JP2008098167A - 移動ロボットの嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置及びこれを利用した境界線の推定方法および媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動ロボットが隙間に嵌まり込まれることを判別し、このような嵌まり込み状態から容易に脱出できる装置とこのような嵌まり込み判別装置によって隙間を有する障害物の境界線を推定する方法および媒体を提供する。
【解決手段】 移動ロボットの嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置は、移動ロボットの上部に付着されて移動ロボットの嵌まり込みを判別する嵌まり込み判別装置において、移動ロボットの上部に位置する障害物と衝突する接触部、接触部によって回転または直線運動をする接触作動部及び接触作動部の回転または直線移動を感知して、障害物の隙間に移動ロボットの嵌まり込みを認識する感知部を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動ロボットの嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置及びこれを利用した境界線の推定方法であって、より詳細には、移動ロボットが隙間に嵌まり込まれることを判別し、このような嵌まり込み状態から容易に脱出できる装置とこのような嵌まり込み判別装置によって隙間を有する障害物の境界線を推定する方法に関する。

最近には、産業体で利用される産業用ロボットだけではなく、一般家庭や事務室などで家事や事務補助としてロボットが;実用化されている。これに該当する代表的な例として、掃除用ロボット、案内ロボット、防犯ロボットなどを挙げられうる。

このようなロボットは、基本的に与えられた空間内で移動しながらロボット自身の固有な機能を行う。但し、ロボットが壁面または障害物をセンサまたはあらかじめ入力されたマップ（Ｍａｐ）によって認識して、そのような障害物を回避しながら走行する。

従来には、障害物または段差を認識するために多数のセンサなどを使って、走行する方向への衝突または墜落を予防しようとした。但し、このような場合には、住居空間での家具などの低い隙間を障害物として認識できずに走行して問題が発生する。隙間という用語は、一般的に空間の間に開いている部分を意味するが、本発明では底と一定した高さの間に開いている空間を意味する用語として定義される。

移動ロボットの下部は通過できるが、上部は通過できずに一定の隙間に移動ロボットが挟まり込まれる問題が発生し、移動ロボットはセンサなどによって進行方向に障害物を認識できないので継続的な走行方向への駆動によって嵌まり込みが深化され、駆動部に無理な負荷を与えて駆動部が損傷される問題があった。

例えば、掃除用ロボットの場合には、壁推定（Ｗａｌｌ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ）機能を実行しながら主に壁面にある家具などに嵌まり込まれ易いという問題があった。

このような移動ロボットの嵌まり込みが発生すれば、ユーザが直接移動ロボットを隙間から取り出すか、手動操作をして移動ロボットを脱出させなければならない煩わしさがあった。
韓国公開特許２００４−１３３８１

本発明は、前記の問題点を考慮して案出されたものであって、移動ロボットが隙間を感知できず隙間に嵌まり込まれることを判別し、隙間に嵌まり込まれた移動ロボットを容易に脱出させることを目的とする。

これと共に、隙間がある障害物の境界線を感知して移動ロボットが隙間がある障害物を回避することを目的とする。

本発明は、前述した目的に制限されず、言及されていないさらなる目的は、下記から当業者に明確に理解されるであろう。

前述した目的を果たすための本発明の一実施形態による移動ロボットの嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置は、移動ロボットの上部に付着されて移動ロボットの嵌まり込みを判別する嵌まり込み判別装置において、移動ロボットの上部に位置する障害物と衝突する接触部と、前記接触部によって回転または直線運動をする接触作動部と、前記接触作動部の回転または直線移動を感知して、前記障害物の隙間に移動ロボットの嵌まり込みを認識する感知部とを含む。

前述した目的を果たすための本発明の一実施形態による嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボットは、移動ロボットの胴体を成す本体と、前記本体の隙間へに嵌まり込みを判断する嵌まり込み判別部と、前記嵌まり込みが判断された後に本体の移動を制御する駆動制御部とを含む。

