본 발명은 이동형 비콘에 의한 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법은, 이동 로봇의 자기 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘과, 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 상기 비콘을 위치시키는 비콘 위치 고정부와, 비콘으로부터 이동 로봇의 현재 자기 위치 및 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 데이터 처리부와, 이동 로봇이 전방위 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지부와 이동 로봇을
이동시키기 위한 구동부를 포함한다. 이동 로봇, 비콘(Beacon), 자기 위치 인식, 지도 정보 작성 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법{APPARATUS FOR INDOOR MAP BUILDING OF MOBILE ROBOT AND METHOD THEREOF} 도 1a는 기존의 청소 로봇의 이동 경로를 나타내는 도면이다. 도 1b는 기존의 또 다른
청소 로봇의 이동 경로를 나타내는 도면이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 및 비콘의 개략을 나타낸 도면이다. 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 및 비콘과의 위치ㆍ방향 관계를 정의하기 위한 (x, y, γ) 좌표계를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 블록도 중에서 데이터 처리부의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UWB 신호의 송수신 하는 과정에 의해 이동 로봇과 비콘과의 거리를 산출하는 원리를 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 생성 결과를 보여주는 도면이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 10은 도 9의 흐름도 중에서 이동 로봇이 현재 자기 위치를 판단하고, 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 과정을 상세히 나타내는 흐름도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇이 비콘을 부착하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 비콘의 위치가 변경된 경우에 있어서 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 13a 및 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 이동 영역과 종래 기술에 따른 이동 로봇의 이동 영역을 비교하는 도면이다. 본 발명은 이동 로봇의
주행(navigation) 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동형 비콘에 의한 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법에 관한 것이다. 일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 작업을 수행하는 데 사용되어 왔다. 이러한 로봇 공학분야는 근래에 들어 최첨단의 우주개발산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 최근에 들어서는 인간친화적인 가정용 로봇의 개발에까지 이르렀다. 덧붙여, 로봇은 의료용 기기를 대체하여 인간 생체 내에 투입됨으로써, 기존의 의료용 기기로는 치료가 불가능했던 미세한 인간 생체조직의 치료에까지 이용된다. 이와 같은 눈부신 로봇공학의 발전은 인터넷에 의한 정보혁명과 이를 뒤이어 유행하고 있는 생명공학분야를 대체하여 새롭게 등장할 최첨단 분야로서 각광받고 있다. 이 중 상기 가정용 로봇은 산업용 로봇에 국한되어왔던 기존의 중공업 중심의 로봇공학분야를 경공업 중심의
