KR100549042B1 - The control method of cleaning action for cleaning robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 청소로봇의 청소동작 제어방법에 관한 것으로, 그 목적은 청소로봇이 구석 및 모서리 청소시 미청소구역이 발생치 않도록 하며, 지그재그식 청소방법을 사용하여 종래 랜덤방식과 같이 동일한 지역을 중복 청소하거나 미청소영역을 남기지 않도록 하고, 청소시 주행 바퀴에 먼지가 묻어 청소지역을 더럽히는 문제가 발생치 않도록 하는 청소동작 제어방법을 제공하는 데 있다.The present invention relates to a method for controlling the cleaning operation of a cleaning robot, the purpose of which is to prevent the cleaning robot from cleaning the corners and corners so as not to generate a clean area, and using the zigzag cleaning method to overlap the same area as in the conventional random method. The present invention provides a method of controlling a cleaning operation to prevent cleaning or leaving an uncleaned area, and to prevent a problem of dirtying the cleaning area due to dust on the driving wheels during cleaning.
본 발명의 구성은 주행방향쪽으로 돌출된 청소툴을 가진 청소로봇이 메모리에 입력된 청소구역을 초기에는 스윙하여 청소로봇이 움직이는 공간을 확보하는 초기단계와, 이후 벽면과 접하지 않도록 자기위치를 인식하여 자세를 제어하면서 지그재그로 미청소구역만을 이동하면서 청소 하는 단계와, 이후 청소구역의 가장자리 미청소구역을 따라 이동하면서 구석 및 모서리를 포함한 곳을 청소툴로 청소하는 마무리단계로 이루어진 청소동작 제어방법을 그 기술적 특징으로 한다.In the configuration of the present invention, the cleaning robot having a cleaning tool protruding toward the driving direction initially swings the cleaning area input into the memory to secure a moving space of the cleaning robot, and then recognizes the magnetic position so as not to contact the wall. Cleaning by moving only the uncleaned area with zigzag while controlling posture, and finishing process of cleaning corners and corners with a cleaning tool after moving along the uncleaned area at the edge of the cleaning area. Its technical features.
청소로봇, 바퀴, 터릿, 스윙, 위치인식Robot, wheel, turret, swing, position recognition
Description
도 1은 본 발명 청소로봇의 개략적인 구조도,1 is a schematic structural diagram of a cleaning robot of the present invention;
도 2는 본 발명 청소로봇이 충전스테이션에서 빠져 나올 때의 스윙동작도,2 is a swing operation when the cleaning robot of the present invention exits from the charging station,
도 3은 청소영역에서의 본 발명 청소로봇의 스윙(Swing) 동작도,Figure 3 is a swing operation of the cleaning robot of the present invention in the cleaning area,
도 4는 청소영역에서 본 발명 청소로봇의 스윙 동작후의 지그재그 동작도,Figure 4 is a zigzag operation after the swing operation of the cleaning robot of the present invention in the cleaning area,
도 5는 본 발명 청소로봇의 청소영역 청소방법도,5 is a cleaning area cleaning method of the cleaning robot of the present invention;
도 6은 본 발명 청소로봇의 구석 및 모서리 청소방법도,6 is a corner and corner cleaning method of the cleaning robot of the present invention,
도 7은 기존 청소로봇의 개략적인 구조도, 7 is a schematic structural diagram of an existing cleaning robot;
도 8은 기존 청소로봇의 청소 형태도, 8 is a cleaning form of the existing cleaning robot,
도 9는 기존 청소로봇의 청소 방법도이다.9 is a cleaning method of the existing cleaning robot.
본 발명은 청소로봇의 청소동작 제어방법에 관한 것으로, 특히 청소기의 청소툴이 돌출되고, 이 청소툴을 회전시키는 터릿(turret)에 의해 청소로봇의 진행 방향쪽으로 본체보다 넓은 면적을 먼저 청소한 후 이동토록 함으로써 항상 청소로봇의 바퀴에 먼지를 묻히지 않은 상태에서 청소를 하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a cleaning operation of a cleaning robot, and in particular, a cleaning tool of the cleaner protrudes, and after cleaning a larger area than the main body toward the moving direction of the cleaning robot by a turret rotating the cleaning tool. By moving it, it always relates to the method of cleaning without dust on the wheel of the cleaning robot.
