CN112055553B - 清扫机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

为了实现本发明的解决课题的方法，根据本发明的一实施例的执行自主行进清扫机，其特征在于，包括：主体；驱动部，用于使所述主体移动；相机，检测三维坐标信息；存储器，存储与充电站相关的图案信息；以及控制部，将由所述相机检测到的三维坐标信息与存储于所述存储器的和充电站相关的图案信息进行比较，并基于比较结果来判断所述充电站是否位于所述主体周边。

Description

清扫机及其控制方法

技术领域

本发明涉及清扫机及其控制方法，更具体地，涉及能够识别障碍物并执行自主行进的清扫机及其控制方法。

背景技术

通常，机器人已经研发为用于工业用途，并且已经担起工厂自动化的一部分。最近，随着机器人应用于各种领域，已经研发了医疗机器人和太空机器人等，而且正在研发制造还可以用于一般家庭的家用机器人。

所述家用机器人的代表例是清扫机器人，一种能够通过在预定区域自主行进并吸入周边灰尘或异物来清洁的家用电器。这种清扫机器人通常具备可充电电池，并且具备能够在行进期间避开障碍物的障碍物传感器，从而可以在自主行进的同时进行清洁。

近来，除了清扫机器人在清洁区域上自主行进的同时执行清洁的一般用途之外，正在积极地进行在诸如医疗保健、智能家居和远程控制之类的各种领域中利用清扫机器人的研究。

另一方面，当清扫机器人的吸入部设置在主体的前方时，存在以下问题：在执行沿着清洁区域的墙壁移动的沿壁运动(Wall Following)期间，对于靠近墙壁的区域无法充分地进行清洁。

即，根据吸入部的数量或设置位置，需要单独的行进模式以使未清洁区域最小。

关于这方面，韩国公开专利10-2011-0053760号(公开日期2011年5月24日)中公开了执行Z字形行进方式的清扫机器人。

然而，由于在上述现有技术文献中没有公开用于解决在以Z字形行进时不能充分清洁靠近墙壁的部分的问题的构造，因此仍然存在用户对清扫机器人的性能不满意的问题。

发明内容

技术课题

本发明要解决的技术课题是提供一种执行自主行进的清扫机及其控制方法，该清扫机能够提高清洁区域中靠近墙壁的区域的清洁成功率。

另外，本发明的目的是提供一种执行自主行进的清扫机及其控制方法，该清扫机执行特有的行进模式，使得仅在主体前方侧设置了吸入部的清扫机对壁表面进行充分的清洁。

用于解决问题的手段

为了解决如上所述的本发明的技术问题，根据本发明的执行自主行进清扫机包括：主体；驱动部，用于使所述主体移动；吸入部，设置在所述主体的前方侧；以及控制部，基于预设的行进模式控制所述驱动部以使所述主体移动。尤其，本发明中提出的控制部中，其特征在于，在按照预设的行进模式行进时，如果所述主体的一个表面与存在于所述主体的行进方向上的壁的第一点位接触，则所述控制部控制驱动部，以使所述主体的一个表面与所述墙壁分开，使所述主体的一个表面接触所述墙壁的第二点位。