로봇공학 분야까지 확대시킨 주역으로서 가장 기본적으로 상기되는 것으로 청소용 로봇을 그 예로 들 수 있다. 이러한 상기 청소용 로봇은 보통 이동을 위한 구동수단과, 청소를 위한 청소 수단 그리고, 전방위 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지 수단 등으로 구성되어 있다. 이와 같이, 기존의 청소 로봇(1)은 도 1a에서 도시하는 바와 같이, 제한된 영역(2) 내에서 장애물 감지부를 이용하여 장애물이 나타나면 다른 방향으로 전환하는 방식으로 이동을 한다. 따라서, 이러한 동작은 장애물 감지에 따른 랜덤 방식에 의해 이루어지기 때문에 청소 로봇(1)의 동작이 같은 영역에서 중복적으로 일어나거나 또는 특정한 영역에 대해서는 전혀 동작이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다. 또한 이러한 과정에서 발생하는 청소 로봇(1)의 이동 경로의 측면에 있어서 도 같은 자리를 반복하거나 이동 경로에 인접한 청소되지 않은 자리를 찾아가지 못하는 등 매우 비효율적인 동작을 제공할 수밖에 없음을 알
수 있다. 따라서, 기존의 또 다른 청소 로봇(3)은 도 1b에서 도시하는 바와 같이, 자신의 위치를 어떤 수단에 의하여 계산하고, 청소할 대상 영역(2)를 파악한 후 최적의 경로로 이동함으로써 청소 시간 및 에너지 소비를 감소시킨다. 이와 같이, 최근의 청소 로봇을 비롯한 일정 영역 내를 이동하는 로봇 장치에 있어서는, 청소 로봇이 현재 자기의 위치를 정확히 파악하는 기술(localization) 및 주변 환경에 대한 지도 작성(map building)이 필수적이다. 이와 관련된 종래의 기술들로는, 한국 공개 특허 제 2002-033303호에서 개시된 바와 같이 벽면에 3개 이상의 비콘들을 장착하여 GPS의 원리를 이용하여 이동 로봇이 현재 자기의 위치를 파악하거나, 한국 공개 특허 제 2005-0063538호에서 개시된 바와 같이 충전대에 복수개의 초음파를 부착하고 이동 로봇이 일정시간 간격으로 방사되는 RF신호를 기준으로, 충전대에서 발진되는
초음파신호의 도달시간을 계산하여 충전대와 이동로봇 사이의 거리 및 각도를 검출함으로써, 이동 로봇이 현재 자신의 위치를 파악하는 방법들이 있다. 그러나, 위에서 언급된 바와 같은 종래의 기술들은 벽으로 단절되어 있는 가정 환경에서 비콘이나 충전대를 고정 위치로 하여 이동 로봇과의 거리를 측정함에 있어서 벽을 통과하여 정확하게 두 지점간의 거리를 측정하는 방법은 제시하지 못한다. 그러므로, 이러한 종래의 기술들에 따라 이동 로봇의 현재 자기의 위치를 파악하거나 지도 정보를 작성하려면 방마다 비콘을 설치하거나 충전대를 옮겨서 설치 해야 하는 문제점이 있었다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 이동 로봇이 이동 영역의 설정에 있어서 불필요한 비콘의 설치 및 충전대의 이동 설치를 방지하기 위하여, 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘을 일정 영역별로
이동시킴으로써 전체 실내 영역에 대한 지도 작성이 가능하도록 하는 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치 및 방법을 기반으로 이동 로봇이 실내를 청소함에 있어, 미청소 구역 방지 및 중복청소 구역의 발생을 방지하는 데에 있다. 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 장치는, 상기 이동 로봇의 자기 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘; 상기 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 상기 비콘을 위치시키는 비콘 위치 고정부; 상기 비콘으로부터 상기 이동 로봇의 현재 자기 위치
판단 및 상기 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 데이터 처리부; 상기 이동 로봇이 전방위 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지부; 및 상기 이동 로봇을 이동시키기 위한 구동부를 포함한다. 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법은, (a) 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘을 구비한 상기 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 상기 비콘을 위치시키는 단계; (b) 상기 비콘으로부터 상기 이동 로봇의 현재 자기 위치를 판단함과 동시에 상기 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 단계;(c) 상기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하여 폐곡선이 아닌 경우, 상기 이동 로봇이 상기 비콘을 최단 개구간 영역에 위치시키고 상기 (b)단계로 진행하는 단계; 및 (d) 상기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하여 폐곡선인 경우 상기 폐곡선 정보를 상기 공간에 대한 지도 정보로
