自律移動ロボットの航法システム及びこの航法システムに利用される絶対座標を提供するフロア材
本発明は移動手段が装着された本体を有する自律移動ロボットの航法システムを提供する。本発明の航法システムは所定大きさを有するフロア面にお互いに所定の離隔距離を有するように形成されて、お互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコードと、前記本体の下部所定位置に設置されてフロア面の二次元バーコードを読むようになされたバーコードリーダーと、前記本体に設置されてバーコードリーダーと電気的に連結されてバーコードリーダーが読んだ二次元バーコードの固有座標値によってメモリーに保存された所定の設定領域内での絶対座標を認識して、プログラムされた移動アルゴリズムに認識した絶対座標を適用して本体が移動できるように移動手段を制御する制御部とを含む。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は移動手段が装着された本体を有する自律移動ロボットの航法システムに関し、特に、自律移動ロボットが移動及び運行中である時に現在の位置を正確に獲得することで、すでに設定された障害物及び移動限界線と自律移動ロボットとの相対的な距離を速かに演算することができるようにするし、これによって、プログラムされた移動アルゴリズムまたは保存された移動経路に沿って自律移動ロボットが迅速で正確に移動できるようにするし、併せて、自律移動ロボットが現在の絶対的な位置を速かに獲得することができるようにお互いに異なる固有の座標値を有する二次元バーコードをフロア材に所定間隔で形成して、この二次元バーコードは可視光線には発色されないで、自律移動ロボットが移動中である時に照射される３００nm〜８５０nmの波長領域の光に発色されるようにしてフロア材の美麗な外観が維持されることができるようにする自律移動ロボットの航法システム及び絶対座標を提供するフロア材に関する。
【０００２】
〔背景技術〕
一般的に、自律移動ロボットは産業分野に広く使われて発展して来たロボット(Robot)が応用発展されたものであり、近来には官公署、オフィス、各家庭などで広く活用されている。
【０００３】
このような自律移動ロボットなどは現在使用者が直接コントロールしなくても自律走行しながら掃除しなければならない面積を自律的に掃除する無人清掃機にも活用されている。
【０００４】
ここで、前記した自律移動ロボットが自律移動をするために解決されなければならない最優先の課題は自らが自分の現位置を正確に認識して、移動する方向及び距離を正確に演算するものである。
【０００５】
このような課題を解決するための従来の方法としては、オドメトリ(odometry)を例にすることができるが、このオドメトリが適用された自律移動ロボットは走行距離計(odometer)またはホイールセンサー(wheel sensor)を利用して速度情報を得て磁性センサーなどを利用して方位角情報を得て初期位置で次の位置までの移動距離及び方向に対する情報を演算して自分の位置と方向を認識するようになる。
【０００６】
一般的なオドメトリ座標系での位置及び方向認識の概念は図１に示すところのように、オドメトリ座標系で自律移動ロボット１の位置は自律移動ロボット１の回転中心２が位置した地点の座標xrとyrで決定して、方向は自律移動ロボット１の正面方向とx軸との間の角度trで決定される。
【０００７】
オドメトリは外部から別途の情報入力なしに自体的に発生する情報に依存するものであり、非常に高いサンプリング速度で位置情報を獲得するから位置情報のアップデートが早い。
【０００８】
それだけでなく、比較的短い距離では正確度が非常に高くて、費用も低廉である。しかし、オドメトリは積分を通じて位置と方向を計算するから、走行距離が増加するほど測定誤差が累積する大きな短所を有している。特に、移動領域のフロア材の状態によってスライドなどが発生することがあるが、これによって発生する誤差が全然補正されることができずに、そのまま累積するから精密度が低下される問題点が発生する。
【０００９】
前記したオドメトリを利用した位置及び方向認識の方法を改良した方法としてはＲＦＩＤ(Radio Frequency IDentification)カード及びＲＦＩＤリーダーを利用したものがある。
【００１０】
すなわち、固有の位置情報が付与された多数ヶのＲＦＩＤカードを自律移動ロボットが移動する領域のフロア５に埋設しておくと、自律移動ロボット１が移動領域のフロア面を移動しながらＲＦＩＤリーダーを通じてＲＦＩＤカードを検出して固有の位置情報を判読することで、自律移動ロボット自分の現位置を認識できるようになる。
【００１１】
ＲＦＩＤ座標系での位置及び方向認識の概念を示す図２を参照すると、移動領域のフロアに格子模様で埋設された多数のＲＦＩＤカード３らのうちで現在自律移動ロボット１によって検出されたＲＦＩＤカード３の座標xcとycで決定される。それぞれのＲＦＩＤカード３には固有番号が保存されて、自律移動ロボット１にはこの固有番号に対応するＲＦＩＤ座標値を参照テーブルの形態で有している。自律移動ロボット１はＲＦＩＤリーダー４を通じてＲＦＩＤカード３を検出して固有番号を獲得して、参照テーブルで該当の固有番号に対応するＲＦＩＤ座標値を捜し出して自分の現在位置を認識する。
【００１２】
前記したＲＦＩＤを利用した位置及び方向認識方法はＲＦＩＤカード３の分布密度によって自律移動ロボット１の位置及び方向認識の精密度が決定される。ＲＦＩＤカード３の分布密度がすぎるほど低いと、自律移動ロボット１の精緻な位置及び方向認識は期待することができないし、ＲＦＩＤカード３の分布密度がすぎるほど高いと、図３に示すようにＲＦＩＤカード３a、３b、３cから出力されるＲＦ信号らの間の相互干渉によって固有番号の判読に間違いが発生することがある。
【００１３】
したがって、間違いが発生しないようにするためには、ＲＦＩＤカード３の埋設分布密度を適切な範囲で制限するしかないが、この制限はＲＦＩＤを利用した位置及び方向認識方法の精密度を落とす原因になる。また、ＲＦＩＤカード３らが埋設された場所に磁場を吸収する物体がある場合にも間違いが発生することがある。
【００１４】
それだけでなく、前記したＲＦＩＤ方法では方向を認識するために図３のように少なくとも二つ以上のＲＦＩＤカード３a、３b、３cを同時に認識しなければならないが、ＲＦＩＤカード３の分布密度が充分に高くなければ方向を認識することが困難になる。
【００１５】
特に、前記したＲＦＩＤ方法はＲＦＩＤカード３をフロア５に埋設しなければならない不便があり、ＲＦＩＤカード３が損傷された場合にフロア面全体を補修するか、または該当ＲＦＩＤカード３のみを抜粹して、ここにＲＦＩＤカード３をまた埋設しなければならないために外観が良くない問題点がある。
【００１６】
併せて、前記したＲＦＩＤカード３を広い面積に使用する場合に多数ヶのＲＦＩＤカード３が使われなければならないことで、自律移動ロボット１を運営するにおいて、高価の設置費用が出費されることはもちろん、維持補修時にも破損されないように注意が必要であって、高価の維持補修費の出費される問題点が発生する。
【００１７】
〔発明の詳細な説明〕
前記した問題点を解決するために案出された本発明は自律移動ロボットの現位置(絶対座標)を隣接した絶対座標の識別手段と干渉されないようにして容易に獲得するようにして、設定された領域内の障害物を認識すると現在の正確な位置から障害物との相対的座標及び距離を迅速で正確に演算または認識することができるようにして移動方向及び距離を安定的に制御するようにして、自律移動ロボットの絶対座標確保が容易になされるようにすると同時にどのような場所であると言っても多数ヶのお互いに異なる固有の位置情報が簡便に設置されるようにして、維持管理が容易になされるようにすることにその目的がある。
【００１８】
そして、本発明のまた他の目的は、普段にはフロア材の外観が損傷されないように二次元バーコードが肉眼で識別されないようにして、絶対座標が獲得される時のみに二次元バーコードが発色されて二次元バーコードの固有情報(絶対座標)が獲得できるようにするフロア材を提供することにその目的がある。
【００１９】
前記した目的は、移動手段が装着された本体１０２を有する自律移動ロボットの航法システムにおいて、所定大きさを有するフロア面１０３にお互いに所定の離隔距離を有するように形成されて、お互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコード１０４と、前記本体１０２の下部所定位置に設置されてフロア面１０３の二次元バーコード１０４を読むようになったバーコードリーダー１０５と、前記本体１０２に設置されてバーコードリーダー１０５と電気的に連結されてバーコードリーダー１０５が読んだ二次元バーコード１０４の固有座標値によってメモリーに保存された所定の設定領域内での絶対座標を認識して、プログラムされた移動アルゴリズムに絶対座標を適用して本体１０２が移動されるように移動手段を制御する制御部を含むことを特徴とする自律移動ロボット１０１の航法システムによって達成される。
