KR100648417B1 - 자율이동로봇의 접촉센싱장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정각까지 호형의 라운딩된 구배부가 주행방향의 전방에 배치되고, 전원을 공급하는 전원공급부와 이동수단이 설비된 본체와, 상기 전원공급부와 전기적으로 연결되며, 스위칭부의 외피가 합성수지재로 피복되어 외압의 영향으로 가압되면 스위칭부가 온(ON)되는 멤브레인 버튼이 소정간격으로 다수개 형성된 스위칭패드와, 스위칭패드의 멤브레인 버튼 중 어느 하나가 온(ON)되어 전달되는 전기신호에 근거하여 본체의 주행방향으로부터 스위칭패드에 접촉한 장애물의 위치각도와 주행전환각도, 주행방향, 이동좌표를 연산하도록 된 좌표연산부와, 상기 좌표연산부에서 연산한 데이타에 따라 바퀴를 구동시키는 다수개의 구동모터 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 자율이동로봇의 접촉센싱장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 장애물과의 간섭현상이 발생하지 않으면서 자율이동을 가능하게 함과 더불어 자율이동 시 우발적으로라도 벽면, 책상 등과 같은 장애물에 부딪히게 되면 그 충격을 최소화 함과 동시에 충격 시 본체 구배부에 설치된 멤브레인 버튼 중 어느 하나에서 전기신호가 발생되도록 하여 자율이동로봇의 진로경로 상에 위치한 장애물의 위치 및 방향 등이 연산되도록 하여 이 장애물의 위치가 자율이동로봇의 진로방향 및 이동하여야 할 좌표연산에 참조되게 함으로써 원활한 자율이동이 가능하게 하는 자율이동로봇의 접촉센싱장치 및 그 제어방법을 제공한다.

Description

자율이동로봇의 접촉센싱장치 및 그 제어방법{Contact Sensor for robot and control method}

도 1은 본 발명에 따른 접촉센싱장치의 범퍼와 스위칭패드 및 구배부를 분해도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 접촉센싱장치의 범퍼와 스위칭패드 및 구배부가 결합된 상태를 도시한 단면도.

도 3은 본 발명의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 PSD 거리센서의 구조를 간략도시한 블럭도.

도 5는 본 발명에 따른 자율이동로봇이 장애물과 충돌하여 접촉센싱된 후의 동작상태를 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 자율이동로봇의 제어방법을 간략하게 도시한 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 자율이동로봇 102 : 본체

103 : 구배부 104 : 전원공급부

105 : 멤브레인 버튼 106 : 스위칭패드

107 : 좌표연산부 108 : 구동모터

109 : 제어부 110 : 반사체

111 : PSD 거리센서 112 : 범퍼

113 : 초음파센서 114 : 메모리

115 : 통공

본 발명은 이동수단이 구비된 자율이동로봇의 접촉센싱장치 및 제어방법에 관한 것으로, 특히, 장애물과의 간섭현상이 발생하지 않으면서 자율이동을 가능하게 함과 더불어 자율이동 시 우발적으로라도 벽면, 책상 등과 같은 장애물에 부딪히게 되면 그 충격을 최소화 함과 동시에 충격 시 본체 구배부에 설치된 멤브레인 버튼 중 어느 하나에서 전기신호가 발생되도록 하여 자율이동로봇의 진로경로 상에 위치한 장애물의 위치 및 방향 등이 연산되도록 하여 이 장애물의 위치가 자율이동로봇의 진로방향 및 이동하여야 할 좌표연산에 참조되게 함으로써 원활한 자율이동이 가능하게 하는 자율이동로봇의 접촉센싱장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 시판되고 있는 자율이동로봇은 무접촉센서를 이용한 것으로, 이러한 무접촉센서는 주지된 바와 같이 적외선센서와 초음파센서가 그 주류를 이루고 있다.

상기한 적외선센서는 현재까지 무선제어에 널리 활용되고 있는 것으로 그 작 동원리는 생략하기로 하며, 상기한 적외선센서를 채택한 종래의 자율이동로봇은 검출된 신호를 통해 좌표값을 연산하고, 장애물 출현을 감지하게 되면 프로그램에 따라 우회하거나, 작동을 멈추고 소정시간 경과 후 재설정 및 재작동을 하게 되는 것이 일반적인 자율이동로봇의 작동원리이다.