前述した目的を果たすための本発明の一実施形態による嵌まり込み判別部を利用した境界線の推定方法は、（ａ）移動ロボットの上部に装着された複数の嵌まり込み判別部のうちいずれか一つで移動ロボットの嵌まり込みを感知する段階と、（ｂ）前記嵌まり込みを感知した後に他の嵌まり込み判別部で嵌まり込みを感知するまで移動ロボットを回転させる段階と、（ｃ）各嵌まり込み判別部で嵌まり込みが感知される嵌まり込み位置を用いて隙間を有する障害物の境界線を推定する段階とを含む。

前述した目的を果たすための本発明の一実施形態による嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置は、移動ロボットの上部に付着されて移動ロボットの嵌まり込みを判別する嵌まり込み判別装置において、前記嵌まり込み判別装置と障害物の間に衝突によって回転および直線運動をする接触作動部と、および前記嵌まり込み判別装置の回転または直線運動を感知して前記障害物の隙間を前記移動ロボットの嵌まり込みを認識する感知部を含む。

前述した目的を果たすための本発明の一実施形態による嵌まり込む判別部を利用した境界線推定媒体は前記方法を遂行するためにコンピュータが判読可能な命令語を保存する。

本発明は、次のような効果が一つあるいはそれ以上がある。

第一に、隙間に移動ロボットが嵌まり込まれる現象を防止する機械的構造を具現して移動ロボットが隙間に完全に嵌まり込まれることを防止できる。

第二に、移動ロボットが隙間に完全に嵌まり込まれず、脱出が容易に嵌まり込み判別装置を装着して移動ロボットが嵌まり込みによって走行が止められることを防止できる。

第三に、複数の嵌まり込み判別装置を用いて隙間を有する障害物の境界線を推定して移動ロボットが境界線を回避して走行させうる。

本発明は、前述した効果に制限されず、言及されていないさらなる効果は、特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらの達成方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になる。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態で具現でき、単に本実施形態は本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範ちゅうを完全に知らせるために提供され、本発明は特許請求の範囲によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は、同一構成要素を指称する。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付された図面を参照して、さらに詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態による嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボットを示す図である。本発明の一実施形態による嵌まり込み判別装置１００は、図１で示すように移動ロボット１５０の上部に搭載されて使われうる。移動ロボット１５０は、壁面のように高さ方向への隙間がない場合には、障害物１１０として感知して回避できる。但し、隙間のある場合に移動ロボットは、障害物がないと判断して継続的な移動によって移動ロボットの上部が隙間の角に衝突するようになり、継続的な走行によって移動ロボットが隙間に嵌まり込まれ得る
嵌まり込み判別装置１００は、ロボットが隙間に完全に嵌まり込まれる前に、そのような嵌まり込みを抑制しながら嵌まり込みを判別する装置であって、図１のように移動ロボットの上部に嵌まり込み判別装置を装着できる。嵌まり込み判別装置１００は、移動ロボット上部に位置して移動ロボットが走行方向の上部に位置する障害物１１０と接触して移動ロボットが隙間に完全に嵌まり込まれることを防止できる。

図２Ａと図２Ｂは、本発明の第１実施形態による嵌まり込み判別装置を示す。

本発明の第１実施形態による嵌まり込み判別装置２００は、接触部２１０、接触作動部２３０及び感知部２５０を含む。

接触部２１０は、隙間の上に位置する障害物１１０と接触できる。接触部がない場合には、移動ロボットが走行しながら移動ロボットの上部が障害物と衝突する。但し、嵌まり込み判別装置２００を移動ロボットに装着することで接触部２１０が障害物１１０に衝突するようになり、移動ロボットの上部が障害物と衝突しない。図２Ａおよび図２Ｂのように接触部は、円形のリングまたは円板になりうる。リングまたは円板は中心部を有し、フレームの内部に図２のような形状の歯車２２０を有しうる。接触部は、隙間の上部に位置した障害物と衝突する場合に回転軸２６０を中心に回転できる。