【００２０】
そして、前記バーコードリーダー１０５の隣接した位置に設置されて、フロア面１０３を向かって特定領域の波長を有する光を照射するようになされた発光素子１０６をさらに含んで、前記発光素子１０６は３００nm〜８５０nmの波長領域を有する光を照射するようにすることが望ましい。
【００２１】
一方、本発明の目的は、自律移動ロボット１０１が移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材１１０において、所定面積の透明材の裏面にお互いに異なる固有の座標値を有する多数ヶの二次元バーコード１０４が所定間隔で反転印刷されて、この裏面に接着層１１１aが形成された第１シート１１１を少なくとも一つ以上接着して表面で二次元バーコード１０４が定位置に透視されるようにすることを特徴とするフロア材１１０によって達成される。
【００２２】
そして、前記第１シート１１１に形成される二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インク(例えば、所定領域の波長を有する光が照射された時に模様が現われるようになされたインク)のうちいずれか一つで印刷するようにして、前記第１シート１１１に形成される二次元バーコード１０４は等間隔の格子形態で配列形成されるようにすることもでき、前記第１シート１１１に形成される二次元バーコード１０４は多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列形成されるようにすることが望ましい。
【００２３】
併せて、本発明の目的は、自律移動ロボット１０１が移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材１１０において、所定面積の透明材の裏面に一つの固有座標値を有する二次元バーコード１０４が反転印刷されて、この裏面に接着層１１２aが形成された第２シート１１２が多数ヶ接着されて表面で二次元バーコード１０４が定位置に透視されるようにすることを特徴でフロア材１１０によっても達成される。
【００２４】
そして、前記第２シート１１２に形成される二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷することが望ましい。
【００２５】
また、前記第２シート１１２は等間隔の格子形態で配列接着させることもでき、多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列接着させるようにすることが望ましい。
【００２６】
それだけでなく、本発明の目的は、自律移動ロボット１０１が移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材１１０において、表面にお互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコード１０４が所定距離が離隔されるように多数ヶ印刷したことを特徴とするフロア材１１０によっても達成される。
【００２７】
そして、前記二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷することが望ましくて、前記二次元バーコード１０４は等間隔の格子形態で配列印刷することもでき、多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列印刷することもできることが望ましい。
【００２８】
ここで、前記二次元バーコード１０４が印刷した表面に接着される透明材質のコーティング紙１１３をさらに含むことが望ましい。
【００２９】
〔実施例〕
以下、本発明の構成及び作用を添付された図４ないし図１０を参照して詳細に説明する。
【００３０】
先ず、本発明による自律移動ロボット１０１はその形象や模様を限定しない。
【００３１】
そして、本発明は正確な絶対座標を制御部が獲得して移動手段を制御することで效果的な移動がなされるようにすることにあるので、前記した移動手段は通常的な構造として、本体１０２に車輪１０７を設置して、この車輪１０７を駆動する駆動モーターの組合構造でなされることができるし、本体１０２の両側にそれぞれ一対のスプロケットと駆動モーターを設置して、一対のスプロケットには無限軌道を設置することもできることで、本発明はこれを具体的に限定しない。
【００３２】
本発明によるとフロア面１０３は既存建物のフロア面１０３をそのまま利用することもでき、別に製作された床マット及びタイルを利用することもできる。
【００３３】
すなわち、既存のフロア面１０３に所定の間隔で二次元バーコード１０４を印刷するか、または二次元バーコード１０４が印刷したシートを付着することもでき、別途の床マットやタイルなどに二次元バーコード１０４を印刷するか、または二次元バーコード１０４が印刷したシートを付着して使用することもできる。
【００３４】
ここで言う二次元バーコード１０４は、図６に示すように多様な幅を有した図形及び文様の配列パターンで情報を表現する符号または符号体系として、本発明では多様な二次元バーコード１０４が適用されることができる。
【００３５】
すなわち、二次元バーコード１０４は記号や数字特殊文字などのように一つの文様が特定の情報が含まれることができればそれで満足して、その実施例としては、図６に示すように両側(X軸方向、Y軸方向)にデータを配列させて平面化させたものであり、この二次元バーコード１０４は狭い領域に多いデータを高密度で表現することができるという点と、空間利用率が非常に高いという点と、シンボルが汚染するか、または毀損されてデータが損傷されても間違いを検出して復元する能力が卓越であり、黒白エレメントが辺に拘束されていなくてシンボル印刷及び判読が易しくてシンボルの判読を３６０゜多方向でできるという最大の長所を有している。
【００３６】
したがって、ある方向でこの二次元バーコード１０４を読んでも方向に制限がないから、早く判読することができる長所を有していて本発明に好適である。
【００３７】
本発明の自律移動ロボット１０１のメモリーには移動する領域の範囲がすでに設定されているし、この設定された範囲内での絶対座標値が保存される。
【００３８】
したがって、自律移動ロボット１０１が運行されると同時に現在自律移動ロボット１０１が位置されたフロア面１０３をバーコードリーダー１０５がスキャンして二次元バーコード１０４を読んで、この二次元バーコード１０４に記録された座標値を獲得して、制御部は獲得された座標値がメモリーに保存された所定の設定領域内での絶対座標で認識する。
【００３９】
そして、前記制御部はプログラムされた移動アルゴリズムに絶対座標を適用して、本体１０２が移動しなければならない方向に移動手段を制御するようになる。
【００４０】
すなわち、二次元バーコード１０４の固有座標値がバーコードリーダー１０５によって読まれた後に、制御部はこの固有座標値をメモリーに設定された領域内での絶対座標で認識して設定された領域内で現在の自律移動ロボット１０１の位置(絶対的位置)を認識するようになる。
【００４１】
このように自律移動ロボット１０１の現位置(絶対座標)が分かるようになれば、障害物との相対的な距離は簡単な演算によって計算されることができるし、プログラムされた移動アルゴリズムによって障害物を避けて移動するようになる。
【００４２】
一方、本発明では言及しなかったが、従来技術で説明したところのようにオドメトリ座標系と本発明を並行して使用することで、運行中に障害物が出現するとこれを識別して、移動経路を再設定することもでき、ビジョンを使用することもあるものであり。本発明は前記したところのようにオドメトリ座標系などを組み合わせて航法システムを補正できるものとしてこれを限定しない。
【００４３】
但し、本発明は絶対座標を容易に獲得して障害物との相対的な距離及び座標計算と移動する経路で自律移動ロボット１０１を制御することができればよい。
【００４４】
一方、図４に示すように自律移動ロボット１０１の本体１０２下部に設置されたバーコードリーダー１０５と隣接した位置にはフロア面１０３を向けて特定領域の波長を有する光を照射する発光素子１０６を追加的に設置するが、この発光素子１０６は３００nm〜８５０nmの波長領域を有する光を照射するようにする。
【００４５】
すなわち、前記した発光素子１０６は後述するようになるフロア材１１０に印刷する透明インク(秘密インク)を発色させるためのものであり、後述する透明インクで印刷した二次元バーコード１０４は肉眼では識別されないし、所定領域の波長を有する光の照射によって発色されるので、このような発光素子１０６で光を照射するようにして肉眼識別が可能にさせた後、バーコードリーダー１０５で二次元バーコード１０４を読むようにすることが望ましい。
【００４６】
一方、本発明によるフロア材１１０は前記した二次元バーコード１０４が形成されたフロア材１１０をいうものであり、フロア材１１０の第１実施例は図７aに示すように所定大きさの単位面積を有する透明材質の第１シート１１１裏面にお互いに異なる固有の座標値を有する多数ヶの二次元バーコード１０４を所定距離が離隔されるように反転印刷する。
