KR100619749B1 - 로봇청소기의 충돌감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 충돌감지장치 및 방법에 관한 것으로, 충돌을 감지하는 광센서 유닛을, 다수개 구비하여, 충돌의 유무 뿐만 아니라, 그 충돌의 강도를 감지함으로써, 그 충돌의 강도에 따른 위치 오차를 적응적으로 보정하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 범퍼에 부착되어, 충돌시 그 충돌 강도에 따라, 일정 거리를 움직이는 충돌 감지 판; 상기 충돌 감지판의 움직임에 따라, 광신호를 감지하는 다수의 광센서 유닛; 및 상기 다수의 광센서 유닛에서 감지된 광신호에 의해, 충돌의 유무 및 강도를 인식하고, 그 인식결과에 근거하여 위치 인식 오차를 보정하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.

Description

로봇청소기의 충돌감지장치 및 방법{COLLISION RECOGNITION APPARATUS AND METHOD FOR ROBOT CLEANER}

도1은 종래 로봇 청소기의 주행장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 로봇 청소기의 주행방법에 대한 동작흐름도

도3은 본 발명 로봇청소기의 충돌감지장치의 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명 로봇청소기의 충돌감지방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100:마이크로컴퓨터 200:메모리

300:충돌감지판

본 발명은 로봇 청소기의 충돌감지장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 충돌을 감지하는 광센서 유닛을, 다수개 구비하여, 충돌의 유무 뿐만 아니라, 그 충돌의 강도를 감지함으로써, 그 충돌의 강도에 따른 위치 오차를 적응적으로 보정하도록 한 로봇 청소기의 충돌감지장치 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 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.

상술한 로봇 청소기의 범퍼는, 마이크로스위치나, 적외선센서로 이루어져, 장애물의 유/무 정도만 파악하는데, 즉 충돌시의 마이크로스위치의 접촉으로 발생하는 온/오프신호 또는 적외선센서의 광신호 수광유무에 따라 발생하는 온/오프신호에 의해 온/오프를 감지한다.

즉, 상술한 종래 로봇 청소기는, 범퍼의 구조가 하나의 발광부와 수광부를 구비하여 충돌의 유무를 감지하였으나, 이 충돌의 강도를 감지하지 못하여 충돌에 따른 위치 오차를 보정하지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 충돌을 감지하는 광센서 유닛를, 다수개 구비하여, 충돌의 유무 뿐만 아니라, 그 충돌의 강도를 감지함으로써, 그 충돌의 강도에 따른 위치 오차를 적응적으로 보정하도록 한 로봇 청소기의 충돌감지장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 범퍼에 부착되어, 충돌시 그 충돌 강도에 따라, 일정 거리를 움직이는 충돌 감지 판; 상기 충돌 감지판의 움직임에 따라, 광신호를 감지하는 다수의 광센서 유닛; 및 상기 다수의 광센서 유닛에서 감지된 광신호에 의해, 충돌의 유무 및 강도를 인식하고, 그 인식결과에 근거하여 위치 인식 오차를 보정하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 로봇 청소기의 충돌 감지장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도3은 본 발명 로봇 청소기의 충돌 감지장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.

도3에 도시한 바와같이, 본 발명은 범퍼에 부착되어, 충돌시 그 충돌 강도에 따라, 일정 거리를 움직이는 충돌 감지 판(300)과; 상기 충돌 감지판(300)의 움직임에 따라, 광신호를 센싱하는 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)과; 상기 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)에서 출력되는 광신호에 의해, 충돌의 유무 및 강도를 인식하고, 그 인식결과에 근거하여 위치 인식 오차를 보정하는 마이크로컴퓨터(100)와; 실험에 의해, 충돌의 강도에 따른, 위치 보정값이 저장되는 메모리(200)를 구비한다.