接触作動部２３０は、円形の接触部２１０が障害物との接触によって動く場合に、接触部の動きによって接触作動部２３０が直線または回転運動をする。図２での接触作動部は、円形接触部の回転軸２６０に付着されて円形接触部の内部歯車２２０に噛み合う止め具２３０からなる。止め具２３０は、胴体がバー（Ｂａｒ）の形態であり、端部は円形接触部の内部歯車２２０に噛み合う歯車刃からなる。止め具２３０は、円形の接触部２１０が障害物１１０との接触によって時計回りに回転する場合に、接触部の回転によってともに回転できる。言い替えれば、円形の接触部内部にある歯車に止め具が噛み合って歯車の動きによって止め具も回転できる。但し、円形の接触部が反時計回りに回転する場合には、歯車の形状と止め具の端部が噛み合わなくなって止め具が円形の接触部の回転によって回転しない。

接触作動部２３０では、止め具が一定した角度に向かう方向にあるように維持させるスプリング２４０を含みうる。スプリング２４０は、止め具を一定した角度にあるように維持させ、接触部が時計回りに回転する場合に、止め具が回転しないように反作用を作用させて移動ロボットの前進を妨害できる。そして、移動ロボットが隙間に弱く嵌まり込まれるように誘導できる。反対に、接触部２１０が反時計回りに回転して嵌まり込みから脱出時には、止め具が反対に動く場合にも感知部と離れて一定した距離ほどの間隔を維持させうる。

感知部２５０は、前記接触誘導部の動きによって前記障害物と接触したことを認識する役割を果たす。感知部２５０は、接触誘導部によってオンになるかオフになるスイッチセンサ２５０になりうる。したがって、図２Ａのように接触誘導部である止め具が時計回りに回転する場合には、感知部であるスイッチセンサに止め具が触れるようになって、止め具がスイッチセンサを押してスイッチセンサをオンにする。したがって、スイッチセンサは、隙間の上に位置した障害物と接触したことを感知できる。これと反対に、図２Ｂのように止め具がセンサと離れる場合には、スイッチセンサがオフになって、接触部と障害物と離れていることが分かる。これによって移動ロボットが嵌まり込み状態であるか、嵌まり込みから脱出した状態であるかが分かる。

本発明の第１実施形態による嵌まり込み判別装置の作用は、次のようである。

移動ロボットの進行方向に隙間があって、移動ロボットが進行する場合に隙間に挟まり込まれ得る環境と仮定する。移動ロボットが進行して円形の接触部２１０に衝突するようになり、円形の接触部は時計回りに回転できる。接触部が回転すれば、曲ったバー状の止め具２３０は接触作動部の役割を果たす。止め具は、円形の接触部の歯車と噛み合いながら回転し、このような回転は感知部２５０のスイッチセンサを作動させて移動ロボットに隙間に嵌まり込みを知らせる。
これと共に、嵌まり込み状態が判断されて嵌まり込みから脱出しようとする時には、移動ロボットの駆動制御部によって後進することができる。後進によって移動ロボットを嵌まり込まれた方向の後に移動させれば、円形の接触部が反時計回りに回転する。反時計回りへ回転しながら止め具は容易に解除され、これによってスイッチセンサがオフになる。そして、移動ロボットは、嵌まり込みから脱出することが分かる。

図３は、本発明の第２実施形態による嵌まり込み判別装置を示す。

本発明の第２実施形態による嵌まり込み判別装置３００は、接触部３１０、接触作動部３３０及び感知部３５０を含む。

接触部３１０は、円形からなるリングでなされており、リングフレームの外側に歯車３２０を含みうる。または、歯車ではないとしても障害物との接触時に滑らずに接触して動くように突起を含みうる。接触部３１０は、リング状であって、内部が空いており、障害物との接触によって回転または後に押し出されうる。したがって、このような接触部の動きを感知することで移動ロボットの嵌まり込みを判別できる。