【００４７】
付加的に示すように保護膜１１４が接着層１１１aに仮接着されるようにすると、使用時にこの保護膜１１４をとり除いた後直ちに使用することができる便利さを有するようになる。
【００４８】
例えば、上下左右で３０cmの離隔距離を置いて二次元バーコード１０４が印刷する場合に第１シート１１１の長さと幅が１８０cm×１８０cmなら横長方向に６個の二次元バーコード１０４が印刷するはずであり、縦長方向にも６個の二次元バーコード１０４が印刷できるし、これらそれぞれの二次元バーコード１０４には(０、０)(０、１)、(０、２)、(０、３)、(０、４)、(０、５)、(１、０)、(１、１)・・・(１、５)・・・(５、４)、(５、５)のような位置情報を有することができるようになるし、これは後述する第２実施例の第２シート１１２がフロア材１１０に接着される時や第３実施例のフロア材１１０表面に直接印刷する時にも同一に適用される。
【００４９】
ここで、前記二次元バーコード１０４が有している情報は固有の位置情報として多数ヶの二次元バーコード１０４がお互いに異なる位置情報を有して、前記二次元バーコード１０４の上部を移動する本発明による自律移動ロボット１０１はこの二次元バーコード１０４を通る度に二次元バーコード１０４をスキャンして固有の位置情報を獲得して、獲得された位置情報を参照して移動領域内での現在位置とこれから移動しなければならない経路及び方向、速度などを設定維持及び変更できるようになる。
【００５０】
このように前記二次元バーコード１０４が印刷した面には接着層１１１aを形成して図７cに示すようにフロア材１１０に第１シート１１１が接着できるようにする。
【００５１】
ここで、前記第１シート１１１は透明材質であるので、第１シート１１１の裏面に反転印刷された二次元バーコード１０４は表面で定位置に透視できるようになるものであり、第１シート１１１に印刷する二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクまたは透明インクのうちでいずれか一つで印刷することが望ましい。
【００５２】
すなわち、肉眼で識別される有色インクで二次元バーコード１０４が形成される場合にはフロア材１１０が有する固有の柄及び質感から得られる美麗な外観が毀損される虞があるので、肉眼で識別されない無色の秘密インクまたは透明インクで二次元バーコード１０４が印刷するようにすることが望ましくて、これは製作者及び消費者の好みによって選択的に採択されえるものである。
【００５３】
本発明の第１、第２、第３実施例に共通的に適用される肉眼で識別されない透明インクまたは秘密インクは現在通常的に使われるものとして紙幤、小切手、商品巻、などの有価証券や保安用紙に印刷してプリントしても記号(数字含み)、文字、図形、などが見えなくてスキャン、コピーなどによってはスキャン及びコピーができない。
【００５４】
前記した秘密インクは３００nmないし８５０nmの波長の光によって波長領域６５１nmないし９００nmの蛍光を発する有機蛍光物質、クェンチャー及び硬化性樹脂組成物であることもあり、ＥＣ(ＥＣ:２-エトキシエタノール(２-ethoxyethanol;分子式:C４H１０O２)にＭＴ(メチルアルコル)を４０％〜２０％混合してＡ溶液１ｌを用意して、そのＡ溶液にＣＫＲ樹脂(Mgo反応性アルキルフェノール（Alkyl phenol）樹脂)を１０g〜２０g及び１３０g〜１７０gを混合させて、１８０℃〜２２０℃で加熱したOX(オレイン酸(oleic acid):C１７H２３CO２H)を１５cc〜２５cc混合してSiを０．０１g〜０．００１g混合して作われたものでありうるものとして、本発明はこれを限定しないが、前記した透明インクまたは秘密インクは３００nm〜８５０nmの波長領域で光を照射する発光素子１０６によって肉眼識別が可能でなければならない。
【００５５】
したがって、前記した秘密インクまたは透明インクは普段には肉眼で識別ができなくて、自律移動ロボット１０１による絶対座標の獲得時のみに照射される特定領域の波長を有する光によって識別されるので、美麗なフロア材１１０の外観をそのまま維持できるようになる。
【００５６】
前記した二次元バーコード１０４は図９aに示すように格子柄の形態で等間隔に配列形成されることもでき、図９bに示すように所定の中心点で仮想に形成される多数ヶの同心円線上に等間隔で二次元バーコード１０４が形成できるようにするものであり、このような配列形態は絶対座標を獲得した自律移動ロボット１０１の移動アルゴリズムによって採択されることもでき、フロア材１１０に美的な外観を加味する時に採択して使用することもできる。
【００５７】
一方、本発明によるフロア材１１０の第２実施例は図８a、図８b、図８cに示すように固有座標値を有する一つの二次元バーコード１０４が透明な材質でなされた第２シート１１２の裏面に印刷するようにして、二次元バーコード１０４が印刷した裏面に接着層１１２aを形成して多数ヶの第２シート１１２が直接接着されてなされた形態のフロア材１１０である。
【００５８】
付加的に前記接着層１１２aには保護膜１１４が仮接着されるようにすると、使用時に保護膜１１４をとり除いた後直ちに第２シート１１２をフロア材１１０に接着することもできる。
【００５９】
前記した第２実施例は一つの二次元バーコード１０４がそれぞれ固有座標値を有することはもちろん、フロア材１１０の表面が毀損されて二次元バーコード１０４も毀損されて固有座標値を自律移動ロボット１０１のバーコードリーダー１０５が認識できない場合に損傷された第２シート１１２を引き離して新しい第２シート１１２を接着することができる形態として、部分的な毀損が発生すると、該当の毀損部位のみを新しく入れ替ることができて維持管理が容易で、維持補修に出費される費用を最小化できる長所を有する。
【００６０】
それだけでなく、前記したところのように損傷された部分のみを復旧する場合には、損傷された二次元バーコード１０４を消すか、またはとり除いた後、二次元バーコード１０４を印刷する携帯用印刷機で該当部位のフロア材１１０に二次元バーコード１０４を印刷することもできるから、各家庭で誰でも手軽く補修作業ができて、すでに設置されたフロア材１１０は損傷されない状態をそのまま維持することができ、維持補修及び管理に出費される費用を節減することができる。
【００６１】
前記した第２実施例でも第２シート１１２に印刷する二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクが図８aのように印刷することもでき、肉眼識別ができない無色の秘密インクまたは透明インクが図８bのように印刷することもできるものであり、第１実施例のように製作者及び使用者の意図によって選択的に使用することができる。
【００６２】
併せて、第２実施例でのようにフロア材１１０に配列形成される二次元バーコード１０４の配列方式は図９aの格子形態と図９bの同心円上に等間隔で配列形成される形態のうちでいずれか一つを選択的に採択することもできる。
【００６３】
そして、第１シート１１１と第２シート１１２はフロア面１０３の床マットや床、タイルなどのようなフロア材１１０に接着されることもでき、場合によって上述したように第１シート１１１と第２シート１１２の接着層１１１a、１１２aに保護膜１１４を付着して第１シート１１１と第２シート１１２を使用する場合に保護膜１１４をとり除いた後、床マットや床などのようなフロア材１１０に付着することもできることが望ましい。
【００６４】
一方、本発明による第３実施例は図１０に示すように表面にお互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコード１０４が、所定距離が離隔されるように多数ヶの印刷はフロア材１１０であり、前記二次元バーコード１０４も第１、第２実施例のように肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つを選択的に採択して印刷することができるし、この二次元バーコード１０４を等間隔の格子形態で印刷するか、または仮想に形成される多数ヶの同心円線上に等間隔で配列して印刷することもできる。
【００６５】
前記したところのように二次元バーコード１０４が表面に印刷すると二次元バーコード１０４の毀損を防止するためにフロア材１１０の表面に透明材質のコーティング紙１１３を接着することが望ましくて、本発明では絶対座標情報を含む二次元バーコード１０４をその実施例として説明したが、絶対座標情報を含むこのような識別子らを必ず二次元バーコード１０４で限定する必要はない。
【００６６】
すなわち、角度、重心(center of gravity)などを中心に角度及び方向を算出することができる方向性を有する記号やシンボルも二次元バーコード１０４のような識別子の役割をすることができて、このような記号やシンボルにも特定データを含ませることができるので、本発明は絶対座標情報を含む前記した記号やシンボル、二次元バーコード１０４のうちいずれか一つを選択的に使用することができるというものである。