此时，在主体的外表面设置有传感器，所述传感器检测从外部施加的物理力，控制部可以基于所述传感器的检测结果来判断清扫机主体与墙壁是否接触。

在一实施例中，当所述主体和所述墙壁接触时，控制部控制所述驱动部，以使所述主体从所述墙壁向后移动预设的第一距离。

在一实施例中，当所述主体完成向后行进时，控制部控制所述驱动部，以使所述主体的前方和与所述第一点位相距第二距离的第二点位处再次接触。

在一实施例中，当所述主体完成向后行进时，控制部控制驱动部，以使所述主体原地旋转预定的角度，然后使所述主体沿着预设的路径移动。

在一实施例中，在所述主体接触所述第一点位之前，控制部基于与所述主体的移动历史有关的信息来设定所述主体的旋转方向。

在一实施例中，控制部基于与所述移动历史有关的信息来检测所述墙壁中未清洁的区域，并控制所述驱动部，使得所述主体向检测到的未清洁的区域侧旋转。

在一实施例中，预设的路径的一段对应于第二点位。

在一实施例中，当所述主体和所述墙壁接触时，控制部使所述主体沿着第一曲线路径移动以与所述墙壁分开。

在一实施例中，当沿着所述第一曲线路径移动的行进完成时，控制部控制所述驱动部，以使所述主体的前方和与所述第一点位相距第二距离的第二点位处再次接触。

在一实施例中，当沿着所述第一曲线路径移动的行进完成时，控制部使所述主体沿着第二曲线路径移动。

在一实施例中，控制部将所述第二曲线路径设定为比所述第一曲线路径长。

在一实施例中，控制部将所述第一曲线路径的曲率设定为比所述第二曲线路径的曲率大。

在一实施例中，控制部基于与所述主体的规格有关的信息来设定所述第一点位与所述第二点位之间的距离，控制所述驱动部，以基于设定的距离来使所述主体移动。

在一实施例中，控制部基于所述清扫机的行进模式来设定所述第一点位与所述第二点位之间的距离，并控制所述驱动部，以基于设定的距离来使所述主体移动。

发明的效果

根据本发明，可以通过在壁表面外周面上执行细致的行进来提高清扫机的性能，从而使清扫机器人能够对清洁区域进行彻底的清洁。

尤其，根据本发明，通过使由Z字形行进无法清洁到的未清洁区域最小，可以提高用户对清扫机的用户的满意度。

附图说明

图1是示出了根据本发明的执行自主行进的清扫机的一例的立体图。

图2是图1所示的执行自主行进的清扫机的俯视图。

图3是图1所示的执行自主行进的清扫机的侧视图。

图4是示出根据本发明的一实施例的执行自主行进的清扫机的构成要素的框图。

图5示出根据本发明的清扫机和充电站设置在清洁区域处的一例的概念图。

图6至图10是示出根据本发明的执行自主行进的清扫机的行进方法的概念图。

图11是示出根据本发明的执行自主行进的清扫机的控制方法的流程图。

图12是示出根据本发明的执行自主行进的清扫机的行进方法的概念图。

图13是示出根据本发明的执行自主行进的清扫机的控制方法的流程图。

图14是示出根据本发明的执行自主行进的清扫机的行进方法的概念图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细说明本说明书中公开的实施例，并且需要注意的是，在本说明书中使用的技术术语仅用于说明特定实施例，并不意图限制本说明书中公开的技术思想。

图1是示出根据本发明的清扫机器人100的一例的立体图，图2是图1所示的清扫机器人100的俯视图，图3是图1所示的清扫机器人100的侧视图。

作为参考，在本说明书中，移动机器人、清扫机器人和执行自主行进的清扫机可以作为相同的含义来使用。

参照图1至图3，清扫机器人100在预定区域自主地行进，并执行清洁地面的功能。这里所说的清洁地面包括在地面上吸尘(包括异物)或拖地。

清扫机器人100包括清扫机主体110、吸入部120、感测部130以及灰尘容器140。

在清扫机主体110设置有用于控制清扫机器人100的控制部(未示出)，以及用于驱动清扫机器人100的轮单元111。清扫机器人100可以利用轮单元111前后左右移动或旋转。

轮单元111包括主轮111a和副轮111b。

主轮111a分别设置在清扫机主体110的两侧，并且构成为能够根据控制部的控制信号在一个方向或另一个方向上旋转。各个主轮111a可以构成为能够被独立地驱动。例如，各个主轮111a可以由不同的马达驱动。

副轮111b与主轮111a一起支撑清扫机主体110，并构成为用于辅助主轮111a驱动清扫机器人100。这种副轮111b也可以设置在后述的吸入部120。

如上所述，当控制部控制轮单元111的驱动时，清扫机器人100在地面上自主地行进。

另一方面，在清扫机主体110安装有用于向清扫机器人100供电的电池(未示出)。电池可以构成为可充电的，并且可拆卸地构成在清扫机主体110的底面部。

吸入部120配置成从清扫机主体110的一侧凸出，并构成为吸入包含灰尘的空气。所述一侧可以是所述清扫机主体110朝正向(F)行进的一侧，即清扫机主体110的前侧。

在附图中，吸入部120具有从清扫机主体110的一侧朝向前方和左右两侧方向均凸出的形状。具体而言，吸入部120的前端部配置在与清扫机主体110的一侧向前方间隔开的位置处，吸入部120的左右两端部分别配置在从清扫机主体110的一侧分别朝向左侧和右侧间隔开的位置处。

清扫机主体110形成为圆形，吸入部120的后端部两侧从清扫机主体110分别向左侧和右侧凸出，由此，可以在清扫机主体110和吸入部120之间形成空的空间，即间隙。所述空的空间是清扫机主体110的左右两端部与吸入部120的左右两端部之间的空间，即具有向清扫机器人100的内侧凹陷的形状。

如果障碍物夹入所述空的空间处，则清扫机器人100可能由于障碍物而无法运动。为了防止该问题的出现，可以配置成将盖构件129覆盖所述空的空间的至少一部分。盖构件129可以设置在清扫机主体110或吸入部120。在本实施例中，盖构件129分别从吸入部120的后端部的两侧凸出，从而配置成覆盖清扫机主体110的外周表面。

盖构件129配置成填充所述空的空间，即清扫机主体110与吸入部120之间的空的空间的至少一部分。因此，可以防止障碍物夹入到所述空的空间，或者可以实现即使障碍物夹入到所述空的空间也能够容易地将障碍物分离出的结构。

从吸入部120凸出的盖构件129可以支撑在清扫机主体110的外周表面。如果盖构件129从清扫机主体110凸出，则盖构件129可以支撑在吸入部120的背面部。在所述结构中，当吸入部120与障碍物碰撞而受到冲击时，该冲击的一部分可以传递到清扫机主体110而使冲击分散。

吸入部120可以可拆卸地结合到清扫机主体110。当吸入部120与清扫机主体110分离时，可以通过更换分离的吸入部120而将抹布模块(未示出)可拆卸地结合到清扫机主体110。由此，在去除地面上的灰尘的情况下，用户可以将吸入部120安装到清扫机主体110中，而在拖地的情况下，可以将抹布模块安装到清扫机主体110。

当吸入部120安装到清扫机主体110时，所述安装可以由上述盖构件129引导。即，由于盖构件129被配置成覆盖清扫机主体110的外周表面，因此可以确定吸入部120相对于清扫机主体110的相对位置。

感测部130配置在清扫机主体110处。如图所示，感测部130可以配置在清扫机主体110中吸入部120所在的一侧，即清扫机主体110的前侧。

感测部130可以配置成在清扫机主体110的上下方向上与吸入部120重叠。感测部130配置在吸入部120的上部，并构成为感测诸如前方的障碍物或地形特征等，以防止位于清扫机器人100的最前侧的吸入部120与障碍物碰撞。