接触作動部３３０は、中心が固定されており、中心で収縮が可能な弾性部材によって支持されている。接触作動部３３０は、接触部が障害物と衝突して回転または後に押し出される場合に、このような動きを感知部３５０に伝達する役割を果たす。接触部は、障害物と衝突する役割をし、接触作動部は接触部の動きによって感知部のセンサを作動させる役割を果たす。図３での接触作動部は、固定された中心部に連結された弾性部材３３０である。弾性部材３３０は、接触部を中心部３６０に連結させ、障害物と接触しない場合には接触部が中心部３６０から一定距離を維持する。中心部３６０で１８０°または９０°などの一定した角度間隔に配される弾性部材３３０によって接触部３１０と連結されうる。弾性部材は、スプリング、ゴム素材、収縮可能な高分子素材などになりうる。接触作動部である弾性部材は、接触部が障害物と衝突して押し出される場合に中心部と連結状態を維持しながら接触部の動きによって弾性部材も収縮または伸びながら移動できる。

感知部３５０は、接触作動部３３０の後に装着して接触作動部の動きによってスイッチがオンになって移動ロボットの嵌まり込みを判別する役割を果たす。感知部は、押すことによってスイッチがオンになるスイッチセンサ３５０などになりうる。接触部が障害物によって中心を中心に回転または後に押し出される場合に接触作動部もともに移動しながら接触作動部の後にある感知部をオンにしうる。したがって、感知部３５０は、移動ロボットが隙間に嵌まり込みを感知できる。

図４は、本発明の第３実施形態による嵌まり込み判別装置を示す。

本発明の第３実施形態による嵌まり込み判別装置４００は、接触部４１０、接触作動部４３０及び感知部４５０を含む。

接触部４１０は、円板形態であり、中心部に上下または左右に動く通路である溝４３０が備わっている。接触部は、隙間に上部に位置した障害物が円板接触部に衝突する場合に、接触部は上下または左右に動くことができ、図４では例示的に上下に動くようになっている。

接触作動部４４０は、接触部の動きによって直線運動をする役割を果たす。接触作動部は、図４で図示するように円板内部に溝４３０によって円板接触部の動く経路を提供する。これと共に、溝には、弾性部材４４０を備えることで障害物と接触がない場合には、一定した位置に維持させうる。弾性部材は、接触部が障害物と衝突して低くなる場合に、中心で上に位置した弾性部材は収縮されて接触部４１０の動きによって下に重さ中心が移動できる。したがって、接触部の動きによって接触作動部４４０である弾性部材も移動する効果を有しうる。これと共に、溝に備えられた弾性部材４４０によって接触部を支持する役割を果たす。弾性部材は、スプリング、ゴム素材、収縮可能な高分子素材などになりうる。

感知部４５０は、溝の内部に位置して接触部の動きを感知するセンサの役割を果たす。接触作動部である溝に位置した弾性部材４４０が障害物との接触によって圧縮されるので、弾性部材の移動によってスイッチを押すによってスイッチセンサがオンになる。したがって、感知部４５０は、弾性部材の動きによって押し出されて作動するスイッチセンサ４５０になりうる。

図５は、本発明の第４実施形態による嵌まり込み判別装置を示す。本発明の第４実施形態による嵌まり込み判別装置５００は、接触部５１０、接触作動部５３０及び感知部５５０を含む。

図５を参照するに、接触部５１０は、移動ロボットが走行する方向と垂直方向との間の所定の角度に向う凸状の傘状の板を成す。したがって、接触部が隙間の上部に位置した障害物と衝突して滑るようにする。但し、接触部を支持して接触部の動きを誘導する接触作動部によって接触部は滑りながら一定距離ほど下に下降できる。

接触作動部５３０は、接触部に付着されて接触部が一定した経路を移動するように通路を提供する。接触作動部は、接触部が障害物と衝突して押し出される力によって直線運動ができる。図５のように接触作動部は通路を備え、接触部が押し下がる場合に接触部が移動する通路を提供する。これと共に、接触作動部は、接触部が障害物と接触する動きを感知部に伝達する役割を果たす。接触作動部は、接触部に結合されて直線のバー（Ｂａｒ）からなり、これを弾性部材によって支持できる。例えば、スプリングなどの弾性部材によって接触部を一定した高さに維持させうる。

