JP2011233149A - ロボット掃除機、並びにロボット掃除機を用いた遠隔監視システム及びロボット掃除機を用いた遠隔監視方法 - Google Patents

ロボット掃除機、並びにロボット掃除機を用いた遠隔監視システム及びロボット掃除機を用いた遠隔監視方法 Download PDF

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Abstract

【課題】掃除又は走行時に作成した掃除地図を提供し、特定の位置又は領域の監視画像を提供するロボット掃除機を備えることにより、掃除地図上の特定の位置又は領域にロボット掃除機を移動させたり、該当領域の掃除を行わせたりするように制御することができ、該当領域の監視画像を提供することにより、遠隔監視効率及びシステムの運用効率を向上させ、ユーザの利便性を向上させることができるロボット掃除機、並びにそれを用いた遠隔監視システム及びその遠隔監視方法を提供する。
【解決手段】ロボット掃除機100は、掃除領域を撮影して監視画像を生成する少なくとも1つの監視カメラ110と、ロボット掃除機100を駆動し、掃除領域を探索して掃除地図を作成する制御ユニット130と、監視画像及び掃除地図を外部装置に送信し、外部装置から制御命令を受信する通信サーバ120と、を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、掃除情報や遠隔監視情報を提供するロボット掃除機、並びに前記ロボット掃除機の制御と遠隔監視を行う遠隔監視システム及びその遠隔監視方法に関する。
一般に、ロボットは、産業用に開発されて工場自動化の一部を担当してきた。近年、ロボットを応用した分野がさらに拡大しており、医療用ロボット、宇宙航空ロボットなどが開発され、一般家庭で使用できる家庭用ロボットも製作されている。
前記家庭用ロボットの代表的な例がロボット掃除機であって、所定の領域を自走しながら周辺の塵埃や異物を吸入して掃除する家電機器の一種である。一般に、このようなロボット掃除機は、充電可能なバッテリを備え、走行中に障害物を避けるための障害物センサを備えることにより、自走しながら掃除を行う。
最近、前記ロボット掃除機を用いた応用技術が開発されているが、その中の1つがロボット掃除機を用いた遠隔モニタリング技術である。ロボット掃除機を用いた遠隔監視システムは、ホームネットワークシステムなどの強力な通信インフラの構築、データ伝送のための別途のネットワーク装置、サーバなどを必要とする。
本発明は、掃除領域を探索して作成した掃除地図及び監視画像を提供するロボット掃除機を提供することを一つの目的とする。
本発明は、ロボット掃除機が掃除又は走行中に作成して提供した掃除地図に基づいてロボット掃除機を制御し、特定の位置又は領域の遠隔監視を行うことのできるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムを提供することを他の目的とする。
本発明は、遠隔監視のためのサーバを内蔵することにより、別途の装置を室内に設置することなく遠隔監視画像を提供するロボット掃除機を提供することをさらに他の目的とする。
本発明は、ホームネットワークシステムや中継サーバを構築することなく、遠隔地で家庭内のロボット掃除機を用いて遠隔監視を行い、ロボット掃除機を制御することのできる遠隔監視システムを提供することをさらに他の目的とする。
本発明の一実施形態によるロボット掃除機は、掃除領域を撮影して監視画像を生成する少なくとも1つの監視カメラと、ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して掃除地図を作成する制御ユニットと、前記監視画像及び前記掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する通信サーバとを有する。また、前記ロボット掃除機は、前記外部装置の接続を許可又は遮断する認証ユニットをさらに有する。
本発明の一実施形態による遠隔監視システムは、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成するロボット掃除機と、前記ロボット掃除機に接続して、前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置とを有する。
本発明の他の実施形態による遠隔監視システムは、前記ロボット掃除機と前記無線端末装置との間に接続されるか、又は前記ロボット掃除機と外部ネットワーク網との間に接続される無線接続装置をさらに有する。
本発明の一実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視方法は、掃除領域を探索して掃除地図を作成するロボット掃除機と、前記ロボット掃除機に接続して、前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置とを有するロボット掃除機を用いた遠隔監視システムにおいて、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する段階と、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して前記掃除地図を作成する段階と、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続する段階と、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続すると、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信する段階とを有する。
本発明の実施形態によるロボット掃除機は、掃除又は走行時に作成した掃除地図を提供し、特定の位置又は領域の監視画像を提供することにより、遠隔監視効率を向上させ、ユーザの利便性を向上させる。
本発明の実施形態によれば、掃除地図上の特定の位置又は領域にロボット掃除機を移動させたり、該当領域の掃除を行わせたりするように制御することができる。また、本発明の実施形態によれば、ロボット掃除機から該当領域の監視画像を提供することにより、システムの運用効率を向上させる。