【００６７】
このような第３実施例はフロア材１１０の表面に二次元バーコード１０４を直接印刷するため、フロア材１１０の成形と同時に作業がなされることができて、製造時間が短縮されて生産性が向上する長所を有する。
【００６８】
前記した第３実施例は所定長さを単位でカッティングしてローリングされた状態で保管する床マットのようなフロア材１１０に使用することが望ましくて、このような二次元バーコード１０４が床マット(フロア材１１０)に形成されると、単に床マットを設置することだけでも、所定領域に自律移動ロボット１０１が参照する絶対座標を設定することができるので、床マットなどのようなフロア材１１０に第１シート１１１や第２シート１１２を付着するために所要される作業時間をさらに短縮できるようになる。
【００６９】
一方、第１、第２実施例のフロア材１１０に接着される第１シート１１１、第２シート１１２には、その裏面に二次元バーコード１０４が印刷した状態であるので、フロア材１１０の表面では表面摩擦が発生しても損傷されるか、または毀損されなくなるし、第３実施例のフロア材１１０の表面に印刷した二次元バーコード１０４は透明材質のコーティング紙１１３がその上部に接着されることで表面摩擦などの外力から二次元バーコード１０４が保護されることができる。
【００７０】
〔産業上利用可能性〕
前記したところのように本発明は高価のＲＦＩＤカードをフロア面に埋設するか、またはフロア材の構造をＲＦＩＤカードが埋設されることができる構造で変更設置しなければならない厄介及び不便さを解消すると同時に高価のＲＦＩＤカードを使わなくても迅速で簡便に二次元バーコードが印刷したシートを床マット、床、タイルなどのフロア材に付着設置することで、自律移動ロボットが絶対座標を獲得することができるようにしてその活用が極大化できるし、ひいては、低廉な価格に自律移動ロボットを活用することができるようになって、自律移動ロボットの大衆化に大きく貢献できるようになったし、既存に設置されたフロア材や新しく製作されるフロア材に手軽く二次元バーコードを付与することができるし、付与された二次元バーコードが肉眼で識別されないようにすることもできてフロア材の美麗な外観を毀損しないで、維持することができる效果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は従来オドメトリ座標系での位置及び方向認識概念を示す図面。
【図２】図２は従来ＲＦＩＤ座標系での位置及び方向認識概念を示す図面。
【図３】図３は従来ＲＦＩＤカードの相互干渉による間違い発生の概念を示す図面。
【図４】図４は本発明による自律移動ロボットがフロア材の絶対座標をバーコードリーダーで読む状態を示す図面。
【図５】図５は本発明による自律移動ロボットの航法システムの全体を示す図面。
【図６】図６は本発明による二次元バーコードを示す図面。
【図７ａ】図７aは本発明によるフロア材の第１実施例を示す図面。
【図７ｂ】図７bは本発明によるフロア材の第１実施例による二次元バーコードが透明インクで印刷した状態を示す図面。
【図７ｃ】図７cは本発明によるフロア材の第１実施例の使用状態を示す図面。
【図８ａ】図８aは本発明によるフロア材の第２実施例を示す図面。
【図８ｂ】図８bは本発明によるフロア材の第２実施例による二次元バーコードが透明インクで印刷した状態を示す図面。
【図８ｃ】図８cは本発明によるフロア材の第２実施例の使用状態を示す図面。
【図９ａ】図９aは本発明によるフロア材の二次元バーコードが格子状に配列された状態を示す図面。
【図９ｂ】図９bは本発明によるフロア材の二次元バーコードが放射状に配列された状態を示す図面。
【図１０】図１０は本発明によるフロア材の第３実施例を示す図面。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は移動手段が装着された本体を有する自律移動ロボットの航法システムに関し、特に、自律移動ロボットが移動及び運行中である時に現在の位置を正確に獲得することで、すでに設定された障害物及び移動限界線と自律移動ロボットとの相対的な距離を速かに演算することができるようにするし、これによって、プログラムされた移動アルゴリズムまたは保存された移動経路に沿って自律移動ロボットが迅速で正確に移動できるようにするし、併せて、自律移動ロボットが現在の絶対的な位置を速かに獲得することができるようにお互いに異なる固有の座標値を有する二次元バーコードをフロア材に所定間隔で形成して、この二次元バーコードは可視光線には発色されないで、自律移動ロボットが移動中である時に照射される３００nm〜８５０nmの波長領域の光に発色されるようにしてフロア材の美麗な外観が維持されることができるようにする自律移動ロボットの航法システム及び絶対座標を提供するフロア材に関する。
【０００２】
〔背景技術〕
一般的に、自律移動ロボットは産業分野に広く使われて発展して来たロボット(Robot)が応用発展されたものであり、近来には官公署、オフィス、各家庭などで広く活用されている。
【０００３】
このような自律移動ロボットなどは現在使用者が直接コントロールしなくても自律走行しながら掃除しなければならない面積を自律的に掃除する無人清掃機にも活用されている。
【０００４】
ここで、前記した自律移動ロボットが自律移動をするために解決されなければならない最優先の課題は自らが自分の現位置を正確に認識して、移動する方向及び距離を正確に演算するものである。
【０００５】
このような課題を解決するための従来の方法としては、オドメトリ(odometry)を例にすることができるが、このオドメトリが適用された自律移動ロボットは走行距離計(odometer)またはホイールセンサー(wheel sensor)を利用して速度情報を得て磁性センサーなどを利用して方位角情報を得て初期位置で次の位置までの移動距離及び方向に対する情報を演算して自分の位置と方向を認識するようになる。
【０００６】
一般的なオドメトリ座標系での位置及び方向認識の概念は図１に示すところのように、オドメトリ座標系で自律移動ロボット１の位置は自律移動ロボット１の回転中心２が位置した地点の座標xrとyrで決定して、方向は自律移動ロボット１の正面方向とx軸との間の角度trで決定される。
【０００７】
オドメトリは外部から別途の情報入力なしに自体的に発生する情報に依存するものであり、非常に高いサンプリング速度で位置情報を獲得するから位置情報のアップデートが早い。
【０００８】
それだけでなく、比較的短い距離では正確度が非常に高くて、費用も低廉である。しかし、オドメトリは積分を通じて位置と方向を計算するから、走行距離が増加するほど測定誤差が累積する大きな短所を有している。特に、移動領域のフロア材の状態によってスライドなどが発生することがあるが、これによって発生する誤差が全然補正されることができずに、そのまま累積するから精密度が低下される問題点が発生する。
【０００９】
前記したオドメトリを利用した位置及び方向認識の方法を改良した方法としてはＲＦＩＤ(Radio Frequency IDentification)カード及びＲＦＩＤリーダーを利用したものがある。
【００１０】
すなわち、固有の位置情報が付与された多数ヶのＲＦＩＤカードを自律移動ロボットが移動する領域のフロア５に埋設しておくと、自律移動ロボット１が移動領域のフロア面を移動しながらＲＦＩＤリーダーを通じてＲＦＩＤカードを検出して固有の位置情報を判読することで、自律移動ロボット自分の現位置を認識できるようになる。
【００１１】
ＲＦＩＤ座標系での位置及び方向認識の概念を示す図２を参照すると、移動領域のフロアに格子模様で埋設された多数のＲＦＩＤカード３らのうちで現在自律移動ロボット１によって検出されたＲＦＩＤカード３の座標xcとycで決定される。それぞれのＲＦＩＤカード３には固有番号が保存されて、自律移動ロボット１にはこの固有番号に対応するＲＦＩＤ座標値を参照テーブルの形態で有している。自律移動ロボット１はＲＦＩＤリーダー４を通じてＲＦＩＤカード３を検出して固有番号を獲得して、参照テーブルで該当の固有番号に対応するＲＦＩＤ座標値を捜し出して自分の現在位置を認識する。
【００１２】
前記したＲＦＩＤを利用した位置及び方向認識方法はＲＦＩＤカード３の分布密度によって自律移動ロボット１の位置及び方向認識の精密度が決定される。ＲＦＩＤカード３の分布密度がすぎるほど低いと、自律移動ロボット１の精緻な位置及び方向認識は期待することができないし、ＲＦＩＤカード３の分布密度がすぎるほど高いと、図３に示すようにＲＦＩＤカード３a、３b、３cから出力されるＲＦ信号らの間の相互干渉によって固有番号の判読に間違いが発生することがある。
【００１３】
したがって、間違いが発生しないようにするためには、ＲＦＩＤカード３の埋設分布密度を適切な範囲で制限するしかないが、この制限はＲＦＩＤを利用した位置及び方向認識方法の精密度を落とす原因になる。また、ＲＦＩＤカード３らが埋設された場所に磁場を吸収する物体がある場合にも間違いが発生することがある。