感知部５５０は、接触作動部が移動することを感知する役割を果たす。接触部が障害物との接触によって動き、これを接触作動部が直線運動によって移動しながら感知部に伝達する。感知部は、接触作動部の移動を感知することで接触部が障害物と接触したことを感知する。嵌まり込み判別装置５００が移動ロボットの上部に装着される構造によって接触部の動きがあることで移動ロボットが隙間に嵌まり込みを感知できる。

感知部５５０は、接触作動部の動きによってスイッチが作動するスイッチセンサになりうる。感知部は、接触部が障害物に衝突しない場合には、接触作動部に連結されているがスイッチオフになっており、接触部が障害物と接触して接触部が動けば接触作動部の下降によってスイッチをオンにしうる。したがって、スイッチをオンにすることによって移動ロボットの駆動制御部は、移動を止めて後進することができる。

図６は、本発明の一実施形態による嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボットのブロック図である。

本発明の一実施形態による嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボットは、本体６００、嵌まり込み判別部６１０及び駆動制御部６２０を含む。

本体６００は、移動ロボットが駆動制御部６２０、嵌まり込み判別部６１０及び移動ロボット固有の機能を行う機能実行部などが装着される空間を提供する。本体は必要によって多様な形態に製作されることができ、図１で図示したように平面上を動かす輪１３０または無限軌道を備えた平たい状になりうる。

嵌まり込み判別部６１０は、移動ロボットの移動の中に隙間に移動ロボットが嵌まり込みを判別する役割を果たす。嵌まり込み判別部は、すでに前述した嵌まり込み判別装置１００、２００、３００、４００、５００であって、接触部、接触作動部及び感知部を含む。すでに前で嵌まり込み判別装置について詳しく言及し、構成要素である接触部、接触作動部及び感知部についても詳しく説明したので詳細な説明は省略する。
但し、嵌まり込み判別部６１０によって移動ロボットの嵌まり込みを判別できながら移動ロボットが隙間に完全に嵌まり込まれることを防止できる。これは嵌まり込み判別部によって移動ロボットが隙間に嵌まり込まれる過程で完全に隙間に嵌まり込まれることを抑制させ、移動ロボットが駆動制御部の作動によって容易に脱出するようにできる。したがって、嵌まり込み判別部によって移動ロボットが嵌まり込みから容易に脱出する作用を説明する。嵌まり込み判別部と嵌まり込み判別装置とは同一なものであって、移動ロボットでの構成要素は嵌まり込み判別部であるが独立的な装置として嵌まり込み判別装置と呼ばれうる。

本発明の一実施形態によれば、嵌まり込みを判別した後には嵌まり込みから脱出することが必要である。嵌まり込みから脱出する方案としては、移動ロボットによって嵌まり込み方向と反対方向に移動ロボットを移動させる方法がある。但し、非常に強く嵌まり込まれた場合には、移動ロボットの駆動力によっても嵌まり込みから脱出できない問題があり、すでに言及した嵌まり込み判別装置で嵌まり込みを易しく脱出する構造的な作用は、次のようである。

図２Ａのような嵌まり込み判別装置では、嵌まり込まれている状態で、止め具２３０と歯車２２０との噛み合いによってそれ以上嵌まり込みが深くならないようにできる。これと共に、スイッチが作動するによって移動ロボットを止めるようにする。そして、移動ロボットが嵌まり込まれた方向の反対に移動する場合（図２Ｂ）には、止め具２３０と接触部の歯車２２０とが自動に解除されるようにして移動ロボットの脱出を容易にする。

図３では、リング３１０を支持する弾性部材３３０を備えることによって、移動ロボットが嵌まり込まれるようになってもリングが下降しながら回転できる。したがって、リングが隙間の上部にある障害物に嵌まり込まれるものではなく、障害物によって一定部分回転しながら後に押し出される。但し、移動ロボットをまた嵌まり込みの反対方向に移動させれば、押し出されていた接触部３１０は、また弾性部材によって中心を取り戻し、したがって、簡便に嵌まり込みから脱出できる。

