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KR20060030285A - 조도기반 네비게이션 장치 및 방법 - Google Patents

조도기반 네비게이션 장치 및 방법 Download PDF

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KR20060030285A
KR20060030285A KR1020040079105A KR20040079105A KR20060030285A KR 20060030285 A KR20060030285 A KR 20060030285A KR 1020040079105 A KR1020040079105 A KR 1020040079105A KR 20040079105 A KR20040079105 A KR 20040079105A KR 20060030285 A KR20060030285 A KR 20060030285A
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illuminance
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driving unit
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홍영진
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삼성전자주식회사
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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Abstract

조도기반 네비게이션 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 조도기반 네비게이션 장치는, 구동부 및 상기 구동부에 의해 구동되는 주행부를 포함하는 네비게이션 장치로서, 빛을 감지하는 감광 센서, 감광 센서에 의해 감지된 빛의 조도(Intensity of illumination)를 계산하는 감광 센서 처리부, 장치를 이동시키는 주행부, 주행부를 구동하는 구동부, 및 감광 센서 처리부에 의해 계산된 이동 경로상의 측정 조도와 미리 정해진 추적 조도의 차를 이용하여 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 이동 경로인 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 데이터를 생성하는 태스크 매니저를 포함하며, 구동부는 태스크 매니저에 의해 생성된 데이터를 사용하여 주행부를 구동한다.
조도기반, 네비게이션

Description

조도기반 네비게이션 장치 및 방법{Apparatus and method for navigation based on intensity of illumination}
도 1은 로봇 네비게이션을 위한 종래 기술을 보여주는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 실내에서 관측된 조도의 분포를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 조도 추적 원리를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 중앙 이동 원리를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 추적 조도 궤도상의 이동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중앙 이동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 주행 실험 결과를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
300 : 조도기반 네비게이션 장치 310 : 감광 센서
320 : 감광 센서 처리부 330 : 장애물 감지부
340 : 주행부 350 : 구동부
360 : 전원부 370 : 태스크 매니저
본 발명은 조도기반 네비게이션 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저가의 감광 센서 및 간단한 신호처리를 통하여 조도가 동일한 경로를 따라 이동함으로써 공간상을 네비게이션하는 조도기반 네비게이션 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공간을 네비게이션하는 장치는 광각 카메라, 레이저, 가속도 센서, 자이로 센서 등과 같은 고가의 센서 및 복잡한 신호처리 시스템을 필요로 하는 경우가 많다. 이러한 네비게이션 장치는 다수의 특허 문헌에 게시되어 있는데, 예를 들면, 미국 특허 번호 5,051,906은 복도와 같은 환경에서 역반사되는(Retroreflective) 천정의 이미지로부터 운반장치의 오리엔테이션 및 위치를 결정하는 장치 및 방법을 게시하고 있다. 이 장치(10)는 광원(16), 수평과 수직의 중간 각으로 비스듬히 올려진 카메라(12)를 포함한다. 카메라는 바람직하게는 복도의 축과 나란한 하나 이상의 역반사 요소(14)를 갖는 천정을 보여준다. 천정의 요소가 제공하는 패턴이 카메라에 의해 감지되고 운반장치의 네비게이션 정보를 추출하기 위해 처리된다.