本発明の実施形態によるロボット掃除機は、遠隔監視のためのサーバを内蔵して遠隔監視画像を提供することにより、遠隔監視システムの装置構成を最小限に抑え、設置及び運営上の問題を簡素化する。
本発明の実施形態によれば、ユーザなどは遠隔地で無線端末装置によりロボット掃除機に接続して家の内部を遠隔監視することができる。本発明の実施形態によれば、無線接続装置を備えることにより、近距離通信ネットワーク(Local Area Network)だけでなく、遠距離通信ネットワーク(Wide Area Network)を用いた無線端末装置にも遠隔監視画像を提供することができる。
本発明の実施形態によれば、遠隔地で無線端末装置によりロボット掃除機を制御し、ロボット掃除機の状態確認及び情報収集を行うことができる。本発明の実施形態によれば、遠隔監視と共に、位置の認識及び補正を正確に行わせることにより、システムを簡素化し、ユーザの利便性を向上させる。
本発明の実施形態によるロボット掃除機の一例の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態による遠隔監視システムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態によるロボット掃除機の構成を示すブロック図である。 本発明による無線端末装置の一例の構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態によるロボット掃除機の構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態による遠隔監視システム(近距離通信ネットワークを介して接続された形態)の構成を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システム(遠距離通信ネットワークを介して接続された形態)の構成を示す図である。 本発明による無線端末装置においてロボット掃除機を掃除モードで制御する動作を説明するためのユーザインタフェース画面の一例を示す図である。 本発明による無線端末装置においてロボット掃除機をセキュリティモードで制御する動作を説明するためのユーザインタフェース画面の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視方法を示す図である。 本発明の他の実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視方法を示す図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図3に示すように、本発明の一実施形態によるロボット掃除機は、少なくとも1つの監視カメラ110と、制御ユニット130と、通信サーバ120とを含む。
少なくとも1つの監視カメラ110は、掃除領域を撮影して監視画像を生成する。監視カメラ110は、図1に示すように、一般的にロボット掃除機の正面又は側面に設置される。もちろん、監視カメラ110は、必要に応じてロボット掃除機の上部に設置されてもよい。監視カメラ110は、走行中又は掃除中に掃除領域を撮影する。ロボット掃除機が複数のカメラを備える場合、複数のカメラは、ロボット掃除機の側面に所定の距離又は所定の角度で形成してもよい。ロボット掃除機は、監視カメラ110に連結されて被写体にピントを合わせるレンズと、前記カメラを調節するカメラ調節部と、前記レンズを調節するレンズ調節部とをさらに含んでもよい。ロボット掃除機は、複数の監視カメラ110と共に、マルチプレクサ(図示せず)を備えてもよい。ここで、前記マルチプレクサは、制御ユニット130の駆動信号によって複数の監視カメラ110で生成された監視画像のいずれか1つの画像を選択して出力する。
通信サーバ120は、監視画像及び掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する。通信サーバ120は、接続された外部装置に前記監視画像をストリーミング配信する。ここで、通信サーバ120は、前記外部装置の要求に応じて前記監視画像を送信する。すなわち、通信サーバ120は、前記外部装置がロボット掃除機に接続したことを確認し、前記監視画像を送信する。他の例として、通信サーバ120は、監視カメラ110により撮影された周辺の画像を外部装置に送信するように、常に待機状態にあってもよい。また、通信サーバ120は、前記外部装置から制御命令を受信した制御命令を制御ユニット130に伝達する。ここで、前記制御命令は、ロボット掃除機を駆動制御する命令、又は画像検出ユニット110を制御する命令である。前記制御命令は、例えばロボット掃除機の状態情報、保存又は検出された各種情報を確認する命令、各ユニットを駆動する命令などである。通信サーバ120は、後述するアクセスポイント(Access Point;AP)などの無線接続装置と接続される無線接続モジュール、例えばWi−Fiモジュールを含んでもよい。
制御ユニット130は、ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して掃除地図を作成する。制御ユニット130は、内蔵された自体のアルゴリズムや、後述する保存ユニットに保存されたプログラム、入力ユニットにより入力されるユーザ命令に基づいて、ロボット掃除機の動作を制御する。制御ユニット130は、監視カメラ110の動作を制御し、通信サーバ120を介して外部装置に掃除地図及び監視画像を送信する動作に関与する。また、制御ユニット130は、外部装置から受信した制御命令に基づいて、監視カメラ110や後述する各ユニットを駆動する。通信サーバ120は、接続された外部装置に制御ユニット130が作成した掃除地図を送信する。また、通信サーバ120は、掃除済み領域、未掃除領域、掃除パターン、掃除不可領域、掃除状態などの情報を外部装置に送信する。
以下、制御ユニット130が上方カメラにより撮影した上方画像から特徴点を抽出して掃除地図を作成する動作を説明する。
