KR102242714B1

KR102242714B1 - 이동 로봇 및 그 제어방법, 이동 로봇 시스템

Info

Publication number: KR102242714B1
Application number: KR1020190012990A
Authority: KR
Inventors: 고경석; 최고; 이성욱; 이형섭
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: KR20200018198A; AU2019210565A1; AU2019210565B2; EP3603370A1; US20200037498A1; EP3603370B1; US11266067B2

Abstract

본 발명은 이동 로봇, 그 제어방법 및 이동 로봇 시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 이동 로봇은, 본체를 이동시키는 주행부; 일정 영역 내에 설치되어 신호를 송출하는 위치정보송출기 및 단말기와 통신하는 통신부; 위치정보송출기로부터 수신되는 신호에 기반한 위치정보에 근거하여 가상의 경계가 설정되면, 그 경계를 기준으로 주행영역을 설정하는 제어부를 포함한다. 또한, 제어부는, 단말기의 위치를 인식하고, 인식된 위치를 기준으로 단말기에 의해 포인팅된 경계 내 타겟지점의 위치 정보가 수신되면, 수신된 위치 정보를 저장한다. 그리고, 본체가 주행영역을 이동하는 동안 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역을 피하여 이동하도록 주행부를 제어한다.

Description

이동 로봇 및 그 제어방법, 이동 로봇 시스템{MOVING ROBOT AND CONTORLLING METHOD AND A MOVING ROBOT SYSTEM}

본 발명은 지정된 영역을 자율주행하는 이동 로봇 및 그 제어방법과, 이동 로봇 시스템에 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 잔디깎이 로봇이 포함될 수 있다.

일반적으로 잔디깎이 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 잔디깎이 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 잔디깎이 장치, 즉 잔디깎이 로봇이 연구되고 있다. 그러나, 잔디깎이 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,

이를 위해 대한민국공개특허 2015-0125508에는, 잔디깎이 로봇이 이동할 영역을 설정하기 위해, 잔디가 심어진 곳에 와이어를 매설하여, 이동 로봇이 와이어의 내측 영역에서 이동하도록 제어한다. 그러면, 와이어에 의해 유도된 전압값에 근거하여 이동 로봇에 대한 경계가 설정된다.

그러나 이러한 방식은 와이어를 바닥에 매번 매설해야한다는 문제가 있다. 또한, 한번 설정한 경계를 변경하기 위해서는 매설된 와이어를 제거한 다음 새로 이 와이어를 매설해야하므로, 경계 설정에 시간과 수고가 많아지는 어려움이 있었다.

이를 해결하기 위하여, 비콘(Becon) 방식으로 신호를 송출하여 가상의 벽(Virtual wall)을 설정함으로서 이동 로봇의 주행을 제한하는 방식이 연구되어 왔다. 그러나 이러한 가상벽의 경우, 직선거리로만 가상벽을 설정이 가능하므로, 다양한 형태의 지형을 갖는 실외영역에는 적합하지 않다. 또한, 가상벽 설정을 위한 부수 장치를 다수 설치해야하므로 비용이 증가하게 되며, 모든 영역에 걸쳐서 가상벽을 설정할 수 없다는 한계가 있다.

또한, GPS 기반의 측위 방식에 근거하여 이동 로봇의 주행을 제한하는 방식은, 평균 오차가 약 2~5m로 알려져 있어 자율주행에서 요구되는 최소 측위 오차 범위인 약 30cm 이내를 만족하지 못하는 실정이다. 또, GPS의 평균 오차를 줄이기 위해 DGPS, Camera, LiDAR, Rader 등의 센서를 활용하는 경우에도 사각지대와 고비용이 발생되어, 일반적으로 상용화되기에는 어려움이 존재한다.

한편, GPS기반의 측위 방식의 단점을 해결하기 위해 비콘(beacon) 기반의 측위 방식을 사용할 수 있다.

이와 관련하여, 미국 Pub. No US 2017/0026818에는, 모바일 잔디깍기 로봇을 비콘(beacon)과 페어링시킨 다음, 비콘과 모바일 잔디깍기 로봇 간의 거리를 결정하여, 그 결정된 거리를 페어링 거리와 비교하여 비콘이 페어링 거리 내에 있는지를 확인한 후에, 이를 네이게이션에 활용하는 것을 개시한다. 그러나, 비콘을 사용하기 위해서는 관련된 앱 설치를 수행하여 페어링해야하는 단점과 보안상의 이슈가 있다.

이에, 최근에는 약 30cm 미만의 정밀도를 갖는 것으로 알려진 저비용의 UWB(Ultra Wideband) 통신 기술을 사용하여 이동 로봇의 주행을 제한하는 방식이 연구되고 있다. UWB(Ultra Wideband)는 정밀한 영역 추정과 물질을 관통하는 성질이 있어서, 다중경로 문제에 영향을 거의 받지 않기 때문에, 실시 간 위치 추적에 적합하다.

이와 같이 이동 로봇에 대한 경계 설정이 이루어진 후에도, 경계 내에 설치 또는 고정된 다양한 장애물에 의해 설정된 경계가 변경되기도 한다.

한편, 실외의 경우 실내와 다르게 바닥이 고르지 못하므로 주행경로의 변경이 원할하게 이루어지기가 어렵다. 이는, 특히 주행중에 새로운 장애물을 만났을 때에 더욱 그러하다. 따라서, 이동 로봇이 실제 주행을 하기 전 또는 이동 로봇의 테스트 주행시, 설정된 경계 내에 존재하는 장애물을 맵(map) 등을 통해 미리 등록해두면 좋다

한편, 실외의 경우, 고정된 장애물 외에 한시적 설치물 등의 임시 장애물이 존재할 수 있다. 임시 장애물의 경우, 필요에 따라 위치가 변경되거나 제거/재설치될 수 있으므로, 고정된 장애물과 동일한 방식으로 맵 등에 등록하는 경우 시간과 수고가 많아져서 오히려 불편이 가중될 것이다.

이에, 본 발명의 일 목적은, 이동 로봇에 대한 장애물 등록시 고정 장애물과 임시 장애물을 구분하여, 사용자 편의와 이동 로봇의 원활한 주행이 가능한 이동 로봇 및 그 제어방법, 이동 로봇 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 임시 장애물 등과 같이 한시적으로 회피 주행해야하는 타깃의 경우, 고정 장애물과 다르게 위치정보와 사이즈 정보를 빠르고 간편하게 등록할 수 있는 이동 로봇 및 그 제어방법, 이동 로봇 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 등록할 타깃의 위치로 단말기나 이동 로봇을 이동시킬 필요 없이 타깃의 위치정보와 사이즈 정보를 획득 및 등록할 수 있는 이동 로봇 및 그 제어방법, 이동 로봇 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 한시적으로 설치된 타깃이 제거된 경우, 맵에 등록된 타깃에 대한 정보를 빠르게 제거할 수 있는 이동 로봇 및 그 제어방법, 이동 로봇 시스템을 제공하는데 있다.

이에, 본 발명에서는 이동 로봇에 대한 장애물 등록시 고정 장애물과 임시 장애물을 구분하여, 임시 장애물의 경우 단말을 통해 포인팅된 지점의 위치 정보를 저장하여 쉽고 빠른 등록할 수 있게 하는 방법을 구현하였다.

또, 단말을 통해 복수의 지점을 포인팅한 위치정보들을 이용하여 또는 임시 장애물 주위를 이동하는 단말의 위치변화를 수신하여 임시 장애물의 사이즈 정보를 획득할 수 있도록 구현하였다. 이때에, 이동 로봇은 임시 장애물의 위치로 이동할 필요가 없다.

또한, 임시 장애물이 제거되거나 위치 이동한 경우, 기 저장된 포인팅된 지점의 위치 정보를 삭제하거나 또는 변경된 포인팅 지점으로 업데이트하여, 임시 장애물의 위치 변동을 빠르게 반영할 수 있도록 구현하였다.

본 명세서에서는 전술한 임시 장애물과 한시적으로 주행불가능영역으로 설정하고 싶은 대상체/위치 영역을 포함하여 "타깃(target)"으로 정의하였다. 또, '타깃지점'은 타깃의 위치를 나타내는 것으로, 단말에 의해 포인팅된 타겟의 위치/좌표로 정의하였다.

또, 타깃지점의 좌표를 포함한 소정 영역은, 타깃지점의 좌표를 중심으로 하는 일정 크기의 영역으로 정의하였다. 상기 소정 영역은, 주행영역 내 주행불가능영역으로 인식된다. 또, 상기 소정 영역의 형상과 크기는, 단말을 통해 복수의 지점을 포인팅한 위치정보들을 이용하여 또는 임시 장애물 주위를 이동하는 단말의 위치변화를 수신하여 결정될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 로봇은, 본체를 이동시키는 주행부; 일정 영역 내에 설치되어 신호를 송출하는 위치정보송출기 및 단말기와 통신하는 통신부; 상기 위치정보송출기로부터 수신되는 신호에 기반한 위치정보에 근거하여 가상의 경계가 설정되면, 상기 경계를 기준으로 주행영역을 설정하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 단말의 위치를 인식하고, 상기 인식된 위치를 기준으로 상기 단말에 의해 포인팅된 상기 경계 내 타깃지점의 위치 정보가 수신되면, 상기 수신된 위치 정보를 저장하고, 상기 본체가 상기 설정된 주행영역을 이동하는 동안 상기 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역을 피하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 타깃지점은, 상기 주행영역 내에서 주행불가능영역으로 설정가능한 임시 장애물 또는 특정 영역에 매칭되는 복수의 좌표지점들 중에서 상기 단말에 의해 포인팅된 단일의 좌표지점인 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 위치정보송출기로부터 송출되는 신호에 근거하여 상기 단말의 현재 위치를 인식하고, 상기 인식된 단말의 현재 위치를 기준으로 산출된 상기 단말이 가리키는 타깃지점의 좌표 정보를 상기 위치 정보로 수신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 위치정보송출기로부터 송출되는 신호에 근거하여 상기 본체의 현재 위치를 결정하고, 상기 결정된 본체의 위치와 상기 경계 내에 존재하는 단말의 위치에 근거하여, 상기 수신된 위치 정보에 대응되는 타깃지점의 좌표를 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 단말이 현재 위치에서 포인팅한 기준위치에 대응되는 제1지점과 상기 제1지점의 포인팅 후 이어서 상기 단말이 현재 위치에서 포인팅한 상기 타깃지점에 대응되는 제2지점에 근거하여, 본체의 현재 위치를 기준으로 상기 위치 정보에 대응되는 상기 타깃지점의 좌표를 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제2지점은, 상기 단말을 기준으로 산출된 타깃지점의 좌표이고, 상기 제1지점은, 상기 제2지점을 포인팅하기 전 단말의 초기 자세값을 설정하기 위한 단말의 현재 위치, 위치정보송출기의 위치, 이동 로봇의 위치, 및 이동 로봇의 충전 스테이션의 위치 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 단말의 위치로부터 상기 단말에 의해 포인팅된 타깃지점의 거리 정보와 상기 단말의 위치를 중심으로 생성된 가상의 궤도에 근거하여, 본체의 현재 위치를 기준으로 상기 위치 정보에 대응되는 타깃지점의 좌표를 인식하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 타깃지점에 대한 포인팅 후 상기 타깃지점의 주변을 추종하며 이동하는 단말의 위치 변화에 근거하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고, 본체가 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않고 상기 소정 영역의 경계를 추종하며 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 타깃지점에 대한 포인팅 후 상기 단말에 의해 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을 연결하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고, 본체가 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 소정 영역의 경계가 인식되면, 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않고 상기 소정 영역의 경계를 추종하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 단말과 통신이 수행되면, 상기 저장된 위치 정보와 상기 본체의 위치 정보가 상기 단말로 송신되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 단말과 통신이 수행되면, 상기 타깃지점의 포인팅 후 상기 타깃지점의 주위를 추종하며 이동하는 단말의 위치 변화에 근거한 상기 소정 영역의 경계에 근거하여, 타깃의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나가 송신되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 단말과 통신이 수행되면, 상기 타깃지점의 포인팅 후 상기 단말에 의해 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을 연결하여 형성된 상기 소정 영역의 경계에 근거하여, 타깃의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나가 송신되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 단말로부터 수신되는 지점의 변경 요청에 응답하여, 상기 저장된 위치 정보를 변경된 타깃지점에 매칭되는 좌표로 업데이트하고, 상기 본체가 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 위치정보송출기의 신호에 따라 결정된 본체의 현재 위치가 상기 업데이트된 위치 정보를 포함한 소정 영역 내에 포함되지 않도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 저장된 위치 정보를 포함한 소정 영역에 근접한 장애물이 감지되면, 본체가 상기 소정 영역과 상기 감지된 장애물의 결합 영역을 피하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇 시스템은, 일정 영역 내에 설치되어, 위치 정보를 인식하기 위한 신호를 송출하는 위치정보송출기; 상기 위치정보송출기의 신호에 기반한 위치 정보에 근거하여 가상의 경계를 설정하고, 상기 경계를 기준으로 설정된 주행영역을 이동하는 이동 로봇; 및 상기 경계 내에서 상기 위치정보송출기와 통신하고, 신호를 이용하여 포인팅된 상기 경계 내 타깃지점의 위치 정보를 산출하여 상기 이동 로봇에 송신하는 단말기를 포함하고, 상기 이동 로봇은, 상기 송신된 타깃지점의 위치 정보를 저장하고, 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 저장된 위치 정보를 포함한 소정 영역을 피하여 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 단말기는, 상기 타깃지점의 포인팅 후 상기 타깃지점의 주위를 추종하며 이동하는 동안 감지된 위치 변화에 근거하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고, 설정된 소정 영역의 경계에 관한 정보를 상기 이동 로봇에 송신하고, 상기 이동 로봇은, 상기 주행영역을 이동하는 동안, 상기 저장된 위치 정보를 포함한 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않도록 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시 예에서, 상기 단말기는, 상기 타깃지점의 포인팅 후 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을 연결하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고, 설정된 소정 영역의 경계에 관한 정보를 상기 이동 로봇에 송신하고, 상기 이동 로봇은, 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 저장된 위치 정보를 포함한 상기 소정 영역의 경계에 근접하면, 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않고 상기 소정 영역의 경계를 추종하여 이동하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 제어방법은, 일정 영역 내에 설치된 위치정보송출기로부터 수신되는 신호에 기반한 위치정보에 근거하여 가상의 경계를 설정하고, 상기 경계를 기준으로 주행영역으로 설정하는 단계; 본체와 통신하는 단말기의 위치를 인식하고, 인식된 단말기의 위치를 기준으로 단말기에 의해 포인팅된 타깃지점의 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 위치 정보를 저장하는 단계; 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 저장된 위치 정보를 포함한 소정 영역을 피하여 이동하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 실시 예는 임시 장애물 등과 같이 이동 로봇이 한시적으로 회피 주행해야하는 타깃의 경우, 매번 회피 설계를 수행하거나 이동 로봇이 타깃의 외곽을 주행할 필요없이, 빠른 이동이 가능한 단말기만을 이용하여 타깃을 등록함으로써, 사용자 편의와 이동 로봇의 원활한 주행의 목적을 모두 달성할 수 있다.

또, 단말기를 타깃의 위치로 이동시킬 필요 없이, 원격에서 타깃을 향해 포인팅하는 것만으로 타깃의 위치를 산출할 수 있으므로, 사용자의 수고와 시간이 절약된다.