기존에 출시된 국내외 청소로봇들은 기초적인 충돌감지 센서만을 사용하여, 청소방법이 단지 벽을 따라가거나 또는 랜덤(회전하는 공이 벽에 부딪히면 V자형으로 튕겨 나오는 현상)하게 이동함으로서 하루 종일 청소를 해도 청소가 되지 않는 지역이 있을 수 있고, 또한 청소 툴이 로봇 내부에 장착되어 있어서 벽면에서 수㎝ 정도는 전혀 청소가 되지 않기 때문에 방의 모서리와 구석청소가 불가능하다. Existing domestic and foreign cleaning robots use only basic collision detection sensors to clean the whole day by simply moving the cleaning method along the wall or moving randomly (when the rotating ball hits the wall in a V-shape). There may be an area where it will not be possible, and also because the cleaning tool is mounted inside the robot, it will not be able to clean the corners and corners of the room since it will not be cleaned at all on the wall.
또한, 랜덤방식으로 청소를 하기 때문에 청소시간도 매우 길어 40평대 아파트의 경우 몇 번씩 재충전을 하여야 청소가 가능한 실정이다. 즉 기존 청소로봇은 로봇이라기보다는 단순이동형청소기(1세대 청소로봇)정도의 수준이라 할 수 있다.In addition, the cleaning time is also very long because the cleaning method in a random manner, in the case of a 40-pyeong apartment needs to be recharged several times. In other words, the existing cleaning robot is about the level of a simple mobile cleaner (first generation cleaning robot) rather than a robot.
도 7은 이러한 기존의 청소로봇의 구조를 보여주고 있는데, 그 개략적인 구성을 보면 청소로봇은 바퀴 뒤쪽에 흡입구가 있거나 앞쪽에 있음을 알 수 있다. 그리고 흡입구의 양측단 까지의 폭이 바퀴의 폭보다 작아 먼지가 바퀴에 묻는 단점이 있음을 알 수 있다. 또한 청소로봇의 외곽 크기보다 흡입구의 크기가 작아 구석청소가 어렵다는 것을 알 수 있다. 물론 그 흡입구 폭을 늘려 청소면적을 늘릴 수 있을 것 같아 보이지만 실제로는 배터리로 구동되는 청소로봇의 경우 흡입력이 약하여 흡입구의 크기를 크게 할 수 없다는 구조적인 문제점이 있다. Figure 7 shows the structure of such a conventional cleaning robot, the schematic configuration of the cleaning robot can be seen that the suction port in the rear or the front of the wheel. In addition, the width of the suction port is smaller than the width of the wheel is smaller than the width of the wheel can be seen that there is a disadvantage. In addition, the suction port is smaller than the outside size of the cleaning robot, it can be seen that the corner cleaning is difficult. Of course, it seems that the cleaning area can be increased by increasing the width of the suction port, but in reality, the battery-powered cleaning robot has a structural problem in that the suction power is weak to increase the size of the suction port.
따라서 도 8과 같이 청소로봇의 크기보다 작은 영역이 청소되므로 벽면이나 구석이 청소될 수 없으며 또한 청소로봇의 바퀴가 진행방향의 청소되지 않은 지역을 통과하고 있음을 알 수 있다. 이로 인해 바퀴에 먼지가 묻게 되는데 이 상태로 청소된 지역을 주행하게 되면 청소가 된 부분을 다시 더럽히게 되는 문제가 발생한다.Therefore, as shown in FIG. 8, since the area smaller than the size of the cleaning robot is cleaned, the wall or corner cannot be cleaned, and the wheel of the cleaning robot passes through the uncleaned area in the traveling direction. This causes dirt on the wheels, and when driving in the cleaned area, there is a problem of dirtying the cleaned parts again.