制御ユニット130は、例えば天井を含む上方領域に存在する蛍光灯、インテリア装飾などの標識を利用して特徴点を抽出する。特徴点を抽出する動作は上方領域を1回撮影して行ってもよいが、説明の便宜上、移動中に上方領域を2回撮影して特徴点を抽出する動作を説明する。まず、ロボット掃除機は、移動しながら第1時間と第2時間に天井を含む上方に位置する複数のマーク、例えば天井に位置する第1マークと天井又はその他の地点に位置する第2マークの2つのマークを上方カメラによりそれぞれ撮影する。ここで、第1時間に撮影された画像信号での第1マークと第2マークは、第1特徴点と第2特徴点として示され、第2時間に撮影された画像信号での第1マークと第2マークは、第3特徴点と第4特徴点として示される。制御ユニット130は、第1マークの特徴点である第1特徴点と第3特徴点、第2マークの特徴点である第2特徴点と第4特徴点をそれぞれマッチングして比較することでマークの移動距離を算出する。すなわち、第1時間と第2時間に撮影された画像情報の特徴点を比較して、第1特徴点と第3特徴点に基づいた第1マークの移動距離、第2特徴点と第4特徴点に基づいた第2マークの移動距離を算出する。ここで、ロボット掃除機の移動による第1マーク及び第2マークの移動距離は一定であり、ロボット掃除機の実際の移動距離と同一である。しかし、撮影された画像情報の特徴点の移動距離は異なる。ロボット掃除機とマークの距離が遠いほど、マークの特徴点の移動距離は短くなるのに対して、ロボット掃除機とマークの距離が近いほど、すなわち天井より低い壁面に位置するほど、特徴点の移動距離の差が大きくなる。よって、制御ユニット130は、ロボット掃除機の移動による特徴点の移動比率が所定の比率以上の場合、不要な特徴点であると判断して除去する。また、制御ユニット130は、ロボット掃除機から天井に位置する第1マークまでの距離を利用して、天井又はその他の地点に位置する第2マークの高さを算出し、算出された高さが基準高さ以下の場合、不要な特徴点であると判断して除去する。ここで、実際の移動距離は同一であり、第1マークの高さは天井の高さであるので、第2マークの高さを算出することができる。また、撮影された画像の中心部分に位置する特徴点は天井に位置すると判断し、中心部分に位置する特徴点を基準に特徴点の高さを算出する。次に、制御ユニット130は、自己位置推定と地図作成とを同時に行うこと(Simultaneous Localization and Mapping;SLAM)により位置認識及び掃除地図の作成を同時に行う。前記特徴点を抽出する動作は一例に過ぎず、前記特徴点を抽出する動作のアルゴリズムや、位置認識及び掃除地図の作成を行うアルゴリズムは、ロボット掃除機が置かれた環境、ロボット掃除機の構成などによって異なる。
図3を参照すると、前記ロボット掃除機は、前記監視画像を圧縮する画像処理ユニット140をさらに含む。画像処理ユニット140は、インターリーブされたオーディオ/ビデオファイル形式(Audio Video Interleaved;AVI)、アドバンストストリーミング形式(Advanced Streaming Format;ASF)などの圧縮技術を用いて、画像検出ユニット110から出力された監視画像を圧縮する。特に、画像処理ユニット140はMPEGエンコーダでもよい。
図3を参照すると、前記ロボット掃除機は、前記外部装置の接続を許可又は遮断する認証ユニット150をさらに含む。認証ユニット150は、認証サーバの形で備えてもよい。認証ユニット150は、前記外部装置に関する認証情報、例えば電話番号、ユーザID、パスワード、アドレスなど、前記外部装置を識別できる情報を保存することができる。他の例として、後述するようにロボット掃除機が保存ユニットを備えた場合は、保存ユニットに外部装置に関する認証情報を保存することができる。この場合、認証ユニット150は、外部装置が認証又は接続を要求すると、前記保存ユニットから外部装置に関する情報を読み出し、前記外部装置の認証又は接続を許可する。認証する方法は一般的な技術であるので、これについての詳細な説明は省略する。
図5に示すように、本発明の他の実施形態によるロボット掃除機は、少なくとも1つの監視カメラ110と、制御ユニット130と、通信サーバ120と、障害物検出ユニット160と、位置認識ユニット170とを含む。ここで、前記ロボット掃除機は、障害物及び自己位置に基づいて掃除地図を生成する。
少なくとも1つの監視カメラ110は、掃除領域を撮影して監視画像を生成する。制御ユニット130は、ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して掃除地図を作成する。通信サーバ120は、前記監視画像及び前記掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する。これら構成要素についての説明は上記一実施形態における説明を援用する。
障害物検出ユニット160は、掃除領域内で走行中又は掃除中にロボット掃除機周辺の障害物を検出する。障害物検出ユニット160は、障害物の有無、位置又は大きさなどの障害物情報を制御ユニット130に出力する。障害物検出ユニット160としては、赤外線センサ、超音波センサ、電波(Radio Frequency;RF)センサやバンパなどを使用することができる。制御ユニット130は、障害物検出ユニット160から出力された前記障害物情報に基づいて掃除領域を確認する。
位置認識ユニット170は、少なくとも1つの距離センサを備えて、前記掃除領域内でのロボット掃除機の位置を認識する。位置認識ユニット170としては、速度及び位置を認識する加速度センサ、ロボット掃除機の車輪を駆動するホイールモータに連結されて速度を検出するエンコーダ、ロボット掃除機の回転速度を検出するジャイロセンサのうち、少なくとも1つのセンサを使用することができる。また、位置認識ユニット170として、前記ロボット掃除機の上部に備えられて上方を撮影して上方画像を出力する上方カメラ171を使用することもできる。上方カメラ171を利用した特徴点の抽出及び掃除地図の作成動作は、上記一実施形態によるロボット掃除機の内容を援用する。制御ユニット130は、位置認識ユニット170により認識された位置情報、及び障害物検出ユニット160により検出された障害物情報を利用して、前記掃除地図を作成する。また、制御ユニット130は、前記位置情報及び前記障害物情報を利用して、前記作成した掃除地図を修正、補完する。