또, 타깃의 형상에 따라 단말기가 타깃의 외곽을 추종하거나 원격에서 모서리를 추가로 포인팅하는 방식을 선택적으로 수행함으로써, 타깃의 사이즈 획득과 그에 대응되는 등록, 변경, 제거가 간편하게 수행될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 로봇의 일 예를 보인 사시도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 이동 로봇이 단말기, 서버와 통신하는 모습을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 이동 로봇의 예시 구성을 보인 블록도이고, 도 2c는 본 발명에 따른 이동 로봇과 통신하는 단말기의 예시 구성을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라, 이동 로봇에 대한 경계 설정을 위한 장치들간의 신호흐름을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c는 본 발명의 실시 예에 따라, 와이어의 매설 없이 이동 로봇에 대한 가상의 경계를 설정하는 것과 관련된 개념도들이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 경계 내에 존재하는 장애물을 단말기를 이용하여 감지하고 그에 대응되는 주행동작을 수행하는 이동 로봇의 제어방법을 보인 대표 흐름도이다.
도 6, 도 7a, 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 경계 내에서 단말기를 이용하여 장애물의 위치를 산출하는 방법과 관련된 개념도들이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 경계 내에 이동 로봇과 장애물의 위치가 표시되는 예시 화면을 보여주는 도면이다.
도 9a, 도 9b, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라, 단말기를 이용하여 장애물의 경계 설정하는 서로 다른 방법과 상기 경계 내에 장애물의 크기 정보가 표시되는 예시 화면을 보여주는 개념도들이다.
도 11a, 도 11b, 도 11c는 본 발명의 실시 예에 따라, 등록된 장애물 정보를 빠르게 변경하는 방법의 예시를 보여주는 개념도들이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 로봇의 제어방법과 관련된 또 다른 흐름도이다.

이하에서는, 본 발명에 관련된 이동 로봇에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다.

먼저, 본 발명에 개시된 "이동 로봇"은, 자율주행이 가능한 '로봇', '잔디깎기 이동 로봇', '잔디깎기 로봇', '잔디깍기 장치', '잔디깍기용 이동 로봇'와 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 혼용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 잔디깍기용 이동 로봇의 예시이다.

본 발명에 따른 이동 로봇은 아우터 커버(101), 이너 바디(미도시) 및 휠(1092)을 포함하여 구성될 수 있다.

아우터 커버(101)는 이동 로봇의 외관을 형성할 수 있다. 이동 로봇의 외관은 예를 들어 자동차와 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 아우터 커버(101)는 이너 바디(미도시)의 외측을 감싸도록 형성될 수 있다.

아우터 커버(100)는 이너 바디의 상부를 덮도록 이너 바디의 상부에 장착될 수 있다. 아우터 커버(101)의 내부에 수용부가 형성되고, 수용부에 이너 바디가 수용될 수 있다.

아우터 커버(101)의 전방부에 장애물과의 충돌에 대비하여 범퍼부(102)가 형성될 수 있다. 범퍼부(102)는 충격을 완화할 수 있는 고무재질로 형성될 수 있다.

아우터 커버(101)의 전방 상부에 복수의 초음파 센서 모듈(103)이 장착될 수 있다. 복수의 초음파 센서 모듈(103)은 로봇의 주행 시 전방을 향해 초음파를 방사하고 장애물에 반사된 반사파를 수신하여 전방의 장애물을 감지하도록 구성된다.

복수의 초음파 센서 모듈(103)은 차폭방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 초음파 센서 모듈(103)은 범퍼부(102)로부터 후방으로 일정한 거리에 이격 배치될 수 있다. 또한, 복수의 초음파 센서 모듈(103)은 초임파 센서가 아닌 다른 신호-기반의 센서, 예를 들어 UWB 센서로 대체될 수도 있다.

이동 로봇은 제어부를 포함하고, 초음파 센서 모듈(103)로부터 감지신호를 받아 장애물 감지 시, 이동 로봇의 작동을 멈출 수 있다.

아우터 커버(101)의 상부에는 제1상부커버(105)와 제2상부커버(106)가 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제1상부커버(105)와 제2상부커버(106) 사이에 스톱스위치(107)가 설치될 수 있다. 스톱스위치(107)는 아우터 커버(101)에 누름 가능하게 장착되어, 비상시 사용자가 스톱스위치(107)를 한 번 누르면 온(ON)되어 이동 로봇의 작동이 멈추고 다시 한 번 되면 이동 로봇의 작동이 재개될 수 있다.

복수의 휠(1092) 각각은 이너바디 내에 위치한 구동모터와 연결되어, 이너 바디(160)의 폭방향으로 양측면에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 복수의 휠(1092) 각각은 구동축에 의해 구동모터와 연결되어, 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전될 수 있다.

복수의 휠(1092)은 로봇의 주행을 위한 동력을 제공하되, 복수의 휠(1092) 각각은 제어부에 의해 회전수가 각각 독립적으로 제어될 수 있다.

또한, 이동 로봇의 운반 시, 사용자가 손으로 파지할 수 있도록 핸들(120)(‘운반손잡이’로도 명명될 수 있음)가 아우터 커버(101)에 설치될 수 있다.

도 2a는 본 발명에 따른 이동 로봇이 단말기, 서버와 통신하는 모습을 보인 것이다. 본 발명에 따른 이동 로봇(100)은 네트워크 통신을 통해 단말기(200)와 서로 데이터를 주고 받을 수 있다. 또, 이동 로봇(100)은 네트워크 통신 또는 다른 통신을 통해 단말기(200)로부터 수신되는 제어명령에 따라 제초 관련 동작을 수행하거나 또는 대응되는 동작을 수행할 수 있다.

여기에서, 상기 네트워크 통신은 WLAN(Wireless LAN), WPAN(Wireless Personal Area Network), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), Zigbee, Z-wave, Blue-Tooth, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band), Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 등과 같은 무선 통신 기술 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.

도시된 네트워크 통신은 이동 로봇의 통신방식이 무엇인지에 따라 달라질 수 있다.

도 2a에서, 이동 로봇(100)은 각각의 센싱 유닛을 통해 센싱된 정보를 네트워크 통신을 통해 단말기(200)에 제공할 수 있다. 또, 단말기(200)는 수신된 정보를 기초로 생성된 제어명령을 네트워크 통신을 통해 이동 로봇(100)에 전달할 수 있다.

한편, 단말기(200)는 사용자에 의해 조작되어, 이동 로봇(100)의 주행과 관련된 동작을 제어하기 위한, 컨트롤러, 리모콘, 원격 제어기, 또는 단말기로 명명될 수 있다. 이를 위해, 상기 단말기(200)에는 이동 로봇(100)의 주행과 관련된 동작을 제어하기 위한 애플리케이션이 설치될 수 있고, 사용자 조작을 통해 해당 애플리케이션이 실행될 수 있다.

또, 도 2a에서, 이동 로봇(100)의 통신부와 단말기(200)의 통신부가 직접 무선 통신하거나 다른 공유기(미도시) 등을 매개로 간접 무선 통신하여, 이동 로봇의 주행 동작과 관련된 정보 및 서로의 위치 정보 등을 파악할 수 있다.

또한, 이동 로봇(100), 서버(300), 및 단말기(200)는 네트워크를 통해 서로 연결되어 서로 데이터를 교환할 수 있다.

예를 들어, 서버(300)는 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)와 데이터를 교환하여, 이동 로봇(100)에 대하여 설정된 경계와 관련된 정보, 설정된 경계에 근거한 맵(map) 정보, 및 맵(map)상의 장애물 정보를 등록할 수 있다. 또, 서버(300)는, 요청에 따라, 등록된 정보를 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)에 제공해줄 수 있다.

서버(300)는 단말기(200)를 통해 직접 무선 연결될 수 있다. 또는, 서버(300)는 단말기(300b)를 통하지 않고 이동 로봇(100)과 연결될 수도 있다.

서버(300)는 프로그램 처리가능한 프로세서를 포함할 수 있으며, 각종 알고리즘을 구비할 수 있다. 예로서, 서버(300)는 머신 러닝(machine learning) 및/또는 데이터 마이닝(data mining)의 수행과 관련된 알고리즘을 구비할 수 있다. 또 예로써, 서버(300)는, 음성 인식 알고리즘을 구비할 수 있다. 이러한 경우, 음성 데이터 수신시, 수신되는 음성 데이터를, 텍스트 형식의 데이터로 변환하여, 출력할 수 있다.

서버(300)는, 이동 로봇(100)에 대한 펌웨어 정보, 운전 정보(코스 정보 등)를 저장하고, 이동 로봇(100)에 대한 제품 정보를 등록할 수 있다. 예를 들어, 서버(300)는, 청소기 제조자가 운영하는 서버이거나 또는 공개된 애플리케이션 스토어 운영자가 운영하는 서버일 수 있다.

이하, 도 2b는 본 발명에 따른 이동 로봇(100)의 예시 구성을 보인 블록도이고, 도 2c는 이동 로봇(100)과 통신하는 단말기(200)의 예시 구성을 보인 블록도이다.

먼저, 도 2b를 참조하여 이동 로봇(100)의 구성을 구체적으로 설명하겠다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 이동 로봇(100)은 통신부(1100), 입력부(1200), 주행부(1300), 위치감지부(1401) 및 장애물감지부(1402)를 포함한 센싱부(1400), 출력부(1500), 메모리(1600), 제초부(1700), 제어부(1800) 및 전원부(1900)를 포함하여 이루어질 수 있다.

통신부(1100)는, 무선통신 방식으로 단말기(200)과 통신할 수 있다. 또, 통신부(1100)는 소정의 네트워크에 연결되어 외부의 서버 또는 이동 로봇을 제어하는 단말 통신할 수 있다.

통신부(1100)는 생성된 맵(map) 관련 정보를 단말기(200)에 전송할 수 있다. 통신부(1100)는 단말기(200)로부터 명령을 수신할 수 있고, 이동로봇(100)의 동작상태에 관한 데이터를 단말기(200)로 전송할 수도 있다.

통신부(1100)는 지그비, 블루투스 등의 근거리 무선통신뿐 아니라, 와이파이, 와이브로 등의 통신모듈을 포함하여 데이터를 송수신한다. 또한, 통신부(1100)는 초광대역 신호를 송신하는 UWB 모듈을 포함할 수도 있다.

입력부(1200)는 적어도 하나의 버튼, 스위치, 터치패드 등의 입력수단을 포함할 수 있다. 또, 출력부(1500)는 디스플레이부, 스피커 등의 출력수단을 포함할 수 있다. 출력부(1500)가 입력수단 및 출력수단으로 동시에 사용되는 경우, 디스플레이부나 스피커를 통해 사용자명령을 입력받고 이동 로봇의 동작상태를 출력할 수 있다.

메모리(1600)에는 입력되는 감지신호가 저장되고, 장애물을 판단하기 위한 기준데이터가 저장되며, 감지된 장애물에 대한 장애물정보가 저장될 수 있다. 또한, 메모리(1600)에는 이동 로봇의 동작을 제어하기 위한 제어데이터 및 이동 로봇의 청소모드에 따른 데이터가 저장된다.

메모리(1600)에는 수집되는 위치정보가 저장되고, 주행영역 및 그 경계에 대한 정보가 저장된다. 예를 들어, 메모리(1600)는, 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(SolidState Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장 장치 중 어느 하나일 수 있다.

주행부(1300)는 적어도 하나의 구동모터를 포함할 수 있고, 제어부(1800)의 제어명령에 따라 이동로봇이 이동할 수 있게 한다. 주행부(1300)는 좌륜을 회전시키는 좌륜 구동모터와 우륜을 회전시키는 우륜 구동모터를 포함할 수 있다. 또, 주행부(1300)는 안정적인 지지를 위해 하나 이상의 보조바퀴를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 이동 로봇 본체가 주행하는 경우, 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 같은 방향으로 회전되나, 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터가 다른 속도로 회전되거나, 서로 반대 방향으로 회전되는 경우에는 본체(10)의 주행 방향이 전환될 수 있다.

제초부(1700)는 이동 로봇의 주행 중에, 바닥면의 잔디를 깎는다. 제초부(1700)는 잔디를 깎기위한 브러쉬 또는 칼날이 구비되어 회전을 통해 바닥의 잔디를 깎는다.

장애물감지부(1402)는 복수의 센서를 포함할 수 있고, 이동 로봇의 전방에 존재하는 장애물을 감지한다. 장애물감지부(1402)는 레이저, 초음파, 적외선, 3D센서 중 적어도 하나를 이용하여 본체의 전방, 즉 주행방향의 장애물을 감지할 수 있다.

또, 장애물감지부(1402)는 전방을 촬영하여 장애물을 감지하는 카메라를 포함할 수 있다. 카메라는 디지털 카메라로, 이미지센서(미도시)와 영상처리부(미도시)를 포함할 수 있다. 이미지센서는 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. 이미지센서로는 CCD(Charge Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 잘 알려져 있다. 또, 상기 영상처리부로 DSP 등이 구비될 수 있다.

위치감지부(1401)는 위치정보를 송수신하기 위한 복수의 센서모듈을 포함한다. 위치감지부(1401)는 GPS신호를 송수신하는 GPS모듈, 또는 위치정보송출기(50, 도 3)로부터 위치정보를 송수신하는 위치센서모듈을 포함한다. 예를 들어, 위치정보송출기가 초음파, UWB(Ultra Wide Band), 적외선 중 어느 하나의 방식으로 신호를 송신하는경우, 그에 대응하여 초음파, UWB, 적외선신호를 송수신하는 센서모듈이 구비된다.

UWB(Ultra Wide Band) 센서모듈로 구현되는 경우, 위치정보송출기(50)와 이동 로봇(100) 사이에 장애물이 존재하더라도, 장애물 등을 관통하여 신호가 송수신될 수 있으므로, 일정 영역 내에서는 초광대역 신호(또는, UWB 신호)의 송수신이 원활하게 이루어진다.

본 발명에서는 다른 설명이 없다면, 위치정보송출기(50)와 이동 로봇(100), 위치정보송출기(50)와 단말기(200), 그리고 이동 로봇(100)과 단말기(200)가, 적어도 하나의 UWB센서 모듈을 구비하여, 서로 초광대역 신호(또는, UWB 신호)를 주고받는 가능한 것으로 전제할 수 있다.

또한, 이동 로봇(100)이 단말기(200)를 추종하여 이동하는 경우에도, 전술한 센서모듈을 이용하여 위치를 판단할 수 있다.

예를 들어, 이동 로봇(100)이 단말기(200)를 추종하여 주행하는 경우, 단말과 이동 로봇은 각각 UWB센서를 구비하고, 상호 무선 통신을 수행한다. 단말은 구비되는 UWB센서로부터 신호를 송출하고, 이동 로봇은 UWB센서를 통해 수신되는 단말의 신호를 바탕으로 단말의 위치를 판단하여 단말을 추종하여 이동할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 UWB센서의 초광대역 신호는 장애물을 관통하여 신호를 전송할 수 있으므로 사용자가 단말기를 들고 이동하더라도 신호 전송에 영향을 주지않는다. 다만, 일정크기 이상의 장애물인 경우, 신호가 전송되지 않거나 또는 관통은 하더라도 전송거리가 감소될 수는 있다.

또한, 단말기와 이동 로봇에 각각 구비되는 UWB 센서는 센서 상호 간의 거리를 추정 내지 측정할 수 있다. 이동 로봇이 단말기를 추종하며 주행하는 경우, 이동 로봇은 단말기와의 거리에 따라 소정 거리를 벗어나지 않도록 주행을 제어한다. 즉, 이동 로봇은 단말기와의 이격 거리가 너무 가깝거나 멀지 않도록 적정 거리를 유지하면서 추종 주행할 수 있다.