그러나, 상기한 바와 같이 적외선 센서를 채택한 자율이동로봇은 벽이나 책상등과 같은 장애물이 발견되면 장애물을 피하여 우회할 경우, 장애물과 충돌하지 않도록 프로그램되어 있기 때문에 장애물 근처에 접근하기가 용이하지 못한 문제점이 있으며, 이와 같은 자율이동로봇을 무인청소기에 적용할 경우에는 장애물 근처에 접근하여 청소할 수 없다는 문제점으로 말미암아 청소범위가 협소해질 수 밖에 없으므로, 결국, 장비(청소기)의 성능에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점을 갖게 되며, 아울러, 작동을 멈춰야 하는 경우에는 청소시간이 지연될 수 밖에 없는 문제점을 갖게 된다.

아울러, 적외선센서의 경우에는 주위환경에 영향을 받기 때문에 외란광에 민감하게 반응하고, 아침과 저녁과 같이 태양의 고도가 낮을 경우 직사광선에 영향을 받아 정확한 데이타의 계측이 어렵게 되며, 또 다른 적외선 신호와의 간섭이 발생하면 원활한 작동이 이루어지지 않게 되는 문제점이 발생되고 있다.

한편, 초음파센서를 채택한 자율이동로봇도 상기한 적외선센서가 가지고 있는 문제점과 대동소이한 문제점을 갖고 있는 바, 초음파센서도 무접촉센서의 하나로서 장애물이 초음파에 의해 발견되면 우회하거나 일시정지 후 재작동하도록 되어 있어 장애물과의 근접이 용이하지 못한 문제점이 있으며, 소음이 많은 곳에서는 음 파로서 위치 및 거리를 측정하는 초음파센서도 여러 가지의 음파에 의해 간섭이 발생하므로 원활한 센싱이 어렵다는 것이다.

특히, 이러한 적외선센서를 채택한 자율이동로봇이 응용되어 무인청소기 등과 같은 홈 오토메이션(Home Automation) 장비로 시판될 경우, 고가에 판매되고 있어서 서민들은 이러한 장비를 구매할 엄두조차 내지 못하기 때문에 시장성이 낮을 수 밖에 없는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 저렴한 가격으로 장애물을 센싱할 수 있게 하여 저가의 자율이동로봇의 제작을 가능하게 하고, 확인된 장애물을 용이하게 우회하거나 장애물에 용이하게 근접 또는 접촉할 수 있도록 함으로써, 가정에서도 자율이동로봇이 응용된 자동화 장비를 저렴한 가격에 사용할 수 있게 대중화시킴으로서 소비자 모두가 보다 편리하고 안락한 생활을 영위할 수 있게 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 본 고안의 제1실시예에 따른 이동수단이 구비된 자율이동로봇의 접촉센싱장치에 있어서, 소정각까지 호형의 라운딩된 구배부(103)가 주행방향의 본체(102) 전방에 배치되고, 전원을 공급하는 전원공급부(104)와 이동수단이 설비된 본체(102)와; 상기 전원공급부(104)와 전기적으로 연결되어 구배부(103) 전면에 결합되며, 스위칭부(도시하지 않음)의 외피가 합성수지재로 피복되어 외압의 영향으로 가압되면 스위칭부가 온(ON)되는 멤브레인 버튼(105)이 소정간격으로 다수 개 형성된 스위칭패드(106)와; 상기 스위칭패드(106)의 멤브레인 버튼(105) 중 어느 하나가 온(ON)되어 전달되는 전기신호에 근거하여 본체(102)의 주행방향으로부터 스위칭패드(106)에 접촉한 장애물(110)의 위치각도와 주행전환각도, 주행방향, 이동좌표를 연산하도록 된 좌표연산부(107)와; 상기 좌표연산부(107)에서 연산한 데이타에 따라 바퀴(도시하지 않음)를 구동시키는 다수개의 구동모터(108) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(109)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 접촉센싱장치에 의해 달성된다.