상기 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)은, 상기 충돌 감지판(300)의 움직이는 경로에, 각 발광수단과 수광수단이 순차적으로 일정 간격을 두고 설치되어 이루어진다.
상기 광센서 유닛(S1~Sn)은, 2개 내지 5개로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 마이크로컴퓨터(100)는, 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)에서, 각기 발생되는 광신호의 수량이 적을수록 충돌의 강도를 더 세게 인식한다.

이와같은 본 발명을, 도4를 참조하여 설명한다.

먼저, 로봇 청소기가 일정 영역을 주행하다가, 장애물과 충돌하게 되면(SP1), 범퍼에 연결된 충돌 감지판(300)이 움직이게 되고, 이에 따라 상기 충돌 감지판(300)이 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)이 설치된 영역을 통과하게 되는데, 즉 발광수단과 수광수단의 광신호 통로를 차단하게 된다.

이에 따라, 로봇 청소기의 마이크로컴퓨터(100)는 상기 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)로부터 입력되는 광신호의 세기값을 이용하여 충돌의 강도를 검출한다(SP3).

즉, 상기 충돌의 강도는 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)에서 각기 발생하는 광신호의 수량을 이용하여 검출하는데, 다수의 광센서 유닛(S1~Sn)에서, 각기 발생되는 광신호의 수량이 적을수록 충돌의 강도를 더 세게 인식한다.

그 다음, 상기 로봇 청소기의 마이크로컴퓨터(100)는, 충돌강도에 따른 위치 오차 보정값을 메모리(200)에서 검출하는데(SP4), 여기서, 상기 메모리(200)에는 실험에 의해 충돌의 강도에 따른, 위치보정값이 기설정되어 저장된다.

그 다음, 상기 위치 오차 보정값을, 현재 위치값에 적용하여,로봇 청소기의 위치 오차를 보정한다(SP5).

다시 말해서, 본 발명은 충돌을 감지하는 광센서 유닛를, 다수개 구비하여, 충돌의 유무 뿐만 아니라, 그 충돌의 강도를 감지하도록 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, 충돌을 감지하는 광센서 유닛를, 다수개 구비하여, 충돌의 유무 뿐만 아니라, 그 충돌의 강도를 감지함으로써, 그 충돌의 강도에 따른 위치 오차를 적응적으로 보정하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 범퍼에 부착되어, 충돌시 그 충돌 강도에 따라, 일정 거리를 움직이는 충돌 감지 판;

   상기 충돌 감지판의 움직임에 따라, 광신호를 감지하는 다수의 광센서 유닛; 및

   상기 다수의 광센서 유닛에서 감지된 광신호에 의해, 충돌의 유무 및 강도를 인식하고, 그 인식결과에 근거하여 위치 인식 오차를 보정하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충돌감지장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 다수의 광센서 유닛은,

   각 발광수단 및 수광수단으로 구성되어, 상기 충돌감지판의 이동경로에 순차적으로 일정 간격을 두고 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇청소기의 충돌감지장치.
3. 제1 항에 있어서, 마이크로컴퓨터는,

   상기 다수의 광센서 유닛에서, 각기 출력되는 상기 감지된 광신호의 수량이 적을수록 충돌의 강도를 더 세게 인식하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충돌감지장치.
4. 제 1항에 있어서,

   실험에 의해, 충돌의 강도에 따른, 위치 보정값이 저장되는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충돌감지장치.
5. 충돌이 발생하면, 그 충돌의 강도를 검출하는 과정과;

   상기 충돌의 강도에 따른, 위치 오차 보정값을 검출하는 과정과;

   상기 위치 오차 보정값으로, 로봇 청소기의 위치 오차를 보정하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충돌감지방법.
6. 제5 항에 있어서, 실험에 의해 충돌의 강도에 따른, 위치보정값을 기설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충돌감지방법.
7. 제5 항에 있어서, 충돌의 강도를 검출하는 과정은,

   다수의 광센서에서 각기 발생하는 광신호의 수량으로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 충돌감지방법.

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