【００１４】
それだけでなく、前記したＲＦＩＤ方法では方向を認識するために図３のように少なくとも二つ以上のＲＦＩＤカード３a、３b、３cを同時に認識しなければならないが、ＲＦＩＤカード３の分布密度が充分に高くなければ方向を認識することが困難になる。
【００１５】
特に、前記したＲＦＩＤ方法はＲＦＩＤカード３をフロア５に埋設しなければならない不便があり、ＲＦＩＤカード３が損傷された場合にフロア面全体を補修するか、または該当ＲＦＩＤカード３のみを抜粹して、ここにＲＦＩＤカード３をまた埋設しなければならないために外観が良くない問題点がある。
【００１６】
併せて、前記したＲＦＩＤカード３を広い面積に使用する場合に多数ヶのＲＦＩＤカード３が使われなければならないことで、自律移動ロボット１を運営するにおいて、高価の設置費用が出費されることはもちろん、維持補修時にも破損されないように注意が必要であって、高価の維持補修費の出費される問題点が発生する。
【００１７】
〔発明の詳細な説明〕
前記した問題点を解決するために案出された本発明は自律移動ロボットの現位置(絶対座標)を隣接した絶対座標の識別手段と干渉されないようにして容易に獲得するようにして、設定された領域内の障害物を認識すると現在の正確な位置から障害物との相対的座標及び距離を迅速で正確に演算または認識することができるようにして移動方向及び距離を安定的に制御するようにして、自律移動ロボットの絶対座標確保が容易になされるようにすると同時にどのような場所であると言っても多数ヶのお互いに異なる固有の位置情報が簡便に設置されるようにして、維持管理が容易になされるようにすることにその目的がある。
【００１８】
そして、本発明のまた他の目的は、普段にはフロア材の外観が損傷されないように二次元バーコードが肉眼で識別されないようにして、絶対座標が獲得される時のみに二次元バーコードが発色されて二次元バーコードの固有情報(絶対座標)が獲得できるようにするフロア材を提供することにその目的がある。
【００１９】
前記した目的は、移動手段が装着された本体１０２を有する自律移動ロボットの航法システムにおいて、所定大きさを有するフロア面１０３にお互いに所定の離隔距離を有するように形成されて、お互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコード１０４と、前記本体１０２の下部所定位置に設置されてフロア面１０３の二次元バーコード１０４を読むようになったバーコードリーダー１０５と、前記本体１０２に設置されてバーコードリーダー１０５と電気的に連結されてバーコードリーダー１０５が読んだ二次元バーコード１０４の固有座標値によってメモリーに保存された所定の設定領域内での絶対座標を認識して、プログラムされた移動アルゴリズムに絶対座標を適用して本体１０２が移動されるように移動手段を制御する制御部を含むことを特徴とする自律移動ロボット１０１の航法システムによって達成される。
【００２０】
そして、前記バーコードリーダー１０５の隣接した位置に設置されて、フロア面１０３を向かって特定領域の波長を有する光を照射するようになされた発光素子１０６をさらに含んで、前記発光素子１０６は３００nm〜８５０nmの波長領域を有する光を照射するようにすることが望ましい。
【００２１】
一方、本発明の目的は、自律移動ロボット１０１が移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材１１０において、所定面積の透明材の裏面にお互いに異なる固有の座標値を有する多数ヶの二次元バーコード１０４が所定間隔で反転印刷されて、この裏面に接着層１１１aが形成された第１シート１１１を少なくとも一つ以上接着して表面で二次元バーコード１０４が定位置に透視されるようにすることを特徴とするフロア材１１０によって達成される。
【００２２】
そして、前記第１シート１１１に形成される二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インク(例えば、所定領域の波長を有する光が照射された時に模様が現われるようになされたインク)のうちいずれか一つで印刷するようにして、前記第１シート１１１に形成される二次元バーコード１０４は等間隔の格子形態で配列形成されるようにすることもでき、前記第１シート１１１に形成される二次元バーコード１０４は多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列形成されるようにすることが望ましい。
【００２３】
併せて、本発明の目的は、自律移動ロボット１０１が移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材１１０において、所定面積の透明材の裏面に一つの固有座標値を有する二次元バーコード１０４が反転印刷されて、この裏面に接着層１１２aが形成された第２シート１１２が多数ヶ接着されて表面で二次元バーコード１０４が定位置に透視されるようにすることを特徴でフロア材１１０によっても達成される。
【００２４】
そして、前記第２シート１１２に形成される二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷することが望ましい。
【００２５】
また、前記第２シート１１２は等間隔の格子形態で配列接着させることもでき、多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列接着させるようにすることが望ましい。
【００２６】
それだけでなく、本発明の目的は、自律移動ロボット１０１が移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材１１０において、表面にお互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコード１０４が所定距離が離隔されるように多数ヶ印刷したことを特徴とするフロア材１１０によっても達成される。
【００２７】
そして、前記二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷することが望ましくて、前記二次元バーコード１０４は等間隔の格子形態で配列印刷することもでき、多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列印刷することもできることが望ましい。
【００２８】
ここで、前記二次元バーコード１０４が印刷した表面に接着される透明材質のコーティング紙１１３をさらに含むことが望ましい。
【００２９】
〔実施例〕
以下、本発明の構成及び作用を添付された図４ないし図１０を参照して詳細に説明する。
【００３０】
先ず、本発明による自律移動ロボット１０１はその形象や模様を限定しない。
【００３１】
そして、本発明は正確な絶対座標を制御部が獲得して移動手段を制御することで效果的な移動がなされるようにすることにあるので、前記した移動手段は通常的な構造として、本体１０２に車輪１０７を設置して、この車輪１０７を駆動する駆動モーターの組合構造でなされることができるし、本体１０２の両側にそれぞれ一対のスプロケットと駆動モーターを設置して、一対のスプロケットには無限軌道を設置することもできることで、本発明はこれを具体的に限定しない。
【００３２】
本発明によるとフロア面１０３は既存建物のフロア面１０３をそのまま利用することもでき、別に製作された床マット及びタイルを利用することもできる。
【００３３】
すなわち、既存のフロア面１０３に所定の間隔で二次元バーコード１０４を印刷するか、または二次元バーコード１０４が印刷したシートを付着することもでき、別途の床マットやタイルなどに二次元バーコード１０４を印刷するか、または二次元バーコード１０４が印刷したシートを付着して使用することもできる。
【００３４】
ここで言う二次元バーコード１０４は、図６に示すように多様な幅を有した図形及び文様の配列パターンで情報を表現する符号または符号体系として、本発明では多様な二次元バーコード１０４が適用されることができる。
【００３５】
すなわち、二次元バーコード１０４は記号や数字特殊文字などのように一つの文様が特定の情報が含まれることができればそれで満足して、その実施例としては、図６に示すように両側(X軸方向、Y軸方向)にデータを配列させて平面化させたものであり、この二次元バーコード１０４は狭い領域に多いデータを高密度で表現することができるという点と、空間利用率が非常に高いという点と、シンボルが汚染するか、または毀損されてデータが損傷されても間違いを検出して復元する能力が卓越であり、黒白エレメントが辺に拘束されていなくてシンボル印刷及び判読が易しくてシンボルの判読を３６０゜多方向でできるという最大の長所を有している。
【００３６】
したがって、ある方向でこの二次元バーコード１０４を読んでも方向に制限がないから、早く判読することができる長所を有していて本発明に好適である。
【００３７】