그리고, 상기 본체(102)의 전방으로 적외선을 송광하고, 반사체(110)에 반사되는 적외선이 수광되는 수광점의 위치와 각도에 따라 출력되는 신호를 처리하여 좌표연산부(107)로 전송하는 PSD 거리센서(111)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 본 고안의 목적은, 본 고안의 제2실시예에 따라, 이동수단이 구비된 자율이동로봇의 접촉센싱장치에 있어서, 소정각까지 호형의 라운딩된 구배부(103)가 주행방향의 전방에 배치되고, 전원을 공급하는 전원공급부(104)와 이동수단이 설비된 본체(102)와; 상기 전원공급부(104)와 전기적으로 연결되며, 스위칭부의 외피가 합성수지재로 피복되어 외압의 영향으로 가압되면 스위칭부가 온(ON)되는 멤브레인 버튼(105)이 소정간격으로 다수개 형성된 스위칭패드(106)와; 상기 스위칭패드(106)가 내측면에 밀착되도록 내삽시키고, 구배부(103) 외측에 볼팅결합되어 외부에서 작용하는 물리적인 충격을 완화시킴과 동시에 멤브레인 버튼(105)을 가압하도록 된 범퍼(112)와; 상기 범퍼(112)에 외력이 작용하여 스위칭패드(106)의 멤브레인 버튼(105) 중 어느 하나가 온(ON)되어 전달되는 전기신호에 근거하여 본체 (102)의 주행방향으로부터 스위칭패드(106)에 접촉한 장애물(110)의 위치각도와 주행전환각도, 주행방향, 이동좌표를 연산하도록 된 좌표연산부(107)와; 상기 좌표연산부(107)에서 연산한 데이타에 따라 바퀴(도시하지 않음)를 구동시키는 다수개의 구동모터(108) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부(109)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 접촉센싱장치에 의해서 달성된다.

그리고, 상기 본체(102)의 전방으로 적외선을 송광하고, 반사체(110)에 반사되는 적외선이 수광되는 수광점의 위치와 각도에 따라 출력되는 신호를 처리하여 좌표연산부(107)로 전송하는 PSD 거리센서(111)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 본체(102)의 구배부(103)에 소정간격으로 설치되고, 초음파를 송수신하여 수신되는 초음파의 수신량에 따라 발생되는 전기신호를 좌표연산부(107)로 전송하는도록 된 다수개의 초음파센서(113)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 본 고안의 제1실시예와 제2실시예에 따른 상기 멤브레인 버튼(105)은 호형으로 라운딩된 본체(102) 구배부(103)의 중심점(C)을 전방으로 가로지르는 중심선(A)과 구배부(103)의 중심점(C)으로부터 소정의 각도범위 안에서 설치되며, 중심선(A)을 기준으로 좌우측에 설치되는 각 멤브레인 버튼(105)에 중심점(C)과 중심선(A)을 기준으로 좌우측 상대 각도를 할당하여 메모리(114)에 저장하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 자율이동로봇의 접촉센싱장치는, (a) PSD 거리센서(111)와 초음파센서(113) 중 어느 하나에 의해 측정된 장애물(110)의 거리를 신호 처리하여 좌표연산부(107)에 전송하는 단계와; (b) 상기 좌표연산부(107)에 신호가 전송되면, 신호를 전송한 PSD 거리센서(111)와 초음파센서(113) 중 해당 센서의 상대 각도를 메모리(114)로부터 좌표연산부(107)가 독출하여 이동좌표 및 방향을 연산하는 단계와; (c) 본체(102)의 구배부(103)에 설치된 다수개의 멤브레인 버튼(105) 중 어느 하나가 온(ON)되어 전기신호가 좌표연산부(107)로 전송되면, 좌표연산부(107)가 해당 멤브레인 버튼(105)에 할당된 상대 각도를 메모리(114)로부터 독출하는 단계와; (d) 상기 메모리(114)에서 독출한 상대 각도에 따라 본체(102)가 방향전환할 이동좌표를 좌표연산부(107)가 연산하되, 전기신호가 발생한 멤브레인 버튼(105)이 위치한 곳으로부터 반대방향의 각도가 연산되도록 이동좌표를 연산하는 단계와; (e) 상기 좌표연산부(107)에 의해 이동좌표가 연산되면 이동좌표 및 선회방향에 따라 제어부(109)가 구동모터(108)에 제어신호를 전달하여 바퀴가 구동제어될 수 있도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇용 접촉센싱장치의 제어방법에 의해서 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 제1실시예와 제2실시예에서 제시되는 구배부(103)와 스위칭패드(106)는 그 구조가 동일한 것이므로 이하에서 병행설명하기로 하며, 제1실시예와 제2실시예의 차이점은 스위칭패드(106)의 외부에 범퍼(112)가 결합되어 스위칭패드(106) 및 본체(102)가 물리적인 충격으로부터 보호될 수 있게 하는 것이므로 이하에서는 제1실시예와 제2실시예의 구성 및 작용을 병행설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자율이동로봇은 본체(102)의 구배부(103)가 라운딩된 형상을 가지게 되는 바, 상기 본체(102)의 주행방향으로 볼록한 형태의 구배를 형성하는 바, 이 구배에는 합성수지재에 의해 외피가 피복되고, 돌기형태로 형성된 멤브레인 버튼(105)이 다수개 형성된 스위칭패드(106)가 결합된다.

