KR100645815B1 - 이동 로봇의 주행 제어 방법 - Google Patents

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KR100645815B1 KR1020050063889A KR20050063889A KR100645815B1 KR 100645815 B1 KR100645815 B1 KR 100645815B1 KR 1020050063889 A KR1020050063889 A KR 1020050063889A KR 20050063889 A KR20050063889 A KR 20050063889A KR 100645815 B1 KR100645815 B1 KR 100645815B1
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Abstract

본 발명은 로봇 청소기의 주행 제어 방법에 관한 것으로써, 특히 장애물이 있는 복잡한 청소환경에서도 커버리지(coverage)를 향상시키고 효율적인 청소가 가능하도록 한 로봇 청소기의 주행 방식에 관한 것이다. 이러한 로봇 청소기의 주행 제어 방법은 제1 주행방식에 따라 제1 진행방향으로 주행하며 청소를 수행하는 제1단계와, 설정된 청소구역의 경계면을 감지하면 제2 주행방식에 따라 소정의 위치로 이동하는 제2단계와, 상기 소정의 위치에서 상기 제1 주행방식에 따라 제2 진행방향으로 주행하며 청소를 수행하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
로봇청소기, 커버리지, 주행 방식 제어

Description

이동 로봇의 주행 제어 방법{The Driving Control Method for Moving Robot }
도1은 종래의 이동로봇의 주행방식의 예를 나타내는 예시도
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행을 제어하는 흐름도
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 청소작업 주행 경로를 나타내는 개념도
본 발명은 이동 로봇의 주행 방식 제어 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 거실, 안방과 같이 비교적 넓은 공간에 장애물이 배치되어 있는 환경에서도 청소가 되지 않는 구역을 감소시켜 커버리지(coverage)를 향상시키고, 청소에 소요되는 작업시간을 단축하여 효율적으로 청소작업이 수행될 수 있도록 로봇 청소기의 주행을 제어하는 방법에 관한 것이다.
로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발산업에 사용되면 서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소로봇이다.
이동로봇의 하나인 청소로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 구동하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기이다. 이 같은 청소로봇은 먼지 또는 이물질을 흡입하는 일반적인 진공 청소기의 구성 이외에 해당 청소로봇을 주행시키는 좌륜 및 우륜모터를 포함하는 주행장치와, 청소구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 다수의 감지센서와, 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서 등으로 구성되어 있다.
한편, 청소 로봇과 같은 이동 로봇은 임의의 일정한 구역을 주행하기 때문에 주행 도중 예측하지 못한 장애물과 마주치게 되는 경우가 발생하게 된다. 이와 같은 경우 임의의 방향, 또는 정해진 방향으로 이동하여 다시 청소작업을 개시하게 되는데, 이와 같은 경우 주행 경로가 예상과 달라짐에 따라 청소가 되지 않는 구역이 발생할 가능성이 있고, 청소시간도 늘어나게 되는 문제점이 있었다.
또한 오염된 특정 부분이 아닌 거실과 같이 넓은 구역에 대하여 작업을 행하는 경우에 전체적인 청소작업 구역에 대하여 고른 커버리지를 얻을 수 있고, 작업을 완료하기 위한 작업경로 설정이 어렵다는 문제점이 있었다.
도1은 종래의 이동로봇의 주행방식의 예를 나타내고 있다.