本発明の自律移動ロボット１０１のメモリーには移動する領域の範囲がすでに設定されているし、この設定された範囲内での絶対座標値が保存される。
【００３８】
したがって、自律移動ロボット１０１が運行されると同時に現在自律移動ロボット１０１が位置されたフロア面１０３をバーコードリーダー１０５がスキャンして二次元バーコード１０４を読んで、この二次元バーコード１０４に記録された座標値を獲得して、制御部は獲得された座標値がメモリーに保存された所定の設定領域内での絶対座標で認識する。
【００３９】
そして、前記制御部はプログラムされた移動アルゴリズムに絶対座標を適用して、本体１０２が移動しなければならない方向に移動手段を制御するようになる。
【００４０】
すなわち、二次元バーコード１０４の固有座標値がバーコードリーダー１０５によって読まれた後に、制御部はこの固有座標値をメモリーに設定された領域内での絶対座標で認識して設定された領域内で現在の自律移動ロボット１０１の位置(絶対的位置)を認識するようになる。
【００４１】
このように自律移動ロボット１０１の現位置(絶対座標)が分かるようになれば、障害物との相対的な距離は簡単な演算によって計算されることができるし、プログラムされた移動アルゴリズムによって障害物を避けて移動するようになる。
【００４２】
一方、本発明では言及しなかったが、従来技術で説明したところのようにオドメトリ座標系と本発明を並行して使用することで、運行中に障害物が出現するとこれを識別して、移動経路を再設定することもでき、ビジョンを使用することもあるものであり。本発明は前記したところのようにオドメトリ座標系などを組み合わせて航法システムを補正できるものとしてこれを限定しない。
【００４３】
但し、本発明は絶対座標を容易に獲得して障害物との相対的な距離及び座標計算と移動する経路で自律移動ロボット１０１を制御することができればよい。
【００４４】
一方、図４に示すように自律移動ロボット１０１の本体１０２下部に設置されたバーコードリーダー１０５と隣接した位置にはフロア面１０３を向けて特定領域の波長を有する光を照射する発光素子１０６を追加的に設置するが、この発光素子１０６は３００nm〜８５０nmの波長領域を有する光を照射するようにする。
【００４５】
すなわち、前記した発光素子１０６は後述するようになるフロア材１１０に印刷する透明インク(秘密インク)を発色させるためのものであり、後述する透明インクで印刷した二次元バーコード１０４は肉眼では識別されないし、所定領域の波長を有する光の照射によって発色されるので、このような発光素子１０６で光を照射するようにして肉眼識別が可能にさせた後、バーコードリーダー１０５で二次元バーコード１０４を読むようにすることが望ましい。
【００４６】
一方、本発明によるフロア材１１０は前記した二次元バーコード１０４が形成されたフロア材１１０をいうものであり、フロア材１１０の第１実施例は図７aに示すように所定大きさの単位面積を有する透明材質の第１シート１１１裏面にお互いに異なる固有の座標値を有する多数ヶの二次元バーコード１０４を所定距離が離隔されるように反転印刷する。
【００４７】
付加的に示すように保護膜１１４が接着層１１１aに仮接着されるようにすると、使用時にこの保護膜１１４をとり除いた後直ちに使用することができる便利さを有するようになる。
【００４８】
例えば、上下左右で３０cmの離隔距離を置いて二次元バーコード１０４が印刷する場合に第１シート１１１の長さと幅が１８０cm×１８０cmなら横長方向に６個の二次元バーコード１０４が印刷するはずであり、縦長方向にも６個の二次元バーコード１０４が印刷できるし、これらそれぞれの二次元バーコード１０４には(０、０)(０、１)、(０、２)、(０、３)、(０、４)、(０、５)、(１、０)、(１、１)・・・(１、５)・・・(５、４)、(５、５)のような位置情報を有することができるようになるし、これは後述する第２実施例の第２シート１１２がフロア材１１０に接着される時や第３実施例のフロア材１１０表面に直接印刷する時にも同一に適用される。
【００４９】
ここで、前記二次元バーコード１０４が有している情報は固有の位置情報として多数ヶの二次元バーコード１０４がお互いに異なる位置情報を有して、前記二次元バーコード１０４の上部を移動する本発明による自律移動ロボット１０１はこの二次元バーコード１０４を通る度に二次元バーコード１０４をスキャンして固有の位置情報を獲得して、獲得された位置情報を参照して移動領域内での現在位置とこれから移動しなければならない経路及び方向、速度などを設定維持及び変更できるようになる。
【００５０】
このように前記二次元バーコード１０４が印刷した面には接着層１１１aを形成して図７cに示すようにフロア材１１０に第１シート１１１が接着できるようにする。
【００５１】
ここで、前記第１シート１１１は透明材質であるので、第１シート１１１の裏面に反転印刷された二次元バーコード１０４は表面で定位置に透視できるようになるものであり、第１シート１１１に印刷する二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクまたは透明インクのうちでいずれか一つで印刷することが望ましい。
【００５２】
すなわち、肉眼で識別される有色インクで二次元バーコード１０４が形成される場合にはフロア材１１０が有する固有の柄及び質感から得られる美麗な外観が毀損される虞があるので、肉眼で識別されない無色の秘密インクまたは透明インクで二次元バーコード１０４が印刷するようにすることが望ましくて、これは製作者及び消費者の好みによって選択的に採択されえるものである。
【００５３】
本発明の第１、第２、第３実施例に共通的に適用される肉眼で識別されない透明インクまたは秘密インクは現在通常的に使われるものとして紙幤、小切手、商品巻、などの有価証券や保安用紙に印刷してプリントしても記号(数字含み)、文字、図形、などが見えなくてスキャン、コピーなどによってはスキャン及びコピーができない。
【００５４】
前記した秘密インクは３００nmないし８５０nmの波長の光によって波長領域６５１nmないし９００nmの蛍光を発する有機蛍光物質、クェンチャー及び硬化性樹脂組成物であることもあり、ＥＣ(ＥＣ:２-エトキシエタノール(２-ethoxyethanol;分子式:C４H１０O２)にＭＴ(メチルアルコル)を４０％〜２０％混合してＡ溶液１ｌを用意して、そのＡ溶液にＣＫＲ樹脂(Mgo反応性アルキルフェノール（Alkyl phenol）樹脂)を１０g〜２０g及び１３０g〜１７０gを混合させて、１８０℃〜２２０℃で加熱したOX(オレイン酸(oleic acid):C１７H２３CO２H)を１５cc〜２５cc混合してSiを０．０１g〜０．００１g混合して作われたものでありうるものとして、本発明はこれを限定しないが、前記した透明インクまたは秘密インクは３００nm〜８５０nmの波長領域で光を照射する発光素子１０６によって肉眼識別が可能でなければならない。
【００５５】
したがって、前記した秘密インクまたは透明インクは普段には肉眼で識別ができなくて、自律移動ロボット１０１による絶対座標の獲得時のみに照射される特定領域の波長を有する光によって識別されるので、美麗なフロア材１１０の外観をそのまま維持できるようになる。
【００５６】
前記した二次元バーコード１０４は図９aに示すように格子柄の形態で等間隔に配列形成されることもでき、図９bに示すように所定の中心点で仮想に形成される多数ヶの同心円線上に等間隔で二次元バーコード１０４が形成できるようにするものであり、このような配列形態は絶対座標を獲得した自律移動ロボット１０１の移動アルゴリズムによって採択されることもでき、フロア材１１０に美的な外観を加味する時に採択して使用することもできる。
【００５７】
一方、本発明によるフロア材１１０の第２実施例は図８a、図８b、図８cに示すように固有座標値を有する一つの二次元バーコード１０４が透明な材質でなされた第２シート１１２の裏面に印刷するようにして、二次元バーコード１０４が印刷した裏面に接着層１１２aを形成して多数ヶの第２シート１１２が直接接着されてなされた形態のフロア材１１０である。
【００５８】
付加的に前記接着層１１２aには保護膜１１４が仮接着されるようにすると、使用時に保護膜１１４をとり除いた後直ちに第２シート１１２をフロア材１１０に接着することもできる。
【００５９】
前記した第２実施例は一つの二次元バーコード１０４がそれぞれ固有座標値を有することはもちろん、フロア材１１０の表面が毀損されて二次元バーコード１０４も毀損されて固有座標値を自律移動ロボット１０１のバーコードリーダー１０５が認識できない場合に損傷された第２シート１１２を引き離して新しい第２シート１１２を接着することができる形態として、部分的な毀損が発生すると、該当の毀損部位のみを新しく入れ替ることができて維持管理が容易で、維持補修に出費される費用を最小化できる長所を有する。
【００６０】