여기서, 본 발명은 상기 스위칭패드(106)를 구배부(103)에 결합하기 위한 수단을 한정하지는 않는 것으로, 스위칭패드(106)를 구배부(103)에 결합시키기 위한 수단(도시하지 않음)으로는 간단하게 볼팅에 의해 결합되는 것일 수도 있으며, 스위칭패드(106)에 돌기 또는 후크를 돌설시키고, 구배부(103)에 결합공 또는 후크공 등을 성형하여 요철결합시킬 수도 있고, 제2실시예의 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이 본체(102)의 전방 또는 전면에 볼팅결합되는 구배부(103)를 'ㄷ'자 단면으로 라운딩된 범퍼(112)에 내삽시키되, 구배부(103) 전면에 스위칭패드(106)가 위치될 수 있도록 하여 스위칭패드(106)가 범퍼(112)와 구배부(103)사이에 끼워지는 형태로 결합되게 할 수도 있는 것으로서, 그 매커니즘은 다수개 존재하므로 이를 한정할 수는 없는 것이고, 본 발명의 요지가 스위칭패드(106)와 구배부(103)의 결합관계에 있는 것이 아니기 때문에 굳이 이를 한정하지 않는다는 것이다.

한편, 제1실시예에서는 상기한 바와 같이 구배부(103) 전면에는 다수개의 멤브레인 버튼(105)이 돌설된 스위칭패드(106)가 결합되며, 각각의 멤브레인 버튼(105)은 외부에서 작용하는 물리적인 힘에 의하여 가압되면 전원공급부(104)와 전기적으로 연결된 내부의 스위칭부(도시하지 않음)가 온(ON)됨으로써, 전기신호가 좌표연산부(107)로 전달되는 구조로 이루어진다.

그리고, 상기 좌표연산부(107)는 제공되는 정보를 메모리(114)에 내장된 주행 알고리즘에 따라 이동할 이동좌표와 이동방향을 연산 및 결정하여 제어부(109)에 전송함으로써, 제어부(109)가 바퀴를 구동시키는 구동모터(108)에 제어신호를 전달할 수 있게 한다.

여기서, 상기 메모리(114)에는 각 멤브레인 버튼(105)에 할당된 어드레스가 저장되어 있기 때문에 전기신호가 좌표연산부(107)로 전송되면, 좌표연산부(107)는 도 2와 도 3에 가상적으로 도시한 바와 같이 전기신호가 발생한 어드레스의 멤브레인 버튼(105)에 지정된(또는 할당된) 각도 값을 메모리(114)에서 독출하고 이를 참조하여 좌표연산을 수행한다.