그러나, 이러한 발명은 네비게이션 경로를 결정하기 위하여 카메라와 같은 고가의 센서를 필요로 한다는 문제점이 있으며, 또한, 이러한 센서로부터 전달받은 신호는 주변환경에 따라 잡음이 많이 섞여 처리하기가 용이하지 않다는 문제점도 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저가의 센서를 사용함으로써 경제적인 네비게이션 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 잡음에 둔감한 조명을 신호로 사용함으로써 신호처리가 간단한 네비게이션 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치는, 구동부 및 상기 구동부에 의해 구동되는 주행부를 포함하는 네비게이션 장치로서, 빛을 감지하는 감광 센서, 감광 센서에 의해 감지된 빛의 조도(Intensity of illumination)를 계산하는 감광 센서 처리부, 장치를 이동시키는 주행부, 주행부를 구동하는 구동부, 및 감광 센서 처리부에 의해 계산된 이동 경로상의 측정 조도와 미리 정해진 추적 조도의 차를 이용하여 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 이동 경 로인 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 데이터를 생성하는 태스크 매니저를 포함하며, 구동부는 태스크 매니저에 의해 생성된 데이터를 사용하여 주행부를 구동한다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 방법은, 구동부 및 상기 구동부에 의해 구동되는 주행부를 포함하는 네비게이션 장치에서, 현재 조도를 측정하여 추적 조도로 지정하는 단계, 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 이동 경로인 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 데이터를 생성하는 단계, 및 데이터를 사용하여 추적 조도 궤도를 따라 이동하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 방법은, 구동부 및 상기 구동부에 의해 구동되는 주행부를 포함하는 네비게이션 장치에서, 현재 조도를 측정하여 추적 조도로 지정하는 단계, 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 이동 경로인 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 데이터를 생성하는 단계, 데이터를 사용하여 추적 조도 궤도를 따라 이동하는 단계, 추적 조도 궤도상의 누적 이동거리를 계산하는 단계, 누적 이동거리가 소정의 임계값보다 큰 경우 추적 조도 궤도의 안쪽방향으로 90도 회전하는 단계, 회전 후 전진이동하면서 이동경로상의 조도를 측정하는 단계, 및 측정된 조도가 이전 위치의 조도보다 낮은 경우 정지하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 첨부된 블록도 또는 처리 흐름도를 참고하여 본 발명의 실시예에 의한 네비게이션 장치 및 방법을 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하도록 기구를 만들 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
도 2a 및 도 2b는 실내에서 관측된 조도의 분포를 보여주는 도면이다.
방 중앙에 조명이 있는 실내의 조도 분포는 도 2b에 도시된 바와 같이 동심원의 형태를 보인다. 즉, 도 2a의 표에서 보이는 바와 같이 조명이 있는 방의 중앙 부분(210)이 가장 밝은 조도를 갖고 방의 중앙에서 멀어질수록 어두운 조도를 갖게 된다. 이는 조명이 방 중앙에 위치하는 경우에만 한정되는 현상은 아니고 실내 천정의 임의의 위치에 달려있는 조명에 의한 조도 분포는 동심원의 형태를 보이게 된다. 이러한 특성을 이용하면 감광 센서만으로 실내의 조도 패턴을 추적함으로써 이동을 제어할 수 있는 장치의 구현이 가능할 수 있다.
본 명세서에서는 발명의 용이한 이해를 돕기 위하여 네비게이션 장치의 광원으로 실내 조명을 위주로 설명하였으나, 이는 일 실시예에 불과하고 실내 조명과 같은 가시광선뿐만 아니라 적외선과 같은 비가시영역의 광선도 광원으로 이용될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
본 실시예에 따른 조도 기반 네비게이션 장치(300)는 감광 센서, 감광 센서 처리부, 장애물 감지부, 주행부, 구동부, 전원부 및 태스크 매니저를 포함한다.
감광 센서(310)는 빛을 감지하는 센서로 대표적인 실시예는 빛이 통과하면 저항 값이 변하는 감광 다이오드가 될 수 있다. 감광 센서는 감지하는 광원에 따라 여러 형태가 될 수 있으며 상술한 바와 같이 실내 조명뿐만 아니라 적외선과 같은 비가시 영역의 광원을 감지하는 센서도 채용될 수 있다. 감광 센서 처리부(320)는 감광 센서가 감지한 빛의 감광량을 계산하여 태스크 매니저에게 전달한다.
장애물 감지부(330)는 네비게이션 장치의 이동 경로상에 장애물이 존재하는지 여부를 감지한다. 장애물 감지부는 일반적으로 범퍼와 같은 장애물 감지 센서를 이용하여 구현될 수 있다. 장애물 감지부는 장애물의 존재가 감지되는 경우 그 정보를 태스크 매니저에게 전달한다.