図5を参照すると、前記ロボット掃除機は、前記監視画像又は圧縮された監視画像、前記外部装置に関する認証情報、前記障害物に関する情報、前記ロボット掃除機の位置に関する情報、前記掃除地図のうち、少なくとも1つの情報を保存する保存ユニット180をさらに含む。
保存ユニット180は、監視カメラ110により生成された監視画像、及び画像処理ユニット140により圧縮された監視画像に関する情報、前記外部装置、すなわち無線端末装置や無線接続装置に関する認証情報を保存する。また、保存ユニット180は、走行時又は掃除時に障害物検出ユニット160により検出された障害物の位置などの障害物情報、制御ユニット130により作成された掃除地図のうち、少なくとも1つの情報を記憶する。保存ユニット180は、不揮発性メモリ(Non-Volatile Memory;NVM,NVRAM)を主に使用する。ここで、不揮発性メモリは、電源が供給されなくても保存された情報を保持し続ける記憶装置である。不揮発性メモリは、例えばROM、フラッシュメモリ、磁気コンピュータ記憶装置(例えば、ハードディスク、ディスケットドライブ、磁気テープ)、光ディスクドライブ、磁気RAM、PRAMなどを含む。
図5を参照すると、本発明の実施形態によるロボット掃除機は、電源ユニット197と、駆動ユニット195と、入力ユニット191と、出力ユニット193とをさらに含んでもよい。
電源ユニット197は、充電可能な電源供給手段を備えて、ロボット掃除機に電源を供給する。電源ユニット197は、ロボット掃除機の走行及び掃除のための動作電源を供給し、電源残量が不足すると充電台から充電電流の供給を受けて充電される。
駆動ユニット195は、車輪を駆動してロボット掃除機を走行させる。駆動ユニット195は、複数の主車輪と少なくとも1つの補助車輪とを含む複数の車輪に連結される。また、駆動ユニット195は、前記車輪を回転させる所定のホイールモータを備え、前記ホイールモータを駆動することによりロボット掃除機を走行させる。
入力ユニット191は、少なくとも1つの入力ボタンを備えて、直接制御命令の入力を受ける。ユーザなどは、入力ユニット191により、前記ロボット掃除機に直接制御命令を入力することができる。また、ユーザなどは、入力ユニット191により、保存ユニット180に保存されている情報の少なくとも1つの情報を出力させる命令を入力することができる。前記入力ボタンは、例えば監視画像に関する情報、外部装置に関する認証情報、障害物の位置やロボット掃除機の位置などの位置情報、掃除領域又は掃除地図を確認する命令を入力するための確認ボタン、設定する命令を入力するための設定ボタン、再設定する命令を入力するための再設定ボタン、削除する命令を入力するための削除ボタン、掃除を開始する命令を入力するためのスタートボタン、掃除を終了する命令を入力するためのストップボタンなどである。
出力ユニット193は、前記監視画像又は圧縮された監視画像、前記外部装置に関する認証情報、前記障害物に関する情報、前記ロボット掃除機の位置に関する情報、前記掃除地図のうち、少なくとも1つの情報を出力する。出力ユニット193は、保存ユニット180に保存されている監視画像に関する情報、外部装置に関する情報、障害物に関する情報、掃除領域に関する情報、障害物検出ユニット160により検出された情報、位置認識ユニット170により認識された情報、制御ユニット130により作成された掃除地図などを出力する。出力ユニット193は、ロボット掃除機を構成する各ユニットの現在の状態や現在の掃除状態などの状態情報をさらに表示することができる。出力ユニット193は、発光ダイオード(Light Emitting Diode;LED)、液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)、プラズマディスプレイ(Plasma Display Panel;PDP)、有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diode;OLED)のうち、いずれか1つの素子で形成してもよい。ここで、入力ユニット191と出力ユニット193は、入力と出力のどちらも可能なタッチスクリーンタイプにしてもよい。
前記ロボット掃除機は、掃除ユニット(図示せず)をさらに含んでもよい。前記掃除ユニットは、空気を吸入する所定の吸入モータと、塵埃を凝集する手段とを備えて、周辺の塵埃や異物を吸入する。
図2に示すように、本発明の一実施形態による遠隔監視システムは、ロボット掃除機100と無線端末装置200とを含む。ロボット掃除機100は、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する。無線端末装置200は、ロボット掃除機100に接続してロボット掃除機100から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、ロボット掃除機100に制御命令を送信する。ここで、無線端末装置200は、コンピュータ200a、スマートテレビ200b、携帯電話200c、スマートフォンなどの無線通信が可能な装置のうち、少なくとも1つの装置を含む。以下、ロボット掃除機についての説明は図3又は図5の説明を援用する。
前記制御命令は、ズームイン/ズームアウトやティルトなどの前記監視カメラに対する制御命令、選択命令、及びロボット掃除機100に対する制御命令のうち、少なくとも1つの命令である。ここで、ロボット掃除機100に対する制御命令は、ロボット掃除機100の状態情報、保存又は検出された各種情報を確認する命令、各ユニットを駆動する命令などである。また、無線端末装置200は、ロボット掃除機100から受信した掃除地図を表示して掃除済み領域、未掃除領域などを確認し、前記掃除地図から所望の位置又は領域を選択してロボット掃除機100を該当位置又は領域に移動させたり、該当位置又は領域の監視画像を要求したりする制御命令を生成してロボット掃除機100に送信する。
