에서 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)하여, 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 일 지점(OP)에 위치(P6)하게 될 수 있다.
상기 로봇(100)은, 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)하고, 상기 일 지점(OP)에서 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하여 상기 충전대(500)로 복귀(P7)할 수 있다. 상기 로봇(100)은, 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)하는 경우, 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 일 지점(OP)에 위치(P6)할 수 있다. 이 경우, 상기 로봇(100)은, 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과에 해당하는 지점, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 확인하여, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)할 수 있다. 이를테면, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 일 지점(OP)의 근방에 이르게 된 후, 각 지점에서 상기 센싱 결과와 상기 분석 결과의 비교를 통해, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 찾아, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점으로 이동하게 됨으로써, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 일 지점(OP)에 위치(P6)하게 될 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점으로 이동하게 됨으로써, 상기 일 지점(OP)으로의 이동 및 위치를 보정하게 될 수 있다. 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 일 지점(OP)으로 이동(P6)하게 된 후, 상기 로봇(100)은, 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하여 상기 충전대(500)로 복귀(P7)할 수 있다. 이에 따라, 상기 주행 방향이 상기 충전대(500)의 정면을 향하게 되어, 상기 충전대(500)로의 도킹이 정면에서 이루어지게 될 수 있다. 이 경우, 상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)를 출발할 시 이동한 상기 일정 거리(r)만큼 이동하게 될 수 있다.
이처럼 상기 수신 결과 및 상기 센싱 결과를 근거로 상기 충전대(500)로 복귀하는 상기 시스템(1)은, 상기 로봇(100)이 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같은 과정으로 상기 충전대(500)를 출발하여 상기 충전대(500)로 복귀하게 될 수 있다. 즉, 상기 로봇(100)은, 상기 충전대(500)를 출발하며 분석한 상기 자기장 상태를 근거로 상기 충전대(500)로의 이동 및 복귀가 이루어지게 될 수 있다.
상술한 바와 같은 상기 시스템(1)의 실시 예들은, 상술한 이동 로봇 및 하술할 이동 로봇의 충전대 이동 방법에 적용될 수 있으며, 또한 이동 로봇 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법의 실시 예들이 상기 시스템(1)에 적용될 수도 있다.
이하, 본 발명에 따른 이동 로봇의 충전대 이동 방법(이하, 이동 방법이라 칭한다)을 설명한다.
상기 이동 방법은, 도 1a에 도시된 바와 같은 상기 시스템(1)에서 도 1b 내지 도 1d에 도시된 바와 같은 상기 로봇(100)이 상기 충전대(500)로 이동하는 방법으로, 앞서 설명한 상기 로봇(100) 및 상기 시스템(1)에 적용될 수 있다.
상기 이동 방법은, 상기 시스템(1)에서 상기 로봇(100)의 이동을 제어하기 위한 방법일 수 있다.
상기 이동 방법은, 상기 로봇(100)에 포함된 상기 제어부(20)에서 수행되는 제어 방법일 수 있다.
상기 이동 방법은, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본체(10), 상기 본체(10)를 이동시키는 구동부(11), 상기 주행 영역(1000) 내에 배치된 상기 충전대(500)에서 송신된 상기 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈(12a 및 12b)을 포함하는 수신부(12), 상기 본체(10)가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하는 센싱부(13) 및 상기 수신부(12)의 수신 결과, 상기 센싱부(13)의 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역(1000) 내를 주행하도록 상기 구동부(11)를 제어하여 상기 본체(10)의 주행을 제어하는 제어부(20)를 포함하는 상기 로봇(100)이 도 6a 내지 도 6f에 도시된 바와 같은 순서로 상기 충전대(500)로 이동하기 위한 방법으로, 상기 제어부(20)가 상기 로봇(100)의 주행을 제어하는 방법, 또는 상기 시스템(1)에서 상기 로봇(100)이 상기 충전대(500)로 이동하는 방법에 적용될 수 있다.
상기 이동 방법은, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 충전대(500)를 출발하여 일정 거리(r)를 이동하는 단계(S10), 상기 일정 거리(r)를 이동한 일 지점(OP)에서 상기 센싱 결과를 분석하는 단계(S20), 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하는 단계(S30), 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S40), 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50), 상기 분석 결과를 근거로 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S60) 및 상기 일 지점(OP)에서 상기 충전대(500)로 이동하는 단계(S70)를 포함한다.