도 9는 기존의 청소로봇이 랜덤방식에 의해 청소하는 방식을 도시하고 있는데, 이 랜덤방식은 청소 전영역을 완전히 청소할 수 없고 중복청소 영역도 많으므로 시간도 많이 걸린다. 9 shows a method of cleaning by a conventional cleaning robot by a random method, which takes a lot of time since the entire cleaning area cannot be completely cleaned and there are many overlapping cleaning areas.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 청소로봇이 구석 및 모서리 청소시 미청소구역이 발생치 않도록 하며, 지그재그식 청소방법을 사용하여 종래 랜덤방식과 같이 동일한 지역을 중복 청소하거나 미청소영역을 남기지 않도록 하고, 청소시 주행 바퀴에 먼지가 묻어 청소지역을 더럽히는 문제가 발생치 않도록 하는 청소동작 제어방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to prevent the cleaning robot from cleaning the corners and corners so that the uncleaned area does not occur, using the zigzag cleaning method to clean or clean the same area as in the conventional random method. The present invention provides a method of controlling a cleaning operation so as not to leave an area and to prevent a problem of dirtying the cleaning area due to dust on the driving wheels during cleaning.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 주행방향 쪽으로 돌출된 흡입용 청소툴이 장치된 360도 회전하는 터릿과 상기 터릿의 주향방향 쪽에 다수개 설치된 거리측정센서와 상기 터릿에 설치되어 천장영역의 영상을 획득하는 카메라 및 어안렌즈를 구비한 청소로봇이 그 기억장치에 입력되어 저장된 청소지도 및 천장지도를 참조하여 청소영역을 청소하기 위해 초기에 충전스테이션에서 빠져나올 때, 터릿의 하부에 장치된 바퀴에 먼지를 묻히지 않도록 터릿을 적어도 주행 바퀴의 폭보다 큰 폭으로 스윙시켜 먼지를 흡입제거하여 청소로봇이 움직일 최초 진행방향의 공간을 청소하여 확보하는 초기단계와;
이후 청소로봇이 청소영역으로 진행하여 터릿의 스윙 동작을 통해 바퀴에 먼지가 묻지 않을 만큼의 영역을 마련한 다음, 이후 벽면과 접하지 않도록 미청소영역을 자기위치를 인식하여 자세를 보정하면서 지그재그로 이동하며 청소하는 단계와;
이후 청소로봇이 청소영역의 가장자리 벽면의 미청소영역을 따라 자기위치를 인식하여 자세를 보정하면서 이동하여 구석 및 모서리를 포함한 곳을 터릿에 장치된 청소툴로 흡입청소하되, 터릿을 좌우 스윙시키지 않고 흡입구를 가진 청소툴을 벽면에 밀착시켜 벽면과의 각도를 유지하면서 이동하여 청소완료하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention to achieve the object as described above and to achieve the problem to eliminate the conventional drawbacks is a 360-degree rotating turret equipped with a suction cleaning tool protruding toward the driving direction and a plurality of distances installed in the circumferential direction of the turret The cleaning station equipped with a measuring sensor and a camera and fisheye lens installed in the turret to acquire an image of the ceiling area is initially inputted into the storage device to clean the cleaning area with reference to the stored cleaning map and ceiling map. In the initial stage of swinging the turret to at least the width of the driving wheel so as not to get dust on the wheels installed at the bottom of the turret, the dust is sucked in and removed to clean the space in the initial direction of movement of the cleaning robot. Wow;
Afterwards, the robot moves to the cleaning area and prepares an area where dust does not get on the wheels by swinging the turret, and then moves the zigzag while correcting the posture by recognizing its own position so as not to contact the wall. And cleaning;
Afterwards, the cleaning robot recognizes its position along the uncleaned area of the edge wall of the cleaning area and moves it while correcting its posture. It cleans the area including corners and corners with the cleaning tool installed on the turret, The cleaning tool having a suction hole in close contact with the wall surface to move while maintaining the angle with the wall surface to complete the cleaning; characterized in that consisting of.
상기 청소툴은 360도 회전하는 터릿에 장착되어 이동시 터릿의 회전에 의해 주행 바퀴의 폭보다 적어도 큰 폭으로 회전하면서 이동한다.The cleaning tool is mounted on a turret rotating 360 degrees to move while rotating at least greater than the width of the travel wheels by the rotation of the turret during movement.
