KR100575706B1

KR100575706B1 - 로봇청소기의 충전대 복귀시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100575706B1
Application number: KR1020040092081A
Authority: KR
Inventors: 정일균
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-05-03

Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 충전대 복귀시스템 및 방법에 관한 것으로, 충전대에 알에프 신호 발생수단을 장착하고, 지향성 알에프 안테나를 로봇 청소기에 부착하여, 그 지향성 알에프 안테나와 초음파센서를 이용하여 장애물이 없는 충전대까지의 최단거리를 검출함으로써, 로봇 청소기를 신속하게 충전대에 복귀하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 알에프 신호 발생수단을 구비하여, 로봇 청소기를 충전대로 인도하기 위한 알에프신호를 발생하는 충전대와; 충전대 복귀 모드시, 임의의 방향으로 회전하면서, 상기 충전대에서 발생하는 알에프신호를 감지하여, 그 감지된 알에프신호의 세기에 의해 상기 충전대까지의 거리를 검출하고, 그 검출된 거리와 초음파센서에 의해 검출되는 충전대까지의 거리를 비교하여, 그 비교결과에 따라 충전대까지의 최단경로를 검출하는 로봇 청소기를 포함하여 구성한다.

Description

로봇청소기의 충전대 복귀시스템 및 방법{CHARGE RETURN SYSTEM AND METHOD FOR ROBOT CLEANER}

도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도

도3은 종래 로봇 청소기의 주행에 따른 충전대 감지모습을 보인 개략도.

도4는 본 발명 로봇 청소기의 충전대 복귀시스템의 구성을 보인 블록도.

도5는 본 발명 로봇 청소기의 충전대 복귀방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100:충전대 101:알에프신호 발생수단

200:로봇 청소기 201:알에프 지향성 안테나

202:초음파 센서 203:마이크로컴퓨터

204:메모리 205:구동부

본 발명은 로봇 청소기의 충전대 복귀시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 충전대에 알에프 신호 발생수단을 장착하고, 지향성 알에프 안테나를 로봇 청소기 에 부착하여, 그 지향성 알에프 안테나와 초음파센서를 이용하여 장애물이 없는 충전대까지의 최단거리를 검출하도록 한 로봇 청소기의 충전대 복귀 시스템 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 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.

그러나, 이러한 로봇 청소기는, 설정된 청소 경로를 정확하게 주행하여 청소를 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 개발되었다.

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 로 봇 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.

상술한 로봇청소기는, 상기 청소 작업중 배터리의 소모로 인한 충전대로의 복귀시, 또는, 작업 완료후 충전대로의 복귀시, 도3과 같이, 충전대 감지 영역안에 들어가야만 이동로봇이 충전대에 도킹하는 방식이다.

즉, 로봇청소기는 각종 센서(초음파센서,적외선센서)를 이용하여 충전대를 랜덤하게 감지하거나, 월팔로윙을 수행하여 충전대 감지영역으로 들어가게 된다.

그러나, 상술한 로봇 청소기의 충전대 복귀방법은, 로봇 청소기가, 랜덤, 또 는 월팔로윙을 수행하여 충전대를 감지할 수 있는 영역으로 복귀할때, 로봇 청소기와 충전대 사이에 장애물이 존재하면, 그 장애물에 의해 신호가 차단되어 충전대와 통신을 수행하지 못하고, 이에 따라 로봇 청소기가 충전대에 곧바로 복귀하지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 충전대에 알에프 신호 발생수단을 장착하고, 지향성 알에프 안테나를 로봇 청소기에 부착하여, 그 지향성 알에프 안테나와 초음파센서를 이용하여 장애물이 없는 충전대까지의 최단거리를 검출함으로써, 로봇 청소기를 신속하게 충전대에 복귀하도록 한 로봇 청소기의 충전대 복귀시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 알에프 신호 발생수단을 구비하여, 로봇 청소기를 충전대로 인도하기 위한 알에프신호를 발생하는 충전대와;

충전대 복귀 모드시, 임의의 방향으로 회전하면서, 상기 충전대에서 발생하는 알에프신호를 감지하여, 그 감지된 알에프신호의 세기에 의해 상기 충전대까지의 거리를 검출하고,