저장하여 지도 정보를 작성하는 단계를 포함한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100) 및 비콘(200)의 개략을 나타낸 도면이다. 이동 로봇(100)에는 주행이 가능하도록 주행 바퀴(101, 102)가 구비되어 있고, 중심 부분에 송수신부(120)를 구비하고 있다. 비콘(200)도 송수신부(미도시됨)를 구비하고 있으며, 비콘(200)은 이동 로봇(100)의 송수신부(110)와 소정의 거리를 두고 위치되어 있다. 이동 로봇(100)의 송수신부(110)와 비콘(200) 간에는 신호를 발신하거나 수신할 수 있으며, 비콘(200)의 좌표축을 원점으로 하여 이동 로봇(100)과 비콘(200) 서로간의 위치(L,φ)를 계산할 수 있다. 도 2b는 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 위치 및 방향을 정의하기 위한 (x, y, γ) 좌표계를 나타내는
도면이다. 여기서 (x, y)는 비콘(200)을 원점(O)으로 한 이동 로봇(O')의 평면 위치를 나타내며, γ는 이동 로봇(100)의 현재 자세에서 지향하는 방향을 나타낸다. 여기서 위치(x, y)는 도면에 도시된 극 좌표계 표현인 위치(L, φ)에 의해서 대체될 수도 있다. 이때, 이동 로봇(100)의 위치 중의 L은 UWB신호의 송수신을 통한 시간 지연을 계산함으로써 구할 수 있고, 이동 로봇(100)의 위치 중의 φ는 비콘(200)에 구비된 발광 LED(미도시됨)와 이동 로봇(100)에 구비된 수광부(미도시됨)간에 각도 정보가 코딩된 신호를 송수신함으로써 획득할 수도 있고, 칼만 필터(Kalman filter)를 이용하여 추정할 수도 있으나, 이에 한하지는 않는다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치는 비콘(200) 및 이동
로봇(100)으로 이루어지며, 이동 로봇(100)은 데이터 처리부(110), 송수신부(120), 비콘 위치 고정부(130), 장애물 감지부(140), 이동제어부(150)를 포함한다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치의 구성 부분에 대하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다. 우선, 비콘(200)은 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 고정되어 이동 로봇(100)과의 위치를 판단하기 위한 신호를 송수신한다. 본 발명의 실시예에 있어서 비콘(200)은 이동 로봇(100)과 더불어 이동될 수 있다는 점 에서 종래 기술들과는 구별된다. 한편, 송수신부(120)는 이동 로봇(100)으로 분리된 비콘(200)과 위치 판단을 위한 신호를 송수신할 수 있으며, 수신된 신호를 데이터 처리부(110)로 제공한다. 이때 데이터 처리부(110)는 제공받은 신호 및 제공받은 신호의 시간차정보(timing)를
이용하여 비콘(200)의 위치를 원점으로 한 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산한다. 여기서, 위치 판단을 위한 신호는, UWB(Ultra WideBand)신호, 적외선(Infra-red), RF(Radio Frequency) 등의 신호를 포함할 수 있으나, 이들에 한정되지는 않는다. 다만, 본 발명에서는 UWB신호를 이용하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다. 그리고, 비콘 위치 고정부(130)는, 이동 로봇(100)이 비콘(200)을 장착하여 이동할 수 있도록 하는 비콘 장착 수단(미도시됨)을 제공하며, 데이터 처리부(110)의 제어에 따라 이동 로봇이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 비콘(200)을 이동하여 위치시키는 역할을 수행한다. 여기서, 상기 비콘 장착 수단(미도시됨)은, 전자석과 같은 전자기적 수단이나, 요철 형태의 탈착과 같은 기구적 수단 등으로 이루어질 수 있지만, 이들에 한정되지는 않는다. 그리고, 데이터 처리부(110)는 송수신부(120)로부터 입력 받은 신호에 기반하여 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산함으로써 이동 로봇의 현재 자기 위치 및 방향각을 판단하고, 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지함에 따라 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 역할을 한다. 도 4는 도 3의 이동 로봇(100)의 구성도 중에서 데이터 처리부(110)에 대한 상세한 구성도이다. 