태스크 매니저(370)는 네비게이션 장치의 지능에 해당하는 부분으로서, 네비게이션 장치가 추적 조도와 현재 위치의 측정 조도의 차이를 줄이는 방향으로 이동할 수 있도록 데이터를 생성하여 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 경로인 추적 조도 궤적을 네비게이션할 수 있도록 한다. 추적 조도 궤적을 따르는 네비게이션 장치의 이동을 위하여 생성되는 데이터는 주행부의 선속도, 이동경로를 기준으로 한 네비게이션 장치의 회전각 등이 될 수 있다. 태스크 매니저는 이러한 데이터의 생성을 위하여 감광 센서 처리부(320)로부터 현재 위치의 조도에 관한 정보를 제공받고, 장애물 감지부(330)로부터 이동 경로상에 장애물이 존재하는지 여부에 관한 정보를 제공받고, 구동부(350)로부터 이동 거리에 관한 정보를 제공받는다. 또한 전원부(360)로부터 배터리의 잔량에 관한 정보를 제공받아 배터리의 잔량이 일정량보 다 적은 경우 자동 충전을 위한 위치로 이동하기 위한 데이터를 생성할 수 있다. 추적 조도 궤적을 네비게이션 하는 동작 원리는 도 4를 참조하여 후술하도록 한다.
주행부(340)는 네비게이션 장치를 이동시키는 수단으로 그 대표적인 실시예는 바퀴가 될 수 있으며 이외에도 여러가지 이동수단을 사용할 수 있다. 주행부는 구동부(350)에 의해 구동되는데, 구동부(350)는 주행부의 움직임을 제어하는 역할을 하는 부분으로 모터 및 모터를 제어하는 모듈이 일 실시예가 될 수 있다. 이외에도 필요에 따라 구동축, 변속기 등을 포함할 수 있다. 구동부는 태스크 매니저에 의해 생성된 데이터를 제공받아 주행부의 속도를 조절하거나, 이동방향을 바꾸거나, 주행부의 크기를 바꿈으로써 네비게이션 장치가 추적 조도 궤도를 따라 이동할 수 있도록 한다. 또한 주행부의 속도 또는 주행부의 이동거리를 계산하여 태스크 매니저에게 제공할 수 있다.
전원부(360)는 네비게이션 장치에 전원을 공급하는 부분인 배터리의 잔량을 확인하여 그 정보를 태스크 매니저(370)에게 제공한다. 태스크 매니저는 배터리의 잔량이 일정 량 보다 적을 때 상술한 바와 같이 자동 충전 모드로 전환되도록 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 조도 추적 원리를 보여주는 도면이다.
도 2에서 상술한 바와 같이 실내의 조명에 의한 조도의 분포는 조명 바로 아래 위치를 중심으로 동심원, 동심 타원 등의 동심 곡선의 형태를 가지게 된다. 따라서 감광 센서가 장착된 네비게이션 장치는 일정한 조도 패턴을 추적함으로써 동 심 곡선 모양의 궤도를 그리며 이동할 수 있다. 도 4는 일정한 추적 조도를 설정하여 이와 동일한 조도를 갖는 추적 조도 궤도를 따라 이동할 수 있는 네비게이션 장치의 일 실시예로서 두 개의 바퀴로 구동되는 장치의 동작 원리를 보여주고 있다.
본 실시예에 따른 네비게이션 장치는 모터를 제어하기 위하여 일반적인 프로세스 제어 방식인 PID(Proportional Integral Differential) 제어 방식을 사용할 수 있다. 시스템의 상향 전방에 장착된 감광 센서(410)로 출발 위치의 조도를 측정하여 이를 추적 조도
Figure 112004045162994-PAT00001
로 설정한 후, 이동하면서 이동 경로(420)상의 현재 위치의 조도
Figure 112004045162994-PAT00002
를 측정하고 측정 조도
Figure 112004045162994-PAT00003
와 추적 조도
Figure 112004045162994-PAT00004
간의 조도 차이
Figure 112004045162994-PAT00005
(440)를 계산하여 왼쪽 바퀴(450)의 속도
Figure 112004045162994-PAT00006
Figure 112004045162994-PAT00007
및 오른쪽 바퀴(460)의 속도
Figure 112004045162994-PAT00008
을 조절한다.
