KR100556790B1

KR100556790B1 - 로봇청소기의 청소영역 주행장치 및 방법

Info

Publication number: KR100556790B1
Application number: KR1020030094948A
Authority: KR
Inventors: 전형신
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2006-03-10
Also published as: KR20050063537A

Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치 및 방법에 관한 것으로, 로봇 청소기의 청소 영역 주행시, 그 로봇 청소기가 장애물과 충돌하면 그 충돌횟수에 따라, 랜덤방식에 의해 생성되는 각도 또는 입사각에 따른 반사각을 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 회전시킴으로써, 일정 청소영역에 대하여 로봇 청소기를 균일하게 주행시켜 청소 효율을 향상시키도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지수단과; 상기 장애물 감지수단에 의해 장애물이 감지되면, 그 장애물 감지 회수를 충돌회수로 카운팅하는 카운터와; 상기 카운터의 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇청소기를 랜덤 각도 또는 일정 각도로 회전시키도록 제어하는 제어수단을 포함하여 구성한다.

Description

로봇청소기의 청소영역 주행장치 및 방법{CLEAN REGION NAVIGATION APPARATUS AND METHOD FOR ROBOT CLEANER}

도1은 종래 로봇청소기의 청소 영역 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 로봇 청소기의 청소영역 주행방법에 대한 동작흐름도.

도3은 종래 로봇 청소기의 청소영역 주행방법을 적용하여 청소영역을 주행한모습을 보인 예시도.

도4는 본 발명 로봇 청소기의 청소영역 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도5는 본 발명 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치를 적용하여 청소영역을 주행한 모습을 보인 예시도.

도6은 본 발명 로봇 청소기의 청소영역 주행방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

10:장애물 감지부 20:제어부

30:좌륜모터구동부 40:우륜모터구동부

50:좌륜모터 60:우륜모터

70:카운터

본 발명은 로봇청소기의 청소영역 주행장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 청소영역 주행시, 로봇 청소기가 장애물과 충돌하는 경우에, 그 로봇 청소기의 충돌횟수에 따라, 랜덤방식에 의해 생성되는 각도 또는 입사각에 따른 반사각을 회전각도로 적용하여 로봇 청소기를 회전시킴으로써, 일정한 청소영역을 로봇 청소기가 균일하게 주행할 수 있도록 한 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 로봇청소기의 대표적인 예인, 로봇청소기는 사용자의 조작 없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로써, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기를 말한다.

이러한 로봇청소기는 내장된 프로그램에 따라 미리 설정된 청소경로를 주행하면서 청소동작을 수행하도록 되어 있는데, 이와 같이 기설정된 청소 경로를 자동적으로 주행하면서 청소동작을 수행하기 위해서는 로봇청소기의 위치와 주행거리 및 장애물등을 감지하기 위해 많은 수의 센서들이 사용된다.

예를 들어, 로봇 청소기의 정확한 방향전환을 감지하기 위한 자이로센서와, 바퀴의 회전수를 감지하여 주행거리를 판단하기 위한 엔코더와, 목표물과의 거리를 감지하기 위한 초음파 센서 및 장애물을 감지하기 위한 적외선 센서등의 수 많은 센서들이 로봇 청소기에 부착 설치되어 있다.

그러나, 이러한 로봇 청소기는, 설정된 청소 경로를 정확하게 주행하여 청소 를 수행하기 위해 수많은 고가의 센서들이 설치되기 때문에 내부 구조가 복잡해지고 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 랜덤 방식에 의해 임의의 청소경로를 주행하여 청소를 수행하는 로봇 청소기가 개발되었는데, 이를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도1에 도시된 바와같이, 로봇 청소기가 일정 영역을 직진하다가, 충돌이 발생하면 그 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(1)와; 상기 장애물 감지부(1)에서 출력되는 신호에 의해, 로봇 청소기의 주행을 정지시킨 다음, 랜덤 방식으로 랜덤 각도를 생성하고, 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 로봇 청소기를 회전시키는 제어부(2)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(5)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(3)와; 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해, 우륜 모터(6)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(4)를 포함하여 구성한다.

도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도이다.