感测部130构成为另外执行除了该感测功能之外的其他感测功能。对此将在后面更详细地说明。

在清扫机主体110设置有灰尘容器容纳部113，并且灰尘容器140可拆卸地结合到灰尘容器容纳部113，所述灰尘容器140用于以分离的方式收集吸入空气中的灰尘。如图所示，灰尘容器容纳部113可以形成在清扫机主体110的另一侧，即清扫机主体110的后侧。

灰尘容器140的一部分可以容纳在灰尘容器容纳部113中，灰尘容器140的另一部分可以朝向清扫机主体110的后方(即，作为与正向(F)相反的反向(R))凸出。

在灰尘容器140形成有入口140a和出口140b，包含灰尘的空气通过所述入口140a流入，分离了灰尘的空气通过所述出口140b排出，当将灰尘容器140安装到灰尘容器容纳部113时，入口140a和出口140b构成为分别与形成在灰尘容器容纳部113的内侧墙壁的第一开口110a和第二开口110b连通。

清扫机主体110内部的吸入流路对应于从与连通部120b”连通的流入口(未示出)到第一开口110a的流路，排出流路对应于从第二开口110b到排出口112的流路。

利用这种连接关系，通过吸入部120流入的包含灰尘的空气经由清扫机主体110内部的吸入流路而流入灰尘容器140，并且在通过灰尘容器140的过滤器或旋风器时，空气与灰尘分离。灰尘被收集在灰尘容器140中，而空气从灰尘容器140排出，然后穿过清扫机主体110内部的排出流路，最终通过排出口112排出到外部。

以下，在图4中，将说明与清扫机器人100的构成要素有关的一实施例。

根据本发明的一实施例的清扫机器人100或移动机器人可以包括通信部1100、输入部1200、驱动部1300、感测部1400、输出部1500、电源部1600、存储器1700以及控制部1800中的至少一个，或它们的组合。

此时，图4所示的构成要素不是绝对必要的，并且可以实现具有更少的构成要素或更多的构成要素的清扫机器人。在下文中，将对每个构成要素进行描述。

首先，电源部1600包括能够通过外部商用电源来进行充电的电池，并向移动机器人内供电。电源部1600可以向移动机器人的每个构成提供驱动功率，从而提供移动机器人行进或执行特定功能所需的动作功率。

此时，控制部1800可以感测电池的剩余电量，如果剩余电量不足，则所述控制部1800可以控制所述移动机器人以移动到与外部商用电源连接的充电台，以便通过充电台接收充电电流而对电池充电。电池与电池感测部连接，从而可以将电池的剩余电量和充电状态传递给控制部1800。输出部1500可以由控制部将所述电池的剩余电量显示在屏幕上。

电池可以位于清扫机器人的中央下部，或者可以位于左侧和右侧中的任一侧。在后一种情况下，移动机器人可以进一步包括平衡配重以防止电池的偏置。

另一方面，驱动部1300包括马达，并且可以通过驱动所述马达，使左侧和右侧主轮在两个方向上旋转，从而使主体旋转或移动。驱动部1300可以使移动机器人的主体前后左右行进、以曲线行进，或者原地旋转。

另一方面，输入部1200接收来自用户的关于清扫机器人的各种控制命令的输入。输入部1200可以包括一个以上的按钮，例如，输入部1200可以包括确认按钮、设置按钮等。确认按钮是用于从用户接收确认感测信息、障碍物信息、位置信息、地图信息的命令的按钮，设置按钮是用于从用户接收设置所述多个信息的命令的按钮。

另外，输入部1200可以包括用于取消先前用户输入并再次接收用户输入的输入重置按钮、用于删除预设的用户输入的删除按钮、用于设置或改变操作模式的按钮、用于接收返回至充电台的命令的按钮等。

另外，输入部1200可以以硬键、软键、触摸板等的形式设置在移动机器人的上部。并且，输入部1200可以与输出部1500一起实现为触摸屏的形式。

另一方面，输出部1500可以设置在移动机器人的上部。当然，设置位置或设置形式可以不同。例如，输出部1500可以在屏幕上显示电池状态或行进方式等。

另外，输出部1500可以输出由感测部1400检测到的移动机器人的内部状态的信息，例如包括在移动机器人中的每个构成的当前状态。此外，输出部1500可以在屏幕上显示由感测部1400检测到的外部状态信息、障碍物信息、位置信息、地图信息等。输出部1500可以由发光二极管(Light Emitting Diode；LED)、液晶显示装置(Liquid Crystal Display；LCD)、等离子显示面板(Plasma Display Panel)、有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode；OLED)中的任一种元件形成。

输出部1500还可以包括音频输出装置，用于可听地输出由控制部1800执行的移动机器人的动作过程或动作结果。例如，输出部1500可以根据控制部1800生成的警报信号来向输出外部输出警报声。

此时，音频输出装置可以是诸如蜂鸣器(beeper)、扬声器之类的声音输出装置，输出部1500可以利用具有预定模式并存储在存储器1700的音频数据或消息数据等，通过音频输出装置将声音输出到外部。

因此，根据本发明的一实施例的移动机器人可以通过输出部1500将关于行进区域的环境信息以画面的形式输出或以声音的形式输出。根据另一实施例，移动机器人可以通过通信部1100将地图信息或环境信息发送到终端设备，使得终端设备可以输出要通过输出部1500输出的画面或声音。