図４では、接触部４１０が円形からなり、嵌まり込みによって接触部は下に下降できる。接触部の接触面が滑らかな曲率を有することで障害物との接触面積及び接触によって発生する摩擦力を減らすことで移動ロボットを少ない力で後進させうる。したがって、嵌まり込みの反対方向への移動ロボットを移動させれば、円板接触部４１０に何の抵抗なしに移動ロボットから脱出させうる。

図５では、移動ロボットが隙間に挟まり込めば、接触部の丸い面によって接触部が滑りながら下降できる。したがって、移動ロボットが止められた後に、後に後進をしても障害物と接触部との間にかかるものがないために容易に嵌まり込みから脱出できる。但し、障害物と接触部との間に垂直応力による摩擦力が作用するが、接触部の表面が滑っこく処理されて摩擦系数が小さいために摩擦力が小さくなる。したがって、移動ロボットが障害物に嵌まり込みがあった後に何の抵抗なしに嵌まり込みの反対方向に後進して嵌まり込みから脱出できる。

このように、図２ないし図５に図示される嵌まり込み判別装置は、嵌まり込みを判別する役割だけではなく嵌まり込みが発生した後に容易に脱出できる構造になっている。これは言い替えれば、移動ロボットが隙間に完全に嵌まり込まれることを防止するという意味で理解されうる。

また図６を参照するに、駆動制御部６２０は、移動ロボットの移動を制御する役割を果たす。駆動制御部は、モーターまたはエンジンなどの動力を発生させる動力部と動力が伝達されて回転する輪または無限軌道を含む。駆動制御部は、嵌まり込み判別部で嵌まり込みを感知した場合に、嵌まり込みから脱出できるように移動ロボットを制御する。駆動制御部は、嵌まり込みが感知されれば進行方向への移動を止める。そして、進行方向の反対方向に後進することができる。一般的に嵌まり込み判別部が単純に嵌まり込みのみを判別したら移動ロボットの進行する慣性力によって隙間に完全に嵌まり込まれる問題が発生できるが、本発明の一実施形態での嵌まり込み判別部では嵌まり込み判別とともに嵌まり込みがあった後に脱出が容易な構造からなり、移動ロボットの駆動制御部の駆動力によって嵌まり込みから脱出できる。

図７は、本発明の一実施形態による嵌まり込み判別によって障害物の境界を推定する方法のフローチャートであり、図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の一実施形態による障害物の境界を推定する方法で移動ロボットの動きを示す。

本発明の一実施形態による嵌まり込み判別によって障害物の境界を推定する方法は、移動ロボットが走行する段階（Ｓ７００）、嵌まり込み判別部のうちいずれか一つで移動ロボットの嵌まり込みを感知する段階（Ｓ７１０）、他の嵌まり込み判別部で嵌まり込みを感知するまで移動ロボットを回転させる段階（Ｓ７２０）、各嵌まり込み判別部に嵌まり込み位置を用いて障害物の境界線を推定する段階（Ｓ７３０）及び移動ロボットを脱出させた後、推定された境界線に沿って走行する段階（Ｓ７４０）を含みうる。

移動ロボットが走行する段階（Ｓ７００）は、移動ロボットが一定した空間上で走行する段階を言う。移動ロボットは、複数の嵌まり込み判別部を移動ロボットの前方上部に備え、本発明の一実施形態では図８Ａおよび図８Ｂのように二つの嵌まり込み判別部を備えている。

移動ロボットが隙間がある位置に走行して、二つの嵌まり込み判別部の中で何れか一つの嵌まり込み判別部１００が先に嵌まり込みを感知できる（Ｓ７１０）。嵌まり込み判別部の接触部が障害物と衝突して接触作動部の動きによってスイッチセンサなどがオンになることによって嵌まり込みを感知できる。