Figure 112004045162994-PAT00009
및
Figure 112004045162994-PAT00010
을 계산하는 방법의 일 실시예는 다음과 같다.
Figure 112004045162994-PAT00011
Figure 112004045162994-PAT00012
Figure 112004045162994-PAT00013
여기서
Figure 112004045162994-PAT00014
는 네비게이션 장치가 따라가야 할 추적 조도 값,
Figure 112004045162994-PAT00015
는 네비게이션 장치가 측정한 현재 위치의 측정 조도 값, 는 측정 조도
Figure 112004045162994-PAT00017
와 추적 조도
Figure 112004045162994-PAT00018
간의 조도 값의 차이,
Figure 112004045162994-PAT00019
은 네비게이션 장치의 왼쪽 바퀴의 속도,
Figure 112004045162994-PAT00020
은 네비게이션 장치의 오른쪽 바퀴의 속도,
Figure 112004045162994-PAT00021
는 네비게이션 장치의 기본 이동 속도,
Figure 112004045162994-PAT00022
는 네비게이션 장치의 모터를 제어하는데 필요한 비례 이득값(Proportion Gain),
Figure 112004045162994-PAT00023
는 네비게이션 장치의 모터를 제어하는데 필요한 미분 이득값(Differential Gain),
Figure 112004045162994-PAT00024
는 이전 궤도에서 네비게이션 장치가 감광 센서로 측정한 조도 값을 의미한다.
Figure 112004045162994-PAT00025
항은 잡음(Noise)에 의한 진동을 상쇄하는 필터의 역할을 하는 항이다.
도 4에 도시된 바와 같이 네비게이션 장치의 이동 경로(420)가 추적 조도 궤도(430)를 벗어났다면
Figure 112004045162994-PAT00026
의 값이 양의 값이 되므로
Figure 112004045162994-PAT00027
의 속도가
Figure 112004045162994-PAT00028
의 속도보다 커지게 된다. 따라서 네비게이션 장치는 추적 조도 궤도 방향으로 회전하면서 추적 조도 궤도로 복귀하게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 중앙 이동 원리를 보여주는 도면이다.
본 실시예에 따른 네비게이션 장치는 전원이 켜졌을 때, 또는 추적 조도 궤도를 이동하는 중에 장애물을 만나는 경우 조명 아래의 위치로 이동하는 중앙 이동 모드로 전환된다. 중앙 이동 모드에서의 네비게이션 장치의 동작 원리는 다음과 같다. 현재의 조도를 추적 조도로 하여 궤도(510)를 추적하다가 누적 이동 거리(520)가 일정한 임계값보다 커지면 추적 궤도의 접선 방향 중 궤도의 안쪽 방향(530)으로 회전한다. 이 때 일정한 누적 거리만큼 추적 궤도를 따라 이동하는 것은 중앙 방향으로의 90도 회전에 있어 오류를 줄이기 위해서이다. 궤도의 안쪽 방향으로 90도 회전 후 네비게이션 장치는 직진 이동을 하면서 계속 조도를 측정한다. 현재의 조도가 이전에 측정된 조도보다 어두워지면 중앙, 즉 조명 바로 아래 위치(540)를 지나간 것이므로 그 자리에서 정지하거나 조도의 측정지연 시간만큼 후진 후 정지 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 추적 조도 궤도상의 이동 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 실시예에 따른 네비게이션 장치는 일정 거리를 전진(S605)한 후 미리 지정된 방향으로 90도 회전(S610)한다. 여기서 일정 거리는 네비게이션 장치의 너비가 될 수 있을 것이다. 예를 들면 원반형 청소 로봇의 경우 먼지 흡입구의 너비 또는 원반의 지름만큼 이동함으로써 실내 공간을 빠짐없이 이동할 수 있을 것이다. 90도 회전하는 방향은 왼쪽 또는 오른쪽 중 어느 방향이라도 무방하다.