상기 청소영역에 대한 청소지도는 직접 피씨(PC: 'Personal Computer'의 약자) 또는 피디에이(PDA : 'Personal Digital Assistants'의 약자)에 의해 작성된 지도 데이터를 청소로봇의 기억장치(메모리)에 저장하고, 청소로봇의 자기위치 측정 및 자세보정을 위한 청소영역에 대한 천장지도는 청소로봇이 청소 시작 전에 미리 움직여 센서로 천장 영상의 특징을 측정하여 그 데이터를 청소로봇의 기억장치에 저장한다. The cleaning map for the cleaning area is stored directly in the storage device (memory) of the cleaning robot by mapping data created by PC (abbreviation of 'Personal Computer') or PD (PDA: abbreviation of 'Personal Digital Assistants'). In addition, the ceiling map of the cleaning area for measuring the self-position and attitude correction of the cleaning robot is moved before the cleaning robot starts cleaning, and the sensor measures the characteristics of the ceiling image and stores the data in the memory of the cleaning robot.
상기와 같은 사전 정보가 입력된 상태에서 청소로봇이 청소하는 단계는 충전스테이션에서 빠져나올 때 360도 회전하는 터릿(Turret)을 이용해 스윙(swing) 동작을 취함으로써 최초 진행방향의 먼지를 제거하는 단계와, 이후 청소영역으로 진행하면서 터릿의 스윙동작을 통해서 바퀴에 먼지를 묻히지 않을 만큼의 영역을 마련하면서 청소하는 단계와, 이후 청소영역을 지그재그로 이동하며 청소하는 단계와, 이후 가장자리를 제외한 바닥 부분의 청소가 끝나면 가장자리를 따라 청소하되, 터릿을 좌우 회전시키지 않고 청소툴의 흡입구를 벽에 밀착시켜 벽과의 각도를 유지하면서 이동하여 정해진 영역의 청소를 완료하는 단계로 이루어진다.The cleaning robot cleaning step in the state in which the above information is input includes removing dust in the initial direction by performing a swing operation using a turret rotating 360 degrees when exiting the charging station. And, after proceeding to the cleaning area to prepare the area so as not to get dust on the wheel through the swinging motion of the turret, and then cleaning and moving the cleaning area in a zigzag, and then the bottom portion except the edge After the cleaning of the cleaning is done along the edge, the turret does not rotate left and right close to the suction inlet of the cleaning tool to the wall to maintain the angle with the wall to move to complete the cleaning of the predetermined area.
상기 청소영역을 지그재그로 이동하며 청소하는 단계는 필요시 지속적으로 터릿의 스윙 동작을 계속하면서 청소한다.The cleaning step by moving the cleaning area in a zigzag cleans while continuing the swing operation of the turret as necessary.
상기 청소방법 중 지그재그로 이동하는 방법은 청소로봇이 최초 입력된 청소영역의 크기에 따라 청소툴의 크기로 자동 계산하여 전체면적에 대해 지그재그로 몇 번의 왕복진행이 되어야 하는지 자동 계산한다. In the cleaning method, the zigzag moving method automatically calculates the size of the cleaning tool according to the size of the first cleaning area, and automatically calculates how many round trips should be performed in zigzag for the entire area.
또한 계산시 청소로봇이 반대 방향으로의 주행하는 전환점(turning point)은, 벽면을 따라 청소하는 마지막 단계의 미청소 면적을 남겨둔 지점에서 터닝하게 된다. 상기 스윙각도는 임의의 각도로 정하여 입력된다. 단, 청소로봇 바퀴의 폭보다 큰 면적이 청소될 수 있을 정도의 회전각으로 설정한다. Also in the calculation, the turning point at which the robot moves in the opposite direction will be turned at the point leaving the uncleaned area of the last step of cleaning along the wall. The swing angle is input at a predetermined angle. However, the rotation angle is set so that an area larger than the width of the cleaning robot wheel can be cleaned.
상기 지그재그로 이동시의 자기위치 측정 및 자세보정방법은 청소영역의 상세정보가 청소로봇의 기억장치에 입력 후 실제 청소작업시 다음과 같은 단계를 거쳐 청소동작을 완료하게 된다. The magnetic position measurement and posture correction method when moving to the zigzag is completed by the following steps during the actual cleaning operation after the detailed information of the cleaning area is input to the storage device of the cleaning robot.
즉, 주행하는 로봇의 카메라 및 어안렌즈를 통해 천장영역의 영상을 획득하여 특정요소를 표현하는 영상획득단계와; 상기 획득된 천장 영상과 미리 입력/설정된 천장지도의 특정요소를 대비하는 영상대비단계와; 상기 영상대비에 의해 실제위치를 파악하여 설정된 값과 다를시 이를 설정값에 맞도록 보정하는 자세보정단계로 이루어진다.