즉, 상기 멤브레인 버튼(105)은 도 2와 도 5에 도시된 바와 같이 호형으로 라운딩된 본체(102) 구배부(103)의 중심점(C)을 전방으로 가로지르는 중심선(A)과 구배부(103)의 중심점(C)으로부터 소정의 각도범위 안에서 설치되어 있으므로(도시된 바에 의하면 180°범위 내에서), 중심선(A)을 기준으로 좌우측에 설치되는 각 멤브레인 버튼(105)에 중심점(C)과 중심선(A)을 기준으로 좌우측에 설치된 멤브레인 버튼(105)에 각각 좌우측 상대 각도를 할당하여 메모리(114)에 저장하고 상기한 바와 같이 어느 하나의 멤브레인 버튼(105)에 외압이 작용하여 전기신호가 발생하면 메모리(114)에 저장된 어드레스와 상대 각도가 참조될 수 있도록 한다는 것이다.

한편, 본 발명 제1, 제2실시예에서는 본체(102)가 주행하는 전방으로 적외선 을 송광하고, 반사체(110)에 반사되는 적외선이 수광되는 수광점의 위치와 각도에 따라 반사체(110)의 거리를 측정하는 PSD 거리센서(111)를 구배부(103), 스위칭패드(106) 및 범퍼(112)에 다수개 설치하여 PSD 거리센서(111)에서 출력되는 신호가 신호처리되어 좌표연산부(107)로 전송되면, PSD 거리센서(111)에서 전송된 장애물(110)과의 거리 및 주행방향으로부터의 장애물(110) 방향 등을 참조하여 좌표연산부(107)가 이동경로 및 이동좌표를 연산할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 구배부(103)의 내측면에 PSD 거리센서(111)를 장착하고, 이 PSD 거리센서(111)로부터 송광되는 적외선이 구배부(103), 스위칭패드(106) 및 범퍼(112)에 걸쳐 연통되도록 다수개의 통공(115)을 형성하여 적외선이 전방으로 송광될 수 있도록 하되, 각 PSD 거리센서(111)에는 멤브레인 버튼(105)과 같이 각각 어드레스를 할당하고, 이 어드레스와 PSD 거리센서(111)의 장착위치에 따른 각도 값이 메모리(114)에 저장될 수 있도록 한다.

그리고, 신호발생 시 좌표연산부(107)는 메모리(114)에서 어드레스별 각도 값을 참조함으로써 이동경로 및 이동좌표를 연산수행하여 장애물(110)을 우회 또는 회피할 수 있는 자율이동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 좌표연산부(107)는 PSD 거리센서(111)로부터 수신되는 신호에 의거하여 이동좌표를 연산하고, 이 연산된 이동좌표값 및 방향 값을 제어부(109)로 전송함으로써, 제어부(109)가 바퀴를 구동하는 구동모터(108)에 제어신호를 전달하여 방향 및 이동좌표로의 자율이동을 수행하도록 하되, PSD 거리센서(111)로 측정이 불가능할 정도의 우발적인 충돌이 도 5에 도시된 바와 같이 주행중 본체(102)의 스 위칭패드(106) 또는 범퍼(112)에 가해지면, 다수개의 멤브레인 버튼(105) 중 어느 하나에 그 충격이 전달됨과 동시에 스위칭부가 온(ON)되어 좌표연산부(107)로 신호가 전달될 수 있게 함으로써, 급작스런 장애물(110) 출현시에는 PSD 거리센서(111)에 의한 데이타보다 멤브레인 버튼(105)에 의한 데이타가 참조될 수 있도록 하여 즉각적이고 신속한 방향전환과 이동경로설정이 가능하게 되는 것이다.

여기서, 상기한 PSD(Position Sensitive Detector) 센서는 빛에 반응하는 반도체로서, 포토 다이오드와 비슷한 구조로 되어 있다. 일반 포토 다이오드와 달리 P층과 PN결합층의 저항이 매우 높은 점이 다르며, 외부에서 집속광을 받게 되면 PSD 거리센서(111)의 출력전류는 수광점의 위치와 함수관계를 유지하기 때문에 수광점의 위치를 간단하게 계산할 수 있는 것이다.

