[로봇공학] 로봇 청소기

목차

로봇청소기란?

로봇청소기 연구동향

세계최초 청소로봇

로봇 청소기의 동작 알고리즘

로봇 청소기의 종류

로봇청소기의 기능·원리

초음파 센서·적외선 센서

로봇청소기 주행방식

본문내용

로봇청소기의 연구동향
① 국제로봇연맹이 발표한 보고서에 따르면 세계 청소로봇 시장은 2005년 75만대 규모에 서 2006년 90만대, 07년 130만대, 08년 140만대, 09년 250만대, 10년은 400만대로 늘어날 것이라고 전망이다.
② 자동 충전기능, 낭떠러지 인식기능, 사이드브러시 기능은 기본 바이블이 된다.
③ 저가와 높은 효율성에 집중 연구한다.
# 세계최초 청소로봇
① 스웨덴 Electrolux사가 2001년 세계 최초로 출시됐다.
② 초음파를 이용한 고감도 센서를 통해 자동 청소한다.
③ 스스로 충전 가능하다.
④ 자동센서가 높은 위치로 부터 로봇을 보호한다.
⑤ 당시 가격 250만원
# 로봇청소기의 동작 알고리즘
# 로봇청소기의 종류
1) 단순동작형
① 충돌 감지 센서에 의존하여 청소를 수행하는 로봇
② 넓은 지역에서는 효율이 떨어짐. 청소 흡입 능력은 약한 편이나 가격이 매우 저렴한 장점
2) 중기능형
① 다양한 센서 장착, 자동충전 기능을 갖고 있는 특징
② 청소 흡입 능력은 좋지만 그만큼 가격이 비싼 단점
3) 고기능형
① 다수의 카메라 장착(청소 상황 모니터링가능), 위치와 자세를 정확하게 보정
② 중복 청소를 방지하여 가장 효율적인 청소를 수행(원거리 제어가능)
# 로봇청소기의 기능·원리
1. 바닥청소
① 아래쪽에 있는 회전솔로 바닥이나 카펫 위의 먼지를 쓸고 진공흡입력을 이용해 먼지를 먼지 통으로 이동시켜 모으는 방식
② 초극세사물걸레로 바닥 물청소가능
2. 장애물 감지 및 주행
① 직접부딪혀보고장애물을감지하는접촉방식과장애물감지를위해서거리인식센서인초음파, 적 외선 센서를 이용하여 장애물을 회피 및 방향전환
② 장애물보다일정비율확대시켜안전거리를확보가능
3. 자동충전
1) 적외선송수신센서
① 청소로봇에서 충전이 필요 한 시점이라고 결정
② 도킹 스테이션에서 나오는 적외선 신호를 찾아 이동
2) 로봇이 이동한 경로를 저장해두었다가 다시 그 길을 되돌아가서 충전하러가는 방법도 있음
4. 자기위치인식
① 위치인식 GPS를 이용하여 현재 로봇이 어느 위치에 있고, 공간구조가 어떻게 되어 있는지 인식하고 청소하는 기술
② 로봇청소기 내부의 카메라와 여러 센서를 통하여 바둑판식 정밀 청소를 할 수 있음
③ 구석은 물론 모서리 부분까지 청소 가능
# 초음파 센서·적외선 센서
초음파 센서
=> 초음파를 보내고 그 음파가 물체에 부딪쳐서 되돌아오는 시간으로 거리 측정가능
① 벽과의 거리를 통해 회전각도 획득
② 좌/우 센서의 거리를 통해 회전각도 획득
③ 로봇으로 속도 명령 전달 후 반복
적외선 센서
=> 적외선을 쏴서 물체에서 반사되어서 되돌아온 빛의 양을 측정
=> 물체에 매우 근접하여 청소하기위하여 적외선 센서를 이용
#　로봇청소기 주행방식
1. 랜덤 주행 방식
① 저가형 청소로봇
② 장애물이 나타나면 장애물을 피하고, 다시 이동하는 방식
③ 구조가 간단
④ 넓은 지역을 빨리 청소
⑤ 청소가 되지 않는 부분 발생
2. 회전 주행 방식
①랜덤 주행방식의 단점을 줄이기 위해 만들어진 주행방식
②랜덤보다 청소가 되지 않는 부분이 줄어 듬
③청소시간이 오래 걸림
④청소 공간이 복잡하면 청소가 되지 않음
랜덤주행방식회전주행방식
3. 랜덤- 벽면 추종 주행방식
① 로봇이 랜덤 주행을 하다 벽면을 만나게 되면 일정시간동안 벽면을 따라 주행하고 다시 랜덤 방식
② 청소 되지 않는 공간 상당 줄임
③ 중복 청소의 단점
4. 맵핑 주행 방식
① 환경에 대한 지도 작성과 위치추정을 하고 주행
② 랜덤 방식 문제점 보안
③ 효율적인 청소
④ 다수의 센서가 부착되어 환경 인식 수행
⑤ 가격이 고가
랜덤-벽면추종주행방식맵핑주행 방식

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