另一方面，通信部1100借助有线通信方法、无线通信方法和卫星通信方法之一连接到终端设备和/或位于特定区域内的另一设备(在本说明书中也将使用术语“家用电器”)，以发送和接收信号和数据。

通信部1100可以向位于特定区域内的另一设备发送和接收数据。此时，另一设备可以是能够通过连接到网络来发送和接收数据的任何设备，作为一例，所述另一设备可以是空调装置、加热装置、空气净化装置、电灯、电视、车辆之类的装置。另外，所述另一设备可以是用于控制门、窗户、水龙头阀、气阀之类的设备。另外，所述另一设备可以是用于感测温度、湿度、气压、气体之类的传感器。

另一方面，存储器1700存储用于控制或驱动清扫机器人的控制程序以及相关数据。存储器1700可以存储音频信息、图像信息、障碍物信息、位置信息、地图信息等。此外，存储器1700可以存储与行进模式相关的信息。

所述存储器1700主要使用非易失性存储器。在此，所述非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM,NVRAM)是即使电源不再被提供时也能够继续保存所存储的信息的存储装置，作为一例，可以是ROM、闪存(Flash Memory)、磁性计算机存储器(例如，硬盘、软盘驱动器、磁带)、光盘驱动器、磁RAM、PRAM等。

另一方面，感测部1400可以包括碰撞传感器、外部信号检测传感器、前侧检测传感器、落差检测传感器、下相机传感器、上相机传感器和3D相机传感器中的至少一种。

碰撞传感器可以设置在主体外表面中的至少一个位置处，并且可以检测到施加到所述位置处的物理力。

在一例中，碰撞传感器可以配置在主体的外表面，并且可以指向所述主体的前方。在又另一中，碰撞传感器可以配置在主体的外表面，并指向所述主体的后方。在又另一中，碰撞传感器可以配置在主体的外表面，并指向所述主体的左侧或右侧。

外部信号检测传感器可以检测移动机器人的外部信号。作为一例，外部信号检测传感器可以是红外线传感器(Infrared Ray Sensor)、超声波传感器(Ultra SonicSensor)、射频(RF)传感器(Radio Frequency Sensor)等。

移动机器人可以利用外部信号检测传感器来接收由充电台产生的引导信号，从而确认充电台的位置和方向。此时，充电台可以发送指示方向和距离的引导信号，使得移动机器人可以返回。即，移动机器人可以通过接收从充电台产生的信号来判断当前位置，并且可以设置移动方向，从而返回到充电台。

另一方面，前侧检测传感器可以设置在移动机器人的前方，具体地，以预定间隔隔开设置在移动机器人的侧面的外周表面。前侧检测传感器位于移动机器人的至少一个侧面，并用于检测前方的障碍物，前侧检测传感器可以检测存在于移动机器人的移动方向上的物体，尤其是障碍物，然后将检测信息发送到控制部1800。即，前侧检测传感器可以检测存在于移动机器人的移动路径上的凸出物体、家用器具、家具、墙壁表面、墙壁边缘等，并将该信息发送到控制部1800。

作为一例，前侧检测传感器可以是红外线传感器、超声波传感器、射频(RF)传感器、地磁传感器等，移动机器人可以使用一种类型的传感器作为前侧检测传感器，或者可以根据需要使用两种以上的传感器。

作为一例，超声波传感器可以主要用于检测远距离处的障碍物。超声波传感器包括发送单元和接收单元，控制部1800可以通过确定由发送单元发射的超声波被障碍物等反射之后是否被接收单元接收到来判断是否存在障碍物，然后可以利用超声波发射时间和超声波接收时间来计算与障碍物之间的距离。

另外，控制部1800可以通过将从发送单元发射的超声波和由接收单元接收的超声波进行比较来检测关于障碍物的大小的信息。例如，当接收单元接收到大量超声波时，控制部1800可以判断为障碍物具有大尺寸。

在一实施例中，多个(作为一例，5个)超声波传感器可以沿着外周表面设置在移动机器人的前方侧面。此时，优选地，超声波传感器可以设置在移动机器人的正面，使得发送单元和接收单元彼此交替。

即，发送单元可以配置成与主体的正面中央向左侧和右侧间隔开，一个或两个以上的发送单元可以配置在接收单元之间，从而形成从障碍物等反射的超声波信号的接收区域。通过这种配置方式，可以减少传感器的数量，并扩展接收区域。为了防止发生串扰(crosstalk)现象，可以将超声波的发射角保持在对于不同信号不产生影响的范围内。另外，多个接收单元可以设定为具有不同的接收灵敏度。

另外，超声波传感器可以向上以预定角度设置，使得从超声波传感器发射的超声波可以向上输出，此时，可以进一步包括用于防止向下发射超声波的预定的屏蔽构件。

另一方面，如上所述，作为前侧检测传感器，可以同时使用两种以上的传感器，由此，前侧检测传感器可以使用红外线传感器、超声波传感器、射频(RF)传感器等中任一种传感器。

作为一例，前侧检测传感器除了超声波传感器之外还可以包括其他类型的传感器，例如红外线传感器。

红外线传感器可以与超声波传感器一起设置在移动机器人的外周表面上。红外线传感器可以检测存在于前方或侧面的障碍物，并且可以将障碍物信息发送到控制部1800。即，红外线传感器可以检测存在于移动机器人的移动路径上的凸出物体、家用器具、家具、壁表面、墙壁边缘等，并将该信息发送到控制部1800。因此，移动机器人可以在不与障碍物碰撞的情况下使主体在特定区域内移动。