즉, 상기 로봇(100)은, 상기 일정 거리(r)를 이동하는 단계(S10), 상기 센싱 결과를 분석하는 단계(S20), 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하는 단계(S30), 상기 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S40), 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50), 상기 분석 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S60) 및 상기 충전대(500)로 이동하는 단계(S70) 순으로 상기 충전대(500)로 복귀하게 될 수 있다.
상기 일정 거리(r)를 이동하는 단계(S10)는, 상기 로봇(100)이 상기 충전대(500)에 도킹중인 상태에서 상기 충전대(500)를 출발하여 주행을 시작하는 단계일 수 있다.
상기 일정 거리(r)를 이동하는 단계(S10)는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 로봇(100)이 상기 충전대(500)에서 상기 일정 거리(r)만큼 후진으로 이동하여, 상기 충전대(500)를 지향한 상태로 상기 일 지점(OP)에 위치하게 될 수 있다.
즉, 상기 일정 거리(r)를 이동하는 단계(S10)는, 상기 로봇(100)이 상기 충전대(500)에 도킹중인 상태, 즉 주행 방향이 상기 충전대(500)를 향하고 있는 상태에서 상기 일정 거리(r)를 후진으로 이동하여, 상기 충전대(500)와 상기 일정 거리(r)만큼 떨어진 상기 일 지점(OP)에 위치하게 될 수 있다.
상기 센싱 결과를 분석하는 단계(S20)는, 상기 로봇(100)이 상기 일 지점(OP)에 도착하여 상기 자기장 상태를 센싱하고, 상기 일 지점(OP)에서의 자기장 상태를 센싱한 결과를 분석하는 단계일 수 있다.
상기 센싱 결과를 분석하는 단계(S20)는, 상기 로봇(100)이 상기 일 지점(OP)에서의 상기 센싱 결과로부터 상기 본체(10)의 주행 방향에 따른 자기장(MF)의 방향을 분석할 수 있다.
상기 센싱 결과를 분석하는 단계(S20)는, 상기 로봇(100)이 상기 충전대(500)에서 후진으로 출발하여 상기 주행 방향이 상기 충전대(500)를 향한 상태에서의 자기장(MF)의 방향을 분석할 수 있다.
상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하는 단계(S30)는, 상기 로봇(100)이 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 충전대(500)로의 복귀가 결정되어, 상기 주행 영역(1000)을 주행하는 중 상기 송출 신호를 수신한 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하는 단계일 수 있다.
상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하는 단계(S30)는, 상기 수신 결과를 근거로 상기 송출 신호의 수신각이 일정 기준에 해당하는 방향을 확인하여, 확인한 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 판단할 수 있다.
상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하는 단계(S30)는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 로봇(100)이 현재 위치에서 제1 센서 모듈(12a) 및 제2 센서 모듈(12b) 각각의 수신각이 0도인 방향, 또는 상기 제1 센서 모듈(12a) 및 상기 제2 센서 모듈(12b) 각각의 수신각의 차이가 일정 기준 미만에 해당하는 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 판단할 수 있다.
상기 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S40)는, 상기 로봇(100)이 상기 수신 결과를 근거로 판단한 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 주행 방향을 전환하는 단계일 수 있다.
상기 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S40)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 로봇(100)이 상기 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환할 수 있다.
상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50)는, 상기 로봇(100)이 상기 충전대(500)를 출발한 후 분석한 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계일 수 있다.
상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 로봇(100)이 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환한 상태에서 상기 일 지점(OP)으로 이동하여, 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 일 지점(OP)에 위치하게 될 수 있다.
상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50)는, 상기 로봇(100)이 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 일 지점(OP)에 위치하게 될 수 있다.
상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50)는, 상기 로봇(100)이 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과에 해당하는 지점, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 확인하여, 상기 일 지점(OP)으로 이동할 수 있다.
상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50)는, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 로봇(100)이 상기 일 지점(OP)의 근방에 이르게 된 후, 각 지점에서 상기 센싱 결과와 상기 분석 결과의 비교를 통해, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점, 즉 상기 일 지점(OP)에서의 자기장(MF) 방향과 일치하는 지점을 찾아, 상기 센싱 결과가 상기 분석 결과와 일치하는 지점으로 이동함으로써, 상기 일 지점(OP)에 위치하게 될 수 있다.