위치감지부(1401)는 하나 또는 복수의 UWB센서를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 위치감지부(1401)가 두 개의 UWB센서를 구비한 경우, 예를 들어 이동 로봇 본체의 좌측과 우측에 각각 구비되어, 각각 신호를 수신하고, 수신된 복수의 신호를 비교하여 위치를 감지할 수 있다.

예를 들어, 이동 로봇과 단말기의 위치에 따라, 좌측의 센서와 우측의 센서에서 측정되는 거리가 상이한 경우, 이를 바탕으로 이동 로봇과 단말기의 상대적 위치, 이동 로봇의 방향을 판단할 수 있다.

한편, 센싱부(1400)는, 전술한 장애물감지부(1402) 및 위치감지부(1401)외에 본체의 배면에 설치되어 낭떠러지를 감지하는, 낭떠러지 감지센서, 습도나 비오는 날씨 상황을 감지할 수 있는 우중 센서(rain sensor), 근접센서, 터치 센서, RGB 센서, 배터리 게이지 센서, 가속도 센서, 지자기 센서, 중력 센서, 자이로스코프 센서, 조도 센서, 환경 센서(온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등)복수의 360 도 센서, 바닥상태 감지 센서 등의 다양한 센서를 포함할 수 있다.

또한, 센싱부(1400)는 본체의 움직임을 감지하기 위해 적어도 하나의 기울기센서(미도시)를 포함할 수 있다. 기울기센서는 본체의 전, 후, 좌, 우 방향으로 기울어지는 경우, 기울어진 방향과 각도를 산출한다. 기울기센서는 틸트센서, 가속도센서 등이 사용될 수 있고, 가속도센서의 경우 자이로식, 관성식, 실리콘반도체식 중 어느 것이나 적용 가능하다. 또한, 그외에 본체의 움직임을 감지할 수 있는 다양한 센서 또는 장치가 사용될 수 있을 것이다.

제어부(1800)는 데이터의 입출력을 제어하고, 설정에 따라 이동 로봇이 주행하도록 주행부(1300)를 제어한다. 제어부(1800)는 주행부(1300)를 제어하여 좌륜 구동모터와 우륜 구동모터의 작동을 독립적으로 제어함으로써 본체(10)가 직진 또는 회전하여 주행하도록 한다.

제어부(1800)는 센싱부(1400) 통해 수신되는 신호에 대응하여 주행방향을 결정하여 주행부를 제어한다. 또한, 제어부(1800)는 단말기와의 거리에 따라 이동 로봇이 주행 또는 정지하도록 하고, 주행속도를 가변하도록 주행부(1300)를 제어한다. 그에 따라 이동 로봇은 단말의 위치변화에 대응하는 위치를 추종하며 이동할 수 있게 된다.

또한, 제어부(1800)는 설정 모드에 따라 이동 로봇이 단말기(200)를 추종하여 이동하도록 제어할 수 있다.

또, 제어부(1800)는 단말기(200)로부터 수신되는 위치정보 또는 위치감지부(1401)를 통해 산출된 위치정보를 바탕으로 영역에 대한 가상의 경계를 설정할 수 있다. 또, 제어부(1800)는 설정되는 경계에 의해 형성되는 영역 중 어느 일 영역을 주행영역으로 설정할 수 있다. 제어부(1800)는 불연속적인 위치정보를 선 또는 곡선으로 연결하여 폐루프(closed loop) 형태로 경계를 설정하고, 내부 영역을 주행영역을 설정한다. 또, 제어부(1800)는 경계가 복수로 설정되는 경우에는 경계에 의해 형성되는 영역 중 어느 하나를 주행영역으로 설정할 수 있다.

제어부(1800)는 주행영역 및 그에 따른 경계가 설정되면, 주행영역 내에서 주행하며 설정된 경계를 벗어나지 않도록 주행부(1300)를 제어한다. 제어부(1800)는 수신되는 위치정보를 바탕으로 현재위치를 산출하고, 산출된 현재위치가 경계에 의해 설정된 주행영역 내에 위치하도록 주행부(1300)를 제어한다.

또한, 제어부(1800)는 장애물감지부(1402)에 의해 입력되는 장애물정보를 판단하여, 장애물을 회피하여 주행할 수 있다. 또한, 제어부(1800)는 장애물정보에 근거하여 필요한 경우, 기 설정된 주행영역을 수정할 수 있다.

예를 들어, 제어부(1800)는 장애물감지부로부터 입력되는 장애물 정보에 대응하여 이동방향 또는 주행경로를 변경하여 장애물을 통과하거나 또는 장애물을 회피하여 주행하도록 주행부(1300)를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(1800)는 낭떠러지가 감지되는 경우 일정거리 이상 접근하지 않도록 설정할 수 있다. 또한, 제어부(1800)는 감지되는 장애물에 대하여, 주행정보를 단말기(200)로 전송하고 단말에 표시되도록 함으로써, 단말기(200)를 통해 입력되는 사용자의 선택에 따라 주행방향을 변경할 수 있다.

전원부(1900)는 충전가능한 배터리(또는, 배터리 모듈)(미도시)를 포함한다. 상기 배터리는 이동 로봇(100)로부터 탈착가능하게 장착될 수 있다. 센싱부(1400)를 통해, 배터리 게이지가 부족한 것으로 감지되면, 제어부(1800)는 배터리 충전을 위해 충전 스테이션의 위치로 이동하도록 주행부(1300)를 제어할 수 있다. 센싱부(1400)에 의하여 충전 스테이션의 존재가 감지되면, 배터리의 충전이 수행된다.

다음, 도 2c를 참조하여 본 발명에 따른 이동 로봇(100)과 통신하는 단말기(200)의 주요 구성을 설명하겠다.

도 2c를 참조하면, 단말기(200)는 사용자에 의해 이동가능한 이동 단말기를 포함하며, 통신부(210), 입력부(220), UWB 모듈(230), 위치감지부(240), 디스플레이부(251), 메모리(260), 및 제어부(280)를 포함하여 이루어질 수 있다.

통신부(210)는 무선통신을 통해 외부의 서버 또는 이동 로봇(100)과 통신할 수 있다. 통신부(210)는 지그비, 블루투스 등의 근거리 무선통신뿐 아니라, 와이파이, 와이브로 등의 통신모듈을 포함하여 데이터를 송수신한다. 또, 통신부(210)는 초광대역 신호를 송신하는 UWB 모듈을 포함할 수도 있다.

입력부(220)는 적어도 하나의 버튼, 스위치, 터치패드 등의 입력수단을 포함할 수 있다.

디스플레이부(251)는 터치센서를 포함하여, 터치 입력을 통하여 제어명령을 입력받도록 이루어질 수 있다. 또, 디스플레이부(251)는 이동 로봇(100)을 제어하기 위한 제어화면, 설정된 경계와 이동 로봇(100)의 위치가 표시된 맵 화면을 출력하도록 이루어질 수 있다.

메모리(260)에는 이동 로봇(100)의 주행과 관련된 데이터들이 저장될 수 있다. 또한, 메모리(260)에는 이동 로봇(100)와 단말기(200)의 위치정보가 저장되고, 이동 로봇의 주행영역 및 그 경계에 대한 정보가 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(1600)는, 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(SolidState Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장 장치 중 어느 하나일 수 있다.

위치감지부(240)는 위치정보를 송수신하기 위한 복수의 센서모듈을 포함한다. 예를 들어, GPS모듈, UWB(Ultra Wide Band) 모듈, 지자기 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 등을 포함하여, 단말기(200)의 현재 위치뿐만 아니라, 기울기 등의 자세 변화를 통해 가리키는 지점의 좌표를 파악할 수 있다.

위치감지부(240)에 포함된 또는 별도의 UWB 모듈(230)는 이동 로봇(100) 및/또는 위치정보송출기(50)와 초광대역 신호를 주고받을 수 있다. 그리하여, 단말기(200)의 위치뿐만 아니라, 단말기(200) 기준의 이동 로봇(100)의 위치, 단말기(200) 기준의 위치정보송출기(50)의 위치, 이동 로봇(100) 기준의 특정 위치정보송출기(50) 등을 파악할 수 있다.

UWB 모듈(230)은 이동 로봇(100)에 구비된 UWB 모듈을 통해 초광대역 신호을 송신하거나 수신할 수 있다. 단말기(200)는 이동 로봇(100)과 통신하여, 이동 로봇(100)의 주행 또는 제초 동작을 제어할 수 있다는 점에서, '원격제어장치'의 역할을 수행할 수 있다.

단말기(200)는, UWB 모듈(210)외에, 자이로 센서, 거리측정 센서을 더 포함할 수 있다.

자이로 센서는 단말기(200)의 움직임에 따른 3축값의 변화를 감지할 수 있다. 구체적으로, 단말기(200)가 x, y, z 축 값들 중 적어도 하나가 변화하는 움직임에 따른 각속도를 감지할 수 있다.

또한, 자이로 센서는 특정 시점에 감지된 x, y, z 축값을 기준점으로 하고, 소정 입력/소정 시간 경과 후에 기준점을 기준으로 변화한 x', y', z' 축값 감지할 수 있다. 이를 위해, 상기 자이로 센서 외에 자기 센서(미도시) 및 가속도 센서(미도시)가 단말기(200)에 추가로 구비될 수 있다.

거리측정센서는 레이저 광 신호, IR 신호, 초음파 신호, 반송파 주파수, 임펄스 신호 중 적어도 하나를 방사하고, 그로부터 반사되는 신호를 근거로 단말기(200)로부터 해당 신호까지의 거리를 산출할 수 있다.

이를 위해, 상기 거리측정 센서는, 예를 들어 ToF(Time of Flight) 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, ToF 센서의 경우, 특정 주파수로 변종된 광 신호를 방출하는 발신기와 반사된 신호를 수신 및 측정하는 수신기로 이루어지며, 단말기(200)에 설치되는 경우 신호의 영향을 받지 않도록 발신기와 수신기가 서로 이격되게 배치될 수 있다.

이하에서는, 전술한 레이저 광 신호, IR 신호, 초음파 신호, 반송파 주파수, 임펄스 신호, 초광대역 신호를 통칭하여, '신호'로 명명할 수 있다. 본 명세서에서는 장애물에 의한 영향이 거의 없는 '초광대역 신호'를 예시로 설명하였다. 따라서, 거리측정 센서는 단말기(200)로부터 신호가 방사된 지점까지의 거리를 산출하는 역할을 수행한다고 말할 수 있다. 또, 거리측정 센서는 신호를 방사하는 발신기와 반사된 신호를 수신하는 수신기를 하나 또는 복수 개 포함하여 이루어질 수 있다.

이하, 도 3은 이동 로봇에 대한 경계 설정을 위한 장치들, 예를 들어 이동 로봇(100), 단말기(200), GPS(60), 위치정보송출기(50)의 신호흐름을 설명하기 위한 개념도이다.

위치정보송출기(50)가 UWB 센서를 구비하여 신호를 송출하는 경우, 단말기(200)에 구비된 UWB 모듈을 통해 위치정보송출기(50)로부터 위치정보와 관련된 신호를 수신할 수 있다. 이때 위치정보송출기(50)의 신호방식과, 이동 로봇(100)과 단말기(200) 간의 신호방식은 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

예를 들어, 단말기(200)가 초음파를 송출하고 이동 로봇(100)이 단말기(200)의 초음파를 수신하여 단말기(200)를 추종하도록 주행할 수 있다. 또 다른 예로, 단말기(200)에 마커를 부착하고, 이동 로봇(100)이 단말기의 주행방향을 촬영하여 단말기(200)에 부착된 마커를 인식함으로써, 이동 로봇(100)이 단말기(200)를 추종하여 주행할 수 있다.

도 3에서, 위치정보는 위치정보송출기(50) 또는 GPS(60)으로부터 수신될 수 있다. 위치정보에 대응되는 신호는 GPS신호, 초음파신호, 적외선신호, 전자기신호 또는 UWB(Ultra Wide Band)신호가 사용될 수 있다.

이동 로봇은, 주행영역과 경계를 설정하기 위해 위치정보를 수집해야한다. 이동 로봇(100)은, 영역의 어느 한 지점을 기준위치로 설정하여 위치정보를 수집할 수 있다. 이때, 초기 시작지점, 충전 스테이션의 위치, 위치정보송출기(50) 중 어느 하나의 위치를 기준위치로 설정할 수 있다. 이동 로봇(100)은 설정된 기준위치를 바탕으로 영역에 대한 좌표 및 지도를 생성하여 저장할 수 있다. 이동 로봇(100)은 지도가 생성되면, 저장된 지도를 바탕으로 이동할 수 있다.

또한, 이동 로봇(100)은 매 동작 시, 새로운 기준위치를 설정하여, 새로 설정된 기준위치를 바탕으로 영역 내에서의 위치를 판단할 수 있다.

또한, 이동 로봇(100)은, 소정 경로로 이동하는 단말기(200)로부터 수집된 위치정보를 수신할 수 있다. 단말기(200)는 임의로 이동할 수 있고, 이동시키는 주체에 따라 경로가 변경될 수 있으나, 이동 로봇의 주행영역을 설정하기 위한 경우, 주행영역의 외곽을 따라 이동하는 것이 바람직할 것이다.

단말기(200)는 기준위치를 바탕으로 영역 내에서의 위치를 좌표로 산출한다. 또한, 이동 로봇(100)은 단말기(200)를 추종하여 이동하는 중에, 위치정보를 수집할 수 있다.

단말기(200) 또는 이동 로봇(100)이 단독으로 소정 경로를 따라 이동하는 경우, 단말기(200) 또는 이동 로봇(100)은 GPS(60) 또는 위치정보송출기(50)로부터 전송된 신호에 근거하여 현재위치를 산출할 수 있다.

이동 로봇(100)과 단말기(200)는 소정의 영역에 대하여 동일한 기준위치를 설정하여 이동할 수 있다. 기준위치가 매 동작 시 변경되는 경우, 단말기(200)를 기준으로 설정된 기준위치와 그로부터 수집된 위치정보를 이동 로봇(100)으로 전송할 수 있다. 그러면, 이동 로봇(100)은 수신된 위치정보에 근거하여 경계를 설정할 수 있다.

한편, 이동 로봇(100)과 단말기(200)는 초광대역 무선기술(Ultra-wide Band, UWB)을 사용하여 서로의 상대 위치를 파악할 수 있다. 이를 위해, UWB 모듈 중 어느 하나는 UWB 앵커가 되고 다른 하나는 UWB 태그가 될 수 있다.

예를 들어, 단말기(200)의 UWB 모듈(230)은 초광대역 신호를 방출하는 'UWB 태그(tag)'로 동작하고, 이동 로봇(100)의 UWB 모듈은 초광대역 신호를 수신하는 'UWB 앵커(anchor)'일 수 있다.

그러나, 이에 한정되는 것은 아님을 미리 밝혀둔다. 예를 들어, 단말기(200)의 UWB 모듈(230)이 UWB 앵커로 동작하고 이동 로봇(100)의 UWB 모듈이 UWB 태그로 동작할 수 있다. 또한, UWB 모듈은 하나의 UWB 앵커와 복수의 UWB 태그를 포함하여 이루어질 수도 있다.

UWB 통신 기술을 통해 이동 로봇(100)와 단말기(200)가 서로의 상대 위치를 파악하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 예를 들어 ToF(Time of Flight) 기술과 같은 거리측정 기술을 사용하여 이동 로봇(100)과 단말기(200)의 이격거리를 산출한다.