상기 청소지도의 특정요소를 구체적 예로 들자면 로봇의 이동을 막는 물체 즉, 벽, 가구, 기타 주행에 방해되는 장애물과 같은 것이다.
상기 천장지도의 특정요소를 구체적 예로 들자면 천장영상에서 추출되어 획득된 직선들, 직선간의 거리, 직선의 각도, 직선의 길이, 원, 원의 지름과 같은 것이다.That is, the image acquisition step of acquiring the image of the ceiling area through the camera and the fisheye lens of the running robot to express a specific element; An image contrast step of contrasting the obtained ceiling image with a specific element of a previously input / set ceiling map; The posture correction step of identifying the actual position by the image contrast and correcting it to match the set value when different from the set value.
Specific examples of the specific elements of the cleaning map may include objects that prevent the robot from moving, that is, obstacles that obstruct walls, furniture, and other driving.
Specific examples of the specific elements of the ceiling map are such as straight lines, distances between straight lines, angles of straight lines, lengths of straight lines, diameters of circles and circles obtained from the ceiling image.
또한 벽면을 따라 이동시 청소로봇의 자기위치 측정 및 자세보정방법은 실제 주행시의 천장 정보 대비에 의한 위치측정방법과 함께 벽면을 따라 마무리 청소시 진행방향 거리측정센서(특히 초음파 센서)로부터 입력되는 값을 비교하여 다음과 같은 단계로 자세를 보정한다.In addition, the self-positioning and posture correction method of the cleaning robot when moving along the wall surface is measured by the position measurement method based on the contrast of the ceiling information during actual driving, and the value input from the distance measuring sensor (especially ultrasonic sensor) in the direction of finishing cleaning along the wall surface. Compare and correct your posture with the following steps:
즉, 청소로봇의 주행방향에 설치된 다수개의 거리측정센서에 의해 측정된 거리데이터의 유효값 여부를 판단하는 유효값 인식단계; 상기 유효값 판단에 의해 측정된 거리 데이터로부터 청소로봇과 벽면과의 각도를 측정하는 각도측정단계; 상기 측정된 각도에 따라 청소로봇의 위치를 인식하여 각도에 따라 청소로봇의 위치를 보정하는 자세보정단계로 이루어진다.That is, the valid value recognition step of determining whether or not the valid value of the distance data measured by a plurality of distance measuring sensors installed in the driving direction of the cleaning robot; An angle measuring step of measuring an angle between the cleaning robot and a wall surface from the distance data measured by the valid value determination; Recognizing the position of the cleaning robot according to the measured angle is made of a posture correction step of correcting the position of the cleaning robot according to the angle.
상기와 같이 본 발명에 사용되는 청소로봇의 자세제어방법은 이동로봇의 주행방향(측정하고자 하는 방향)에 대해 두개 이상의 거리 측정용 센서를 배치하고 측정된 두개 이상의 거리 데이터를 서로 비교하여 측정하고자 했던 방향에 대한 거리 측정용 데이터의 신뢰성을 높이고, 별도의 복잡한 알고리즘 없이 두개 이상의 거리 데이터와 간단한 알고리즘을 통해 로봇과 검출된 장애물이 이루고 있는 각도를 얻어 이동로봇의 자세를 보정하거나 장애물의 윤곽을 추종하며 회피 할 수 있도록 되어 있다. As described above, in the attitude control method of the cleaning robot used in the present invention, two or more distance measuring sensors are disposed with respect to the traveling direction (direction to be measured) of the mobile robot, and the two or more distance data measured are compared with each other. It improves the reliability of the distance measurement data for the direction, and obtains the angle between the robot and the detected obstacles through two or more distance data and simple algorithms without any complicated algorithms to correct the attitude of the mobile robot or follow the outline of the obstacles. It is to be avoided.
이때, 상기 센서는 이동로봇의 자율주행과 관련되어 이동경로 상에 존재하는 장애물의 검출 및 로봇의 자세 보정과 거리 측정을 위한 거리 측정용 센서(초음파 센서 포함)를 사용한다. In this case, the sensor uses a distance measuring sensor (including an ultrasonic sensor) for detecting an obstacle present on the moving path, correcting an attitude of the robot, and measuring a distance in relation to autonomous driving of the mobile robot.