図4に示すように、無線端末装置200は、保存モジュール210と、制御モジュール230と、通信モジュール220とを含む。保存モジュール210は、遠隔監視プログラムを保存する。制御モジュール230は、前記遠隔監視プログラムを実行し、前記制御命令を生成する。通信モジュール220は、前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に前記制御命令を送信する。また、無線端末装置200は、前記掃除地図又は前記監視画像を表示し、前記制御命令が入力されるユーザインタフェースモジュール240をさらに含む。
図2において、無線端末装置200は、ロボット掃除機100内の通信サーバ120とWi−Fiダイレクトで直接接続されてデータを送受信する。無線端末装置200の通信モジュール220は、通信サーバ120と接続され、通信サーバ120から掃除地図又は監視画像を受信する。また、通信モジュール220は、制御モジュール230で生成された制御命令を通信サーバ120に送信する。まず、無線端末装置200は、ロボット掃除機100に接続し、その後ロボット掃除機100に前記掃除地図又は前記監視画像を要求して受信する。図2は、無線端末装置200とロボット掃除機100がアドホックネットワークで接続された形態を示す。無線端末装置200は、ロボット掃除機100が送信した掃除地図又は監視画像をユーザインタフェースモジュール240によりユーザなどに提供する。ロボット掃除機100が認証ユニット160を備えた場合は、まず、無線端末装置200の通信モジュール220が認証ユニット160にロボット掃除機100への接続、認証を要求する。認証ユニット160は、無線端末装置200に関する情報を比較、判断して接続を許可する。接続が許可されると(認証されると)、無線端末装置200は、ロボット掃除機100に掃除地図の送信を要求する。通信モジュール220が前記掃除地図を受信すると、ユーザインタフェースモジュール240は前記掃除地図を表示する。ユーザなどは、ユーザインタフェースモジュール240に表示された掃除地図に基づいて、掃除済み領域、未掃除領域などを確認する。また、ユーザなどは、前記掃除地図に基づいて、所望の位置又は領域にロボット掃除機100を移動させる命令、或いは該当位置又は領域を掃除させる命令をユーザインタフェースモジュール240により入力する。ユーザなどが前記掃除地図から特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置200は、これに対応する監視画像を表示する。また、ユーザなどが特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置200は、該当位置又は領域の監視画像を要求する命令を生成する。制御モジュール230は、前記ユーザの命令が入力されると、ロボット掃除機100に対する制御命令、状態確認命令、監視カメラに対する制御命令などの制御命令を生成する。通信モジュール220は、通信サーバ120に前記制御命令を送信する。
図8及び図9は、無線端末装置200によりロボット掃除機100を制御するためのユーザインタフェース画面の例を示す図である。無線端末装置200上でロボット掃除機100を用いてロボット掃除機100が位置する室内をモニタリングするか又は掃除を行わせようとする場合は、まず、保存モジュール210に保存された遠隔監視プログラムを実行する。図8及び図9は、セキュリティモードと、掃除モードと、情報を確認できる情報確認モードとを備えた遠隔監視プログラムを実行した画面を示す。図8を参照すると、無線端末装置200は、掃除モードでロボット掃除機100から受信した掃除地図をユーザインタフェースモジュール240上に表示する。ユーザインタフェースモジュール240は、スタート、ストップ、充電、掃除パターン設定などの複数のボタンを備えて、ユーザなどからロボット掃除機100を制御する命令の入力を受ける。ユーザなどが前記表示された掃除地図上の特定の位置又は領域の監視画像を見ようとする場合は、図9に示すように、無線端末装置200のモードをセキュリティモードに移行する。ユーザなどが前記掃除地図から特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置200は、これに対応する監視画像を表示する。また、ユーザなどが特定の位置又は領域を選択すると、無線端末装置200は、該当位置又は領域の監視画像を要求する命令を生成する。無線端末装置200がユーザなどの所望する特定の位置又は領域の監視画像をロボット掃除機100に要求すると、ロボット掃除機100は、該当位置又は領域の監視画像を無線端末装置200に送信する。このとき、ロボット掃除機100が該当位置にいなければ、該当位置に移動して該当位置の監視画像を生成して送信する。図9に示すように、無線端末装置200は、ユーザインタフェースモジュール240により監視カメラを制御する命令の入力を受ける。
図6に示すように、本発明の他の実施形態による遠隔監視システムは、ロボット掃除機100と無線端末装置200とを含み、無線端末装置200は、無線接続装置300を介してロボット掃除機100に接続される。ロボット掃除機100は、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する。無線端末装置200は、ロボット掃除機100に接続してロボット掃除機100から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、ロボット掃除機100に制御命令を送信する。ここで、無線端末装置200は、コンピュータ200a、200d、スマートテレビ200b、200e、携帯電話200c、200f、スマートフォンなどの無線通信が可能な装置のうち、少なくとも1つの装置を含む。無線接続装置300は、ロボット掃除機100と無線端末装置200を接続するAPなどの装置である。以下、ロボット掃除機についての説明は図3又は図5の説明を援用する。