구체적으로, 단말기(200)에서 방사되는 초광대역 신호인, 제1 임펄스 신호가 이동 로봇(100)로 송출된다. 이를 위해, 단말기(200)의 UWB 모듈은 발신용인 'UWB 태그'로 이동 로봇(100)의 UWB 모듈은 수신용인 'UWB 앵커'로 동작할 수 있다.

여기서, 초광대역 신호(또는, 임펄스 신호)는, 특정 공간 내에서는 장애물이 존재하더라도 원활하게 송수신이 가능하고, 여기에서 상기 특정 공간은 반경이 수십 미터(m)일 수 있다.

제1 임펄스 신호는 이동 로봇(100)의 UWB 앵커를 통해 수신될 수 있다. 제1 임펄스 신호를 수신한 이동 로봇(100)는 단말기(200)로 응답신호를 송출한다. 그러면, 단말기(200)는 응답신호에 대한 초광대역 신호인, 제2 임펄스 신호를 이동 로봇(100)로 송출할 수 있다. 여서, 상기 제2 임펄스 신호에는 상기 응답신호를 수신한 시각과 그에 따라 제2 임펄스 신호를 발신한 시각을 기초로 산출된 지연시간 정보가 포함될 수 있다.

이동 로봇(100)의 제어부는 응답신호를 송출한 시간과 상기 제2 임펄스 신호가 이동 로봇(100)의 UWB 앵커에 도착한 시간과, 상기 제2 임펄스 신호에 포함된 지연시간 정보를 기초로, 다음과 같이 이동 로봇(100)와 단말기(200) 사이의 거리(Distance)를 산출할 수 있다.

여기에서, t2는 제2 임펄스 신호의 도착시간이고, t1은 응답신호의 송출시간이며, treply는 지연시간이며, c는 빛의 속도를 나타내는 상수값이다.

이와 같이 이동 로봇(100)와 단말기(200)에 구비된, UWB 태그와 UWB 앵커 사이에서 송수신되는 신호의 시간차를 측정하여, 이동 로봇(100)과 단말기(200) 사이의 거리를 파악할 수 있다.

또, 이와 동일 또는 유사한 방식으로, 이동 로봇(100)과 위치정보송출기(50)의 이격거리, 단말기(200)와 위치정보송출기(50) 간의 이격거리도 파악할 수 있을 것이다.

이하에서는, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 와이어의 매설 없이 위치정보송출기(50)와 단말기(200)를 이용하여, 이동 로봇(100)에 대한 경계를 설정하는 것을 설명하겠다.

이와 같이 와이어의 매설 없이 위치정보송출기(50)와 단말기(200), 이동 로봇(100)을 이용하여 또는 위치정보송출기(50)와 이동 로봇(100)만을 이용하여 주행영역의 기준이 되는 경계를 설정할 수 있다. 그리고, 이러한 경계를 기준으로 구분된 주행영역을 '와이어레스(wireless) 영역'으로 명명될 수 있다.

'와이어레스(wireless) 영역'은 하나 일수도 있고 복수 개일 수도 있다. 또, 하나의 와이어레스(wireless) 영역은 이동 로봇(100)에 의하여 수행되는 잔디깎기 기능이 보다 효율적으로 수행될 수 있도록, 해당 영역 내에 추가로 설정된 복수의 스팟 영역(spot area)을 포함할 수 있다.

이동 로봇(100)은 실외 영역에서 설정된 주행영역을 이동하며 잔디깎기를 수행할 수 있도록, 경계를 설정해주어야 한다. 그리고, 설정된 경계의 내측에 이동 로봇(100)이 주행할 주행영역, 즉 와이어레스(wireless) 영역이 지정된다.

도 4a를 참조하면, 실외에는 도시된 하우스 외에, 다양한 장애물들(10a, 10b, 10c)이 존재할 수 있다. 여기서, 장애물들(10a, 10b, 10c)은 예컨대, 실외에 존재하는 건축물, 바위, 나무, 수영장, 연못, 조각상, 정원 등의 고정 장애물과 움직이는 이동 장애물을 모두 포함할 수 있다. 또, 장애물들(10a, 10b, 10c)의 크기 및 형상도 매우 다양할 수 있다.

장애물이 설정된 경계에 근접하여 존재하는 경우, 처음부터 경계가 이러한 다양한 장애물들(10a, 10b, 10c)을 회피하도록 설정되어야할 것이다.

그러나 도 4a와 같이 경계(R)를 기준으로 설정된 주행영역 내측에 장애물들(10a, 10b, 10c)이 존재하는 경우에는, 경계(R)를 기준으로 안쪽에 주행영역을 설정하는 방법과 동일 또는 유사한 과정을 거쳐 장애물들(10a, 10b, 10c) 각각에 대한 추가 경계를 설정해야하거나 또는 기존의 경계를 변경해주어야할 것이다.

또한, 본 발명에서는, 와이어의 매설 없이 경계를 설정하기 위해, 소정 영역에 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)가 미리 설치될 수 있다.

복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 신호를 송출할 수 있다. 구체적으로, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 서로에게 신호를 송출하거나, 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)에 신호를 송출할 수 있다.

여기서, 상기 신호는 예를 들어, UWB 신호, 초음파 신호, 적외선 신호, 블루투스 신호, 지그비 신호 등을 포함할 수 있다.

복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 서로 이격되게 적어도 3개 이상 설치될 수 있다. 또한, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는, UWB 센서 미포함시 신호간섭을 최소화하기 위해, 기준높이 이상의 고지점에 설치될 수 있다.

복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 설정될 경계에 인접한 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 설정될 경계의 바깥쪽에 설치될 수도 있고 안쪽에 설치될 수도 있다.

예를 들어, 도 4a에서는 경계(R)의 안쪽에 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)가 설치된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 경계(R) 바깥쪽에 설치될 수도 있고, 일부는 경계(R) 안쪽에 나머지는 경계(R) 바깥쪽에 설치되는 것도 가능하다.

위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)가 UWB 센서를 포함한 경우, 소정 영역에 위치한 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)와 초광대역신호를 주고받음으로써, 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)의 위치정보를 산출할 수 있다.

예를 들어, 이동 로봇(100)은 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)의 신호의 양/세기를 비교하여, 각 위치정보송출기를 기준으로 이격된 거리와 방향을 산출함으로써, 이동 로봇(100)의 위치를 산출할 수 있다. 단말기(200)의 위치정보를 산출하는 방법도 이와 유사하게 수행될 수 있다.

복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55) 중 적어도 하나는 경계 설정을 위한 기준 위치정보송출기(50M)가 될 수 있다. 기준 위치정보송출기(50M)는 예를 들어 도 4a에 도시된 바와 같이 충전 스테이션(70)이 위치한 곳에 설치될 수 있다.

기준 위치정보송출기(50M)를 기준으로 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)의 좌표값들이 설정될 수 있다. 구체적으로, 기준 위치정보송출기(50M)와 나머지 위치정보송출기(51, 52, 53, 54, 55) 간에 서로 신호를 주고받아, 기준 위치정보송출기(50M)를 영점으로 하는 다른 위치정보송출기들의 위치에 대응되는 x, y 좌표값들이 산출될 수 있다. 그에 따라, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)에 대한 위치정보가 설정될 수 있다.

이동 로봇(100)이 기준 위치정보송출기(50M)가 위치한 충전 스테이션(70)을 작동의 시작지점으로 하는 경우, 매 동작 시, 이동 로봇(100)의 위치를 파악하는 것이 보다 용이해질 수 있다. 또, 이동 로봇(100)의 주행 중 배터리 게이지가 부족한 경우, 충전 스테이션(70)이 위치한 기준 위치정보송출기(50M)으로 이동하여, 배터리를 충전할 수 있다.

이와 같이 충전 스테이션(70)이 위치한 곳에 기준 위치정보송출기(50M)이 설치된 경우, 충전 스테이션(70)의 위치를 별도로 설정해줄 필요가 없다.

한편, 이동 로봇(100)이 주행에 따라 기준 위치정보송출기(50M)로부터 상당히 멀어진 경우, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)로부터 송출되는 신호의 양/세기를 기준으로, 이동 로봇의 현재 위치에 가까운 위치정보송출기를 기준 위치정보송출기로 변경할 수 있다.

한편, 충전 스테이션(70)이 도 4a와 다르게, 경계(R)를 벗어나서 위치한 경우, 즉 충전 스테이션(70)의 안쪽으로 경계가 설정된 경우, 이동 로봇(100)은 배터리 충전을 위해 경계를 벗어나서 충전 스테이션으로 복귀할 수 있다.

다만, 충전 스테이션(70)이 경계를 벗어나서 위치한 경우, 충전 스테이션(70)과 경계 내에 설정된 주행영역 사이에 이동영역(미도시)을 추가 설정해줌으로써, 이동 로봇(100)이 경계 밖에 위치한 충전 스테이션(70)으로 복귀할 수 있게 유도할 수 있다.

이하, 도 4b는 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)와 단말기(200)를 이용하여 이동 로봇(100)을 위한 경계 및 경계를 기준으로 주행영역을 설정하는 방법의 예시를 보인 것이다.

먼저, 단말기(200)가 영역 내에 설치된 위치정보송출기(55)로부터 잔디가 심어진 영역의 외곽을 따라 제1경로(401)로 이동한다. 이때, 단말기(200)는 사람에 의해 이동될 수도 있으나, 드론 등의 또 다른 운송수단에 의해 이동될 수도 있을 것이다.

단말기(200)는 위치정보송출기(55) 또는 GPS 를 통해 현재 위치를 파악할 수 있다. 단말기(200)가 이동함에 따라 또 다른 위치정보송출기(51 내지 54)로부터 송출된 신호에 근거하여, 각 위치정보송출기까지의 거리와 방향을 산출할 수 있다. 그에 따라, 단말기(200)의 위치변화에 대응되는 복수의 지점들의 좌표를 인식할 수 있고, 이를 위치정보로 저장할 수 있다.

이와 관련하여, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55) 각각은 신호를 구분하기 위한 고유정보가 포함된 UWB를 송출할 수 있다. 그에 따라, 단말기(200)는 제1경로(401)로 이동하는 중, 제1위치정보송출기(51)가 송출하는 제1신호(411)와 제1위치정보송출기(52)가 송출하는 제2신호(412), 제1위치정보송출기(53)가 송출하는 제3신호(413)와 제4위치정보송출기(54)가 송출하는 제4신호(414)를 구분하여 분석 및 처리할 수 있다.

이와 함께, 제1 내지 제4위치정보송출기(51 내지 54)는 단말기(200)의 현재 위치에 가까이 있는 위치정보송출기(54)에 서로 신호(421 내지 423)를 송출하고, 이에 대응되는 신호(424)를 단말기(200)에 전송해줌으로써 해당 위치정보송출기(54)의 현재 위치가 기 정의된(초기 설치 지점) 위치와 오차가 없는지 확인할 수 있다.

이에 의하면, 이동 로봇(100)이 주행영역 또는 와이어레스 영역의 설정을 위한 이동시, 위치정보송출기의 위치 오차를 함께 확인할 수 있게 된다.

제1경로(401)에 대응되는 이동이 완료되면, 예를 들어 제1경로(401)가 폐곡선 형상을 이루거나 지정된 종료지점에 도달한 경우, 단말기(200)는 제1경로(401)를 이동하며 저장한 위치정보를 이동 로봇(100)에 전송해준다.

그러면, 이동 로봇(100)은, 단말기(200)가 제1경로(401)를 따라 이동하는 동안 저장된 위치정보를 순차적으로 연결한 선 또는 그 외측선을 경계(R)로 설정할 수 있다. 또, 이동 로봇(100)은, 설정된 경계(R)를 기준으로 제1경로(401)의 내측영역을 주행영역 또는 와이어레스 영역으로 설정할 수 있다.

이동 로봇(100)은 설정된 주행영역 또는 와이어레스 영역을 테스트 주행할 수 있다. 이때, 이동 로봇(100)에 의해 경계 및/또는 주행영역의 일부가 수정될 수도 있다. 예를 들어, 새로운 장애물이 감지된 경우, 기존의 장애물이 제거된 경우, 또는 바닥이 고르지 못하거나 움푹 패인 지점이 감지된 경우, 이동 로봇(100)의 주행 성능으로 인해 주행불지점으로 감지된 경우, 수집된 상황 정보를 고려하여, 이동 로봇(100)에 대한 경계 및/또는 주행영역의 일부를 수정할 수 있다.

또는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 단말기(200)가 제1경로(401)를 이동하는 동안, 이동 로봇(100)이 소정의 이격거리를 두고 단말기(200)의 위치를 추종함으로써, 추가적인 테스트 주행 없이 이동 로봇(100)에 대한 경계 및/또는 주행영역의 설정이 가능하다.

이때에는 단말기(200)가 이동한 제1경로(401)와, 단말기(200)를 추종하는 이동 로봇(100)의 경로에 차이가 있을 수 있다. 즉, 단말기(200)가 이동한 제1경로(401)상의 궤적의 위치 중 이동 로봇(100)이 추종할 수 없는 위치는 무시하거나 제거하면서 이동할 수 있다. 이러한 경우, 이동 로봇(100)은 대응되는 위치변화를 저장할 수 있고, 위치변화에 대응되는 지점을 기준으로 단말기(200)의 현재 위치를 계속 추종할 수 있다.

이동 로봇(100)이 장애물 회피 등의 이유로 주행속도가 느려져서 단말기(200)와 이동 로봇(100)가 소정의 이격거리를 초과하는 경우, 단말기(200)를 이동시키는 사용자 등이 이를 인지하여 이동을 중단할 수 있도록, 이동 로봇(100)에서 정해진 경고음('제1경고음')이 출력될 수 있다.

이후, 이동 로봇(100)이 장애물 등을 정해진 방식으로 회피한 다음 다시 주행을 시작하고, 정지 상태인 단말기(200)와의 이격거리가 다시 정해진 범위 이내로 좁혀지면, 단말기(200)를 이동시키는 사용자 등이 이를 인지하여 이동을 수행할 수 있도록, 이동 로봇(100)에서 대응되는 경고음('제2경고음')이 출력될 수 있다.

한편, 도 4b에서는, 주행영역 또는 와이어레스 영역의 설정을 위한 이동시 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)에 의하여 이동 로봇(100) 및/또는 단말기(200)의 위치정보를 산출하는 것을 예시로 설명하였으나, GPS를 통해 위치정보를 산출할 수 있음은 물론이다.

도 4c는 이와 같이 설정된 경계(R)와 경계(R)를 기준으로 내측에 설정되는 주행영역(또는, 와이어레스 영역)(410)이 설정된 상태에서, 주행영역(410) 내측에 존재하는 복수의 장애물들(10a, 10b, 10c)에 대한 추가 경계가 설정된 것을 보여주는 예시 도면이다.

도 4c에서, 설정된 주행영역(410) 내측에 일정 크기 이상의 장애물(10a, 10b, 10c)이 존재하면, 감지된 장애물(10a, 10b, 10c)에 대한 추가 경계를 설정할 수 있다.

이동 로봇(100)(또는, 단말기(200)와 이동로봇(100), 또는 단말기(200))은, 도 4b를 참조하여 위에서 설명한 방법과 동일 또는 유사한 방식으로, 장애물(10a, 10b, 10c)의 외곽을 따라 이동하여 추가 경계 및 추가 경계를 기준으로 한 주행영역을 설정할 수 있다.