상기와 같은 본 발명 청소로봇의 청소동작 제어방법은 위치 오차가 작고 어느 방향으로나 이동이 가능한 동기식 이동기술과 초음파 어레이 센서기술 및 비전처리기술 등을 사용하여 가정 내에서 청소로봇이 자기위치를 인식하면서 효율적으로 청소하는 방법이다.As described above, the cleaning operation control method of the cleaning robot according to the present invention uses a synchronous movement technology, an ultrasonic array sensor technology, a vision processing technology, and the like, which can move in any direction while the cleaning robot recognizes its own position in the home. How to clean efficiently.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 청소로봇의 개략적인 구조도이고, 도 2는 본 발명 청소로봇이 충전스테이션에서 빠져 나올 때의 스윙동작도이며, 도 3은 청소영역에서의 본 발명 청소로봇의 스윙(Swing) 동작도이고, 도 4는 청소영역에서 본 발명 청소로봇의 스윙 동작후의 지그재그 동작도, 도 5는 본 발명 청소로봇의 청소영역 전과정을 도식화한 청소방법도이고, 도 6은 본 발명 청소로봇의 구석 및 모서리 청소방법도를 도시하고 있는데,
도 1에 따른 본 발명 청소로봇의 개략적인 구조를 보면 청소대상을 흡입하는 청소툴이 청소로봇 앞에 돌출되어 있으며, 이 청소툴이 360도 회전하는 터릿에 장착된 구조를 갖추고 있다.
상기 도면은 개략적인 평면도로 터릿의 하부에는 점선으로 표시된 바퀴가 장치되어 있어서 청소로봇이 주행하게 된다. 즉, 터릿은 바퀴를 포함한 이동수단의 상부에 설치되어 바퀴와 독립적으로 회전하도록 장치된다. 또한 상기 터릿의 회전수단은 하부의 바퀴를 포함한 이동수단과 그 위에 장치된 터릿을 회전시키는 회전축(도시없음)과 이를 회전시키는 모터(도시없음)와 같은 통상의 회전 수단을 사용하여 회전하기만 하면 족하다.
상기에서 청소대상을 흡입하는 청소툴의 흡입 구성원리는 통상적인 흡입식 청소기의 흡입원리와 동일하고, 이와 같은 통상의 흡입 원리나 구성 그 자체는 본 발명에서 청구하고자 하는 권리대상이 아니다.
상기 도면에 도시된 청소툴은 사각형 구조를 가지는 흡입식 구조로 구성되는데, 흡입구가 있는 흡입식이면 족하고, 이러한 청소툴 자체의 외형형상 자체를 본 발명에서 한정하지는 않는다.
또한 청소툴은 터릿과 일체형으로 회전하여도 되고, 터릿과 일체로 회전하지 않고 자체적으로 회전하여도 무방하다. 통상의 공지된 청소기의 흡입식 청소툴들은 이와 같은 고정식 또는 회전식으로 여러 종류가 공지되어 있다. 본원 발명에서는 단지 본원 발명의 목적을 이룰 수 있도록 터릿이 스윙시 청소툴도 그에 따라 스윙하기만 하면 된다. 본원 발명에서는 이러한 청소툴 자체의 회전여부를 한정하지는 않는다.
상기 도 1 내지 6에는 본 발명 청소로봇에 장치되는 카메라, 어안렌즈 및 다수개의 거리측정센서(초음파 센서 포함)의 도시가 생략되었는데, 도시 생략된 구성은 통상적인 공지 장치들로서 그러한 공지 구성들 중 본원 발명의 목적 및 구성에 적합한 것 중 어느 것을 선택하여 사용해도 무방하다.Figure 1 is a schematic structural diagram of the cleaning robot of the present invention, Figure 2 is a swing operation diagram when the cleaning robot of the present invention exits from the charging station, Figure 3 is a swing (swing) operation of the cleaning robot of the present invention in the cleaning area Figure 4 is a zigzag operation after the swing operation of the cleaning robot of the present invention in the cleaning area, Figure 5 is a cleaning method diagram showing the entire cleaning area of the cleaning robot of the present invention, Figure 6 is a corner of the cleaning robot of the present invention and Shows how to clean the corners.