현재 위치에서 네비게이션 장치의 오리엔테이션을 저장하고(S615), 현재 위치의 조도를 측정하여 추적 조도로 지정(S620)한다. 궤도상의 출발위치에 돌아올 때까지 지정된 추적 조도 궤도를 따라 이동(S625)하다가 현재 위치에서의 네비게이션 장치의 오리엔테이션이 저장된 오리엔테이션의 값과 같아지면(S635) 현재의 추적 조도 궤도를 모두 이동하고 출발 위치로 돌아온 것이므로 그 궤도 바깥쪽으로 90도 회전(S640)한다. 일정 거리를 전진(S605)한 후 새로운 추적 조도 궤적을 따라 S610 내지 S635의 단계를 반복한다. 궤도 바깥쪽으로 90도 회전하는 것은 본 실시예에 따른 네비게이션 장치가 조명 바로 아래 위치에서 출발하여 조도가 어두워지는 바깥 방향으로 동심원을 그리며 네비게이션 한다는 가정에 근거한 것이다. 지정된 추적 조도 궤도를 추적하는 것은 도 4에서 상술한 동작원리에 따른다.
한편, 궤도 추적 중 장애물을 감지한 경우(S630) 일정 거리를 후진이동(S650)하여 추적 조도를 변경(S655)한 후, 변경된 추적 조도에 따른 궤도를 이동 (S625)한다. 이 때, 장애물 충돌 횟수가 일정 횟수를 넘으면(S645) 추적 조도 궤도를 이동하는 추적 모드를 종료(S660)하고 중앙 모드로 전환(S665)할 수 있다. 추적 조도 궤도를 따라 이동하는 중에 장애믈 충돌 횟수가 지나치게 많아지면 이는 고립된 공간 등에 위치했다는 것을 의미하므로 추적 모드를 종료하고 중앙으로 이동 후 전원이 꺼지도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중앙 이동 방법을 보여주는 흐름도이다.
현재 위치에서의 조도를 측정하여 추적 조도로 지정(S705)하고 추적 조도 궤도를 추적(S710)한다. 추적 궤도상의 누적 이동거리를 계산(S720)하여 이동거리가 일정 임계거리가 될 때까지(S725) 추적 조도 궤도를 계속 추적(S710)한다. 누적 이동거리가 일정 임계거리보다 커지면(S725) 추적 궤도의 접선 방향 중 안쪽 방향으로 회전(S730)하여 전진 이동을 한다. 추적 궤도의 안쪽 방향으로 회전하는 것은 조도가 증가하는 방향으로 이동하기 위해서이다. 현재의 조도가 이전의 조도보다 어두워질 때까지 조도를 측정하면서 전진 이동(S735)을 하다가 현재의 조도가 이전의 조도보다 어두어지면(S745) 정지하거나 조도 측정 지연 시간만큼 후진한 후 정지(S750)한다.
한편, 궤도 추적 중 장애물이 감지된 경우(S740) 일정 거리를 후진(S760)하고 추적 조도를 변경(S765)하여 새로운 추적 조도 궤도를 추적(S710)한다. 이 때 장애물 충돌 횟수가 일정 횟수를 넘으면(S755) 중앙 이동 모드를 종료하고 전원을 끌 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 장치의 주행 실험 결과를 보여 주는 도면이다.
도 8은 거실 중앙에 4개의 형광등이 위치한 환경에서 네비게이션 장치의 상향 전방에 1개의 감광 센서가 설치되고, 2개의 바퀴로 구동되는 네비게이션 장치의 궤도 추적 결과를 보여주고 있다. 본 실시예에서의 네비게이션 장치는 전원이 켜진 후 중앙 이동 모드로 거실의 중앙으로 이동한 후 추적 조도를4회 변경하여 추적 조도 궤적을 이동하였는바 조명 바로 아래 위치를 중심으로 동심원을 그리며 네비게이션을 하고 있음을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 네비게이션 장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 저가의 간단한 감광 센서를 사용함으로써 구현이 용이하고 경제적인 네비게이션 장치를 만들 수 있다는 장점이 있다.