도 4c에서, 장애물(10a, 10b, 10c)의 외곽에 형성된 점선이 추가 경계를 의미할 수 있다. 도 4b에서 설정된 경계와 다르게, 설정된 추가 경계를 기준으로 내측이 주행불가영역으로 설정되고, 외측이 주행가능영역으로 설정된다.

이와 같이 추가 경계의 설정으로 인한 주행영역의 변경은, 기존의 경계 및 주행영역의 수정에 반영될 수 있다. 또, 이로 인하여 기존의 경계 및 주행영역에 대응되는 맵(map)이 수정될 수 있을 것이다.

이동 로봇(100)은 주행영역 내의 주행가능영역을 이동하며 제초 등의 동작을 수행할 수 있다. 또, 이동 로봇(100)은 주행영역 내의 주행가능영역을 이동하는 동안, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 서로에게 신호, 예컨대, UWB 신호(○○1)를 송출하여 서로의 위치를 파악한다. 또, 복수의 위치정보송출기(50M, 51, 52, 53, 54, 55)는 이동 로봇(100)에 신호 예컨대, UWB 신호(○○2)를 송출하여, 이동 로봇(100)이 주행영역 내의 현재 위치를 파악할 수 있게끔 한다.

한편, 주행영역 내에 존재하는 일정 크기 이상의 고정 장애물의 경우, 다소 시간과 노력이 수반되더라도 이동 로봇(100)의 원활한 주행을 위해서는 추가 경계의 설정과 주행영역의 변경이 바람직할 것이다. 또한, 이동 장애물의 경우, 매번 위치가 변하므로, 이동 로봇(100)이, 매 이동시, 자신의 센서를 통해 이동 장애물을 회피하여 주행하는 것으로 충분할 수 있다.

그러나, 일정 기간 동안만 설치되는 임시 장애물의 경우, 해당 기간이 경과되면 제거되므로, 전술한 고정 장애물 및 이동 장애물과는 다르게 취급될 필요가 있다. 이러한 임시 장애물의 예로, 특정 시즌에만 설치되는 바베큐장, 간이 수영장, 행사 설치물 등이 있을 수 있다.

구체적으로, 이러한 임시 장애물을 고정 장애물로 등록하는 경우, 임시 장애물이 제거되면 등록을 위한 추가 경계 설정과 주행영역 변경에 더하여, 제거로 인한 경계 및 주행영역의 재변경 작업을 수행해야하는 불편이 따른다. 또, 이동 장애물과 동일하게 취급할 경우, 일정 시간 동안에는 동일 위치에 고정되어 있음에도 불구하고, 이동 로봇(100)이 매번 처음과 동일하게 장애물 회피 설계를 수행해야하므로, 원활한 주행에 방해가 된다.

한편, 전술한 임시 장애물과 같이 유형물이 아니라도 일정 기간 동안만 주행불가능영역으로 설정하여 회피 주행하게끔 하고 싶은 니즈가 있을 수 있다. 예로써, 한시적으로 잔디를 깎지 않기 위한 스팟영역, 한시적으로 슬립이 발생하는 지점이 있을 수 있다. 이러한 경우에도 임시 장애물의 경우와 마찬가지로 처리되면 좋을 것이다.

이하, 본 명세서에서는 전술한 임시 장애물과 한시적으로 주행불가능영역으로 설정하고 싶은 대상체/위치 영역을 포함하여 "타깃(target)"으로 정의하였다.

타깃이 일정 크기를 갖는 대상체, 즉 임시 장애물인 경우, 타깃의 위치는 복수의 좌표들을 포함하여 이루어진다. 또, 한시적으로 주행불가능영역으로 설정하고 싶은 위치 영역 또한 복수의 좌표들을 포함하여 이루어진다. 이러한 경우, 타깃의 위치는 복수의 좌표들 중 어느 하나로 대표될 수 있다. 즉, '타깃지점(target point)'은 타깃이 차지하는 복수의 좌표들 중 어느 하나를 의미할 수 있다. 나아가, '타깃지점'은 타깃의 위치를 의미할 수 있다.

본 발명에서는, '타깃'을 설정된 경계 및 주행영역에 대응되는 맵(map) 상에 반영되도록 등록하되, 고정 장애물과 달리 보다 빠르게 등록 및 제거하는 방법을 구현하였다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명이 실시 예에 따른 이동 로봇(100)의 제어방법을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 5를 참조하면, 먼저 이동 로봇(100)이 와이어 매설 없이 가상의 경계 및 상기 경계를 기준으로 주행영역을 설정하는 과정이 수행된다(S10).

구체적으로, 이동 로봇(100)은 일정 영역 내에 설치된 복수의 위치정보송출기로부터 수신되는 신호, 예를 들어 UWB 신호에 기반한 위치정보에 근거하여, 가상의 경계를 설정할 수 있고, 그 경계를 기준으로 주행영역으로 설정할 수 있다.

이러한 경계 및 주행영역의 설정을 위해, 단말기(200)의 독자적인 이동에 대응되는 위치변화를 GPS 또는 복수의 위치정보송출기로부터 수신되는 신호에 근거하여 인지한 다음, 복수의 위치에 대응되는 지점들을 이동 로봇(100)에 전송해주면, 이동 로봇(100)에서 복수의 지점들을 순차적으로 연결하여 가상의 경계를 설정할 수 있고, 그 경계를 기준으로 내측에 형성되는 주행영역을 설정할 수 있다. 이 후, 이동 로봇(100)이 설정된 주행영역을 테스트 주행하며, 설정된 경계와 주행영역을 변경한다.

또는, 단말기(200)가 이동하는 경로를 이동 로봇(100)이 소정의 이격거리를 두고 위치 추종하면서, 장애물 등을 회피하면서 가상의 경계 및 주행영역을 설정할 수도 있다.

한편, 설정된 주행영역의 내측에 존재하는 고정 장애물은, 전술한 경계 설정 및 주행영역의 설정과 동일 또는 유사한 방식으로 감지 및 등록될 수 있다.

예를 들어, 단말기(200)가 고정 장애물의 외곽을 이동하며 경로를 생성하고, 생성된 경로를 이동 로봇(100)이 테스트 주행하여, 기설정된 경계 및 주행영역을 수정함으로써, 고정 장애물이 등록될 수 있다.

또는, 예를 들어, 단말기(200)가 고정 장애물의 외곽을 이동하고, 이동 로봇(100)이 단말의 이동에 대응되는 위치를 추종하며 생성된 경로를 기준으로, 주행가능영역과 주행불가능영역을 설정함으로써, 고정 장애물이 등록될 수 있다.

다음, 본 발명에 따라, 타깃(target)을 맵에 등록하기 위하여, 이동 로봇(100)은 단말기(200) 위치를 인식하고, 인식된 단말기(200) 위치를 기준으로 단말에 의해 포인팅된 타깃지점의 위치 정보를 수신한다(S20).

여기서 단말기(200) 위치는 GPS 또는 경계에 근접하여 설치된 위치정보송출기(50)로부터 송출되는 신호에 근거하여 인식될 수 있다. 예를 들어, UWB 센서를 구비한 단말기(200)가 주변의 위치정보송출기(50)에 UWB 신호를 송출하고, 주변의 위치정보송출기(50)로부터 수신된 UWB 신호의 신호양/신호세기에 근거하여, 거리 및 방향을 산출함으로써, 단말기(200)의 현재 위치를 파악할 수 있다. 단말기(200)는 경계 내에 위치할 수도 있고, 경계의 바깥에 위치할 수도 있다.

다음, 단말기(200)가 임시 장애물 등의 타깃(target)이 존재하는 지점을 포인팅한다. 이와 같이 단말기(200)에 의해 포인팅된 지점을 '타깃지점'이라할 수 있다. 구체적으로, 상기 타깃지점은, 이동 로봇의 주행영역 내에서 주행불가능영역으로 설정하려는 타깃, 예를 들어 임시 장애물 또는 특정 영역에 매칭되는 복수의 좌표지점들 중 단말기(200)에 의해 포인팅된 단일의 좌표를 의미한다.

타깃(target)의 포인팅 및 포인팅된 타깃지점의 위치를 산출하는 구체적인 과정은 다음과 같다.

구체적으로, 단말기(200)를 그립(grip)한 사용자가 단말기(200)를 현재 위치에서, 이동 없이, 경계 내에 타깃이 존재하는 지점을 향해 단말기(200)를 기울인다.

이를 위해, 단말기(200)는 현재 위치에서 공간 움직임의 변화량을 감지할 수 있어야 할 것이다. 이와 같이 공간 움직임의 변화량을 감지하기 위해서는, 단말기(200)는 6축 가속도 센서, IMU 센서, 6축 자이로 센서 중 적어도 하나를 구비한다.

가속도 센서는 지구의 중력가속도를 기준으로 물체가 얼마만큼의 힘을 받고 있는지를 측정하는 센서이다. 3축 가속도 센서란 x, y, z 축 방향의 가속도의 크기를 측정할 수 있는 센서를 의미한다. 이러한 가속도 센서는 3축 가속도 센서 하나만 사용될 수도 있고, 2개가 적용된 6축 가속도 센서, 또는 3개가 적용된 9축 가속도 센서로 사용될 수도 있다.

3축 가속도 센서의 센싱값을 이용하여, 롤(roll, x축에 대한 회전)과 피치(pitch, y축에 대한 회전)를 산출할 수 있다. 단위는 [g]을 사용한다. 한편, 중력가속도 방향과 일치하는 z축에 대한 대한 회전, 즉 요(yaw, z축에 대한 회전) 값은 3축 자이로 센서나 지자기 센서(magnetometer)를 추가로 적용해야 산출할 수 있다. 또한, 물체가 정지하지 않은 움직임 상태에서는 3축 가속도 센서만으로 기울기 값을 감지할 수 없다.

3축 자이로 센서는, 물체의 자세 제어를 위한 센서로, x, y, z 축 방향의 각속도를 측정할 수 있는 센서로, 여기서 각속도란 시간당 회전하는 각도를 의미한다. 단위는 [degree/sec]를 사용한다.

그리고, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서는 3축의 가속도 센서와 3축의 자이로 센서를 조합한 센서이다. 또는, IMU 센서는 축의 가속도 센서와 3축의 자이로 센서와 3축 지자기 센서를 내장한 9축 센서이다. 이와 같은 IMU 센서를 이용하면, 위에서 설명한 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)의 값을 모두 산출할 수 있다.

본 발명에서는 단말기(200)의 3축 방향의 속도 변화량을 모두 감지할 수 있도록, 3축 또는 6축 자이로 센서와 3축 또는 6축 가속도 센서가 내장되거나, 또는 IMU 센서가 단말기(200) 내에 구비될 수 있다.

단말기(200)는 현재 위치에서 이동은 없으므로, x, y 축으로는 값의 변화가 없거나 무시할 수 있는 정도이고, 오직 z 축으로만 값이 변한다고 말할 수 있다.

단말기(200)의 현재 위치에 대응되는 x, y 좌표값은 주변의 위치정보송출기(50)로부터 송출된 UWB 신호에 근거하여 획득할 수 있으므로, 현재 위치에서 z 축이 '0'이 되는 지점, 즉 바닥지점을 '영점'으로 설정할 수 있다.

계속해서, 단말기(200)가 경계 내 타깃(target)이 존재하는 지점을 향해 포인팅하면, 그에 따른 자세 변화 감지와 함께, 그 지점으로 신호를 송출한다.

여기서, 상기 포인팅은 경계 내 타깃이 존재하는 지점을 향해 단말기(200) 본체를 기울이고, 그 상태를 소정 시간 유지하는 동작으로 정의될 수 있다.

이러한 경우, 포인팅의 시점을 결정하기 위채, 포인팅 전 트리거 동작 또는 포인팅 후 완료 동작이 추가될 수 있다. 트리거 동작 또는 완료 동작은, 예를 들어 음성명령, 단말기(200)의 터치 스크린에 가해진 터치입력, 기설정정된 터치 제스처, 또는 단말기(200) 본체의 일 영역에 가해진 푸쉬입력/포스(force) 터치입력 등을 모두 포함할 수 있다.

또, 여기서 상기 신호는 UWB 신호, IR 신호, 레이저 신호, 지그비 신호 등을 포함할 수 있다. 단말기(200)가 UWB 신호를 송출하는 경우, 단말기(200)와 타깃 사이에 장애물이 존재하더라도 신호의 수신이 차단되는 문제가 해소된다. 따라서, 단말기(200)가 경계 내 타깃(target)으로부터 원격에 위치한 경우에도 포인팅에 대응되는 신호 송출이 가능하다.

단말기(200)로부터 타깃이 존재하는 지점으로 신호가 송출되면, 단말기(200)에서는, 전술한 자이로 센서 및 가속도 센서나, IMU 센서를 통해, '영점'을 기준으로 z 축의 변화값을 센싱할 수 있다.

그리고, 포인팅에 대응되는 신호의 송출거리를 산출하여, 타깃이 존재하는 지점, 즉 타깃지점의 x, y, z 좌표값을 산출한다. 여기서,타깃지점을 바닥지점으로 정의하면, z값은 '0'으로 정의되므로, 실제로는 x, y 값만 산출하면 된다.

한편, 일 예에서는 단말기(200)가 타깃이 존재하는 지점을 정확하게 가리켰는지를 확인할 수 있도록, 단말기(200)의 자세 변화에 대응되는 자이로 센서 및 가속도 센서나, IMU 센서의 변화값들이 단말기(200)의 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다. 또는, 이와 같이 적절한 가이드 정보가 단말기(200)의 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

또는, 단말기(200)에 이동 로봇(100)에 대한 경계 및 주행영역에 대응되는 맵(map)이 저장된 경우, 단말기(200)의 디스플레이부(151)에 저장된 맵(map)을 출력하고, 단말기(200)가 포인팅한 타깃지점을 출력된 맵(map) 상에 표시해줄 수도 있을 것이다.

이와 같이 단말기(200)에 의해 포인팅된 타깃지점의 위치 정보가 산출되면, 이동 로봇(100)은 산출된 위치 정보를 단말기(200)로부터 수신할 수 있다.

그러면, 이동 로봇(100)은 수신된 위치 정보를 메모리 등에 저장할 수 있다(S30).

이동 로봇(100)은 기 설정된 경계와 주행영역에 타깃지점의 위치 정보를 반영할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇(100)의 메모리에 저장된 맵(map) 상에서 상기 저장된 위치 정보에 매칭되는 타깃지점의 좌표를 포함한 소정 영역을 주행불가능영역으로 설정할 수 있다.

여기에서, 상기 소정 영역은 상기 타깃지점의 좌표를 중심으로 하는 일정 크기의 영역일 수 있다. 예를 들어, 상기 소정 영역은 타깃지점을 중심으로 하는 정해진 가로*세로 크기를 갖는 영역으로 설정될 수 있다. 또, 상기 소정 영역은 타깃지점을 중심으로 하는 정해진 반지름 크기를 갖는 영역으로 설정될 수 있다.

또, 상기 소정 영역은 타깃지점의 좌표를 일 꼭지점으로 하는 일정 크기의 영역일 수도 있다. 이러한 경우, 타깃지점의 좌표와 연결하기 위한 추가 꼭지점의 좌표값을 입력하도록 요청받을 수 있다.

또, 상기 소정 영역은 경우에 따라서는 타깃지점의 좌표지점 자체를 의미할 수도 있다.

또한, 상기 단말기(200)는 자신의 메모리에 저장된 이동 로봇(100)에 대한 맵(map)에 직접 타깃지점의 위치를 반영하여 저장할 수 있다.