嵌まり込みが感知されれば、他の嵌まり込み判別部が嵌まり込みを感知するまで移動ロボットをもとの場所で回転させる段階を実行する（Ｓ７２０）。図８Ａで、移動ロボットの走行中に左側に装着された嵌まり込み判別部１００で嵌まり込みを感知した後、図８Ｂのように移動ロボットをもとの場所で回転させることで右側に装着された嵌まり込み判別部１００で嵌まり込みを感知するようにする。嵌まり込み判別部によって嵌まり込みが感知されても隙間が一定したライン（Ｌｉｎｅ）を成している場合には、そのような境界を推定できないので嵌まり込み判別部を複数個を置いて嵌まり込まれることを相対的に把握して隙間が成す境界線８００を推定できる。

したがって、何れか一つの嵌まり込み判別部１００で嵌まり込みを感知した後に移動ロボットをもとの場所で回転させながら他の一つの嵌まり込み判別部で嵌まり込みを感知する。一番目の嵌まり込まれた位置をロボットが有した座標系によって計算でき、これを基準座標系に変換できる。二番目の嵌まり込まれた位置もロボット座標系を基準に計算でき、これを基準座標系に変換できる。したがって、得られた二つの点の位置を用いて基準座標系での障害物境界線８００を推定できる。

境界線が推定されれば、移動ロボットは嵌まり込みから脱出した後、ずっと走行できる。嵌まり込みから脱出するためには、一定した間隔ほど駆動制御部によって移動ロボットを後進させる。求められた境界の方向に平行に走行するために移動ロボットのヘッディングアングル（Ｈｅａｄｉｎｇ ａｎｇｌｅ）を境界線方向に移動ロボットを回転させた後、直進させることで隙間に挟まり込まれずに走行を続くことができる。

以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、当業者ならば本発明がその技術的思想や必須的な特徴から外れしない範囲内でいろいろに置き換え、変形及び変更が可能なので他の具体的な形態に実施できるということを理解できるであろう。したがって、前述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないと理解せねばならない。

本発明は、移動ロボットの嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置及びこれを利用した境界線の推定方法に関連する技術分野に適用されうる。

本発明の一実施形態による嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボットを示す図である。 本発明の第１実施形態による嵌まり込み判別装置を示す図である。 本発明の第１実施形態による嵌まり込み判別装置を示す図である。 本発明の第２実施形態による嵌まり込み判別装置を示す図である。 本発明の第３実施形態による嵌まり込み判別装置を示す図である。 本発明の第４実施形態による嵌まり込み判別装置を示す図である。 本発明の一実施形態による嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボットのブロック図である。 本発明の一実施形態による嵌まり込み判別によって障害物の境界を推定する方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態による障害物の境界を推定する方法で移動ロボットの動きを示す図である。 本発明の一実施形態による障害物の境界を推定する方法で移動ロボットの動きを示す図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００、５００ 嵌まり込み判別装置
１１０ 障害物
１３０ 輪
１５０ 移動ロボット
２１０、３１０、４１０、５１０ 接触部
２２０、２３０ 歯車
２４０ スプリング
２５０、３５０、４５０、５５０ 感知部
２６０ 回転軸
３６０ 中心部
４３０ 溝
６００ 本体
６１０ 嵌まり込み判別部
６２０ 駆動制御部
８００ 障害物境界線

Claims (22)