PSD 센서 단독으로는 거리센서를 구성할 수 없으므로 PSD의 최대 특성인 위치감지 특성과 삼각측량법을 이용해서 거리센서를 도 4a와 같이 구성할 수 있다.

즉, 적외선 발광소자(121)에서 출발한 적외선은 송광렌즈(122)를 통해 집속된 다음 목표물에 도달하고, 목표물에 반사한 적외선은 수광렌즈(123)를 통해 집속된 다음 PSD 센서(124)의 한점에 이르게 되고, 이때, 수광점의 위치를 PSD 센서(124)로 알 수 있다.

즉, a=물체까지의 거리, b=수광렌즈와 PSD까지의 거리, d=송광렌즈와 수광렌즈 사이의 거리, x=PSD 평면상 수광점의 위치이므로 물체까지의 거리를 수식으로 표현하면 수학식 1과 같다.

상기한 PSD 거리센서(111)는 PSD 거리 측정기를 일체화한 것이 일본 샤프사(Sharp)에서 출시되고 있으며 그 내부 블록도는 도 4b에 도시된 바와 같으며, 신호처리 및 전압조정 등에 관한 통상적인 기술은 그 설명을 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에서 채택한 PSD 거리센서(111)는, 적외선 센서만을 이용한 데이타에 치명적인 문제점이 있어 이를 보완하기 위한 것이다.

즉, 적외선 센서는 태양광과 삼파장 등에 영향을 받으며, 특히, 강한 적외선을 내뿜는 열원이 있는 경우 심하며, 로봇에 응용되는 경우 아침과 저녁과 같이 태양의 고도가 낮은 시각에서 로봇의 적외선 센서가 태양광 또는 직사광선에 노출되면 센서에는 치명적인 결과를 초래할 수 있게 된다.

적외선 센서의 응용에서 흔히 1-10KHz대역으로 ON/OFF 하는 모듈레이션을 하나 이 자체로는 이러한 문제를 해결할 수 없다. 이 경우 센서가 포화되어 그 후의 데이터도 신뢰할 수 없는 경우도 생긴다. 또한, 로봇에서 적외선 센서의 응용은 흔히 거리를 검출하기 위해 사용하려고 하나 적외선 센서는 색상에 민감한 반응을 보여, 다양한 환경에 적용되는 로봇에서 거리 검출용으로는 사용할 수 없다. 그 실예로 흑색과 백색에서의 데이터 값의 차이가 두 배 이상 나는 경우도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 PSD 거리센서(111)는 도 4b에 도시된 바와 같이 기존의 적외선 방식과 차이가 나는 것은 Light emitting 부분에 적외선 렌즈(송광렌즈(122)를 장착하여 적외선을 모아서 한점에 가깝도록 발산하고 이를 물체에 반사 시켜, 들어오는 각도에 따라 물체와의 거리를 계산하게 함으로써 가능하게 된다.

결론적으로, 본 발명에 따른 접촉센싱장치와 결합하여 물체를 감지하고 거리를 판단하여 물체를 회피할 경로를 계산할 수 있도록 하되, 장애물(110)과의 접촉 및 충돌이 발생할 경우 접촉센싱장치에서 센싱된 데이타가 좌표연산부(107)에서 우선적으로 취급되어 좌표연산에 참조될 수 있게 한다는 것이다.

한편, 본 발명에서는 본체(102)의 구배부(103)에 소정간격으로 초음파센서(113)가 설치되도록 하고, 초음파센서(113)에서 수신하는 초음파의 수신량에 따라 발생되는 신호를 신호처리하여 좌표연산부(107)로 전송하게 함으로써, 좌표연산에 참조될 수 있게 하는 것도 바람직하다.