另一方面，落差检测传感器(或落差传感器(Cliff Sensor))可以通过主要使用各种类型的光学传感器来检测支撑移动机器人主体的地面上的障碍物。

即，落差检测传感器设置在地面上的移动机器人的背面，并且可以根据移动机器人的类型设置在不同的位置。落差检测传感器位于移动机器人的背面并且是用于检测地面上的障碍物，因此落差检测传感器可以是类似于所述障碍物检测传感器具有发光单元和光接收单元的红外线传感器、超声波传感器、射频(RF)传感器、PSD(Position SensitiveDetector：位置敏感探测器)传感器等。

作为一例，落差检测传感器中的任一个可以设置在移动机器人的前方，而另外两个落差检测传感器可以相对地设置在后侧。

例如，落差检测传感器可以是PSD传感器，但也可以由多个不同类型的传感器构成。

PSD传感器利用半导体的表面电阻由1个p-n结来检测入射光的长短距离位置。PSD传感器包括用于仅在一个轴方向上感测光的一维PSD传感器和能够检测平面上的光位置的二维PSD传感器，并且两者都可以具有pin光电二极管结构。PSD传感器是一种红外线传感器，其利用红外线在发射红外线之后，通过测量被障碍物反射并返回的红外线的角度来测量距离。即，PSD传感器利用三角测量法来计算与障碍物之间的距离。

PSD传感器包括用于向障碍物发射红外线的发光单元，以及用于接收从障碍物反射而返回的红外线的光接收单元，并且通常以模块的形式构成。当利用PSD传感器来检测障碍物时，无论障碍物的反射率、颜色的差异如何，都可以获得稳定的测量值。

控制部1800可以通过测量由落差检测传感器向底面发射的红外线的发光信号与被障碍物反射而接收到的反射信号之间的红外线角度来检测落差，并且可以分析该落差的深度。

另一方面，控制部1800可以基于利用落差检测传感器检测的落差的地面状态来判断是否可以通过落差，并且可以根据判断结果来决定是否要通过落差。例如，控制部1800可以通过落差检测传感器来判断落差是否存在以及落差的深度，然后，仅当通过落差检测传感器检测到反射信号时，所述控制部1800才允许通过落差。

作为另一例，控制部1800还可以利用落差检测传感器来判断移动机器人的抬起状态。

另一方面，下相机传感器设置在移动机器人的背面，并且在移动期间获得下方、即地表面(或待清洁表面)的图像信息。下相机传感器也被称为光学流量传感器(OpticalFlow Sensor)。下相机传感器通过转换由设置在传感器中的图像传感器输入的下方图像来生成预定类型的图像数据。生成的图像数据可以被存储到存储器1700。

另外，可以在图像传感器附近设置一个以上的光源。一个以上的光源将光照射到由图像传感器捕获的地表面的预定区域。即，在移动机器人沿着地表面在特定区域移动的情况下，如果地表面是平坦的，则图像传感器与地表面之间的距离保持恒定。相反，当移动机器人在具有不均匀的表面的地表面移动的情况下，由于地表面的凹凸和障碍物，图像传感器会远离地表面预定距离以上。此时，控制部1800可以控制一个以上的光源要照射的光量。所述光源可以是能够调节光量的发光元件，例如LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。

利用下相机传感器，无论移动机器人的滑动如何，控制部1800都可以检测移动机器人的位置。控制部1800可以通过比较和分析由下相机传感器根据时间捕获的图像数据来计算移动距离和移动方向，由此可以计算移动机器人的位置。利用由下相机传感器捕获的移动机器人的下方的图像信息，控制部1800可以针对由另一装置计算的移动机器人的位置的滑动进行校正。

另一方面，上相机传感器可以设置成朝向移动机器人的上方后前方，从而捕获移动机器人的周边。如果移动机器人具有多个上相机传感器，则多个相机传感器可以以预定距离或预定角度形成在移动机器人的上部或侧面。

3D相机传感器可以附接到移动机器人的主体的一个表面或一部分，从而生成与所述主体的周围相关的三维坐标信息。

即，3D相机传感器可以是用于计算移动机器人与待捕获的对象之间的远近距离的3D深度相机(3D Depth Camera)。

具体而言，3D相机传感器可以捕获与主体的周围相关的二维图像，可以生成与捕获到的二维图像相对应的多个三维坐标信息。

在一实施例中，3D相机传感器可以包括2个以上用于捕获二维图像的传统相机，并且可以形成为通过组合由所述2个以上的相机捕获的2个以上的图像来生成三维坐标信息的立体视觉的方式。

具体而言，根据所述实施例的3D相机传感器可以包括：第一图案照射单元，朝向主体的前方向下侧照射第一图案的光；第二图案照射单元，朝向所述主体的前方向上侧照射第二图案的光；以及图像获取单元，用于获取主体前方的图像。由此，所述图像获取单元可以获取所述第一图案的光和所述第二图案的光入射到的区域的图像。

在另一实施例中，3D相机传感器可以包括用于与单个相机一起照射红外线图案的红外线图案发射单元，通过捕获由红外线图案发射单元照射的红外线图案被投影到待捕获的对象上的形状，可以测量3D相机传感器与待捕获的对象之间的距离。这种3D相机传感器可以是IR(Infra Red：红外)类型的3D相机传感器。