図6は、無線端末装置200とロボット掃除機100が近距離通信ネットワークで接続された形態を示す。つまり、無線端末装置200は、無線通信モジュール、例えばWi−Fiモジュールを搭載する。無線端末装置200は、データ伝送のためのサーバを備えることなく、無線接続装置300を介してロボット掃除機100の通信サーバ120や認証ユニット160に接続される。無線端末装置200は、無線接続装置300を介してロボット掃除機100に接続されて、監視画像や掃除地図を受信し、制御命令を送信する。本発明の他の実施形態による遠隔監視システムにおける無線端末装置の詳細構成についての説明と動作例は、上記一実施形態による遠隔監視システムにおける図4、図8及び図9の説明を援用する。
図7に示すように、本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システムは、掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成するロボット掃除機100と、ロボット掃除機100に接続してロボット掃除機100から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、ロボット掃除機100に制御命令を送信する無線端末装置200とを含み、無線端末装置200は、通信業者などが提供するネットワーク網を介してロボット掃除機100に接続される。本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システムは、必要に応じて無線接続装置300をさらに含んでもよい。ここで、無線端末装置200は、コンピュータ200a、200d、200g、スマートテレビ200b、200e、200h、携帯電話200c、200f、200i、200j、スマートフォンなどの無線通信が可能な装置のうち、少なくとも1つの装置を含む。無線接続装置300は、ロボット掃除機100と無線端末装置200を接続するAPなどの装置である。以下、ロボット掃除機についての説明は図3又は図5の説明を援用する。
図7は、無線端末装置200とロボット掃除機100が遠距離通信ネットワークで接続された形態を示す。図7を参照すると、無線端末装置200は、移動通信モジュール、無線通信モジュール、モデムなどの公衆ネットワークにアクセス可能なチャネルを備える。つまり、無線端末装置200は、通信業者が提供するチャネル、又は無線接続装置300A、300Bを介してネットワーク網に接続される。無線端末装置200は、接続されたネットワーク網を介してロボット掃除機100に接続されて、ユーザインタフェースモジュールにより監視画像を提供するなどの遠隔監視動作を行ったり、掃除地図を表示する。無線端末装置200は、所望の位置又は領域への移動又は掃除を行わせるために、ロボット掃除機100に制御命令を送信してロボット掃除機100を制御する。本発明のさらに他の実施形態による遠隔監視システムにおける無線端末装置の詳細構成についての説明と動作例は、上記一実施形態による遠隔監視システムにおける図4、図8及び図9の説明を援用する。
以下、図10及び図11を参照して本発明によるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムの遠隔監視方法を説明する。
図10に示すように、本発明の一実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムの遠隔監視方法は、ロボット掃除機が監視カメラにより掃除領域を撮影して監視画像を生成するステップ(S110)と、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して掃除地図を作成するステップ(S120)と、無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップと、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続すると、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信するステップ(S144)とを含む。ここで、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップは、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に認証を要求するステップ(S141)と、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置を認証するか否かを判断するステップ(図示せず)と、その判断に基づいて、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置の接続を許可するステップ(S142)とを含む。
前記遠隔監視方法は、前記ロボット掃除機が前記監視画像を圧縮するステップ(S111)と、前記監視画像もしくは圧縮された監視画像、又は前記掃除地図を保存するステップ(S130)とをさらに含んでもよい。
前記遠隔監視方法は、前記無線端末装置が前記掃除地図を表示するステップ(S150)と、特定の位置又は領域が選択されると、前記無線端末装置が該当位置又は領域の監視画像を表示するステップ(S151)とをさらに含む。また、前記遠隔監視方法は、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に対する制御命令を生成するステップ(S160)と、前記無線端末装置が前記制御命令を前記ロボット掃除機に送信するステップ(S161)とをさらに含む。