그 검출된 거리와 초음파센서에 의해 검출되는 충전대까지의 거리를 비교하여, 그 비교결과에 따라 충전대까지의 최단경로를 검출하는 로봇 청소기를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 로봇 청소기는, 상기 충전대에서 발생하는 알에프신호를 수신하는 알에 프 지향성 안테나와; 상기 충전대와의 거리를 측정하는 초음파센서와; 실험에 의해, 상기 알에프 신호의 세기에 따른 거리값을 기저장하는 메모리와; 상기 알에프 지향성 안테나에 의해 수신되는 알에프신호의 세기를 감지하여, 상기 메모리에서 상기 감지된 알에프신호의 세기에 해당되는 거리값을 검출한후, 그 거리값을 상기 초음파센서에 의해 측정된 거리값과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 충전대까지의 최단경로를 선택하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충전대 복귀모드이면, 충전대에서 발생하는 알에프신호를 수신하고, 그 수신된 알에프신호의 세기로 충전대까지의 거리를 검출하는 과정과; 초음파센서를 이용하여 충전대까지의 거리를 측정하는 과정과; 상기 알에프신호의 세기에 의한 거리와 초음파센서에 의한 거리값을 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇 청소기와 충전대의 최단경로를 선택하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 로봇청소기의 충전대 복귀시스템 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도4는 본 발명 로봇청소기의 충전대 복귀시스템의 구성을 보인 블록도이다.

도4에 도시한 바와같이, 본 발명은 알에프 신호 발생수단(101)을 구비하여, 로봇 청소기(200)를 충전대(100)로 인도하기 위한 알에프신호를 발생하는 충전대(100)와; 충전대 복귀 모드시, 임의의 방향으로 회전하면서, 상기 충전대(100)에서 발생하는 알에프신호를 감지하여, 그 감지된 알에프신호의 세기에 의해 상기 충전대(100)까지의 거리를 검출하고, 그 검출된 거리와 초음파센서(202)에 의해 검출되 는 충전대(100)까지의 거리를 비교하여, 그 비교결과에 따라 충전대(100)까지의 최단경로를 검출하는 로봇 청소기(200)를 구비한다.

상기 로봇 청소기(200)는, 상기 충전대(100)에서 발생하는 알에프신호를 수신하는 알에프 지향성 안테나(201)와; 상기 충전대(100)와의 거리를 측정하는 초음파센서(202)와; 실험에 의해, 상기 알에프 신호의 세기에 따른 거리값을 기저장하는 메모리(204)와; 상기 알에프 지향성 안테나(201)에 의해 수신되는 알에프신호의 세기를 감지하여, 상기 메모리(204)에서 상기 감지된 알에프신호의 세기에 해당되는 거리값을 검출한후, 그 거리값을 상기 초음파센서(202)에 의해 측정된 거리값과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 충전대(100)까지의 최단경로를 선택하는 마이크로컴퓨터(203)을 구비한다.

상기 마이크로컴퓨터(203)는, 알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서(202)에 의해 측정된 거리값이 일치하면, 충전대(100)와 로봇 청소기(200) 사이에 장애물이 없다고 판단하여 현재 경로를 로봇 청소기(200)와 충전대(100)의 최단 경로로 선택하고, 그 최단경로로 로봇 청소기(200)를 주행하도록 구동부(205)를 제어한다.

상기 마이크로컴퓨터(203)는 알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서(202)에 의해 측정된 거리값이 일치하지 않으면, 충전대(100)와 로봇 청소기(200) 사이에 장애물이 있다고 판단하여, 로봇 청소기(200)를 회전시키면서 장애물을 회피하도록 제어한다.

이렇게 구성된 본 발명 로봇 청소기의 충전대 복귀시스템에 대한 동작을, 도 5를 참조하여 설명한다.

우선, 로봇 청소기는 일정영역을 주행하면서 소정의 작업을 수행하다가(SP1), 충전대 복귀모드이면(SP2), 로봇 청소기(200)가 회전하면서 내부 알에프 지향성 안테나(201)를 이용하여 충전대(100)의 알에프신호 발생수단(101)에서 발생하는 알에프신호를 수신하고(SP3), 그 수신된 알에프신호의 세기로 충전대(100)까지의 거리를 검출한다(SP4).

이때, 실험에 의해, 상기 알에프 신호의 세기에 따른 거리값을 기저장한 상태에서, 상기 알에프신호의 세기에 대응되는 거리값으로 충전대까지의 거리를 검출한다.

그 다음, 상기 로봇 청소기(200)는, 초음파센서(202)를 이용하여 충전대(100)까지의 거리를 측정하고(SP5), 상기 알에프신호의 세기에 의한 거리와 초음파센서에 의한 거리값을 비교하고(SP6), 그 비교결과에 근거하여 로봇 청소기(100)와 충전대(200)의 최단경로를 선택한후(SP7), 로봇 청소기(200)는 상기 선택한 최단경로로 주행하여 충전대에 복귀한다(SP8)..