在另一实施例中，3D相机传感器可以包括与单个相机一起发射光的发光单元，可以通过接收从发光单元发射的被待捕获的对象反射的一部分激光并分析接收到的激光来测量3D相机传感器与待捕获的对象之间的距离。这种3D相机传感器可以是TOF(Time ofFlight：飞行时间)类型的3D相机传感器。

具体而言，上述3D相机传感器的激光构成为照射至少在一个方向上延伸的激光。在一例中，所述3D相机传感器可以包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器可以照射彼此交叉的直线型激光，第二激光器可以照射单个直线型激光。利用这种配置，最下端处的激光用于检测地面部分上的障碍物，最上端处的激光用于检测上部的障碍物，最下端激光和最上端处激光之间的中间激光用于检测中间部分的障碍物。

以下，在图5中将说明示出清扫机100和充电站510在清洁区域中的设置状态的一实施例。

如图5所示，用于对清扫机100的电池充电的充电站510可以设置在清洁区域500内。在一实施例中，充电站510可以设置在清洁区域500的外部。

尽管在图5中未示出，但是充电站510可以设置能够发射不同类型的信号的通信装置(未示出)，所述通信装置可以与清扫机100的通信部1100进行无线同通信。

控制部1800可以控制驱动部1300，使得清扫机100的主体可以基于由所述通信部1100从充电站510接收到的信号而在充电站510处对接。

当电池的剩余量降低至限制容量以下时，控制部1800可以使主体朝向充电站510的方向移动，当主体靠近充电站510时，所述控制部1800可以控制驱动部1300开始执行对接功能。

以下，参照图6说明本发明提出的清扫机100的行进方法。

通常，执行自主行进的清扫机100可以根据预设的行进模式600在清洁区域内移动。执行自主行进的清扫机100以各种模式行进以使在清洁区域内不能清洁的死区(DeadZone)最少。

图6所示的行进模式600是Z字形图案，即通过在垂直于清洁区域的墙壁610的一个表面的方向上重复组合远离所述墙壁的第一图案600a和朝向所述墙壁靠近的第二图案600b而形成。

这种Z字形图案600在平行于墙壁610的一个表面的方向上在第一图案和第二图案之间包括第三图案600c，以便改变行进方向。

另一方面，在本发明中提出的清扫机100的吸入部120设置在主体的前方侧，因此，当沿着图6的第三图案600c移动时，可能会出现对于靠近墙壁610的区域的清洁能力变差的问题。

在下面的说明种，提出用于解决这种问题的清扫机100的控制方法。

首先，参照图7，控制部1800可以在根据预设的行进模式600行进期间检测主体的一个表面是否与存在于主体的行进方向上的墙壁610的第一点位接触700。

具体地，控制部1800在沿着Z字形图案向靠近墙壁610的方向进行第一行进M1时可以利用配置在主体前方的碰撞传感器的检测结果，判断墙壁610与主体是否接触。

即，控制部1800在碰撞传感器的输出超过了参考输出时可以判断为主体与位于前方的障碍物或墙壁接触。

在一实施例中，控制部1800可以利用与碰撞传感器的设置位置有关的信息来判断所述碰撞传感器所设置的地点与障碍物或墙壁碰撞。

如图7所示，当主体与墙壁610接触时，对墙壁610的第一部分S1进行清洁。具体而言，第一部分S1可以对应于清扫机100的吸入部120接触墙壁610的部分。

所述第一部分S1可以对应于清扫机100的主体前方第一次接触墙壁610的第一点位。所述第一点位可以对应于在主体接触墙壁610时设置在所述主体外表面的碰撞传感器的设置位置。

如果在清扫机100对第一部分S1进行清洁之后执行沿壁运动行进时，即使得墙壁610位于主体侧面并沿着墙壁610移动时，除了第一部分S1之外，无法充分清洁墙壁610。

因此，控制部1800可以控制驱动部1300，使得主体的一个表面接触第二点位，所述第二点位不同于最初接触的墙壁610的第一点位。

如图7所示，当清扫机100与墙壁610的第一点位相接触时，清扫机100的位置被定义为第一位置P1。

接下来，参照图8，当主体的一个表面与墙壁的第一点位接触时，控制部1800可以控制驱动部1300执行第二行进M2，所述第二行进M2使得主体的一个表面与所述墙壁610分开。

具体而言，控制部1800可以控制驱动部1300，使得主体的一个表面与墙壁610间隔开预设的第一距离d1。

例如，控制部1800如果判断为主体接触墙壁610，则可以控制驱动部1300向后行进第一距离d1。

在另一例中，控制部1800可以执行预定时间的向后行进，使得第二位置P2(即，清扫机100完成向后行进之后的位置)与墙壁610隔开预定距离d11。

另一方面，控制部1800基于清扫机100的规格或主体的规格可以可变地设置所述第一距离d1。

具体而言，控制部1800可以基于主体的旋转半径设置用于使主体从墙壁610向后移动的第一距离d1。

另外，控制部1800可以基于主轮的规格可以可变地设置所述第一距离d1。

另外，控制部1800可以基于与清扫机100的行进特性有关的信息来可变地设置所述第一距离d1。这里，与行进特性有关的信息可以包括与清扫机100的转向角范围有关的信息。

参照图9，在主体完成向后行进之后，控制部1800可以执行使主体旋转预设的角度θ的所述第三行进M3。在一例中，第三行进M3可以是在完成向后移动之后时所在的第二位置P2处的原地旋转。