또는, 상기 단말기(200)는 이동 로봇(100) 제어를 위한 애플리케이션의 실행에 따라, 이동 로봇(100)과 통신가능한 상태가 되면, 이동 로봇(100)에 타깃지점의 위치 정보를 전송해주거나 또는 연동된 서버에 타깃지점의 위치 정보를 등록할 수도 있다.

이와 같이 단말기(200)에 의해 산출된 타깃지점의 위치 정보를 이동 로봇(100)에서 (수신 및 저장을 통해) 인지한 경우, 타깃지점의위치 정보가 단말기(200)에 저장된 맵(map)에 등록된 경우, 또는 타깃지점의 위치 정보가 연동된 서버 등을 통해 맵(map)에 등록된 경우, '타깃이 등록되었다' 또는 '타깃의 등록'이라고 표현할 수 있다. 또는, '임시 장애물의 등록'으로 표현될 수도 있다.

이와 같이 '타깃'의 위치가 산출되는 동안, 이동 로봇(100)은 경계 내 어디에든 위치할 수 있다.

다시 말해, 초기의 경계 설정 및 주행영역의 설정이나, 고정 장애물의 등록을 위한 추가 경계 설정 및 주행영역의 변경과는 달리, 이동 로봇(100)이 타깃의 외곽을 따라 이동할 필요가 없다. 즉, 단말기(200)만을 이용하여 빠르게 타깃의 등록을 실행함으로써, 사용자 편의와 이동 로봇(100)의 원활한 주행의 목적을 모두 달성할 수 있다. 또, 이동 로봇(100)은 타깃이 등록되는 동안 본연의 기능을 계속 수행할 수 있으므로, 시간 및 효율 측면에서도 유리하다.

이와 같이 타깃의 등록이 완료되면, 이동 로봇(100)은 주행영역을 이동하는 동안 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역이 인식되면, 인식된 소정 영역을 피하여 이동한다(S40).

여기서, 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표란, 타깃지점의 위치 정보에 매칭되는 x, y 좌표지점을 의미한다. 따라서, 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역은 또는 그 x, y 좌표지점을 포함하는 소정 영역을 의미할 수 있다.

이동 로봇(100)은 타깃의 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역에 근거하여 주행영역 내의 주행가능영역과 주행불가능영역을 구분하여 주행한다. 예를 들어, 이동 로봇(100)은 저장된 위치 정보를 중심으로 일정 반경 이내는 주행불가능영역으로 설정하고, 그 반경의 바깥쪽은 주행가능영역으로 설정할 수 있다.

여기서, 상기 일정 반경은 타깃의 평균 크기에 대응하여 결정될 수 있다. 또, 상기 일정 반경은 사용자 입력을 통해 설정 또는 변경될 수 있다. 예를 들어, 단말기(200)의 디스플레이부(151)에 타깃지점의 위치가 표시된 맵(map)이 출력된 상태에서, 표시된 타깃지점의 위치에 가해지는 터치 제스처 등을 통해 상기 일정 반경의 크기가 가변될 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 임시 장애물 등과 같이 이동 로봇이 한시적으로 회피 주행해야하는 타깃의 경우, 매번 회피 설계를 수행하거나 이동 로봇(100)을 통해 외곽을 주행할 필요없이, 단말기(200)만을 이용하여 빠르게 등록함으로써, 사용자 편의와 이동 로봇(100)의 원활한 주행의 목적을 모두 달성할 수 있다. 또한, 단말기(200)를 타깃의 위치로 이동시킬 필요 없이, 원격에서 타깃을 향해 포인팅하는 것만으로 타깃의 위치를 산출할 수 있으므로, 사용자의 수고와 시간이 절약된다.

이하에서는, 도 6, 도 7a, 도 7b를 참조하여, 단말기(200)를 이용하여 포인팅된 타깃지점의 위치를 산출하는 방법의 실시 예들을 구체적으로 설명하겠다.

도 6을 참조하면, 먼저, 경계(R) 내에 설정된 주행영역(또는, 와이어레스 영역)(410) 내에 존재하는 복수의 고정 장애물들(10a, 10b, 10c)이 등록될 수 있다.

이때, 복수의 고정 장애물들(10a, 10b, 10c)의 위치는 기준위치, 예를 들어 충전 스테이션(70)의 위치를 기준으로, 맵(map)에 등록될 수 있다.

예를 들어, 이동 로봇(100)이 장애물들(10a, 10b, 10c)의 외곽을 따라 이동하면서, 추가 경계를 설정할 수 있다. 그에 따라, 장애물들(10a, 10b, 10c)의 외곽에 설정된 추가 경계의 바깥쪽은 주행가능영역으로 설정되고, 상기 추가 경계의 안쪽, 즉 내측은 주행불가능영역으로 설정된다.

또는, 장애물들(10a, 10b, 10c) 각각에 근접되게 위치정보송출기를 설치하여 위치정보를 수신함으로써, 장애물들(10a, 10b, 10c)을 맵(map)에 등록시킬 수도 있다.

다음, 임시 장애물 등의 타깃(20)의 등록을 위해, 단말기(200)가 경계(R) 내 임의의 위치에서, 단말기(200) 본체를 타깃(20)을 향해 기울인 다음, 타깃을 향해 UWB 신호를 송출한다. 즉, 타깃(20)에 대한 포인팅이 수행된다.

단말기(200)와 타깃 사이의 거리는 멀리 떨어져 있어도 상관없다. 예를 들어, 단말기(200)와 타깃이 경계 내에서 수 미터(m) 또는 십 수 미터(m) 떨어져 있더라도 본 발명에 따른 포인팅이 가능하다.

이때, 단말기(200) 본체의 기울임에 따라 단말기(200) 본체의 전방으로부터 송출된 신호가 지면을 향하는 가상의 직선이 생성된다. 이 가상의 직선이 타깃(20)의 중심지면(P)에 오도록 단말기(200) 본체의 기울기가 조절된다.

타깃(20)의 가로, 세로, 높이의 값은 다양할 수 있다. 타깃(20)이 일정 높이를 갖는 대상체라면, 단말기(200)로부터 송출되는 상기 UWB 신호는 타깃을 관통하게 된다.

단말기(200)는 복수의 신호정보송출기(50M, 51 내지 55)로부터 송출되는 신호, 예를 들어 UWB 신호에 근거하여, 자신의 현재 위치를 파악할 수 있다.

단말기(200)가 타깃을 포인팅하는 동안, 단말기(200)는 센서를 통해 공간 상에서의 움직임 변화를 센싱한다. 구체적으로, 단말기(200)는 단말기(200)에 구비된 자이로 센서 및 가속도 센서, 또는 IMU 센서를 이용하여 포인팅에 대응되는 공간 상의 움직임 변화를 센싱함으로써, 타깃의 위치를 파악할 수 있다.

따라서, 단말기(200)가 타깃(20)과 멀리 떨어져 있더라도, 단말기(200)가 경계(R) 내에 존재하기만 하면 포인팅에 대응되는 공간 상의 움직임 변화를 센싱하여 타깃의 위치를 빠르게 파악할 수 있다.

이동 로봇(100)은 단말기(200)의 현재 위치를 기준으로 단말기(200)가 가리키는 지점의 좌표 정보를 수신할 수 있다.

또, 이동 로봇(100)의 제어부는, 주변의 위치정보송출기로부터 송출되는 신호(예, UWB 신호)에 근거하여, 이동 로봇(200) 본체의 현재 위치를 결정하고, 결정된 본체의 위치와 경계(R) 내에 존재하는 단말기(200)의 위치에 근거하여, 수신된 위치 정보에 매칭되는 타깃지점의 좌표를 인식할 수 있다.

즉, 이동 로봇(100)의 제어부는, 단말기(200)로부터 수신된 위치 정보를 자신의 현재 위치를 기준으로 좌표 변환할 수도 있다.

이하, 단말기(200)가 포인팅한 타깃지점의 위치를 파악하는 서로 다른 방법에 대하여 도 7a 및 도 7b를 참조하여 구체적으로 설명하겠다.

먼저, 도 7a는 단말기(200)가 현재 위치에서 바로 타깃을 포인팅하여 그 타깃지점의 위치 정보를 산출하고, 이를 이동 로봇(100)에 전송해주는 것과 관련된 예시이다.

도 7a의 실시 예에서는, 기준위치에 대한 트리거 포인팅 없이 단말기(200)가 타깃을 직접 포인팅한 경우이다.

여기서, 트리거 포인팅이란, 원하는 타깃을 포인팅하기 전에, 초기 자세값을 설정하기 위한 개시 동작을 의미할 수 있다. 이러한 트리거 포인팅은, 예를 들어 설정된 경계(R) 내의 기준위치에 대하여 수행되거나 이동 로봇(100)에 대하여 수행될 수 있다.

트리거 포인팅이 없이 타깃에 대한 포인팅이 이루어지는 경우, 단말기(200)로부터 방출되는 신호, 예를 들어 UWB 신호가 타깃에 바로 수신된다.

한편, 트리거 포인팅이 없는 경우라도, 경계(R) 내의 복수의 위치정보송출기나 GPS 를 통해 단말기(200)의 현재 위치를 인식할 수 있고, 단말기(200)의 현재 위치의 바닥지점, 즉 z 축 값이 '0'이 되는 지점을 영점으로 설정할 수는 있다.

타깃에 대한 포인팅시, 단말기(200)의 자세값, 즉 x, y, z 축 값은 단말기(200)가 가리키는 타깃지점의 위치를 산출하기 위한, 각도 베터(β)를 산출하는 기준점이 된다.

단말기(200)에 구비된 6축의 자이로 센서 및 가속도 센서, 또는 IMU 센서를 이용하면, x, y, z 값을 센싱할 수 있고, 이에 근거하여 각도 베터(β)를 산출할 수 있다. 또, 단말기(200)로부터 타깃으로 송출되는 UWB 신호에 근거하여 거리 d를 인식할 수 있다.

단말기의 공간 상의 움직임에 대응되는 z 축의 변화값과, 각도 베터(β), 및 거리 d를 인식할 수 있으므로, 단말기(200)는 자신의 현재 위치를 기준으로 타깃지점의 위치(타깃의 바닥지점)(P)에 대응되는 좌표(x', y', 0)를 산출할 수 있다.

이와 같이 산출된 좌표(x', y', 0)를 중심으로 소정 반경을 갖는 영역(R)을 '타깃'으로 정의할 수 있다. 또, 타깃의 크기에 따라, 사용자 입력 등을 통해, 좌표(x', y', 0)를 중심으로 보다 확장된 반경을 갖는 영역(ER)을 타깃으로 정의할 수도 있다.

한편, 단말기(200)에 의해 산출된 타깃지점의 위치정보는, 단말기(200)에 저장된 이동 로봇(100)의 맵(map)에 직접 반영되거나 또는 이동 로봇(100)에 송신된다.

이때, 이동 로봇(100)과 단말기(200)의 위치가 다르므로, 이동 로봇(100)의 제어부는, 단말기(200)의 위치에서 포인팅된 타깃지점의 거리 정보(d)와 상기 단말기(200)의 위치를 중심으로 생성된 가상의 궤도(도 7a의 큰 원)에 근거하여, 이동 로봇(100)의 현재 위치를 기준으로 타깃지점의 위치 정보에 대응되는 좌표를인식할 수 있다.

즉, 단말기(200)가 포인팅한 타깃의 위치가 상기 가상의 궤도상의 일 지점에 위치하고 있음을 인식할 수 있다.

한편, 타깃의 포인팅시 단말기(200)의 위치는, 복수의 위치정보송출기를 통해 산출할 수 있으므로, 단말기(200)가 이동 로봇(100)에 타깃지점의 위치 정보와 함께 자신의 위치 정보를 송신해주면, 이동 로봇(100)의 현재 위치를 기준으로 타깃지점의 x, y 좌표값을 획득할 수 있게 된다.

다음, 도 7b의 실시 예에서는, 단말기(200)가 기준위치에 대한 트리거 포인팅을 수행한 후에 타깃을 포인팅한 경우이다.

여기에서, 상기 기준위치는 단말기(200)가 타깃에 대한 포인팅 전 초기 자세값을 설정하기 위한 기준점이 된다. 상기 기준위치는, 예를 들어 경계(R) 내의 단말의 현재 위치, 위치정보송출기(50)의 위치, 충전 스테이션의 위치, 또는 이동 로봇(100)의 위치가 될 수 있다.

기준위치에 대한 트리거 포인팅이 이동 로봇(100)에 대하여 수행되는 경우, 이동 로봇(100)은 정지 상태에서 단말기(200)로부터 신호를 수신한다.

기준위치에 대한 트리거 포인팅이 특정 위치정보송출기에 대하여 수행되는 경우, 위치정보송출기의 설치시 설정된 지면의 높이값이 타깃의 위치정보의 높이 오차 보정에 반영될 수 있다.

예를 들어, 실외의 특성상 지면의 높낮이가 고르지 않고 단말기(200)를 이동시키는 사용자의 키높이도 다양하다. 이러한 높낮이 차이로 인하여 단말기(200)가 타깃을 포인팅할 때 본체의 자세값이 달라지게 된다. 이로 인하여 단말기(200)에 의해 산출된 타깃지점 위치 좌표가 실제 타깃지점의 위치 좌표의 오차가 커질 수 있다.

이에, 단말기(200)가 지면의 높이값이 미리반영된 위치정보송출기에 대한 트리거 포인팅을 수행한 다음, 타깃에 대한 포인팅을 수행하게 되면, 1)단말기(200)의 현재 위치를 기준으로 하는 타깃지점의 좌표와, 2)기준위치가 되는 위치정보송출기의 위치를 기준으로 하는 타깃지점의 좌표를 각각 산출할 수 있다.

이후, 단말기(200)가 산출된 1), 2) 값을 근거로 높이 오차 보정을 수행함으로써, 보다 원격에서 타깃을 포인팅하더라도 타깃지점의 좌표를 정확하게 산출할 수 있다.

한편, 트리거 포인팅 이후 소정 시간 이내에 타깃에 대한 포인팅이 수행되지 않으면, 다시 트리거 포인팅을 수행하도록 동작할 수 있다.

기준위치가 되는 위치정보송출기의 좌표정보는 이미지 알려져 있으므로, 위치정보송출기를 트리거 포인팅하는 단말기(200)의 제1자세값과, 단말기(200)와 위치정보송출기 간의 이격거리, 타깃을 포인팅하는 단말기(200)의 제2자세값과, 단말기(200)와 타깃지점 간의 이격거리에 근거하여, 1)단말기(200)의 현재 위치를 기준으로 하는 타깃지점의 좌표와, 2)기준위치가 되는 위치정보송출기의 위치를 기준으로 하는 타깃지점의 좌표(x', y', 0)를 각각 산출할 수 있다.

구체적으로, 도 7b에서 제1각도(θ1), 제2각도(θ3), 제3각도(β)는 다음과 같이 산출할 수 있다. 먼저, 제3각도(β)는 단말기(200)가 지면을 향하는 선과 위치정보송출기(50)를 향하는 선 사이의 각도이다. 단말기(200)가 위치정보송출기(50)에 신호를 방출하면, 단말기(200)에 구비된 6축의 자이로 센서 및 가속도 센서, 또는 IMU 센서를 이용하여, 지자계축의 기준선과 단말기(200)가 위치정보송출기(50)를 가리키는 연장선 사이의 각도를 알 수 있다. 그리고, 이를 90에서 차감하면, 각도(β)를 획득할 수 있다.