도 4를 참조하면, 데이터 처리부(110)는 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치를 판단하는 자기 위치 판단부(410) 및 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 지도 정보 생성부(420)를 포함한다. 여기서, 자기 위치 판단부(410)가 현재 자기 위치를 계산하는 과정의 일 예는 UWB 신호를 송수신 하는 과정을 나타낸 도 5에 도시된다. 먼저, 송신기 측은 특정 세기(전압)를 갖는 UWB 펄스(4)를 수신기 측으로 전송한다. 이 때 송신기 측이 비콘(200)이라면 수신기 측은 이동 로봇(100)이 되고, 송신기 측이 이동 로봇(100)이라면 수신기 측은 비콘(200)이 될 것이다. 그 다음, 수신기 측에서는 소정의 시간(T)이 경과한 이후에 상기 UWB펄스(4)에서 다소 왜곡된 신호(5)를 수신하게 된다. 여기서, 수신기 측과 송신기 측은 동기된 타이머(timer)를 가지고 있으며, 수신기 측이 정해진 시간에 UWB신호를 발신하고 송신기 측이 T시간 이후에 이 신호를 받으면, 이 T에 전파의 속도(30만 km/s)를 곱하면 수신기 측과 송신기 측 간의 거리를 계산할 수 있다. 다시 도 4로 돌아가면, 이동 정보 계산부(412)는 이동제어부(150)에 포함되는 주행 바퀴의 회전 속도를 감지하고, 이를 통하여 이동 로봇(100)의 이전 위치와 현재 위치 사이의 위치 변화 및 방향 변화를 측정하는 과정인 데드 레코닝(Dead-reckoning)을 수행한다. 이때, 이동 정보 계산부(412)의 데드 레코닝에는 통상 엔코더(encoder, 미도시됨)가 사용된다. 엔코더는 일반적으로 로봇의 위치 이동 또는 방향 변화 지령을 내리고 로봇이 이에 추종하여 움직일 때 그 움직임을 제어할 목적으로 사용된다. 엔코더를 이용하면 움직인 위치 및 방향을 적분하여 현재의 로봇의 자기 위치를 알 수 있다. 만일, 적분 오차가 없다면 엔코더만으로도 이동 로봇의 자기 위치 판단이 가능하지만, 주행 거리계(odometry)와 같이 짧은 기간에는 오차의 샘플링시마다 오차가 누적되는 단점이 있다. 따라서, 이동 정보 계산부(412)에는 엔코더와 함께 자이로스코프(gyroscope)를 사용할 수도 있다. 이때, 자이로스코프는 회전하는 물체의 각속도를 측정함으로써 방향각 측정 성능을 향상시키는 데 도움을 준다. 그리고 자기 위치 판단부(410)는 거리 측정부(414)에서 계산된 위치 정보와 이동 정보 계산부(412)에서 계산된 위치 및 방향각 정보를 이용하여 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치 및 방향각을 판단한다. 즉, 거리 측정부(414)에서 계산된 이동 로봇(100)의 비콘(200)과의 절대 위치 정보와 이동 정보 계산부(412)의 엔코더로부터 얻어지는 이동 로봇(100)의 이동 정보를 이용하여, 현재의 이동 로봇(100)의 최적 위치 및 방향각을 칼만 필터를 통하여 추정하여 최종적으로 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치 및 방향을 판단한다. 칼만 필터를 통하여 이동 로봇(100)의 최적 위치를 추정하는 기술은 이미 당업계에 널리 알려져 있으므로 본 발명에서는 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 한편, 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보를 생성하는 지도 정보 생성부(420)에 대해서 상세히 설명하면 하기와 같다. 지도 정보 생성부(420)는 자기 위치 판단부(410)가 출력한 이동 로봇(100)의 현재 위치 판단 결과를 이용하여 이동 로봇(100)이 이동 중인 영역에 대한 지도 정보를 작성한다. 또한 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지하여 벽을 따라 이동함으로써 획득한 벽 감지 정보를 외곽선 생성부(422)에 제공하면, 외곽선 생성부(422)는 제공된 벽 감지 정보로부터 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 생성하게 되는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 지도 생성 결과를 보여주는 도면이다. 본 발명의 일 실시예에서의 실내 지도를 생성하기 위하여서는, 이동 로봇(100)의 자기 위치 판단부(210)에 의한 현재 위치 판단의 결과와, 장애물 감지부(140)가 벽을 따라 이동하면서 획득한 외곽선 정보가 이용될 수 있다. 