일반적으로 청소로봇과 같은 이동로봇의 경우 도1에 도시된 바와 같이 랜덤(Random) 방식, 스파이럴(Spiral) 방식, 지그재그(Zigzag) 방식을 채택하여 주 행하는 경우가 대부분이며, 각 주행 방식은 각각의 장단점을 가지고 있다. 예를 들어 랜덤 방식의 경우(도1(a)참조), 주행 중에 임의의 장애물을 만났을 때, 장애물의 회피가 용이하고 일정 거리 이상을 이동하기에는 용이하다는 장점이 있으나, 임의의 방향과 임의의 거리를 이동함에 따라 청소가 되지 않는 구역이 다수 발생할 가능성이 높아지는 약점, 즉 커버리지(Coverage)율이 낮아지는 단점이 있다. 한편 스파이럴 방식의 경우(도1(b)참조), 시작점을 중심으로 일정방향으로 회전하며 회전 반경을 증가시켜 작업 공간을 확대해가는 주행방식이다. 스파이럴 방식의 경우 일정 규칙을 가지고 이동하게 되므로 랜덤 방식에 비하여 커버리지율은 높아지게 되나, 주변 환경에 따라 청소가 가능한 공간이 영향을 많이 받게 되고, 특히 원형으로 회전하는 특성상 일정 부분, 예를 들어 특정 오염지점을 중심으로 한 청소에는 유리하나, 전체 공간, 즉, 사각형 등의 형태를 갖는 방이나 거실 전체를 청소하기에는 적합하지 않고, 원형으로 주행하기 때문에 주행 속도를 높이기 어렵다는 약점이 있다. 지그재그 방식은(도1(c)참조) 긴 경로(path)와 짧은 경로를 따라 직진으로 주행하는 것을 반복함으로써 공간을 청소하도록 하는 주행방식이다. 이와 같은 지그재그 방식은 전체적으로 볼 때, 긴 경로의 길이를 이동폭의 크기로 하고, 짧은 경로에서의 전진방향을 진행방향으로 하며, 짧은 경로의 전진 거리의 합이 진행 거리가 되도록 주행하는 방식이 되는 것이다. 지그재그 방식은 방이나 거실과 같이 전체적으로 볼 때 사각형의 구조를 갖는 청소구역에서 가장 높은 커버리지율을 달성할 수 있다는 장점은 있으나, 청소구역내에 장애물이 복잡하게 배치되어 있는 경우 지그재그성을 유지하기 어렵고 효율이 급격히 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고자 고안된 것으로써, 장애물 또는 작업구역의 경계면과 부딪치는 경우와 같이 주변의 청소환경이 변화함에 따라 이동 로봇의 주행 방식을 변경하거나, 동일한 주행 방식에 대하여 세부적인 설정을 적응시킴으로써, 넓은 구역에 대한 자동 청소 작업에 있어서 청소가 되지 않는 구역을 감소시키고, 단시간 내에 청소작업을 완료할 수 있도록 로봇 청소기의 주행 경로를 제어하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행 제어 방법은 제1 주행방식에 따라 제1 진행방향으로 주행하며 청소를 수행하는 제1단계(201)와, 설정된 청소구역의 경계면을 감지하면 제2 주행방식에 따라 소정의 위치로 이동하는 제2단계(203)와, 상기 소정의 위치에서 상기 제1 주행방식에 따라 제2 진행방향으로 주행하며 청소를 수행하는 제3단계(204)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성에 따르면, 설정된 진행 방향으로의 청소 작업이 완료된 것으로 판단되면 소정의 새로운 위치로 이동 로봇을 위치시키고 새로운 청소 구역에 대한 청소 작업을 실시함으로써 청소가 되지 않는 구역이 감소되고, 또한 동일한 지역을 반복하여 청소하게 되는 것을 방지하여 전체 청소 작업 구간으로 볼 때, 효율적인 청소가 가능하게 되는 효과가 발생하게 되는 것이다.
한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면 설정된 이동폭에 따라 지그재그 방식 으로 주행하며 청소를 수행하는 제1단계와, 주행중 장애물의 유무를 판단하여 지그재그 방식의 이동폭을 변경하여 주행하는 제2단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성에 따르면, 주행 중에 장애물을 만나거나, 또는 장애물이 제거된 환경을 다시 만나게 되는 경우에도 커버리지를 높이고, 효율적인 청소작업이 가능하게 되는 효과가 발생하게 되는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 주행 제어 방법은 청소 작업중의 청소환경 변화에 따라 주행의 방식을 변경하거나, 혹은 동일한 주행방식을 이용하되 주어진 환경에 적응시킴으로써 최단시간 내에 청소가 되지 않는 구역을 최소화하면서 청소 작업을 마칠 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 이동 로봇은 작업 명령이 개시되면 미리 설정된 주행방식과 미리 설정된 진행방향에 따라 작업을 개시하게 된다.
상기 이동 로봇은 내부에 장치의 전반적인 제어를 담당하는 마이크로프로세서 등으로 이루어진 중앙제어부와, 각종 명령어와 데이터 등을 저장할 수 있는 적어도 하나 이상의 메모리부와, 장치 자체에 구비된 사용자 인터페이스, 유선, 또는 무선으로 사용자와 연결되어 명령을 입력받거나, 명령어 입력 결과를 사용자에게 전송할 수 있도록 한 통신 인터페이스를 포함하고 있다. 이와 같은 구성은 로봇 청소기뿐 아니라, 일반적인 컴퓨터 시스템에 공지, 공용의 구성요소로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같은 방식에 따라 작업을 하면서 주행을 하게 되면, 도중에 장애물을 만나는 경우와 전체 청소구역의 경계면에 도달하여 진행방향으로 더 이상 진행할 수 없는 경우가 발생하게 된다. 장애물을 만난 경우에는 장애물을 우회하거나 회피하는 경우에는 계속해서 진행방향으로 진행을 하면서 작업이 가능한 상태가 되나, 청소구역의 경계면, 예를 들어 벽에 도달하는 경우에는 더 이상 설정된 주행방식과 진행방향으로는 작업을 계속할 수 없게 되는 것이다.