즉, 상기 알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서(202)에 의해 측정된 거리값이 일치하면, 충전대(100)와 로봇 청소기(200) 사이에 장애물이 없다고 판단하여 현재 경로를 로봇청소기9200)와 충전대(100)의 최단 경로로 선택한다.

반면에, 상기 알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서(202)에 의해 측정된 거리값이 일치하지 않으면, 충전대(100)와 로봇 청소기(200) 사이 에 장애물이 있다고 판단하여(SP9), 로봇 청소기(200)를 회전시키면서 장애물을 회피 운전한후(SP10), 상기 동작을 반복 수행하여 최단 경로를 선택한다.

다시 말해서, 본 발명은 충전대에 알에프 신호 발생수단을 장착하고, 지향성 알에프 안테나를 로봇 청소기에 부착하여, 그 지향성 알에프 안테나와 초음파센서를 이용하여 장애물이 없는 충전대까지의 최단거리를 검출하도록 한 것이다.

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, 충전대에 알에프 신호 발생수단을 장착하고, 지향성 알에프 안테나를 로봇 청소기에 부착하여, 그 지향성 알에프 안테나와 초음파센서를 이용하여 장애물이 없는 충전대까지의 최단거리를 검출함으로써, 로봇 청소기를 신속하게 충전대에 복귀시키는 효과가 있다.

Claims

알에프 신호 발생수단을 구비하여,

로봇 청소기를 충전대로 인도하기 위한 알에프신호를 발생하는 충전대와;

충전대 복귀 모드시, 임의의 방향으로 회전하면서, 상기 충전대에서 발생하는 알에프신호를 감지하여, 그 감지된 알에프신호의 세기에 의해 상기 충전대까지의 거리를 검출하고,

그 검출된 거리와 초음파센서에 의해 검출되는 충전대까지의 거리를 비교하여, 그 비교결과에 따라 충전대까지의 최단경로를 검출하는 로봇 청소기를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀 시스템.
제1 항에 있어서, 로봇 청소기는,

상기 충전대에서 발생하는 알에프신호를 수신하는 알에프 지향성 안테나와;

상기 충전대와의 거리를 측정하는 초음파센서와;

실험에 의해, 상기 알에프 신호의 세기에 따른 거리값을 기저장하는 메모리와;

상기 알에프 지향성 안테나에 의해 수신되는 알에프신호의 세기를 감지하여, 상기 메모리에서 상기 감지된 알에프신호의 세기에 해당되는 거리값을 검출한후, 그 거리값을 상기 초음파센서에 의해 측정된 거리값과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 충전대까지의 최단경로를 선택하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀 시스템.
제2 항에 있어서, 마이크로컴퓨터는,

알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서에 의해 측정된 거리값이 일치하면, 충전대와 로봇 청소기 사이에 장애물이 없다고 판단하여 현재 경로를 로봇청소기와 충전대의 최단 경로로 선택하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀 시스템.
제2 항에 있어서, 마이크로컴퓨터는,

알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서에 의해 측정된 거리값이 일치하지 않으면, 충전대와 로봇 청소기 사이에 장애물이 있다고 판단하여, 로봇 청소기를 회전시키면서 장애물을 회피하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀 시스템.
충전대 복귀모드이면, 충전대에서 발생하는 알에프신호를 수신하고, 그 수신된 알에프신호의 세기로 충전대까지의 거리를 검출하는 과정과;

초음파센서를 이용하여 충전대까지의 거리를 측정하는 과정과;

상기 알에프신호의 세기에 의한 거리와 초음파센서에 의한 거리값을 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 로봇 청소기와 충전대의 최단경로를 선택하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀방법.
제5 항에 있어서, 실험에 의해, 상기 알에프 신호의 세기에 따른 거리값을 기저장하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀방법.
제5 항에 있어서, 로봇 청소기와 충전대의 최단경로를 선택하는 과정은,

알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서에 의해 측정된 거리값이 일치하면, 충전대와 로봇 청소기 사이에 장애물이 없다고 판단하여 현재 경로를 로봇청소기와 충전대의 최단 경로로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀방법.
제5 항에 있어서, 로봇 청소기와 충전대의 최단경로를 선택하는 과정은,

알에프신호의 세기에 해당되는 거리값과 상기 초음파센서에 의해 측정된 거리값이 일치하지 않으면, 충전대와 로봇 청소기 사이에 장애물이 있다고 판단하여, 로봇 청소기를 회전시키면서 장애물을 회피하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충전대 복귀방법.