도2에 도시된 바와같이, 사용자에 의해, 청소명령이 발생하면 로봇 청소기를 직진시키면서, 장애물이 감지되는지를 판단하는 과정(SP1~SP3)과; 상기 판단결과, 장애물이 감지되면 로봇 청소기를 정지시킨후, 랜덤 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하는 과정(SP4)과; 상기 단계에서 생성된 랜덤각도를 회전각도로 하여, 로봇 청소기를 회전시키는 과정(SP5)과; 상기 회전된 로봇 청소기를 직진시키면서, 청소 완료를 판단하여, 청소완료이면 주행을 정지하는 과정(SP7)으로 이루어지며, 이와같은 종래 기술을 설명한다.

먼저, 사용자에 의해 청소 명령이 발생하면(SP1), 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키기 위하여, 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 구동속도를 일치시키기 위한 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시킨다.

이에 따라, 로봇 청소기는 직진한다(SP2).

이때, 장애물 감지부(1)는, 로봇 청소기가 임의의 장애물에 충돌하는 경우에 발생하는 충격량으로 장애물을 감지하여 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부 (2)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제어부(2)는, 상기 장애물 감지신호에 의해 주행을 정지시킨 다음, 랜던 방식에 의해 임의의 랜덤각도를 생성하고(SP4), 그 랜덤각도를 로봇 청소기의 회전각도로 하기 위한 제어신호를 출력하는데, 이때 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 회전 방향에 따라 좌륜모터(5)와 우륜모터(6)의 속도를 달리하도록 하는 제어신호를 좌륜모터 구동부(3) 및 우륜 모터 구동부(4)에 출력한다.

이에 따라, 상기 좌륜모터 구동부(3)는 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(4)는, 상기 제어부(2)의 제어신호에 의해 우륜모터(6)를 구동시켜, 로봇 청소기를 임의의 랜덤 각도로 회전시킨다 (SP5).

그 다음, 상기 제어부(2)는 로봇 청소기를 직진시키면서(SP6), 청소 완료로 판단되면 청소를 종료하고(SP7), 청소 완료가 되지 않았으면 상기 동작을 반복 수행한다.

즉, 상술한 종래 기술에 의한, 로봇 청소기는 충돌때 마다 랜덤하게 각도를변경하여 직진하면서 청소를 수행하는데, 이렇게 랜덤하게 각도를 생성하여 청소를 수행하면 도3과 같이, 로봇청소기가 청소 영역을 균일하게 주행하지 못하게 되어 로봇 청소기의 청소 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로봇 청소기의 청소 영역 주행시, 그 로봇 청소기가 장애물과 충돌하면 그 충돌횟수에 따라, 랜덤방식에 의해 생성되는 각도 또는 입사각에 따른 반사각을 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 회전시킴으로써, 일정 청소영역에 대하여 로봇 청소기를 균일하게 주행시켜 청소 효율을 향상시키도록 한 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지수단과; 상기 장애물 감지수단에 의해 장애물이 감지되면, 그 장애물 감지 회수를 충돌회수로 카운팅하는 카운터와; 상기 카운터의 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇청소기를 랜덤 각도 또는 일정 각도 로 회전시키도록 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇 청소기를 직진으로 주행시키면서, 장애물의 감지되면 충돌횟수를 증가시키는 과정과; 상기 증가된 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇청소기의 회전각도를 산출하는 과정과; 상기 회전각도로 로봇 청소기를 회전시킨 후 직진으로 주행시키는 과정을 청소완료시까지 반복하여 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 로봇청소기의 청소 영역 주행장치 및 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도4는 본 발명 로봇청소기의 청소 영역 주행장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도이다.

도4에 도시한 바와같이, 본 발명은 충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지부(10)와; 상기 장애물 감지부(10)에 의해 장애물이 감지되면, 그 장애물 감지 회수를 충돌회수로 카운팅하는 카운터(70)와; 상기 카운터(70)의 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇청소기를 랜덤 각도 또는 일정 각도로 회전시키도록 제어하는 제어부 (20)와; 상기 제어부(20)의 제어신호에 의해, 좌륜모터(50)를 일정 속도로 구동하는 좌륜모터 구동부(30)와; 상기 제어부(20)의 제어신호에 의해, 우륜모터(60)를 일정 속도로 구동하는 우륜모터 구동부(40)를 포함하여 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 사용자에 의해 청소 명령이 발생하면, 제어부(20)는 로봇 청소기를 직진시키기 위하여, 좌륜모터(50)와 우륜모터(60)의 구동속도를 일치시키기 위한 제 어신호를 출력한다.