제1각도(θ1)는 단말기(200)가 지면을 향하는 선과 타깃을 향하는 선 사이의 각도이다. 단말기(200)가 타깃에 포인팅을 수행함에 따라 신호가 방출되면, 단말기(200)에 구비된 6축의 자이로 센서 및 가속도 센서, 또는 IMU 센서를 이용하여, 지자계축의 기준선과 단말기(200)가 타깃을 가리키는 연장선 사이의 각도를 알 수 있다. 그리고, 이를 90에서 차감하면, 각도(θ1)를 획득할 수 있다.

제2각도(θ2)는 단말기(200)가 위치정보송출기(50)를 가리키는 연장선과 단말기(200)가 타깃을 가리키는 연장선 사이의 각도, 즉 회전각이다. 이는, 단말기(200)가 위치정보송출기(50)를 가리키는 시점의 자세값을 영점으로 하여, 단말기(200)에서 센싱된 요(yaw) 및 피치(pitch)의 변화량을 기초로 산출된다.

이와 같이 단말기(200)와 타깃지점 간의 거리 정보(D)와 7b에 도시된 각도(θ1, θ2, β)를 파악할 수 있으므로, 위치정보송출기를 영점으로 하여 획득된 단말기(200)의 좌표정보로 구성되는 좌표변환행렬에, 단말기(200)에서 타깃(P)지점까지의 거리정보(D)를 곱하여, 위치정보송출기(50)를 기준으로 타깃지점의 좌표를 산출할 수 있다.

한편, 기준위치가 위치정보가송출기가 아닌 이동 로봇(100)인 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

이동 로봇(100)의 제어부는, 단말기(200)가 현재 위치에서 포인팅한 기준위치에 대응되는 제1지점과, 이어서 단말기(200)가 현재 위치에서 포인팅한 타깃지점에 대응되는 제2지점에 근거하여, 이동 로봇(100)의 현재 위치를 기준으로 타깃지점의 위치 정보에 대응되는 좌표를 인식할 수 있다.

또는, 이동 로봇(100)은 상기 제1지점을 기준으로 산출된 타깃지점의 위치정보(즉, 제2지점)와, 단말기(200)의 현재 위치를 기준으로 산출된 타깃지점의 위치정보(즉, 제2지점)에 근거하여 높이 오차가 보정된 최종 타깃지점의 좌표를 단말기(200)로부터 수신하여, 이동 로봇(100)의 현재 위치를 기준으로 타깃지점의 좌표를 인식할 수 있을 것이다.

한편, 도 7a의 실시 예는 동작 및 산출이 간편하나 약간의 높이 오차 가능성이 있으므로 단말기(200)의 위치가 타깃(target)에서 비교적 가까운 경우에 적합하다고 말할 수 있고, 도 7b의 실시 예는 추가 동작이 수반되기는 하나 높이 오차 발생이 없어 단말기(200)의 위치가 타깃에서 비교적 먼 경우에도 유용하다고 말할 수 있다.

도 8은, 이와 같이 산출된 타깃지점의 위치정보가 단말기(200)의 디스플레이부(251)에 표시된 예시 화면이다. 이때에는, 단말기(200)가 경계 내에 위치할 필요가 없고, 이동 로봇(100) 또는 이동 로봇(100)의 제어와 관련된 서버와 통신을 수행하는 것으로 충분하다.

단말기(200)와 이동 로봇(100)은 초광대역 통신, 블루투스, 지그비, WIFI와 RFID 등과 같은 무선 통신을 수행한다.

그리고, 단말기(200)에는 이동 로봇(100)의 제어를 위한 앱이 설치되어 있고, 사용자 조작에 의해 앱 실행명령이 있으면, 이동 로봇(100)과 통신 가능 상태인지를 판단하여, 단말기(200)의 디스플레이부(251)에 앱 실행 화면을 출력할 수 있다.

예로써, 도 8에 도시된 바와 같이 이동 로봇(100)에 대하여 설정된 경계와 그 경계를 기준으로 설정된 주행영역을 나타내는 맵(map) 화면이 단말기(200)의 디스플레이부(251)에 출력될 수 있다.

한편, 통신가능한 이동로봇이 복수인 경우, 하나의 이동로봇에 대하여 복수의 맵이 저장된 경우, 화면이 단말기(200)의 디스플레이부(251)에는 이동로봇과 맵의 선택과 관련된 사용자 인터페이스(UI)가 제공될 수 있다.

맵(map) 화면의 주행영역(801) 내측에는, 등록된 고정 장애물에 대응되는 이미지객체(10am, 10bm, 10cm)가 표시된다. 그리고, 이동 로봇(100)의 현재 위치에 대응되는 이동로봇이미지(100m)가 실시간으로 표시될 수 있다.

이를 위해, 단말기(200)는 복수의 위치정보송출기로부터 송출되는 신호에 근거하여 파악된 이동 로봇(100)의 위치정보를 이동 로봇(100)으로부터 실시간 수신할 수 있다.

또, 맵(map) 화면에는, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 산출된 타깃지점의 위치 정보에 대응되는 타깃(Pm)이 주행영역(801)의 내측에 표시된다. 이때, 타깃(Pm)에 인접하여, 타깃의 사이즈 입력을 요청하는 팝업창(810)이 출력될 수 있다. 또는, 표시된 타깃(Pm)에 터치입력이 가해진 경우 상기 팝업창(810)이 출력될 수 있다.

팝업창(810)에 터치입력이 가해지면, 타깃의 사이즈를 입력하기 위한 프로세스가 개시된다. 그에 따라, 타깃 사이즈 설정 화면이 디스플레이부(251)에 출력될 수 있다.

한편, 비록 도시되지는 않았지만, 타깃(Pm)에 대한 식별정보가 포함된 경우, 단말기(100)는 식별정보에 대응되는 타깃(Pm)의 사이즈 정보 및/또는 형상 정보를 자동 검색하여, 연관된 웹 서버로부터 다운로드받을 수 있다. 여기에서, 상기 식별정보는 타깃의 크기에 관한 정보 및/또는 형상 정보를 즉시 웹 검색할 수 있는 제품정보를 의미한다.

타깃의 사이즈 정보 및/또는 형상 정보가 자동 다운로드되면, 타깃(Pm)의 사이즈 및/또는 형상에 대응되는 타깃 이미지를 맵(map) 화면에 표시하고, 타깃(Pm)의 사이즈 및/또는 형상에 대응되는 경계를 자동으로 설정할 수 있다.

이동 로봇(100)은 이러한 타깃(Pm)의 사이즈 정보 및/또는 형상 정보 또는 타깃(Pm)의 경계 정보를 단말기(200)로부터 수신할 수 있다. 그리고, 저장된 위치정보에 상기 수신된 사이즈 정보 및/또는 형상 정보 또는 경계 정보를 적용한다.그런 다음, 타깃(Pm)의 경계의 내측은 주행불가영역으로 설정하고, 타깃(Pm)의 경계의 외측, 즉 바깥쪽은 주행가능영역으로 설정할 수 있다.

한편, 타깃에 대한 식별정보가 포함되지 않은 경우이면, 도 9a, 도 9b에 도시된 실시 예를 통하여 타깃의 사이즈 정보 또는 형상 정보를 획득할 수 있다.

먼저, 일 실시 예로, 도 9a를 참조하면, 단말기(200)를 이용하여 타깃을 포인팅한 후, 타깃의 외곽을 추종하며 이동하는 단말기(200)의 위치변화에 근거하여, 가상의 타깃 경계(901)를 설정할 수 있다.

구체적으로, 단말기(200)가 실제 타깃(20)의 위치로 이동한 다음, 임의 지점부터 타깃(20)의 외곽을 따라 이동한다. 단말기(200)가 타깃(20)의 외곽을 따라 이동하는 동안, 복수의 위치정보송출기(50M, 51 내지 55)로부터 송출되는 신호에 근거하여 파악되는 위치변화에 대응되는 좌표들을 순차적으로 저장한다.

예를 들어, 단말기(200)에 구비된 UWB 모듈로부터 송출되는 UWB 신호와 복수의 위치정보송출기(50M, 51 내지 55)로부터 송출되는 UWB 신호의 신호량/신호세기를 분석하여, 경계(R) 내에서 이동하는 단말기(200)의 현재 위치를 파악할 수 있다.

단말기(200)의 위치가 다시 임의의 지점으로 돌아옴에 따라 시작점과 종료점이 동일해지는 폐루프 형상이 되면, 저장된 위치정보에 대응되는 지점들을 하나의 선으로 연결하여, 단말기(200)의 이동경로(901)에 대응되는 타깃 경계를 설정할 수 있다. 가상의 타깃 경계는, 단말기(200)에 의해 포인팅 타깃지점의 좌표를 포함하는 소정 영역의 경계와 동일한 의미로 사용될 수 있다.

이동 로봇(100)은 경계(R) 내 어디에 위치하더라도 상관없다. 즉, 이동 로봇(100)은 단말기(200)에 순차적으로 저장된 위치정보를 단말기(200)로부터 수신하여 타깃 경계를 직접 설정하거나, 또는 단말기(200)로부터 직접 타깃 경계에 관한 정보를 수신할 수 있다.

이와 같이 타깃 경계가 설정되면, 타깃에 대한 사이즈 정보 및/또는 형상 정보가 맵(map) 상에 등록된다. 그리고, 이동 로봇(100)의 제어부는, 주행영역을 이동하는 동안 설정된 타깃 경계 내에 진입하기 않고 피하여 이동하도록 주행부를 제어한다.

이동 로봇(100)은 상기 타깃 경계의 내측은 주행불가능영역으로 설정하고, 상기 타깃 경계의 외측은 주행가능영역으로 설정한다.

타깃이 형상이 정해진 형상, 예를 들어 원형, 사각형 등이 아닌경우, 이와 같이 단말기(200)가 실제 타깃(20)의 위치로 이동하여 타깃 경계를 설정하는 것이 보다 정확할 것이다.

한편, 이와 같은 방식은 오직 단말기(200)의 이동만으로 충분하기는 하나, 사용자 등을 통해 단말기(200)가 실제 타깃(20)의 위치로 이동하는 것을 전제로 한다. 이에, 도 9b를 참조하여, 타깃의 사이즈 정보 및/또는 형상 정보를 획득하기 위한 또 다른 방식을 설명하겠다.

다른 실시 예로, 도 9b를 참조하면, 단말기(200)를 이용하여 타깃을 포인팅한 후, 단말기(200)가 타깃의 모서리를 연속하여 포인팅한 복수의 지점들을 순차적으로 연결하여 가사의 타깃 경계를 설정할 수 있다.

구체적으로, 단말기(200)가 타깃지점의 위치정보를 획득하기 위한 포인팅한 지점에서 이동 없이, 타깃의 모서리를 일 방향, 예를 들어 시계방향 또는 반시계방향으로 순차적으로 포인팅한다.

포인팅된 각 지점에 대하여 위치정보를 산출하는 과정은 위의 타깃지점의 위치정보를 산출하는 방법에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 설명을 생략하겠다.

도 9b에서 단말기(200)는 복수의 위치정보송출기로부터 송출되는 신호와, 단말기(200)에 구비된 6축의 자이로 센서 및 가속도 센서, 또는 IMU 센서와, 단말기(200)의 UWB 센서를 통해 타깃의 모서리 지점들(P1, P2, P3, P4), 즉 복수의 타깃지점들에 대한 각 좌표정보를 획득할 수 있다.

단말기(200)는 모서리 지점들(P1, P2, P3, P4)에 대한 좌표정보를 저장하고, 저장된 좌표정보에 근거하여 타깃 경계를 설정할 수 있다.

도 9b에서는 타깃의 형상이 사각형임을 전제로 4개의 모서리 지점들에 대한 좌표정보를 획득하였으나, 타깃의 형상에 따라 모서리의 개수는 4개 보다 적거나 많을 수 있다.

도 9b의 실시 예에서는 단말기(200)가 실제 타깃(20)의 위치로 이동할 필요 없이, 처음 타깃을 포인팅한 지점에서 타깃 경계 설정을 위한 좌표정보들이 수집될 수 있다. 따라서, 원격에서도 타깃의 위치 정보와 사이즈 정보 및/또는 형상 정보를 빠르게 획득할 수 있다.

한편, 이동 로봇(100)은 단말기(200)에 순차적으로 저장된 모서리지점의 위치정보를 단말기(200)로부터 수신하여 가타깃 경계를 직접 설정하거나, 또는 단말기(200)로부터 직접 타깃 경계에 관한 정보를 수신할 수 있다.

이와 같이 타깃 경계가 설정되면, 타깃에 대한 사이즈 정보 및/또는 형상 정보가 맵(map) 상에 등록된다. 그리고, 이동 로봇(100)의 제어부는, 주행영역을 이동하는 동안 설정된 타깃 경계 내에 진입하지 않고 피하거나 또는 타깃 경계를 추종하며 이동하도록 주행부를 제어한다.

이를 위해, 이동 로봇(100)은 상기 타깃 경계의 내측은 주행불가능영역으로 설정하고, 상기 타깃 경계의 외측은 주행가능영역으로 설정할 수 있다.

이와 같이 타깃의 사이즈 정보를 획득하기 위한 서로 다른 방식은 등록할 타깃의 형상에 따라 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, 타깃이 복잡한 형상을 갖는 경우 또는 타깃의 모서리의 개수가 너무 많은 경우에는 도 9a의 실시 예를 적용하고, 타깃의 사이즈가 매우 크거나 타깃이 형상이 단순하거나 또는 타깃이 임시 장애물과 같이 실존대상체가 아닌 경우(예, 한시적 트랩영역)에는 도 9b의 실시 예를 적용하도록 동작할 수 있을 것이다.

도 10은 타깃의 사이즈 정보가 단말기(200)의 디스플레이부(251)에 표시된 예시 화면이다.

도 10을 참조하면, 이동 로봇(100)에 대한 맵 화면의 주행영역(801) 내에, 고정 장애물을 나타내는 이미지객체(10am, 10bm, 10cm)이 표시되고, 이제는 타깃의 위치 및 사이즈가 반영된 타깃(20m)이 표시된 것을 확인할 수 있다.

이를 위해, 이동 로봇(100)이 단말기(200)와 통신가능 상태가 되면, 타깃에 대한 포인팅 후 타깃의 외곽을 추종하며 이동하는 단말기(200)의 위치 변화에 근거하거나 또는 단말기(200)에 의해 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을 연결한 가상의 타깃 경계에 근거하여, 타깃의 크기 정보가 단말기(200)로 송신된다. 또는, 단말기(200)에 저장된 타깃의 크기 정보에 근거하거나 또는 이동 로봇(100)의 제어와 관련된 서버로부터 수신하여 표시할 수도 있다.

또, 이동 로봇의 현재 위치를 나타내는 이동로봇이미지(100m)도 주행영역(801) 내에 표시된다. 이를 위해, 일 실시 예에서는, 이동 로봇(100)이 단말기(200)와 통신가능 상태가 되면, 이동 로봇에 저장된 타깃지점의 위치 정보와 함께 이동 로봇(100)의 위치 정보를 단말기(200)에 송신한다.

도 10에서 타깃의 크기 정보가 반영된 타깃(20m)이 표시되면, 타깃(20m)에 인접한 위치에 해당 크기 정보를 등록할지를 확인하기 위한 팝업창(820)이 출력될 수 있다.