Referring to the schematic structure of the cleaning robot of the present invention, a cleaning tool for sucking a cleaning object protrudes in front of the cleaning robot, and the cleaning tool has a structure mounted on a turret rotating 360 degrees.
The figure is a schematic plan view of the bottom of the turret is equipped with wheels indicated by the dashed line so that the cleaning robot is running. That is, the turret is installed on the upper portion of the moving means including the wheel is configured to rotate independently of the wheel. In addition, the rotating means of the turret may be rotated using a conventional rotating means such as a moving means including a lower wheel and a rotating shaft (not shown) for rotating the turret mounted thereon and a motor (not shown) for rotating the turret. It is enough.
The suction member of the cleaning tool for sucking the object to be cleaned is the same as the suction principle of a conventional suction type vacuum cleaner, and such a conventional suction principle or configuration itself is not a right object to be claimed in the present invention.
The cleaning tool shown in the figure is composed of a suction type structure having a rectangular structure, it is sufficient if the suction type with the suction port, the appearance itself of such a cleaning tool itself is not limited in the present invention.
In addition, the cleaning tool may be integrally rotated with the turret, or may be rotated by itself without being integrally rotated with the turret. Suction cleaning tools of conventional known vacuum cleaners are known in various types such as fixed or rotary type. In the present invention, only the cleaning tool swings accordingly when the turret swings so as to achieve the object of the present invention. In the present invention does not limit whether the cleaning tool itself is rotated.
1 to 6, the illustration of a camera, a fisheye lens, and a plurality of distance measuring sensors (including an ultrasonic sensor) installed in the cleaning robot of the present invention are omitted. The omitted elements are conventionally known devices. Any one suitable for the purpose and configuration of the invention may be selected and used.
상기 본원 발명의 청소로봇을 구성하는 터릿은 이를 스윙시키지 않고 고정상태에서 청소 진행시 종래의 청소로봇과 같이 바퀴 부분에 먼지가 묻게 된다. 따라서 다음과 같은 알고리즘을 사용하여 그와 같은 구조적 문제점을 해결한다.The turret constituting the cleaning robot of the present invention, when the cleaning proceeds in a fixed state without swinging it, the dust on the wheel portion as in the conventional cleaning robot. Therefore, the following algorithm is used to solve such structural problems.
첫째, 청소로봇이 충전스테이션에서 빠져나올 때 360도 회전하는 터릿을 이용해 터릿의 스윙동작을 취함으로써 이에 장치된 청소툴이 진행방향의 먼지를 흡입 제거한다(도 2 참조). First, when the robot sweeps out of the charging station, the turret rotates 360 degrees to perform the swing movement of the turret so that the cleaning tool installed therein removes dust in the traveling direction (see FIG. 2).
둘째, 청소영역에서 터릿의 스윙 동작을 통해서 터릿에 장치된 청소툴이 바퀴에 먼지가 묻지 않도록 청소대상인 먼지를 흡입하여 청소된 부분을 마련한다(도 3 참조). Second, the cleaning tool installed in the turret by the swing operation of the turret in the cleaning area to provide a cleaned portion by sucking the dust to be cleaned so that the wheel does not get dust (see Fig. 3).
셋째, 터릿의 스윙 동작 이후 청소로봇은 청소영역에 대한 지그재그 진행 동작을 통해서 항상 청소로봇의 이동수단인 바퀴는 청소된 부분만을 지나도록 한다(도 4 참조). Third, after the swing operation of the turret, the cleaning robot always moves through the cleaned portion of the wheel, which is the means of movement of the cleaning robot, through the zigzag progression of the cleaning area (see FIG. 4).
넷째, 청소영역의 구석을 제외한 바닥 부분의 청소가 끝나면 구석은 흡입구인 청소툴을 벽에 밀착시켜 벽과의 각도를 유지하고 청소함으로써 정해진 청소영역의 청소를 완료한다(도 6참조).
상기와 같은 방법에 의해 항상 바퀴에는 먼지가 묻지 않게 된다.Fourth, when the bottom of the cleaning area except the corner of the cleaning area is finished, the corner is in close contact with the cleaning tool as the suction port to maintain the angle with the wall to complete the cleaning of the predetermined cleaning area (see Fig. 6).
By the above method, the wheels are always free of dust.