이때 장애물 감지부(140)는 레인지 파인더 센서(range-finder sensor) 등을 이용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 도 6과 같은 지도 작성에는 그리드 맵(grid map) 방식이 사용될 수 있다. 그리드 맵 방식은 장애물 감지부(140)가 벽면이나 장애물을 감지한 결과, 벽면이나 장애물 등이 존재하는 영역에 대해서는 검정 블럭으로 표현하고, 벽면이나 장애물이 존재하지 않는 영역에 대해서는 흰색 블럭으로 표현하고, 미탐색 영역에 대해서는 회색 블럭으로 표현하는 방식이다. 예를 들어, 도 6에서 검정 블럭이 모여서 형성된 검정색 테두리가 벽면이나 장애물이고, 그 내부의 흰 색 영역은 장애물이 없는 마루나 거실 공간임을 추정할 수 있을 것이다. 상기 생성된 지도를 이용하여 이동 로봇(100)은 이동 영역을 설정할 수 있게 되고, 어떻게 효율적으로 이동할 것 인지 이동 계획을 설정할 수 있게 된다. 다시 도 4로 돌아가면, 폐곡선 판단부(424)는 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는지 여부를 판단하고, 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선이 아닌 경우는, 비콘 위치 고정부(130)가 비콘(200)을 재부착할 수 있도록 이동제어부(150)로 하여금 현재 비콘(200)의 위치로 이동하도록 제어하여 비콘 탈착부(미도시됨)에 비콘을 부착하고, 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동하게 한다. 여기서 이동 로봇(100)이 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동할 때는 엔코더를 이용하여 이동하거나, 기 작성된 그리드 맵을 기반으로 하는 SLAM(Simultaneous Localization and Map building) 기법을 사용하여 이동할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 그리고 비콘 위치 고정부(130)는 이동 로봇(100)이 개구간 내의 소정 위치로 이동한 다음에 비콘(200)을 상기 소정 위치에 위치시키고, 이동 로봇(100)은 현재 비콘(200)이 위치된 소정의 지점을 원점으로 하는 현재 자기 위치 판단 및 지도 정보 생성을 재수행한다. 반면, 작성된 외곽선 정보가 폐곡선을 이루고 있는 경우에는, 지도 정보 저장부(426)는 폐곡선 정보를 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보로 저장함으로써 이동 로봇(100)의 이동 영역을 최종 설정한다. 따라서 이동 로봇(100)은 기 작성된 지도 정보를 활용하여 효과적으로 이동하면서 작업을 수행할 수 있다. 그리고 장애물 감지부(140)는, 이동 로봇(100)이 자기 위치 판단과 지도 정보를 작성하기 위해 비콘(200)을 기준으로 이동하고자 하는 공간을 이동할 때, 상 기 이동 로봇(100)이 벽을 감지하여 벽을 따라 이동할 수 있도록 한다. 한편 이동제어부(150)는, 이동 로봇(100)이 이동할 수 있도록 동력을 제공하는데, 다시 말해서, 이동 로봇(100)이 자기 위치 판단과 지도 정보를 작성하기 위해 비콘(200)을 기준으로 이동할 수 있도록 제어하며, 비콘(200)을 부착한 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간을 이동할 수 있도록 제어한다. 그리고 이동제어부(150)는 일반적으로 복수 개의 바퀴와 방향 제어 장치를 포함하지만, 이동 로봇(100)의 이동이 가능한 다른 공지의 이동 수단으로 이루어져도 무방하다. 또한 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 이동 로봇(100)이 이동 중에 있을 때 비콘(200)의 위치가 변경된 경우의 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치는, 비콘(200), 관성센서(210), 데이터 처리부(110), 송수신부(120), 비콘 위치 고정부(130), 장애물 감지부(140) 및 이동제어부(150)를 포함한다. 먼저, 비콘(200)에 구비된 관성 센서(210)는 일정 시간을 주기로 관성 센서 값을 측정한다. 그리고 측정된 관성 센서 값을 이동 로봇(100)의 데이터 처리부(110)로 출력하면, 데이터 처리부(110)는 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인지를 판단한다. 