ロボット掃除機100は、監視カメラ110により周辺を撮影して監視画像を取得する(S110)。画像処理ユニット140は、前記監視画像を圧縮技術を用いて圧縮し(S111)、保存ユニット180は、前記監視画像もしくは圧縮された監視画像を保存する(S130)。また、ロボット掃除機100は、掃除領域を探索して掃除地図を作成する(S120)。無線端末装置200は、保存モジュール210に保存された遠隔監視プログラムを実行し、通信サーバ120を介して又は直接、認証ユニット150に無線端末装置200の認証を要求する(S141)。認証ユニット150は、自体に保存されているデータベース、又は保存ユニット180に保存されている外部装置、すなわち無線端末装置200に関する情報を利用して認証を許可する(S142)。ロボット掃除機100に接続された無線端末装置200は、掃除地図及び監視画像の送信を別に要求するか、又は接続と同時に要求し、ロボット掃除機100から掃除地図及び監視画像を受信する(S144)。無線端末装置200は、ユーザインタフェースモジュール240により受信した掃除地図を表示する(S150)。また、無線端末装置200は、ユーザなどが所望する特定の位置又は領域の監視画像を表示する(S151)。ユーザなどから、ロボット掃除機100を制御する、又は監視画像画面を操作するなどの制御命令が入力される(S160)。無線端末装置200は、ユーザなどから入力された制御命令、又は自体が生成した制御命令を通信モジュール220により通信サーバ120に送信する。制御ユニット130は、前記制御命令に基づいて、ロボット掃除機100を制御したり、各ユニットの動作を制御したりする(S170)。ここで、前記制御命令は、ズームイン/ズームアウトやティルトなどの前記監視カメラに対する制御命令、選択命令、及びロボット掃除機100に対する制御命令のうち、少なくとも1つの命令である。ここで、ロボット掃除機100に対する制御命令は、ロボット掃除機100の状態情報、保存又は検出された各種情報を確認する命令、各ユニットを駆動する命令などである。また、前記制御命令は、前記掃除地図から所望の位置又は領域を選択してロボット掃除機100を該当位置又は領域に移動させたり、該当位置又は領域の監視画像を要求したりする制御命令を意味する。
図11に示すように、本発明の他の実施形態によるロボット掃除機を用いた遠隔監視システムの遠隔監視方法は、ロボット掃除機が監視カメラにより掃除領域を撮影して監視画像を生成するステップ(S210)と、前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して掃除地図を作成するステップ(S220)と、無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップと、前記ロボット掃除機に接続した無線端末装置が前記監視画像及び前記掃除地図の送信を要求すると(S243)、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信するステップ(S244)とを含む。ここで、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続するステップは、前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に認証を要求するステップ(S241)と、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置を認証するか否かを判断するステップ(図示せず)と、その判断に基づいて、前記ロボット掃除機が前記無線端末装置の接続を許可するステップ(S242)とを含む。
ロボット掃除機100は、監視カメラ110により周辺を撮影して監視画像を取得する(S210)。画像処理ユニット140は、前記監視画像を圧縮技術を用いて圧縮し、保存ユニット180は、前記監視画像もしくは圧縮された監視画像を保存する(S230)。また、ロボット掃除機100は、掃除領域を探索して掃除地図を作成する(S220)。無線端末装置200は、保存モジュール210に保存された遠隔監視プログラムを実行し、通信サーバ120を介して又は直接、認証ユニット150に無線端末装置200の認証を要求する(S241)。認証ユニット150は、自体に保存されているデータベース、又は保存ユニット180に保存されている外部装置、すなわち無線端末装置200に関する情報を利用して認証を許可する(S242)。ロボット掃除機100に接続された無線端末装置200は、掃除地図及び監視画像の送信を別に要求するか、又は接続と同時に要求し、ロボット掃除機100から掃除地図及び監視画像を受信する(S243、S244)。無線端末装置200は、ユーザインタフェースモジュール240により受信した掃除地図を表示する(S250)。その後、ユーザなどから特定の位置又は領域を選択する命令を受信すると(S251)、無線端末装置200は、該当位置又は領域の監視画像を要求する制御命令をロボット掃除機100に送信する(S252)。無線端末装置200が該当位置又は領域の監視画像を予め受信した場合は、選択と同時に表示を行うことができる。無線端末装置200がユーザなどの所望する特定の位置又は領域の監視画像をロボット掃除機100に要求すると(S252)、ロボット掃除機100は、該当位置又は領域の監視画像を無線端末装置200に送信する(S262)。このとき、ロボット掃除機100が該当位置にいなければ、該当位置に移動して該当位置の監視画像を生成して送信する(S260、S261)。無線端末装置200は、該当位置又は領域の監視画像をユーザインタフェースモジュール240により表示する(S270)。無線端末装置200は、ユーザなどから入力された制御命令、又は自体が生成した制御命令を通信モジュール220により通信サーバ120に送信する(S281)。制御ユニット130は、前記制御命令に基づいて、ロボット掃除機100を制御したり、各ユニットの動作を制御したりする(S290)。
以上のように、本発明の実施形態によるロボット掃除機、並びにそれを用いた遠隔監視システム及びその遠隔監視方法は、掃除又は走行時に作成した掃除地図を提供し、特定の位置又は領域の監視画像を提供するロボット掃除機を備えることにより、掃除地図上の特定の位置又は領域にロボット掃除機を移動させたり、該当領域の掃除を行わせたりするように制御することができる。また、本発明の実施形態によれば、該当領域の監視画像を提供することにより、遠隔監視効率及びシステムの運用効率を向上させ、ユーザの利便性を向上させる。
100 ロボット掃除機
110 監視カメラ
120 通信サーバ
130 制御ユニット
140 画像処理ユニット
150 認証ユニット
160 障害物検出ユニット
170 位置認識ユニット
180 保存ユニット
193 出力ユニット
200 無線端末装置
200a,200d,200g コンピュータ