상기 분석 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S60)는, 상기 로봇(100)이 상기 일 지점(OP)에 위치한 후, 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계일 수 있다.
상기 분석 결과를 근거로 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S60)는, 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 로봇(100)이 상기 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하여, 상기 충전대(500)의 정면을 향하게 될 수 있다.
상기 충전대(500)로 이동하는 단계(S70)는, 상기 로봇(100)이 일 지점(OP)에서 상기 충전대(500)로 이동하는 단계일 수 있다.
상기 충전대(500)로 이동하는 단계(S70)는, 상기 로봇(100)이 주행 방향을 상기 충전대(500)의 정면으로 향한 상태에서, 상기 일정 거리(r)만큼 이동하여 상기 충전대(500)로 복귀하게 될 수 있다.
상기 일정 거리를 이동하는 단계(S10), 상기 센싱 결과를 분석하는 단계(S20), 상기 충전대(500)가 위치한 방향을 판단하는 단계(S30), 상기 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S40), 상기 일 지점(OP)으로 이동하는 단계(S50), 상기 분석 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대(500)가 위치한 방향으로 전환하는 단계(S60) 및 상기 충전대(500)로 이동하는 단계(S70)를 포함하는 상기 이동 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 상기 제어부(20)를 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 이동 로봇, 이동 로봇 시스템 및 이동 로봇의 충전대 이동 방법의 실시 예들은, 각 실시 예들이 독립적으로 실시될 수 있고, 또는 하나 이상의 실시 예들의 조합으로 실시될 수도 있다. 또한, 각 실시 예들의 구체적인 실시 예들 간의 조합으로 이동 로봇의 제어수단, 이동 로봇 시스템, 이동 로봇의 제어 시스템, 이동 로봇을 제어하는 방법, 이동 로봇의 이동 로봇의 충전대 이동 방법 및 이동 로봇의 충전대 이동 제어 방법 등에 적용되어 실시될 수도 있다. 특히, 잔디 깎기 로봇, 잔디 깎기 로봇의 제어 시스템, 잔디 깎기 로봇의 제어 방법, 잔디 깎기 로봇의 이동 제어 방법, 잔디 깎기 로봇의 충전대 복귀 방법 등에 유용하게 적용되어 실시될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 본체 11: 구동부
12: 수신부 20: 제어부
100: 이동 로봇 200: 송출기
300: 단말기 400: GPS 위성
500: 충전대 1000: 주행 영역

Claims (20)

  1. 이동 로봇에 있어서,
    본체;
    상기 본체를 이동시키는 구동부;
    주행 영역 내에 배치된 충전대에서 송신된 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈을 포함하는 수신부;
    상기 본체가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하는 센싱부; 및
    상기 수신부의 수신 결과, 상기 센싱부의 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역 내를 주행하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체의 주행을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 본체가 상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하고, 상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대가 위치한 방향을 판단하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점을 통해 상기 충전대로 복귀하도록 제어하며,
    상기 센싱부는 추가로, 상기 일 지점의 제1 자기장 방향 및 상기 주행 영역을 주행하는 중에 상기 본체 주변의 제2 자기장 방향을 센싱하고,
    상기 제어부는 추가로, 상기 제1 자기장 방향과 상기 제2 자기장 방향이 동일한 지점을 상기 일 지점으로 인식하고 상기 일 지점을 통해 상기 충전대로 복귀하도록 상기 본체의 주행을 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 신호 센서 모듈은,
    서로 다른 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 신호 센서 모듈은,
    대칭되는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 하는 이동 로봇.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 센싱부는,
    상기 본체가 위치한 지점에서의 자기장의 방향 및 자기장의 세기 중 하나 이상을 센싱하는 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 센서는,
    자기장 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 충전대를 출발하는 경우,
    상기 본체가 상기 충전대에서 상기 일정 거리만큼 후진으로 이동하여, 상기 충전대를 지향한 상태로 상기 일 지점에 위치하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 일 지점에서의 상기 센싱 결과로부터 상기 본체의 주행 방향에 따른 자기장의 방향을 분석하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 송출 신호의 수신각이 일정 기준에 해당하는 방향을 확인하여, 확인한 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 충전대로 복귀하도록 제어하는 경우,