만일, 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인 경우에는, 데이터 처리부(110)는 비콘(200)의 위치가 변경된 것으로 판단하여 이동 로봇(100)이 이동을 중지하도록 이동제어부(150)를 제어하고, 일정 시간이 경과한 후에 관성 센서의 값을 다시 재측정하고, 상기 관성 센서에 의해 재측정된 값이 기 설정된 문턱값 이하인 경우에는, 비콘(200)의 현재 위치를 원점으로 하는 이동 로 봇(100)의 현재 위치를 재설정하고 상기 소정 공간에 대한 지도 정보를 재작성한다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치를 나타낸 블록도이다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 장치는, 비콘(200), 데이터 처리부(110), 송수신부(120), 비콘 위치 고정부(130), 장애물 감지부(140), 이동제어부(150), 전방위 적외선 송수신부(160) 및 접촉 감지부(170)를 포함한다. 여기서, 전방위 적외선 송수신부(160)는 분리된 비콘(200)의 위치를 원점으로 하는 2차원 좌표 평면 상에서, 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)와 비콘(200)이 이루는 각도를 측정하는 역할을 한다. 그리고 접촉 감지부(170)는 이동 로봇(100)이 기 측정된 각도를 유지하면서 비콘(200)을 향하여 소정 거리 이내로 접근할 때 이동 로봇(100)이 비콘(200)과 접촉되었는지 여부를 감지하는 역할을 한다. 지금까지 도 3, 도 4, 도 7, 및 도 8의 각 구성요소는 소프트웨어(software) 또는, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)를 의미할 수 있다. 그렇지만, 상기 구성요소들은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니며, 어드레싱(addressing)할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 상기 구성요소들 안에서 제공되는 기능은 더 세분화된 구성요소에 의하여 구현될 수 있으며, 복수의 구성요소들 을 합하여 특정한 기능을 수행하는 하나의 구성요소로 구현할 수도 있다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 비콘(200)에 의한 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 방법을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 이동 로봇(100)을 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 위치시키고, 데이터 처리부(110)의 제어에 따라 비콘 위치 고정부(130)의 비콘 부착부(미도시됨)는 기 소정 위치에 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘(200)을 분리하여 위치시킨다(S1200). 여기서, 비콘 부착부(미도시됨)는, 전자석, 요철 형태의 탈착 수단 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 그 후, 송수신부(120)는 이동 로봇(100)으로 분리된 비콘(200)과 위치 판단을 위한 신호를 송수하여, 수신된 신호를 데이터 처리부(110)로 제공한다. 이때 데이터 처리부(110)는 제공받은 신호 및 제공받은 신호의 시간차정보(timing)를 이용하여 비콘(200)의 위치를 원점으로 하는 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산한다. 여기서, 위치 판단을 위한 신호는, UWB(Ultra Wideband)신호, 적외선(Infra-red), RF(Radio Frequency) 등의 신호를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 그 후, 데이터 처리부(110)는 송수신부(120)로부터 입력 받은 신호에 기반하여 이동 로봇(100)과 비콘(200)과의 거리를 계산하여 이동 로봇의 현재 자기 위치를 판단하고, 이동 로봇(100)이 구비한 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지하여 벽을 따라 이동함으로써 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 생성한다(S1210). 상기 S1210 과정에 대해서는 도 10을 참조하여 자세히 설명하면 하기와 같다. 도 10은 도 9의 전체 흐름 중 이동 로봇(100)이 현재 자기 위치를 판단하고, 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 작성하는 S1210 단계의 과정을 상세히 나타내는 흐름도이다. 