それだけでなく、前記したところのように損傷された部分のみを復旧する場合には、損傷された二次元バーコード１０４を消すか、またはとり除いた後、二次元バーコード１０４を印刷する携帯用印刷機で該当部位のフロア材１１０に二次元バーコード１０４を印刷することもできるから、各家庭で誰でも手軽く補修作業ができて、すでに設置されたフロア材１１０は損傷されない状態をそのまま維持することができ、維持補修及び管理に出費される費用を節減することができる。
【００６１】
前記した第２実施例でも第２シート１１２に印刷する二次元バーコード１０４は肉眼識別が可能な有色インクが図８aのように印刷することもでき、肉眼識別ができない無色の秘密インクまたは透明インクが図８bのように印刷することもできるものであり、第１実施例のように製作者及び使用者の意図によって選択的に使用することができる。
【００６２】
併せて、第２実施例でのようにフロア材１１０に配列形成される二次元バーコード１０４の配列方式は図９aの格子形態と図９bの同心円上に等間隔で配列形成される形態のうちでいずれか一つを選択的に採択することもできる。
【００６３】
そして、第１シート１１１と第２シート１１２はフロア面１０３の床マットや床、タイルなどのようなフロア材１１０に接着されることもでき、場合によって上述したように第１シート１１１と第２シート１１２の接着層１１１a、１１２aに保護膜１１４を付着して第１シート１１１と第２シート１１２を使用する場合に保護膜１１４をとり除いた後、床マットや床などのようなフロア材１１０に付着することもできることが望ましい。
【００６４】
一方、本発明による第３実施例は図１０に示すように表面にお互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコード１０４が、所定距離が離隔されるように多数ヶの印刷はフロア材１１０であり、前記二次元バーコード１０４も第１、第２実施例のように肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つを選択的に採択して印刷することができるし、この二次元バーコード１０４を等間隔の格子形態で印刷するか、または仮想に形成される多数ヶの同心円線上に等間隔で配列して印刷することもできる。
【００６５】
前記したところのように二次元バーコード１０４が表面に印刷すると二次元バーコード１０４の毀損を防止するためにフロア材１１０の表面に透明材質のコーティング紙１１３を接着することが望ましくて、本発明では絶対座標情報を含む二次元バーコード１０４をその実施例として説明したが、絶対座標情報を含むこのような識別子らを必ず二次元バーコード１０４で限定する必要はない。
【００６６】
すなわち、角度、重心(center of gravity)などを中心に角度及び方向を算出することができる方向性を有する記号やシンボルも二次元バーコード１０４のような識別子の役割をすることができて、このような記号やシンボルにも特定データを含ませることができるので、本発明は絶対座標情報を含む前記した記号やシンボル、二次元バーコード１０４のうちいずれか一つを選択的に使用することができるというものである。
【００６７】
このような第３実施例はフロア材１１０の表面に二次元バーコード１０４を直接印刷するため、フロア材１１０の成形と同時に作業がなされることができて、製造時間が短縮されて生産性が向上する長所を有する。
【００６８】
前記した第３実施例は所定長さを単位でカッティングしてローリングされた状態で保管する床マットのようなフロア材１１０に使用することが望ましくて、このような二次元バーコード１０４が床マット(フロア材１１０)に形成されると、単に床マットを設置することだけでも、所定領域に自律移動ロボット１０１が参照する絶対座標を設定することができるので、床マットなどのようなフロア材１１０に第１シート１１１や第２シート１１２を付着するために所要される作業時間をさらに短縮できるようになる。
【００６９】
一方、第１、第２実施例のフロア材１１０に接着される第１シート１１１、第２シート１１２には、その裏面に二次元バーコード１０４が印刷した状態であるので、フロア材１１０の表面では表面摩擦が発生しても損傷されるか、または毀損されなくなるし、第３実施例のフロア材１１０の表面に印刷した二次元バーコード１０４は透明材質のコーティング紙１１３がその上部に接着されることで表面摩擦などの外力から二次元バーコード１０４が保護されることができる。
【００７０】
〔産業上利用可能性〕
前記したところのように本発明は高価のＲＦＩＤカードをフロア面に埋設するか、またはフロア材の構造をＲＦＩＤカードが埋設されることができる構造で変更設置しなければならない厄介及び不便さを解消すると同時に高価のＲＦＩＤカードを使わなくても迅速で簡便に二次元バーコードが印刷したシートを床マット、床、タイルなどのフロア材に付着設置することで、自律移動ロボットが絶対座標を獲得することができるようにしてその活用が極大化できるし、ひいては、低廉な価格に自律移動ロボットを活用することができるようになって、自律移動ロボットの大衆化に大きく貢献できるようになったし、既存に設置されたフロア材や新しく製作されるフロア材に手軽く二次元バーコードを付与することができるし、付与された二次元バーコードが肉眼で識別されないようにすることもできてフロア材の美麗な外観を毀損しないで、維持することができる效果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は従来オドメトリ座標系での位置及び方向認識概念を示す図面。
【図２】図２は従来ＲＦＩＤ座標系での位置及び方向認識概念を示す図面。
【図３】図３は従来ＲＦＩＤカードの相互干渉による間違い発生の概念を示す図面。
【図４】図４は本発明による自律移動ロボットがフロア材の絶対座標をバーコードリーダーで読む状態を示す図面。
【図５】図５は本発明による自律移動ロボットの航法システムの全体を示す図面。
【図６】図６は本発明による二次元バーコードを示す図面。
【図７ａ】図７aは本発明によるフロア材の第１実施例を示す図面。
【図７ｂ】図７bは本発明によるフロア材の第１実施例による二次元バーコードが透明インクで印刷した状態を示す図面。
【図７ｃ】図７cは本発明によるフロア材の第１実施例の使用状態を示す図面。
【図８ａ】図８aは本発明によるフロア材の第２実施例を示す図面。
【図８ｂ】図８bは本発明によるフロア材の第２実施例による二次元バーコードが透明インクで印刷した状態を示す図面。
【図８ｃ】図８cは本発明によるフロア材の第２実施例の使用状態を示す図面。
【図９ａ】図９aは本発明によるフロア材の二次元バーコードが格子状に配列された状態を示す図面。
【図９ｂ】図９bは本発明によるフロア材の二次元バーコードが放射状に配列された状態を示す図面。
【図１０】図１０は本発明によるフロア材の第３実施例を示す図面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動手段が装着された本体を有する自律移動ロボットの航法システムにおいて、
所定大きさを有するフロア面にお互いに所定の離隔距離を有するように形成されて、お互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコードと、
前記本体の下部所定位置に設置されて前記フロア面の二次元バーコードを読むようになされたバーコードリーダーと、
前記本体に設置されてバーコードリーダーと電気的に連結されてバーコードリーダーが読んだ二次元バーコードの固有座標値によってメモリーに保存された所定の設定領域内での絶対座標を認識して、プログラムされた移動アルゴリズムに絶対座標を適用して本体が移動できるように移動手段を制御する制御部と、を含むことを特徴とする自律移動ロボットの航法システム。
【請求項２】
前記バーコードリーダーの隣接した位置に設置されて、フロア面を向けて特定領域の波長を有する光を照射するようになされた発光素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自律移動ロボットの航法システム。
【請求項３】
前記発光素子は３００nm〜８５０nmの波長領域を有する光を照射することを特徴とする請求項２に記載の自律移動ロボットの航法システム。
【請求項４】
自律移動ロボットが移動空間上での絶対的な座標を認識できるように絶対座標情報を提供するフロア材において、
所定面積の透明材の裏面にお互いに異なる固有の座標値を有する多数ヶの二次元バーコードが所定間隔で反転印刷されて、この裏面に接着層が形成された第１シートを少なくとも一つ以上接着して表面で二次元バーコードが定位置に透視できるようにすることを特徴とするフロア材。
【請求項５】
前記第１シートに形成される二次元バーコードは肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷したことを特徴とする請求項４に記載のフロア材。
【請求項６】
前記第１シートに形成される二次元バーコードは等間隔の格子形態で配列形成されたことを特徴とする請求項４に記載のフロア材。
【請求項７】