둘째, 다른 신호에 비해 잡음에 둔감한 조명을 신호원으로 사용함으로써 신호처리가 용이하다는 장점도 있다.

Claims (30)

  1. 구동부 및 상기 구동부에 의해 구동되는 주행부를 포함하는 네비게이션 장치로서,
    빛을 감지하는 감광 센서;
    상기 감광 센서에 의해 감지된 빛의 조도(Intensity of illumination)를 계산하는 감광 센서 처리부;
    장치를 이동시키는 주행부;
    상기 주행부를 구동하는 구동부; 및
    상기 감광 센서 처리부에 의해 계산된 이동 경로상의 측정 조도와 미리 정해진 추적 조도의 차를 이용하여 상기 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 이동 경로인 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 데이터를 생성하는 태스크 매니저를 포함하며,
    상기 구동부는 상기 태스크 매니저에 의해 생성된 상기 데이터를 사용하여 상기 주행부를 구동하는 조도기반 네비게이션(Navigation) 장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 측정 조도와 상기 추적 조도의 차를 최소화하도록 상기 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 데이터인 조도기반 네비게이션 장치
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이동 경로상의 장애물의 존재 여부를 감지하고, 상기 장애물의 존재 여부에 대한 정보를 상기 태스크 매니저에게 제공하는 장애물 감지부를 더 포함하는 조도기반 네비게이션 장치
  4. 제 1항에 있어서,
    배터리의 잔량에 관한 정보를 상기 태스크 매니저에 제공하는 전원부를 더 포함하는 조도기반 네비게이션 장치
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 태스크 매니저는
    배터리의 잔량이 소정의 값보다 적은 경우 충전위치로 이동하기 위한 데이터를 생성하는 조도기반 네비게이션 장치
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 태스크 매니저는
    상기 이동경로 상의 장애물 충돌 횟수가 소정의 값보다 큰 경우 조도가 가장 높은 위치로 이동하기 위한 데이터를 생성하는 조도기반 네비게이션 장치
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 태스크 매니저는
    전원이 켜진 경우 조도가 가장 높은 위치로 이동하기 위한 데이터를 생성하는 조도기반 네비게이션 장치
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 빛은
    실내 조명인 조도기반 네비게이션 장치
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 태스크 매니저에 의해 생성된 상기 데이터는
    상기 주행부의 선속도인 조도기반 네비게이션 장치
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 태스크 매니저에 의해 생성된 상기 데이터는
    상기 이동경로에 대한 회전각인 조도기반 네비게이션 장치
  11. 구동부 및 상기 구동부에 의해 구동되는 주행부를 포함하는 네비게이션 장치를 네비게이션하는 방법으로서,
    현재 조도를 측정하여 추적 조도로 지정하는 단계;
    상기 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 이동 경로인 추적 조도 궤도를 따라 상기 네비게이션 장치를 이동시키기 위한 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 네비게이션 장치가 상기 추적 조도 궤도를 따라 이동하도록 상기 구동부가 상기 데이터를 사용하여 상기 주행부를 구동하는 단계를 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 측정 조도와 상기 추적 조도의 차를 최소화하도록 상기 추적 조도 궤도를 따라 상기 네비게이션 장치를 이동시키기 위한 데이터인 조도기반 네비게이션 방법
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 추적 조도를 지정하는 단계 이전에
    출발 위치를 저장하는 단계를 더 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 출발 위치는
    일정 거리를 전진하고, 미리 지정된 방향으로 90도 회전한 위치인 조도기반 네비게이션 방법
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 출발 위치는
    상기 위치의 오리엔테이션으로 표현되는 조도기반 네비게이션 방법
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 이동하는 단계 이후에