먼저, 이동 로봇(100)이 분리된 비콘(200)을 기준으로 이동하고자 하는 공간을 벽을 따라 이동함에 따라 이동 정보 계산부(212)는 이동 로봇(100)의 변화되는 상태를 감지하여 이동 정보를 계산하고(S1300), 거리 측정부(214)는 분리된 비콘(200)과 이동 로봇(100)이 위치 판단을 위한 신호를 송수신함으로써 상호간의 거리를 측정한다(S1310). 그 후, 자기 위치 판단부(210)는 이동 정보 계산부(212)의 엔코더가 계산한 이동 로봇(100)의 이동 정보와 거리 측정부(214)가 계산한 비콘(200)에서 이동 로봇(100)까지의 상호간의 거리를 측정한 정보인 절대 위치 정보를 기반으로 칼만필터 등의 기법을 이용하여 이동 로봇(100)의 현재 위치를 판단한다. 그리고 이동 로봇(100)이 구비한 장애물 감지부(140)가 이동하고자 하는 공간 내의 벽을 감지하여 벽을 따라 이동함으로써 획득한 벽 감지 정보를 외곽선 생성부(422)로 제공하고, 외곽선 생성부(422)는 상기 제공된 벽 감지 정보로부터 이동하고자 하는 공간에 대한 외곽선 정보를 생성한다(S1320). 이 때, 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간 내의 소정 위치에 위치된 비콘(200)과의 거리가 멀어지게 되거나 장애물 등에 의해 위치 인식을 위한 신호의 송수신 신호의 세기가 약해져, 이동 로봇(100)이 자기 위치 인식이나 지도 작성 수행이 어려워지는 경우가 발생할 수 있다. 이동 로봇(100)의 데이터 처리부(110)는 위치 판단용 신호의 세기가 기 설정된 문턱값 이상인지를 판단하여(S1330), 판단 결과 문턱값 이상인 경우에는 S1300 단계부터 계속 수행하고, 문턱값 미만인 경우에는 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)가 비콘(200)을 재부착하도록 이동제어부(150)로 하여금 현재 비콘(200)의 위치로 이동하도록 제어한다(S1340). 다시 도 9로 돌아가면, S1210 단계 이후에, 폐곡선 판단부(424)가 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선인지 여부를 판단한다(S1220). 여기서 폐곡선 판단부(424)가 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선이 아니라고 판단한 경우에는, 이동 로봇(100)은, 비콘을 최단 개구간 영역에 위치시킨다(S1230). 여기서, S1230 단계를 좀더 상세히 설명하면, 위치 고정부(130)가 비콘(200)을 재부착하기 위해서, 이동 로봇(100)은 이동제어부(150)로 하여금 현재 비콘(200)의 위치로 이동하도록 제어한 뒤, 비콘 탈착부(미동시)에 비콘을 부착하고, 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동하게 한다. 그런 다음, 비콘 위치 고정부(130)는 비콘(200)을 개구간 내의 소정 위치에 위치시킨다(S1230). 여기서 이동 로봇(100)이 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간으로 이동할 때는 SLAM(Simultaneous Localization and Map building) 기법을 사용하여 이동할 수 있으나, 이에 한정되는 않는다. 그리고 이동 로봇(100)이 개구간 내의 소정 위치로 이동한 다음에 비콘 위치 고정부(130)는 비콘(200)을 상기 소정 위치에 위치시키고, 데이터 처리부(110)는 현재 비콘(200)이 위치된 소정의 지점을 원점으로 하여 이동 로봇(200)의 현재 자기 위치 판단 및 외곽선 정보 생성 작업을 재수행한다(S1210). 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)이 비콘(200)을 부착하 는 과정을 나타내는 흐름도다. 먼저, 폐곡선 판단부(424)가 기 작성된 외곽선 정보가 하나 이상의 개구간을 포함하고 있다고 판단한 경우에(S1400), 이동 로봇(100)은 현재 자기 위치에서 최단 거리에 있는 개구간을 선택한다(S1410). 그리고 이동 로봇(100)은 비콘(200)을 부착하기 위하여 비콘(200)과의 거리가 줄어드는 방향으로 기 설정된 거리 이내로 이동한다(S1420). 이 때, 이동 로봇(100)은 비콘(200)의 위치를 원점으로 하는 2차원 평면 좌표 상에서, 이동 로봇(100)의 데이터 처리부(110)는 이동 로봇(100)이 구비한 비콘 위치 고정부(130)의 각도와 비콘의 각도가 기 설정된 소정 각도에 맞도록 비콘 위치 고정부(130)의 각도를 제어하면서(S1430), 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)가 비콘(200)에 접근한다(S1440). 