이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.Hereinafter is a preferred embodiment of the present invention.
(실시예 1)(Example 1)
청소영역의 정보 및 특정정보를 청소로봇에 입력한다. 청소영역에 관한 정보가 메모리에 입력된 청소로봇이 청소를 하기 위해 충전스테이션에서 나오면서 먼저 청소툴을 회전시켜 진행방향에 대한 자리를 확보하여 바퀴에 먼지가 묻지 않도록 한다. 이후 최초 입력된 청소지도와 천장지도에 따라 진행하면서 새롭게 측정되는 천장영상 정보에 따라 자기위치 측정 및 오차를 계산하여 자세를 보정하면서 청소를 진행한다. 이와 같이 수회의 지그재그식으로 청소영역을 청소한 후 마지막 단계로 가장자리를 따라 이동하면서 거리측정센서에 의해 자기위치를 비교 후 자세를 보정하여 1회의 청소를 완료하게 된다.Input cleaning area information and specific information to the cleaning robot. As information about the cleaning area comes out of the charging station for cleaning, the cleaning robot entered into the memory first rotates the cleaning tool to secure a seat in the direction of travel so that the wheels do not get dust on the wheels. After that, the cleaning process proceeds according to the cleaning map and ceiling map input for the first time. After cleaning the cleaning area in a zigzag manner several times as described above, while moving along the edge as a final step, the position is corrected by comparing the magnetic position by the distance measuring sensor, and the cleaning is completed once.
(실시예 2)(Example 2)
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 청소하되, 터릿(Turret)의 스윙(swing) 동작을 계속하여 청소하면서 최초 입력된 청소지도와 천장지도에 따라 진행하면서 새롭게 측정되는 천장영상 정보에 따라 자기위치 측정 및 오차를 계산하여 자세를 보정하면서 진행한다. 이와 같이 수회의 지그재그식으로 청소영역을 청소한 후 마지막 단계로 가장자리를 따라 이동하면서 거리측정센서에 의해 자기위치를 비교 후 자세를 보정하여 1회의 청소를 완료하게 된다.Cleaning in the same manner as in Example 1, while continuing to clean the swing (turtle) swing (Turret) while proceeding in accordance with the initial cleaning map and the ceiling map to measure the magnetic position according to the newly measured ceiling image information and Proceed with correcting the posture by calculating the error. After cleaning the cleaning area in a zigzag manner several times as described above, while moving along the edge as a final step, the position is corrected by comparing the magnetic position by the distance measuring sensor, and the cleaning is completed once.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
상기와 같은 본 발명은 청소로봇이 자기위치를 파악하면서 지그재그로 진행하고 마지막에 가장자리를 청소하여 한번에 청소영역을 정밀하게 할 수 있게 해주는 청소기능을 가져 종래와 같이 동일한 지역을 중복 청소하거나, 랜덤방식에 의한 청소로 미청소영역이 발생하는 문제점을 제거하였다는 장점과, The present invention as described above has a cleaning function that allows the cleaning robot to proceed to the zigzag while grasping the magnetic position and to clean the edge at the end to precisely clean the cleaning area at once, or to clean the same area repeatedly as in the prior art, or random method The advantage of eliminating the problem of the uncleaned area by cleaning by
또한 기존 청소로봇과는 차원이 다르게 청소흡입 툴이 외부로 돌출되어 있어서 집안에서 먼지가 제일 많이 쌓이는 벽면 및 모서리 청소가 가능하고, 특히 장애물 주변도 깔끔하게 청소가 가능하다는 장점과, In addition, unlike the existing cleaning robot, the cleaning suction tool is protruded to the outside to clean the walls and edges where dust is most accumulated in the house, and also to clean the area around obstacles.
또한 청소흡입 툴은 항상 청소할 지역에 위치하고 반면 로봇의 몸체는 언제나 청소가 완료된 영역만을 이동하여 기존 청소로봇과는 달리 주행 바퀴를 통하여 먼지를 이동시키는 문제점을 완전하게 해결하였다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
In addition, the cleaning suction tool is always located in the area to be cleaned, while the body of the robot always moves only the area where cleaning is completed, unlike the existing cleaning robot, it is a useful invention that has completely solved the problem of moving the dust through the driving wheel. It is an invention that is expected to be greatly used in the industry.
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