    상기 추적 조도 궤도상의 출발 위치로 돌아온 경우 다른 출발 위치로 이동하여 상기 추적 조도를 지정하는 단계 내지 상기 이동하는 단계를 반복하는 조도기반 네비게이션 방법
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 다른 출발 위치는
    상기 추적 조도 궤도의 바깥 쪽으로 90도 회전하여 일정 거리를 전진하고 미리 지정된 방향으로 90도 회전한 위치인 조도기반 네비게이션 방법
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 이동하는 단계 이후에
    이동 경로 상에 장애물이 있는 경우 일정 거리를 후진하는 단계; 및
    상기 추적 조도를 변경하는 단계를 더 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 후진하는 단계 내지 상기 추적 조도를 변경하는 단계는
    장애물 충돌 횟수가 소정의 값보다 작은 경우에 수행되는 조도기반 네비게이션 방법
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 이동하는 단계 이후에
    조도가 가장 높은 위치로 이동하는 단계를 더 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 조도가 가장 높은 위치로 이동하는 단계는
    상기 추적 조도 궤도상의 누적 이동거리를 계산하는 단계;
    상기 누적 이동거리가 소정의 임계값보다 큰 경우 상기 추적 조도 궤도의 안쪽방향으로 90도 회전하는 단계;
    상기 회전 후 전진이동하면서 이동경로상의 조도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 조도가 이전 위치의 조도보다 낮은 경우 정지하는 단계를 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 이동하면서 조도를 측정하는 단계 이후에
    이동 경로 상에 장애물이 있는 경우 일정 거리를 후진하는 단계; 및
    상기 추적 조도를 변경하는 단계를 더 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 후진하는 단계 내지 상기 추적 조도를 변경하는 단계는
    장애물 충돌 횟수가 소정의 값보다 작은 경우에 수행되는 조도기반 네비게이션 방법
  24. 제 11항에 있어서,
    상기 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 상기 데이터는
    현재 이동 경로상의 측정 조도와 상기 추적 조도의 차를 이용하여 생성되는 조도기반 네비게이션 방법
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 상기 데이터는
    상기 주행부의 선속도인 조도기반 네비게이션 장치
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 추적 조도 궤도를 따라 이동하기 위한 상기 데이터는
    상기 주행부의 회전각인 조도기반 네비게이션 장치
  27. 구동부 및 상기 구동부에 의해 구동되는 주행부를 포함하는 네비게이션 장치를 네비게이션하는 방법으로서,
    현재 조도를 측정하여 추적 조도로 지정하는 단계;
    상기 추적 조도와 동일한 조도를 갖는 이동 경로인 추적 조도 궤도를 따라 상기 네비게이션 장치를 이동시키기 위한 데이터를 생성하는 단계;
    상기 네비게이션 장치가 상기 추적 조도 궤도를 따라 이동하도록 상기 구동부가 상기 데이터를 사용하여 상기 주행부를 구동하는 단계;
    상기 추적 조도 궤도상의 누적 이동거리를 계산하는 단계;
    상기 누적 이동거리가 소정의 임계값보다 큰 경우 상기 네비게이션 장치를 상기 추적 조도 궤도의 안쪽방향으로 90도 회전시키는 단계;
    상기 회전 후 상기 네비게이션 장치를 전진이동 시키면서 이동경로상의 조도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 조도가 이전 위치의 조도보다 낮은 경우 상기 네비게이션 장치를 정지시키는 단계를 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 전진이동 시키면서 조도를 측정하는 단계 이후에
    이동 경로 상에 장애물이 있는 경우 상기 네비게이션 장치를 일정 거리만큼 후진시키는 단계; 및
    상기 추적 조도를 변경하는 단계를 더 포함하는 조도기반 네비게이션 방법
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 후진시키는 단계 내지 상기 추적 조도를 변경하는 단계는
    장애물 충돌 횟수가 소정의 값보다 작은 경우에 수행되는 조도기반 네비게이션 방법
  30. 제 11항 내지 제 29항 중 적어도 하나의 항을 수행하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체
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