200b,200e,200h スマートテレビ
200c,200f,200i,200j 携帯電話
210 保存モジュール
220 通信モジュール
230 制御モジュール
240 ユーザインタフェースモジュール
300 無線接続装置

Claims (20)

  1. 掃除領域を撮影して監視画像を生成する少なくとも1つの監視カメラと、
    ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して掃除地図を作成する制御ユニットと、
    前記監視画像及び前記掃除地図を外部装置に送信し、前記外部装置から制御命令を受信する通信サーバと、を有するロボット掃除機。
  2. 前記監視画像を圧縮する画像処理ユニットをさらに有する、請求項1に記載のロボット掃除機。
  3. 前記外部装置の接続を許可又は遮断する認証ユニットをさらに有する、請求項1又は2に記載のロボット掃除機。
  4. 前記外部装置は、コンピュータ、スマートテレビ、スマートフォン及び携帯電話を有する無線端末装置、又は外部ネットワーク網と接続される無線接続装置である、請求項3に記載のロボット掃除機。
  5. 周辺の障害物を検出する障害物検出ユニットと、
    少なくとも1つのセンサを備えて、前記ロボット掃除機の位置を認識する位置認識ユニットと、をさらに有し、
    前記制御ユニットは、前記障害物及び前記位置に基づいて前記掃除地図を生成する、請求項4に記載のロボット掃除機。
  6. 前記監視画像、前記障害物に関する情報、前記位置に関する情報、前記外部装置に関する認証情報、前記掃除地図のうち、少なくとも1つの情報を出力する出力ユニットをさらに有する、請求項5に記載のロボット掃除機。
  7. 前記監視画像、前記障害物に関する情報、前記位置に関する情報、前記外部装置に関する認証情報、前記掃除地図のうち、少なくとも1つの情報を保存する保存ユニットをさらに有する、請求項5に記載のロボット掃除機。
  8. 前記制御命令は、前記監視カメラに対する制御命令、又は前記ロボット掃除機に対する制御命令である、請求項1に記載のロボット掃除機。
  9. 掃除領域を探索して掃除地図を作成し、前記掃除領域を撮影して監視画像を生成するロボット掃除機と、
    前記ロボット掃除機に接続して、前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置と、を有する遠隔監視システム。
  10. 前記ロボット掃除機は、
    前記掃除領域を撮影して前記監視画像を生成する少なくとも1つの監視カメラと、
    前記ロボット掃除機を駆動し、前記掃除領域を探索して前記掃除地図を作成する制御ユニットと、
    前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信し、前記無線端末装置から前記制御命令を受信する通信サーバと、を有する、請求項9に記載の遠隔監視システム。
  11. 前記ロボット掃除機は、
    前記監視画像を圧縮する画像処理ユニットをさらに有する、請求項10に記載の遠隔監視システム。
  12. 前記ロボット掃除機は、
    前記無線端末装置の接続を許可又は遮断する認証ユニットをさらに有する、請求項10又は11に記載の遠隔監視システム。
  13. 前記ロボット掃除機は、
    周辺の障害物を検出する障害物検出ユニットと、
    少なくとも1つのセンサを備えて、前記ロボット掃除機の位置を認識する位置認識ユニットと、をさらに有し、
    前記制御ユニットは、前記障害物及び前記位置に基づいて前記掃除地図を生成する、請求項12に記載の遠隔監視システム。
  14. 前記無線端末装置は、
    遠隔監視プログラムを保存する保存モジュールと、
    前記遠隔監視プログラムを実行し、前記制御命令を生成する制御モジュールと、
    前記ロボット掃除機から前記監視画像及び前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に前記制御命令を送信する通信モジュールと、を有する、請求項9に記載の遠隔監視システム。
  15. 前記無線端末装置は、
    前記掃除地図又は前記監視画像を表示し、前記制御命令が入力されるユーザインタフェースモジュールをさらに有する、請求項14に記載の遠隔監視システム。
  16. 前記無線端末装置は、
    前記掃除地図の表示中に、前記掃除地図のうち特定の監視領域に該当する部分が選択されると、該当監視領域に対応する監視画像を表示する、請求項14に記載の遠隔監視システム。
  17. 前記制御命令は、前記監視カメラに対する制御命令、又は前記ロボット掃除機に対する制御命令である、請求項10に記載の遠隔監視システム。
  18. 前記ロボット掃除機と前記無線端末装置との間に接続されるか、又は前記ロボット掃除機と外部ネットワーク網との間に接続される無線接続装置をさらに有する、請求項9に記載の遠隔監視システム。
  19. 掃除領域を探索して掃除地図を作成するロボット掃除機と、前記ロボット掃除機に接続して、前記掃除地図を受信し、前記ロボット掃除機に制御命令を送信する無線端末装置と、を有するロボット掃除機を用いた遠隔監視システムにおいて、
    前記ロボット掃除機が前記掃除領域を撮影して監視画像を生成する段階と、
    前記ロボット掃除機が前記掃除領域を探索して前記掃除地図を作成する段階と、
    前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続する段階と、
    前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に接続すると、前記ロボット掃除機が前記監視画像及び前記掃除地図を前記無線端末装置に送信する段階と、を有する遠隔監視システムの遠隔監視方法。
  20. 前記無線端末装置が前記ロボット掃除機に前記監視画像及び前記掃除地図の送信を要求する段階をさらに有する、請求項19に記載の遠隔監視システムの遠隔監視方法。
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