이에 따라, 좌륜모터 구동부(30)는 상기 제어부(20)의 제어신호에 의해 좌륜모터(50)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(40)는, 상기 제어부(20)의 제어신호에 의해 우륜모터(60)를 구동시킨다.

이에 따라, 로봇 청소기는 직진한다.

이때, 장애물 감지부(10)는, 로봇 청소기가 임의의 장애물에 충돌하는 경우에 발생하는 충격량으로 장애물을 감지하여 그에 따른 장애물 감지신호를 상기 제어부(20)에 인가한다.

여기서, 카운터(70)는, 상기 장애물 감지부(10)에 의해 장애물이 감지되면, 그 장애물 감지회수를 충돌횟수로 카운팅하여 그 충돌횟수를 상기 제어부(20)에 인가한다.

이에 따라, 상기 제어부(20)는 상기 카운터(70)의 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇청소기를 랜덤 각도 또는 일정 각도로 회전시키도록 제어한다.

즉, 상기 제어부(20)는, 카운터(70)의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇청소기를 입사각을 기준으로 일정한 반사각도로 회전시키도록 제어하고, 카운터 (70)의 충돌횟수가 기준횟수와 일치하면 로봇청소기의 랜덤방식에 의해 생성되는 랜덤각도로 회전시키도록 제어한다.

다른 실시예로, 상기 제어부(20)는,카운터(70)의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면 로봇청소기를, 입사각과 동일한 반사각으로 회전시키도록 제어하거나 또는 로봇청소기를, 입사각과 반사각의 합이 일정한 예각을 가지도록 하는 반사각으로 회전시키거나, 또는 입사각과 반사각의 합이 일정한 둔각을 가지도록 하는 반사각으로 회전시키거나, 또는 입사각과 반사각의 합이 직각이 되도록 하는 반사각으로 회전시킨다.

이에 따라, 좌륜모터 구동부(30)는, 상기 제어부(20)의 제어신호에 의해 좌륜모터(5)를 구동시키고, 우륜모터 구동부(40)는, 상기 제어부(20)의 제어신호에 의해 우륜모터(60)를 구동시켜, 로봇 청소기를 임의의 랜덤 각도 또는 일정한 반사각도로 회전시킨다.

이때, 상기 제어부(20)는 로봇 청소기의 회전 방향에 따라, 좌륜모터(50)와 우륜모터(60)의 속도를 달리하도록 좌륜모터 구동부(30) 및 우륜모터 구동부(40)의 출력을 제어한다.

또한, 상기 제어부(20)는, 카운터(70)의 충돌횟수가 기준횟수와 일치하면, 카운터(70)를 리셋시켜, 충돌횟수를 초기화시킨다.

상술한 동작을, 로봇 청소기가 청소영역에 대한 청소를 완료할때까지 반복수행하는데, 도5와 같이, 로봇청소기가 청소영역을 종래 도3에 비하여 균일하게 주행하여 청소를 수행한다.

보다 상세하게, 도6를 참조하여 본 발명을 설명하면, 우선, 사용자에 의해 일정 청소영역에 대하여, 청소 명령이 발생하면, 로봇 청소기를 직진으로 주행시키면서 청소를 수행한다(SP10,SP11).

그 다음, 충돌에 의하여 장애물이 감지되면 카운터에 의해 충돌횟수를 증가 시킨후, 그 증가된 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇 청소기의 회전각도를 산출한다(SP12~SP17).

즉, 카운터(70)의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇 청소기의 입사각을 기준으로 생성되는 일정한 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하고(SP15), 상기 카운터(70)의 충돌횟수가 기준횟수와 일치하면 로봇청소기의 랜덤방식에 의해 생성되는 랜덤각도를 회전각도로 산출한다(SP16,SP17)

이때, 상기 로봇 청소기는, 입사각과 반사각의 합이 일정한 예각을 가지도록 하는 반사각을 회전각도로 산출하거나, 또는 입사각과 동일한 각을 가지는 반사각을 회전각도로 산출하거나, 또는 입사각과 반사각의 합이 일정한 둔각을 가지는 반사각을 회전각도로 산출하거나, 또는 입사각과 반사각의 합이 수직이 되도록 하는 반사각을 회전각도로 산출한다.