예를 들어, 팝업창(820)에서 '완료' 메뉴가 선택되면 현재 크기 정보로 타깃의 등록이 완료된다. 팝업창(820)에서 '변경' 메뉴가 선택되면 타깃의 크기 정보를 변경하기 위한 사용자 인터페이스(UI) 화면으로 전환된다. 이러한 경우, 비록 도시되지는 않았지만, 전환된 인터페이스(UI) 화면을 통해 타깃(20m)에 터치 제스처를 가하거나 또는 도 9a, 9b를 참조하여 설명한 방식을 통해 타깃의 사이즈 정보를 변경하는 것이 가능하다.

이하에서는, 도 11a 내지 도 11c를 참조하여, 타깃의 위치 및 사이즈 정보의 등록 후, 다양한 상황 변경에 따라, 등록된 타깃을 변경 및 제거하는 것과 관련된 예시를 살펴보겠다.

본 발명에서 타깃은 한시적으로 존재하는 것을 전제하였으므로, 그 위치가 변경될 수 있다. 타깃이 위치만 변경된 경우, 단말기(200)는 변경된 위치(타깃의 중심)에 대한 포인팅 수행 후, 변경된 타깃지점의 위치정보를 산출한다. 그리고, 변경된 타깃지점의 위치정보를 타깃의 위치 정보 변경 요청과 함께 이동 로봇(100)에 송신해준다.

그러면, 이동 로봇(100)의 제어부는 단말기(200)로부터 수신되는 타깃의 위치 정보 변경 요청에 응답하여, 기 저장된 타깃의 위치 정보를 변경한다.

그리고, 이동 로봇(100)이 주행영역을 이동하는 동안, 위치정보송출기로부터 송출된 신호에 따라 결정된 이동 로봇(100) 본체의 현재 위치가 변경된 위치 정보에 대응되는 영역에 포함되지 않도록 주행부를 제어한다.

타깃이 위치만 변경된 경우 사이즈 정보는 동일하므로, 이동 로봇(100)의 제어부는 단말기(200)로부터 변경된 타깃의 위치정보만 알면, 기 저장된 사이즈 정보에 근거하여 타깃 경계와 그에 대응되는 주행불가능영역을 즉시 설정할 수 있다.

또 다른 예로, 도 11a 및 도 11b는 타깃의 등록 후 근접한 장애물이 감지 및 등록에 따라, 타깃 및 그와 근접한 장애물을 결합하여 타깃의 사이즈 정보를 변경하는 예시이다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 주행영역(1101) 내에, 기 등록된 타깃(20)과 소정 거리 이내로 근접한 장애물(30)이 추가 등록된 경우, 결합 요청에 응답하여 타깃과 추가 등록된 장애물을 하나의 장애물로 결합시킬 수 있다.

이때, 상기 결합 요청은 예를 들어 도 11a에서 타깃 및 추가 등록된 장애물 중 어느 하나에 가해진 터치입력이 다른 하나로 드래그(TR)되는 방식에 의해 생성될 수 있다. 또, 상기 결합 요청은 저장된 맵(map)의 설정 화면에 대한 입력(예, 변경된 사이즈 값 입력 또는 변경된 타깃 경계 설정)을 통해 수행될 수 있다.

이와 같은 결합 요청이 있으면, 도 11b에 도시된 바와 같이 타깃 및 추가 등록된 장애물이 하나로 결합된 확장된 타깃(40)이 설정된다. 그에 따라, 타깃 경계와 추가 등록된 장애물에 설정된 경계가 하나의 폐루프 경계선으로 수정되어, 확장된 타깃(40)의 경계로 설정된다.

이제, 이동 로봇(100)은 확장된 타깃(40)의 경계를 벗어나서 주행하게 되며, 확장된 타깃(40)의 내측은 주행불가능영역으로 설정된다.

또 다른 예로, 도 11c는 기 등록된 타깃을 삭제하는 예시이다. 이때, 타깃의 등록 후 추가로 등록된 장애물(30)이 존재할 수도 있다. 한시적으로 존재하는 타깃은 일정 기간이 경과되면 영역에서 제거될 수 있다. 이러한 경우, 맵(map)에 등록된 타깃도 제거해주어야 한다.

예를 들어, 도 11c에 도시된 바와 같이, 주행영역(1101) 내에 표시된 기 등록된 타깃(20)에 대하여 기설정된 터치 제스처, 예를 들어 화면의 위로 향하는 플리킹 터치 제스처, 드래그 터치 제스처(TU) 또는 아래로 향하는 플리킹 터치 제스처, 드래그 터치 제스처를 수행하여, 맵(map) 상에 등록된 타깃을 빠르게 제거할 수 있다.

또는, 단말기(200)에서 앱 아이콘 등을 삭제하는 다양한 방식, 예를 들어 롱 터치입력 후 나타난 'x' 표시를 선택하거나 또는 롱 터치입력 후 나타난 제거영역으로 타깃이미지를 이동하는 제스처 등에 의해, 기등록된 타깃을 맵(map)으로부터 제거할 수 있다.

도 12는 단말기(200)를 이용하여 획득된 타깃의 위치정보와 사이즈 정보에 근거하여 이동 로봇(100)의 동작을 제어하는 전체 흐름도를 보인 것이다.

도 12를 참조하면, 먼저, 가상의 경계 및 그 경계를 기준으로 주행영역을 설정하는 단계를 수행한다(S1210). 다음, 단말의 위치를 인식하고, 인식된 단말기의 위치를 기준으로 포인팅된 타깃지점의 위치 정보를 단말기로부터 수신할 수 있다(S1220).

그리고, 타깃의 포인팅 후, 단말기가 타깃지점의 외곽을 추종하며 이동하는 단말의 위치변화에 대응되는 복수의 지점들 또는 단말기에 의해 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을, 단말로부터 수신하여 저장한다(S1230).

처음 포인팅된 타깃지점의 위치 정보는 상기 복수의 지점들에 대응되는 정보와 함께 수신될 수 있다.

다음, 그 복수의 지점들을 연결하여, 처음 포인팅된 타깃지점의 위치정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정영역에 대한 경계, 즉 타깃 경계를 설정한다(S1230).

이와 같이 타깃 경계가 설정되면, 이동로봇의 주행 관련 맵(map)에 타깃 경계에 대응되는 타깃이 등록된다.

다음, 이동로봇은 주행영역을 이동하는 동안, 설정된 타깃 경계가 인식되는지를 결정한다(S1240). 설정된 타깃 경계가 인식되지 않는 동안, 이동 로봇은 주행가능영역으로 판단하여 기 설정된 동작, 예를 들어 기 설정된 주행경로에 따라(또는, 기 계획된 주행방식에 따라) 주행 중 감지된 장애물을 피하며 주행을 수행한다(S1250).

한편, 설정된 타깃 경계가 인식된 것으로 결정되면, 이동 로봇은 타깃 경계의 내측을 주행불가영역으로 판단하여, 타깃 경계 내에 진입하지 않고 주행하거나 또는 타깃 경계를 추종하며 이동한다(S1260).

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 임시 장애물 등과 같이 이동 로봇이 한시적으로 회피 주행해야하는 타깃의 경우, 매번 회피 설계를 수행하거나 이동 로봇이 타깃의 외곽을 주행할 필요없이, 빠른 이동이 가능한 단말기만을 이용하여 타깃을 등록함으로써, 사용자 편의와 이동 로봇의 원활한 주행의 목적을 모두 달성할 수 있다. 또, 단말기를 타깃의 위치로 이동시킬 필요 없이, 원격에서 타깃을 향해 포인팅하는 것만으로 타깃의 위치를 산출할 수 있으므로, 사용자의 수고와 시간이 절약된다. 또, 타깃의 형상에 따라 단말기가 타깃의 외곽을 추종하거나 원격에서 모서리를 추가로 포인팅하는 방식을 선택적으로 수행함으로써, 타깃의 사이즈 획득과 그에 대응되는 등록, 변경, 제거가 간편하게 수행될 수 있다.

전술한 본 발명은, 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 이동 로봇의 제어부(1800)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

본체를 이동시키는 주행부;
일정 영역 내에 설치되어 신호를 송출하는 위치정보송출기 및 단말기와 통신하는 통신부; 및
상기 위치정보송출기로부터 수신되는 신호에 기반한 위치정보에 근거하여 가상의 경계가 설정되면, 상기 경계를 기준으로 주행영역을 설정하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 단말의 위치를 인식하고, 상기 인식된 위치를 기준으로 상기 단말에 의해 포인팅된 상기 경계 내 타깃지점의 위치 정보가 수신되면, 상기 수신된 위치 정보를 저장하고,
상기 본체가 상기 설정된 주행영역을 이동하는 동안 상기 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역을 피하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하고,
상기 단말의 위치를 기준으로 산출된 타깃지점의 제1 좌표와, 상기 단말에 의해 트리거 포인팅된 특정 위치정보송출기의 위치를 기준으로 산출된 타깃지점의 제2 좌표에 근거하여, 높이 오차가 보정된 타깃지점의 제3 좌표를, 상기 단말로부터 수신하는, 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 타깃지점은,
상기 주행영역 내에서 주행불가능영역으로 설정하려는 임시 장애물 또는 특정 영역에 매칭되는 복수의 좌표지점들 중 상기 단말에 의해 포인팅된 단일의 좌표인 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 위치정보송출기로부터 송출되는 신호에 근거하여 상기 단말의 현재 위치를 인식하고, 상기 인식된 단말의 현재 위치를 기준으로 산출된 상기 단말이 가리키는 타깃지점의 좌표를 상기 위치 정보로 수신하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 위치정보송출기로부터 송출되는 신호에 근거하여 상기 본체의 현재 위치를 결정하고, 상기 결정된 본체의 위치와 상기 경계 내에 존재하는 단말의 위치에 근거하여, 상기 수신된 위치 정보에 대응되는 타깃지점의 좌표를 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단말이 현재 위치에서 포인팅한 기준위치에 대응되는 제1지점과 상기 제1지점의 포인팅 후 이어서 상기 단말이 현재 위치에서 포인팅한 상기 타깃지점에 대응되는 제2지점에 근거하여, 본체의 현재 위치를 기준으로 상기 위치 정보에 대응되는 상기 타깃지점의 좌표를 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제5항에 있어서,
상기 제2지점은, 상기 단말을 기준으로 산출된 타깃지점의 좌표이고,
상기 제1지점은,
상기 제2지점을 포인팅하기 전 단말의 초기 자세값을 설정하기 위한, 단말의 현재 위치, 위치정보송출기의 위치, 이동 로봇의 위치, 및 이동 로봇의 충전 스테이션의 위치 중 어느 하나의 좌표인 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단말의 위치로부터 상기 단말에 의해 포인팅된 타깃지점의 거리 정보와 상기 단말의 위치를 중심으로 생성된 가상의 궤도에 근거하여, 본체의 현재 위치를 기준으로 상기 위치 정보에 대응되는 타깃지점의 좌표를 인식하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 타깃지점에 대한 포인팅 후 상기 타깃지점의 주변을 따라 이동하는 단말의 위치 변화에 근거하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고,
본체가 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않고 상기 소정 영역의 경계를 추종하며 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 타깃지점에 대한 포인팅 후 상기 단말에 의해 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을 연결하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고,
본체가 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 소정 영역의 경계가 인식되면, 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않고 상기 소정 영역의 경계를 추종하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단말과 통신이 수행되면, 상기 저장된 위치 정보와 상기 본체의 위치 정보가 상기 단말로 송신되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단말과 통신이 수행되면, 상기 타깃지점의 포인팅 후 상기 타깃지점의 주위를 따라 이동하는 단말의 위치 변화에 근거하여 설정된 상기 소정 영역의 경계에 근거하여, 타깃의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나가 송신되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단말과 통신이 수행되면, 상기 타깃지점의 포인팅 후 상기 단말에 의해 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을 연결하여 설정된 상기 소정 영역의 경계에 근거하여, 타깃의 크기 정보 및 형상 정보 중 적어도 하나가가 송신되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 단말로부터 수신되는 타깃지점의 변경 요청에 응답하여, 상기 저장된 위치 정보를 변경된 타깃지점에 매칭되는 좌표로 업데이트하고,
상기 본체가 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 위치정보송출기의 신호에 따라 결정된 본체의 현재 위치가, 상기 업데이트된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역 내에 포함되지 않도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역에 근접한 장애물이 감지되면, 본체가 상기 소정 영역과 상기 감지된 장애물을 결합하여 생성된 결합 영역을 피하여 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
일정 영역 내에 설치되어, 위치 정보를 인식하기 위한 신호를 송출하는 위치정보송출기;
상기 위치정보송출기의 신호에 기반한 위치 정보에 근거하여 가상의 경계를 설정하고, 상기 경계를 기준으로 설정된 주행영역을 이동하는 이동 로봇; 및
상기 경계 내에서 상기 위치정보송출기와 통신하고, 신호를 이용하여 포인팅된 상기 경계 내 타깃지점의 위치 정보를 산출하여 상기 이동 로봇에 송신하는 단말기를 포함하고,
상기 이동 로봇은,
상기 송신된 타깃지점의 위치 정보를 저장하고, 상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역을 피하여 이동하고,
상기 단말기의 위치를 기준으로 산출된 타깃지점의 제1 좌표와, 상기 단말기에 의해 트리거 포인팅된 특정 위치정보송출기의 위치를 기준으로 산출된 타깃지점의 제2 좌표에 근거하여, 높이 오차가 보정된 타깃지점의 제3 좌표를, 상기 단말기로부터 수신하는, 이동 로봇 시스템.
제15항에 있어서,
상기 단말기는,
상기 타깃지점의 포인팅 후 상기 타깃지점의 주위를 따라 이동하는 동안 감지된 위치 변화에 근거하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고, 설정된 소정 영역의 경계에 관한 정보를 상기 이동 로봇에 송신하고,
상기 이동 로봇은,
상기 주행영역을 이동하는 동안, 상기 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않도록 이동하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇 시스템.
제15항에 있어서,
상기 단말기는,
상기 타깃지점의 포인팅 후 연속하여 포인팅된 복수의 지점들을 연결하여 상기 소정 영역의 경계를 설정하고, 설정된 소정 영역의 경계에 관한 정보를 상기 이동 로봇에 송신하고,
상기 이동 로봇은,
상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 소정 영역의 경계에 근접하면, 상기 소정 영역의 경계 내에 진입하지 않고 상기 소정 영역의 경계를 추종하여 이동하는 것을 특징으로 하는, 이동 로봇 시스템.
일정 영역 내에 설치된 위치정보송출기로부터 수신되는 신호에 기반한 위치정보에 근거하여 가상의 경계를 설정하고, 상기 경계를 기준으로 주행영역을 설정하는 단계;
본체와 통신하는 단말기의 위치를 인식하고, 인식된 단말기의 위치를 기준으로 단말기에 의해 포인팅된 타깃지점의 위치 정보를 수신하는 단계;
상기 수신된 위치 정보를 저장하는 단계; 및
상기 주행영역을 이동하는 동안 상기 저장된 위치 정보에 매칭되는 좌표를 포함한 소정 영역을 피하여 이동하는 단계를 포함하고,
상기 위치 정보를 수신하는 단계는,
상기 단말기의 위치를 기준으로 산출된 타깃지점의 제1 좌표와, 상기 단말기에 의해 트리거 포인팅된 특정 위치정보송출기의 위치를 기준으로 산출된 타깃지점의 제2 좌표에 근거하여, 높이 오차가 보정된 타깃지점의 제3 좌표를, 상기 단말기로부터 수신하는 단계인, 이동 로봇의 제어방법.