1. 移動ロボットの上部に付着されて移動ロボットの嵌まり込みを判別する嵌まり込み判別装置において、
   移動ロボットの上部に位置する障害物と衝突する接触部と、
   前記接触部によって回転または直線運動をする接触作動部と、
   前記接触作動部の回転または直線移動を感知して前記障害物の隙間に移動ロボットの嵌まり込みを認識する感知部と、を含むことを特徴とする嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
2. 前記接触部は、
   障害物と衝突しながら回転する円板またはリング状であり、フレームの内部に複数の歯車を含むことを特徴とする請求項１に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
3. 前記接触作動部は、
   障害物に衝突して回転する前記接触部の回転を抑制するように前記接触部の歯車に噛み合う止め具を含むことを特徴とする請求項２に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
4. 前記複数の歯車は、
   移動ロボットが嵌まり込まれる場合には、前記止め具と噛み合って嵌まり込みが抑制され、移動ロボットが嵌まり込みから脱出するために移動する時には、前記止め具と噛み合わずに解除される形状を有することを特徴とする請求項３に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
5. 前記接触作動部は、
   前記止め具の過度な回転を抑制し、前記止め具が一定した角度に向かうように維持させるスプリングをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
6. 前記感知部は、
   前記止め具の回転でスイッチを押すことによって作動して嵌まり込みを感知するスイッチセンサを含むことを特徴とする請求項３に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
7. 前記接触部は、
   フレームの外部に歯車または突起を有するリングを含むことを特徴とする請求項１に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
8. 前記接触作動部は、
   前記リングと固定された中心部とを連結する弾性部材を含むことを特徴とする請求項７に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
9. 前記感知部は、
   前記弾性部材の移動によってスイッチを押してオンになることによって移動ロボットの嵌まり込みを感知するスイッチセンサを含むことを特徴とする請求項８に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
10. 前記接触部は、
    内部に上下または左右に移動する溝を備えた円板を含むことを特徴とする請求項１に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
11. 前記接触作動部は、
    前記円板の上下または左右の動きによって前記溝の内部で収縮することで移動する弾性部材を含むことを特徴とする請求項１０に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
12. 前記感知部は、
    前記弾性部材の収縮による移動によってスイッチを押すことでオンになって嵌まり込みを感知するスイッチセンサを含むことを特徴とする請求項１１に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
13. 前記接触部は、
    前記障害物と衝突して押し出される凸板を含むことを特徴とする請求項１に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
14. 前記接触作動部は、
    前記凸板を中心に付着され、前記凸板の動きを直線運動でガイドする棒を含むことを特徴とする請求項１３に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
15. 前記感知部は、
    前記棒の直線運動によってスイッチを押してオンになる嵌まり込みを感知するスイッチセンサを含むことを特徴とする請求項１４に記載の嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
16. 移動ロボットの胴体を成す本体と、
    前記本体の隙間への嵌まり込みを判断する嵌まり込み判別部と、
    前記嵌まり込みが判断された後に本体の移動を制御する駆動制御部と、を含み、
    前記嵌まり込み判別部は、
    移動ロボットの上部に位置する障害物との衝突によって回転または直線運動を行い、このような動きを感知して移動ロボットの嵌まり込みを判別することを特徴とする嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボット。
17. 前記嵌まり込み判別部は、
    移動ロボットの上部に位置する障害物と衝突する接触部と、
    前記接触部によって回転または直線運動をする接触作動部と、
    前記接触作動部の回転または直線移動を感知して前記障害物の隙間に移動ロボットの嵌まり込みを認識する感知部と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の嵌まり込み判別装置を備えた移動ロボット。
18. （ａ）移動ロボットの上部に装着された複数の嵌まり込み判別部のうちいずれか一つで移動ロボットの嵌まり込みを感知する段階と、
    （ｂ）前記嵌まり込みを感知した後に他の嵌まり込み判別部で嵌まり込みを感知するまで移動ロボットを回転させる段階と、
    （ｃ）各嵌まり込み判別部で嵌まり込みが感知される嵌まり込み位置を用いて隙間を有する障害物の境界線を推定する段階と、を含むことを特徴とする嵌まり込み判別部を利用した境界線の推定方法。
19. 前記推定された境界線に沿って移動ロボットを走行させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の嵌まり込み判別部を利用した境界線の推定方法。
20. 前記請求項１８に記載の方法を遂行するために少なくとも一つのプロセッサを制御するコンピュータが判読可能な命令語を保存するコンピュータが判読可能な媒体。
21. 移動ロボットの上部に付着され移動ロボットの嵌まり込みを判別する嵌まり込み判別装置において、
    前記嵌まり込み判別装置と障害物の間に衝突によって回転または直線運動をする接触感知部、および
    前記嵌まり込み判別装置の回転または直線運動を感知し前記障害物の隙間に前記移動ロボットの嵌まり込みを認識する感知部を含む、嵌まり込みを防止する嵌まり込み判別装置。
22. 前記移動ロボットの上部に位置する障害物とぶつかる接触部をさらに含む請求項２１に記載の嵌まり込み防止する嵌まり込み判別装置。

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