본 발명 접촉센싱장치를 제어하기 위한 제어방법은 접촉센싱장치의 구성 및 작용을 설명하면서 기술되었으나 도 6에서 간략하게 정리하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, PSD 거리센서(111)와 초음파센서(113) 중 어느 하나에 의해 측정된 장애물(110)의 거리를 신호처리하여 좌표연산부(107)에 전송하는 단계가 수행되면(a)(S1)(S2), 좌표연산부(107)에 신호를 전송한 초음파센서(113)와 PSD 거리센서(111) 중 해당 센서의 상대 각도를 메모리(114)로부터 독출하여 이 상대 각도가 이동좌표 및 방향을 연산하는데 참조되도록 한다(b)(S3).

그리고, 상기 좌표연산부(107)에 의해 이동좌표가 연산되면, 연산된 이동좌표 및 선회방향에 따라 제어부(109)가 구동모터(108)에 제어신호를 전달하여 바퀴가 구동제어될 수 있도록 하는 단계가 수행된다(e)(S4)(S5).

이때, 상기 본체(102)의 구배부(103)에 설치된 다수개의 멤브레인 버튼(105) 중 어느 하나가 온(ON)되어 전기신호가 좌표연산부(107)로 전송되면, 좌표연산부(107)가 해당 멤브레인 버튼(105)에 할당된 상대 각도를 메모리(114)로부터 독출하는 단계가 수행되며(c)(S3), 상기 메모리(114)에서 독출한 상대 각도에 따라 본체(102)가 방향전환할 이동좌표를 좌표연산부(107)가 연산하되, 전기신호가 발생한 멤브레인 버튼(105)이 위치한 곳으로부터 반대방향의 각도가 연산되도록 이동좌표를 연산하는 단계를 수행한다(d).

상기 제어부(109)에 이동좌표 및 선회방향에 따른 신호를 전송하면(S4), 제어부(109)는 구동모터(108)에 해당 제어신호를 전달하여 바퀴가 구동제어될 수 있게 함으로써(S5), 도 5에 도시된 바와 같이 자율이동로봇의 방향전환이 즉각적이고 신속하게 이루어져 자율이동이 원활하게 수행될 수 있어 무접촉센서와 접촉센서가 상호 유기적으로 제어될 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 첫째, 주행방향의 전방에 위치한 갖가지 장애물을 초음파센서 및 PSD 거리센서로 검출하여 우회 또는 회피하면서 자율이동을 할 수 있게 하고, 둘째, 본체의 범퍼 및 스위칭패드의 멤브레인 버튼이 장애물과 충돌할 경우 장애물과 충돌하는 멤브레인 버튼에 할당된 상대 각도에 따라 주행방향 및 선회방향이 좌표연산부에 즉각적으로 참조되어 연산되게 함으로써, 장애물 충돌과 동시에 구동모터의 제어에 따른 방향전환, 이동방향, 이동좌표, 이동경로가 재설정할 수 있어 장애물에 대하여 신속한 조취 및 제어동작이 이루어질 수 있게 하는 효 과를 가진다.

Claims (7)

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3. 소정각까지 호형의 라운딩된 구배부가 주행방향의 전방에 배치되고, 전원을 공급하는 전원공급부와 이동수단이 설비된 본체와, 상기 전원공급부와 전기적으로 연결되며, 스위칭부의 외피가 합성수지재로 피복되어 외압의 영향으로 가압되면 스위칭부가 온(ON)되는 멤브레인 버튼이 소정간격으로 다수개 형성된 스위칭패드와, 스위칭패드의 멤브레인 버튼 중 어느 하나가 온(ON)되어 전달되는 전기신호에 근거하여 본체의 주행방향으로부터 스위칭패드에 접촉한 장애물의 위치각도와 주행전환각도, 주행방향, 이동좌표를 연산하도록 된 좌표연산부와, 상기 좌표연산부에서 연산한 데이타에 따라 바퀴를 구동시키는 다수개의 구동모터 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 포함하는 자율이동로봇의 접촉센싱장치에 있어서,

   상기 구배부 외측에 볼팅결합되어 외부에서 작용하는 물리적인 충격을 완화시키고, 물리적인 충격에 의하여 멤브레인 버튼 중 적어도 어느 하나가 가압되도록 하기 위하여 스위칭패드와 멤브레인 버튼을 내측면에 밀착되게 삽입시키는 범퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율이동로봇의 접촉센싱장치.
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