    상기 분석 결과 및 상기 판단 결과를 근거로 상기 본체가 상기 일 지점으로 이동하여, 상기 일 지점에서 상기 충전대로 복귀하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단 결과를 근거로 상기 본체의 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하고, 상기 분석 결과를 근거로 상기 본체가 상기 일 지점으로 이동하여 상기 충전대로 복귀하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분석 결과를 근거로 상기 본체가 상기 일 지점으로 이동하고, 상기 일 지점에서 상기 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하여 상기 충전대로 복귀하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 본체가 상기 일 지점으로 이동하도록 제어하는 경우,
    상기 일 지점으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 본체가 상기 일 지점에 위치하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
  13. 주행 영역 내에 배치되어 위치 정보를 판단하기 위한 송출 신호를 송신하는 충전대; 및
    복수의 신호 송신 모듈을 통해 상기 송출 신호를 수신한 수신 결과, 자기장 상태를 센싱한 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역 내를 주행하는 이동 로봇; 및
    상기 이동 로봇이 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하고, 상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하고, 상기 일 지점의 제1 자기장 방향 및 상기 주행 영역을 주행하는 중에 상기 이동 로봇 주변의 제2 자기장 방향을 센싱하는 센싱부
    를 포함하는 이동 로봇 시스템에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하고, 상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대가 위치한 방향을 판단하여, 분석 결과 및 판단 결과를 근거로 상기 일 지점으로 이동하여, 상기 일 지점에서 상기 충전대로 복귀하고, 상기 제1 자기장 방향과 상기 제2 자기장 방향이 동일한 지점을 상기 일 지점으로 인식하고 상기 일 지점으로 이동하여, 상기 일 지점에서 상기 충전대로 복귀하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 신호 센서 모듈은,
    대칭되는 위치에 구비되어 각각 상기 송출 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 송출 신호의 수신각이 일정 기준에 해당하는 방향을 확인하여, 확인한 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하고, 상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점으로 이동하여, 상기 일 지점에서 상기 충전대로 복귀하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 분석 결과를 근거로 상기 일 지점으로 이동하고, 상기 일 지점에서 상기 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하여 상기 충전대로 복귀하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 일 지점으로 이동하는 경우,
    상기 일 지점으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 일 지점으로 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템.
  19. 본체;
    상기 본체를 이동시키는 구동부;
    주행 영역 내에 배치된 충전대에서 송신된 송출 신호를 수신하는 복수의 신호 센서 모듈을 포함하는 수신부;
    상기 본체가 위치한 지점에서의 자기장 상태를 센싱하는 센싱부; 및
    상기 수신부의 수신 결과, 상기 센싱부의 센싱 결과 및 기저장된 영역 지도 중 하나 이상을 근거로 상기 주행 영역 내를 주행하도록 상기 구동부를 제어하여 상기 본체의 주행을 제어하는 제어부;를 포함하는 이동 로봇의 충전대 이동 방법에 있어서,
    상기 충전대를 출발하여 일정 거리를 이동하는 단계;
    상기 일정 거리를 이동한 일 지점에서 상기 센싱 결과를 분석하는 단계;
    상기 주행 영역을 주행하는 중 상기 수신 결과를 근거로 상기 충전대가 위치한 방향을 판단하는 단계;
    판단 결과를 근거로 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하는 단계;
    분석 결과를 근거로 상기 일 지점으로 이동하는 단계;
    상기 분석 결과를 근거로 상기 주행 방향을 상기 충전대가 위치한 방향으로 전환하는 단계; 및
    상기 일 지점에서 상기 충전대로 이동하는 단계
    를 포함하고,
    상기 일정 거리를 이동한 일 지점에서 센싱 결과를 분석하는 단계는,
    상기 일 지점의 제1 자기장 방향 및 상기 주행 영역을 주행하는 중에 상기 본체 주변의 제2 자기장 방향을 센싱하는 단계; 및
    상기 제1 자기장 방향과 상기 제2 자기장 방향이 동일한 지점을 상기 일 지점으로 인식하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 일 지점에서 충전대로 이동하는 단계는, 상기 제1 자기장 방향과 상기 제2 자기장 방향이 동일한 지점에서 상기 충전대로 이동하는 단계인 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 충전대 이동 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 일 지점으로 이동하는 단계는,
    상기 일 지점으로 이동하는 동안 상기 센싱 결과를 상기 분석 결과와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 일 지점으로 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 충전대 이동 방법.
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