그리고 이동 로봇(100)이 비콘(200)에 접근하다가 접촉 감지부(170)가 비콘(200)과의 접촉을 감지하게 되면(S1450), 이동 로봇(100)의 비콘 위치 고정부(130)의 비콘 부착부(미도시됨)에 의하여 비콘(200)을 부착한다(S1460). 다시 도 9로 돌아가서, 폐곡선 판단부(224)가 기 작성된 외곽선 정보가 폐곡선이라고 판단한 경우에는, 지도 정보 저장부(226)는 기 작성된 폐곡선 정보를 이동 로봇(100)이 이동하고자 하는 공간에 대한 지도 정보로 저장함으로써 이동 로봇(100)의 이동 영역을 설정하고 작업을 완성한다(S1240). 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘(200)의 위치가 변경된 경우에 있어서 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 방법을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 비콘(200)이 구비한 관성 센서(210)가 관성 센서 값을 측정하고, 측정 된 관성 센서 값을 데이터 처리부(110)로 출력한다(S1500). 그리고 데이터 처리부(110)는 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인지 판단하는데, 이때 입력된 관성 센서 값이 기 설정된 문턱값 이상인 경우에는(S1510), 비콘(200)의 위치가 변경된 것을 의미하므로, 비콘(200)이 구비한 데이터 처리부(220)는 관성 센서 값을 적분하여 비콘(200)의 위치를 계산한다(S1520). 그리고 이동 로봇(100)이 이동 중인 경우에는(S1530) 이동을 중지하도록 이동제어부(150)를 제어한다(S1540). 그리고, 일정 시간이 경과한 후에 비콘의 위치에 변동이 있는지 관측하기 위해서 관성 센서(210)는 관성 센서 값을 재측정하고, 재측정된 값이 기 설정된 문턱값 미만이 될 때까지 S1500단계 내지 S1540단계를 계속 수행한다. 한편, 관성 센서 값이 문턱값 미만인 경우에는, 비콘(200)의 위치가 고정된 것을 의미하므로 비콘(200)의 현재 위치를 원점으로 하는 이동 로봇(100)의 현재 자기 위치를 재판단하고 소정 공간에 대한 외곽선 정보를 재작성한다(S1550). 도 13a 및 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 실내 지도 작성 방법에 의한 이동 영역과 종래 기술에 따른 이동 로봇의 실내 지도 작성 방법에 의한 이동 영역을 비교하는 도면이다. 벽에 의해 여러 개의 공간으로 분리되는 실내를 예로 들어 설명하면, 대부분의 실내는 거실과 여러 개의 방들로 이루어져 있고, 이들은 벽과 문, 그리고 통로로 분리되어 있다. 도 13a의 종래 발명에 의하면, 콘크리트 구조물을 통과하는데 어려움이 있는 UWB 신호의 특성에 의하여, 이동 로봇은 실선으로 표시된 공간에 대한 부분만 이동 영역 설정이 가능하고, 나머지 점선으로 표시된 공간은 SLAM과 같 은 복잡한 기법을 이용하여 이동 영역을 설정해야 하는 어려움이 있다. 그러나 도 13b에 도시된 본 발명의 실시예에 의하면, 이동 로봇(100)이 비콘(200)을 탈부착 할 수 있으므로 신호 획득이 용이한 공간(#1, #2, #3)에 비콘(200)을 위치시킬 수 있다. 따라서 거실이나 각 방을 이동하면서 필요에 따라 비콘(200)을 위치시킬 수 있으므로, 모든 공간에 대한 이동 로봇(100)의 이동 영역을 설정할 수 있게 된다. 그리고 이동 로봇(100)은 기 설정된 이동 영역을 기반으로 이동 영역 전체에 대해서 청소시 누락되는 영역이 없도록 전영역 청소 기능(coverage path cleaning function)을 수행할 수도 있다. 상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디 롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명에 따르면, 위치 판단을 위한 신호를 송수신하는 비콘을 일정 영역별로 이동시킴으로써 전체 이동 영역에 대한 설정이 가능하도록 하기 때문에 이동 로봇이 이동 영역의 설정에 있어서 불필요한 비콘의 설치 및 충전대의 이동 설치를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 실내 공간을 이동하는 이동 로봇이 탈부착 가능한 비콘을 구비하고 있어서, 전 가정 내부의 공간에 대해 이동 로봇의 현재 자기의 위치와 지도 정보를 정확하게 획득할 수 있으므로, 이동 영역을 설정함에 있어서 누락되는 부분이 없이 실제 가정 환경에서 안정적으로 동작할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 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