即，控制部1800可以在清扫机100位于第二位置P2的状态下控制驱动部1300，使得主体前方所朝向的方向旋转预定角度θ。

此时，控制部1800可以通过参照清扫机100的移动历史来决定主体将沿哪个方向旋转。

即，控制部1800可以基于与清扫机100的移动历史有关的信息来检测墙壁之中未清洁的区域，并控制驱动部1300，使得主体朝向检测到的未清洁的区域侧旋转。

参照图10，当用于使主体向后移动的第二行进M2和使主体旋转的第三行进M3中的至少一个完成时，控制部1800可以控制驱动部1300，以使主体前方在与墙壁610的第一点位处间隔开第二距离d2的墙壁的第二点位处再次接触。

具体而言，控制部1800可以执行第四行进M4，使得清扫机100主体沿着预从第二点位P2到第三点P3的预设的路径移动。

如图10所示，预设的路径的一端可以对应于与墙壁610的第一点位间隔开第二距离d2的墙壁的第二点位。

另外，当完成第四行进M4时，清扫机100主体的一个表面再次与墙壁610接触。

此时，主体与墙壁610的第二部分S2接触，并可以对所述第二部分S2进行清洁。类似于第一部分S1，第二部分S2可以对应于完成第四行进M4之后清扫机100的吸入部120与墙壁610接触的部分。

另一方面，第一部分S1与第二部分S2可以重叠第三距离d3。

即，为了使未清洁区域最少，控制部1800可以控制驱动部1300，使得清扫机100的吸入部120接触第二部分S2，所示第二部分S2包括与已经清洁的第一部分S1部分重叠的区域。

另外，控制部1800可以可变地设置墙壁610的第一部分S1与第二部分S2彼此重叠的区域的大小，所述第一部分S1是主体的吸入部第一次接触的墙壁610部分，所述第二部分S2是墙壁610的第二次接触的部分。

在一实施例中，控制部1800可以基于清扫机100的行进模式来设置第一部分S1与第二部分S2重叠的区域的大小。换句话说，控制部1800可以基于清扫机100的行进模式来设置墙壁610的第一点位与第二点位之间的距离，或者设置清扫机100的第一位置P1与第三位置P3之间的距离。

例如，当设置了用于在相对短的时间内完成清洁的第一行进模式时，控制部1800可以增加第一点位与第二点位之间的距离。然而，由于第一部分S1和第二部分S2被设置成彼此重叠，因此第一点位与第二点位之间的距离被限制在预定的上限值。

在又另一中，当设置了用于提高清洁率的第二行进模式时，控制部1800可以减小第一点位与第二点位之间的距离。然而，第一点位与第二点位之间的距离被设置为使得第一部分S1与第二部分S2彼此重叠的区域小于第一部分S1的一半。

以这种方式，清扫机100的主体前方第一次接触墙壁的第一部分S1与第二次接触墙壁的第二部分S2部分重叠，并且重叠的区域的大小可以根据清扫机100的控制部1800的控制动作可变地设置。

另外，清扫机100的主体前方第一次接触墙壁的第一点位与第二次接触墙壁的第二点位之间的距离可以根据清扫机100的控制部1800的控制动作可变地设置。

此外，当第一点位与第二点位之间的距离改变时，控制部1800可以与此相对应地改变第一距离d1，即向后移动的距离

例如，当第一点位和第二点位之间的相距目标值改变时，控制部1800可以在主体前方第一次接触墙壁610之后，通过第二行进M2来增加第一距离d1，即清扫机100向后移动的距离。

以这种方式，通过可变地设置于第一至第四行进M4有关的控制变量，根据本发明的清扫机100的控制部1800可以在主体前方第二次接触墙壁610时控制驱动部1300，使得相对于墙壁610垂直的方向与主体的行进方向之间的角度包括在预定的角度范围内。

参照图11，示出了图6至图10所示的第一至第四行进M1、M2、M3、M4的流程图。

首先，控制部1800可以控制驱动部1300，使得清扫机100直行直到主体前方接触墙壁610为止(S1101)。

当主体前方接触墙壁610的第一点位时，控制部1800可以使清扫机100向后移动，使得主体前方与墙壁610间隔开第一距离d1(S1102)。

当完成向后移动的控制时，控制部1800可以控制驱动部1300，使得清扫机100的主体原地旋转(S1103)。

当完成旋转控制时，控制部1800可以控制驱动部1300，使得主体前方在与主体前方接触墙壁的第一点位相距第二距离d2的墙壁的第二点位处再次接触所述墙壁(S1104)。

另一方面，在图12和图13中说明根据本发明的自主行进清扫机100的另一实施例。

参照图12，在完成向后新进的控制之后，控制部1800可以控制驱动部1300，使得主体沿着第一弧线M5-1路径和第二弧线M5-2路径移动，从而使主体前方接触墙壁610的第二点位。

即，在主体前方与墙壁610分开第一距离d1之后，控制部1800可以通过执行沿着第一弧线M5-1路径和第二弧线M5-2路径移动的第五行进M5来控制驱动部1300，使得主体前方接触墙壁610的第二点位。