그 다음, 상기 과정에서 산출한 회전각도로 로봇청소기를 회전시킨후, 직진하면서 청소를 수행하는데, 청소가 완료될때까지 상기 동작을 반복수행한다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇 청소기의 청소 영역 주행시, 그 로봇 청소기가 장애물과 충돌하면 그 충돌횟수에 따라, 랜덤방식에 의해 생 성되는 각도 또는 입사각에 따른 반사각을 로봇 청소기의 회전각도로 적용하여 회전시킴으로써, 일정 청소영역에 대하여 로봇 청소기를 균일하게 주행시켜 청소 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

충돌에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지수단과;

상기 장애물 감지수단에 의해 장애물이 감지되면, 그 장애물 감지 회수를 충돌회수로 카운팅하는 카운터와;

상기 카운터의 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇청소기를 랜덤 각도 또는 일정 각도로 회전시키는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치.
제1 항에 있어서, 제어수단은,

카운터의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇청소기를 입사각을 기준으로 일정한 반사각도로 회전시키도록 제어하고,

카운터의 충돌횟수가 기준횟수와 일치하면 로봇청소기의 랜덤방식에 의해 생성되는 랜덤각도로 회전시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치.
제2 항에 있어서, 제어수단은, 카운터의 충돌횟수가 기준횟수와 일치하면, 카운터를 리셋시켜, 충돌횟수를 초기화시키는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역주행장치.
제2 항에 있어서, 제어수단은, 로봇청소기를, 입사각과 동일한 반사각으로 회전시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치.
제2 항에 있어서, 제어수단은, 로봇청소기를, 입사각과 반사각의 합이 일정한 예각을 가지도록 하는 반사각으로 회전시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소영역 주행장치.
제2 항에 있어서, 제어수단은, 로봇청소기를, 입사각과 반사각의 합이 일정한 둔각을 가지도록 하는 반사각으로 회전시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치.
제2 항에 있어서, 제어수단은, 로봇 청소기를, 입사각과 반사각의 합이 직각을 이루도록 하는 반사각으로 회전시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행장치.
로봇 청소기를 직진으로 주행시키면서, 장애물의 감지되면, 충돌횟수를 증가시키는 과정과;

상기 증가된 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇청소기의 회전각도를 산출하는 과정과;

상기 회전각도로 로봇 청소기를 회전시킨 후 직진으로 주행시키는 과정을 청 소완료시까지 반복하여 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행방법.
제8 항에 있어서, 상기 증가된 충돌횟수를 기준횟수와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇 청소기의 회전각도를 산출하는 과정은,

카운터의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇 청소기의 입사각을 기준으로 생성되는 일정한 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하는 단계와;

카운터의 충돌횟수가 기준횟수와 일치하면 로봇청소기의 랜덤방식에 의해 생성되는 랜덤각도를 회전각도로 산출하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행방법.
제9 항에 있어서, 카운터의 충돌횟수가 기준횟수와 일치하면 로봇청소기의 랜덤방식에 의해 생성되는 랜덤각도를 회전각도로 산출하는 단계는,

카운터를 리셋시켜, 충돌횟수를 초기화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행방법.
제9항에 있어서, 카운터의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇 청소기의 입사각을 기준으로 생성되는 일정한 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하는 단계는,

로봇 청소기의 입사각과 동일한 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하 는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행방법.
제9 항에 있어서, 카운터의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇 청소기의 입사각을 기준으로 생성되는 일정한 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하는 단계는,

로봇청소기의 입사각과 반사각의 합이 일정한 예각을 가지도록 하는 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소영역 주행방법.
제9 항에 있어서, 카운터의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇 청소기의 입사각을 기준으로 생성되는 일정한 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하는 단계는,

로봇청소기의 입사각과 반사각의 합이 일정한 둔각을 가지도록 하는 반사각을, 로봇청소기의 회전각도로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행방법.
제9 항에 있어서, 카운터의 충돌횟수가 기준횟수보다 작으면, 로봇 청소기의 입사각을 기준으로 생성되는 일정한 반사각을, 로봇 청소기의 회전각도로 산출하는 단계는,

로봇청소기의 입사각과 반사각의 합이 직각이 되도록 하는 반사각을, 로봇청 소기의 회전각도로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 청소 영역 주행방법.