前記第１シートに形成される二次元バーコードは多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列形成されたことを特徴とする請求項４に記載のフロア材。
【請求項８】
自律移動ロボットが移動空間上での絶対的な座標を認識できるように絶対座標情報を提供するフロア材において、
所定面積の透明材の裏面に一つの固有座標値を有する二次元バーコードが反転印刷されて、この裏面に接着層が形成された第２シートが多数ヶ接着されて表面で二次元バーコードが定位置に透視できるようにすることを特徴とするフロア材。
【請求項９】
前記第２シートに形成される二次元バーコードは肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別できない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷したことを特徴とする請求項８に記載のフロア材。
【請求項１０】
前記第２シートは等間隔の格子形態で配列接着されることを特徴とする請求項９に記載のフロア材。
【請求項１１】
前記第２シートは多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列接着されることを特徴とする請求項９に記載のフロア材。
【請求項１２】
自律移動ロボットが移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材において、
表面にお互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコードが所定距離が離隔されるように多数ヶ印刷することを特徴とするフロア材。
【請求項１３】
前記二次元バーコードは肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷したことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【請求項１４】
前記二次元バーコードは等間隔の格子形態で印刷したことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【請求項１５】
前記二次元バーコードは多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列印刷したことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【請求項１６】
前記二次元バーコードが印刷した表面に接着される透明材質のコーティング紙をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【請求項１】
移動手段が装着された本体を有する自律移動ロボットの航法システムにおいて、
所定大きさを有するフロア面にお互いに所定の離隔距離を有するように形成されて、お互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコードと、
前記本体の下部所定位置に設置されて前記フロア面の二次元バーコードを読むようになされたバーコードリーダーと、
前記本体に設置されてバーコードリーダーと電気的に連結されてバーコードリーダーが読んだ二次元バーコードの固有座標値によってメモリーに保存された所定の設定領域内での絶対座標を認識して、プログラムされた移動アルゴリズムに絶対座標を適用して本体が移動できるように移動手段を制御する制御部と、を含むことを特徴とする自律移動ロボットの航法システム。
【請求項２】
前記バーコードリーダーの隣接した位置に設置されて、フロア面を向けて特定領域の波長を有する光を照射するようになされた発光素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の自律移動ロボットの航法システム。
【請求項３】
前記発光素子は３００nm〜８５０nmの波長領域を有する光を照射することを特徴とする請求項２に記載の自律移動ロボットの航法システム。
【請求項４】
自律移動ロボットが移動空間上での絶対的な座標を認識できるように絶対座標情報を提供するフロア材において、
所定面積の透明材の裏面にお互いに異なる固有の座標値を有する多数ヶの二次元バーコードが所定間隔で反転印刷されて、この裏面に接着層が形成された第１シートを少なくとも一つ以上接着して表面で二次元バーコードが定位置に透視できるようにすることを特徴とするフロア材。
【請求項５】
前記第１シートに形成される二次元バーコードは肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷したことを特徴とする請求項４に記載のフロア材。
【請求項６】
前記第１シートに形成される二次元バーコードは等間隔の格子形態で配列形成されたことを特徴とする請求項４に記載のフロア材。
【請求項７】
前記第１シートに形成される二次元バーコードは多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列形成されたことを特徴とする請求項４に記載のフロア材。
【請求項８】
自律移動ロボットが移動空間上での絶対的な座標を認識できるように絶対座標情報を提供するフロア材において、
所定面積の透明材の裏面に一つの固有座標値を有する二次元バーコードが反転印刷されて、この裏面に接着層が形成された第２シートが多数ヶ接着されて表面で二次元バーコードが定位置に透視できるようにすることを特徴とするフロア材。
【請求項９】
前記第２シートに形成される二次元バーコードは肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別できない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷したことを特徴とする請求項８に記載のフロア材。
【請求項１０】
前記第２シートは等間隔の格子形態で配列接着されることを特徴とする請求項９に記載のフロア材。
【請求項１１】
前記第２シートは多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列接着されることを特徴とする請求項９に記載のフロア材。
【請求項１２】
自律移動ロボットが移動空間上での絶対的な座標を認識することができるように絶対座標情報を提供するフロア材において、
表面にお互いに異なる固有座標値を有する二次元バーコードが所定距離が離隔されるように多数ヶ印刷することを特徴とするフロア材。
【請求項１３】
前記二次元バーコードは肉眼識別が可能な有色インクと肉眼で識別されない無色の秘密インクのうちでいずれか一つで印刷したことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【請求項１４】
前記二次元バーコードは等間隔の格子形態で印刷したことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【請求項１５】
前記二次元バーコードは多数ヶの同心円の線上に等間隔で配列印刷したことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【請求項１６】
前記二次元バーコードが印刷した表面に接着される透明材質のコーティング紙をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のフロア材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【公表番号】特表２００７−５３１１０５（Ｐ２００７−５３１１０５Ａ）
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０４８６６（Ｐ２００７−５０４８６６）
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００４／００２５３９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２６３２
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５０６３２０５６５）マイクロロボット カンパニー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月４日（２００４．１０．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００４／００２５３９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０９２６３２
【国際公開日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（５０６３２０５６５）マイクロロボット カンパニー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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