在图13中，以流程图的形式示出了图12所示的实施例。

参照图13，当判断为主体前方接触了墙壁的第一点位时，控制部1800可以使主体从墙壁向后移动第一距离(S1102)。

之后，控制部1800可以使沿着第一弧线M5-1行进(S1301)。

在沿着第一弧线M5-1行进的步骤(S1301)之后，控制部1800可以使清扫机100沿着第二弧线M5-2行进(S1302)。

由此，控制部1800可以控制驱动部1300，直到主体前方主体接触与作为墙壁610的最初接触点的第一点位相距第二距离d2的点处的第二点位为止。

参照图12，控制部1800可以使清扫机的主体沿着S字形的路径从第二点位P2移动到第三点P3。

在一例中，第二弧线M5-2路径的一端可以设定为对应于墙壁610的第二点位。

在另一例中，第一弧线M5-1路径的曲率可以对应于第二弧线M5-2路径的曲率。

图12所示的实施例可以应用于无法执行原地旋转的清扫机100。

另一方面，在图8和图12中说明的行进过程包括在相对于墙壁610垂直的方向上向后移动的第二行进M2。

相反，在图14中，说明一种行进方法，其沿着曲线路径与墙壁610分开，从分开的地点再次沿着曲线路径靠近墙壁610。

参照图14，控制部1800可以执行第六行进M6，所述第六行进M6在主体接触墙壁610时使得清扫机100沿着第一曲线路径与墙壁610分开。

控制部1800在沿着第一曲线路径移动的第六行进M6完成时，控制部1800可以执行使主体沿着第二曲线路径移动的第七行进M7，使得主体前方在与墙壁610的第一点位相距第二距离的墙壁610的第二点位处再次接触所述墙壁。

如图14所示，第二曲线路径可以设定为长于第一曲线路径。即，控制部1800可以将用于使所述主体再次靠近墙壁610的第七行进M7的行进路径设定为比用于使主体与墙壁610分开的第六行进M6的行进路径更长。

另外，第一曲线路径的曲率可以设定为大于第二曲线路径的曲率。即，控制部1800可以将用于使所述主体再次靠近墙壁610的第七行进M7的行进路径的曲率设定为比用于使主体与墙壁610分开的第六行进M6的行进路径的曲率更短。

根据本发明，可以通过在壁表面外周面上执行细致的行进来提高清扫机的性能，从而使清扫机器人能够对清洁区域进行彻底的清洁。

尤其，根据本发明，通过使由Z字形行进无法清洁到的未清洁区域最小，可以提高用户对清扫机的用户的满意度。

Claims (15)

1.一种执行自主行进的清扫机，其特征在于，

包括：

主体；

驱动部，用于使所述主体移动；

吸入部，设置在所述主体的正面；以及

控制部，基于预设的行进模式控制所述驱动部以使所述主体移动，

在按照所述预设的行进模式行进的过程中，如果所述主体的一表面与存在于所述主体的行进方向上的墙壁的第一点位接触，则所述控制部控制所述驱动部以使所述主体从所述墙壁向后行进预设的第一距离，使得所述主体的一表面与所述墙壁分开，

在所述主体完成向后行进时，所述控制部控制所述驱动部以使所述主体的正面再次接触与第一点位隔开第二距离的第二点位，

所述第一点位和所述第二点位的预设的基准大小的区域彼此重叠，

所述控制部控制所述驱动部以使所述清扫机经过复数次所述第一点位和所述第二点位重叠的区域来进行清扫。

2.根据权利要求1所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

还包括传感器，所述传感器配置在所述主体的行进方向上，以检测从外部施加的物理力，

所述控制部基于所述传感器的检测结果来判断所述主体与所述墙壁是否接触。

3.根据权利要求2所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部使所述基准大小可变，使得重叠的所述区域的大小随着行进模式可变。

4.根据权利要求2所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部在所述主体从所述墙壁向后行进期间，将向后行进控制为所述主体的行进方向与所述墙壁的壁面的平行状态维持在预设的基准时间以上。

5.根据权利要求4所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

当所述主体完成向后行进时，所述控制部控制驱动部，以使所述主体原地旋转预定的角度，然后使所述主体沿着预设的路径移动。

6.根据权利要求2所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部在所述主体接触所述第一点位之前，基于与所述主体的移动历史有关的信息来设定所述主体的旋转方向。

7.根据权利要求6所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部基于与所述移动历史有关的信息来检测所述墙壁中未清洁的区域，并控制所述驱动部，使得所述主体向检测到的未清洁的区域侧旋转。

8.根据权利要求5所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述预设的路径的一端与所述第二点位对应。

9.根据权利要求2所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

当所述主体和所述墙壁接触时，所述控制部使所述主体沿着第一曲线路径移动以与所述墙壁分开。

10.根据权利要求9所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

当沿着所述第一曲线路径移动的行进完成时，所述控制部控制所述驱动部，以使所述主体的正面和与所述第一点位相距第二距离的第二点位处再次接触。

11.根据权利要求10所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

当沿着所述第一曲线路径移动的行进完成时，所述控制部使所述主体沿着第二曲线路径移动。

12.根据权利要求11所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部将所述第二曲线路径设定为比所述第一曲线路径长。

13.根据权利要求11所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部将所述第一曲线路径的曲率设定为比所述第二曲线路径的曲率大。

14.根据权利要求2所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部基于与所述主体的规格有关的信息来设定所述第一点位与所述第二点位之间的距离，

所述控制部控制所述驱动部，以使所述主体基于设定的距离来移动。

15.根据权利要求2所述的执行自主行进的清扫机，其特征在于，

所述控制部基于所述清扫机的行进模式来设定所述第一点位与所述第二点位之间的距离，

所述控制部控制所述驱动部，以使所述主体基于设定的距离来移动。

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