본 발명의 특징에 따른 이동 로봇은 장애물을 만난 것이라고 판단되는 경우에는 설정된 주행방식 내에서 설정의 상태를 변경하여 진행방향으로의 진행을 계속하게 되고, 진행방향으로의 진행이 불가능한 경우, 즉 청소구역의 경계면에 도달했다고 판단되는 경우에는 설정된 주행방식을 변경하여 새로운 위치로 이동하고, 이동한 위치에서 새로운 공간에 대하여 작업을 계속하기 위해서 최초의 주행방식으로 복귀하여 주행 및 작업을 계속하는 것이다.
또한 상기 새로운 위치로 이동한 후 작업을 계속하는 경우에는 전체 작업에서 볼 때, 높은 커버리지율을 유지할 수 있도록 상기 이동한 위치를 고려한 주행 방식의 세부 설정의 변경이 필요하다. 이를 위하여 이동 로봇, 또는 청소 로봇은 자신의 위치의 좌표값을 장치 내의 메모리부에 저장하고 있으며, 이에 따라 주어진 세부 설정에 대한 보상을 실시한다.
이와 같이 하나의 주행방식을 이용하여 작업을 계속하여 청소를 하고자 하는 전체 청소구역의 경계면에 도달하면 이동 로봇은 다른 주행방식으로 주행방식을 변경하여 새로운 위치로 이동하고 다시 새로운 공간에 대하여 원래의 주행방식을 채택하여 청소작업을 실시하는 과정 반복함으로써, 전체 청소구역에 대한 청소작업을 완료하고 높은 커버리지율을 유지할 수 있게 되는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 주행을 제어하는 흐름도를 나타낸 것이다.
이동 로봇이 초기화가 되면, 미리 저장된 제1 주행방식과 제1 진행방향을 읽어들이고 작업 명령을 기다리는 대기상태가 된다. 상기 이동 로봇은 기본적으로 작업을 수행하기 위한 주행 방식과 진행 방향을 내부 메모리(미도시)에 저장하고 있다.
이동 로봇, 특히 청소용 로봇에 주로 적용되는 주행 방식은 위에서 설명한 바와 같이 랜덤방식, 스파이럴 방식, 지그재그 방식 등이 있어 임의로 설정하는 것이 가능하나, 소규모, 또는 중규모 영역에서의 청소 작업에서 커버리지율을 높이기 위한 목적을 달성하기 위해서는 지그재그 방식을 기본으로 즉, 제1 주행 방식으로 설정하는 것이 바람직하다. 주행 방식을 지그재그 방식으로 설정하는 경우에는 지그재그로 진행하기 위한 이동폭의 크기, 1회당 진행방향으로의 전진 거리 등이 모두 설정 된다. 진행방향 역시 임의로 설정하는 것이 가능하나, 청소로봇의 구조상 특정방향, 예를 들어 기기의 앞쪽 방향으로 설정할 수 있다. 주행 방식과 진행 방향은 제품의 출하시에 미리 설정되어 사용자가 변경할 수 없도록 ROM 등에 구현할 수도 있으나, 사용자가 이동로봇을 직접 조작하거나, 리모컨을 통해서 필요에 따라 변경하거나, 혹은 네트워크를 통해 다운로드 할 수 있도록 구현하는 것도 가능하다.
작업 명령이 이동 로봇에 전달되면, 미리 설정된 이동폭을 갖는 지그재그 방식으로 기기의 전진방향으로 주행을 시작함과 동시에 청소로봇의 경우에는 청소와 같은 작업을 수행한다(201단계). 이동폭의 크기는 임의로 설정하는 것이 가능하나 전체 청소구역, 예를 들어 거실의 폭 또는 너비 등에 비해 이동폭이 너무 작은 경우에는 청소 작업을 수행하는 동안 방향 전환의 횟수가 지나치게 증가하고, 청소 구역의 경계면에 도달하는 횟수와 그에 따른 위치 이동의 필요성도 증가하게 되어 청소의 효율성이 저하되는 단점이 발생하게 된다. 반면에 이동폭이 전체 청소구역에 비해 너무 큰 경우에는 이동폭에 해당하는 경로를 주행하는 동안 장애물을 만나게 될 가능성이 증가하고, 그에 따라 커버리지율이 저하된다는 문제점이 발생하게 되며, 중심부측에 대하여 중복되어 청소하는 구간이 증가하게 되어 청소의 효율성이 크게 저하된다. 따라서 바람직하게는 이동 로봇의 이동폭은 전체 청소구역(예:방, 거실)폭의 20% 내지 50%정도가 바람직하게 된다. 이와 같은 이동폭은 제품 출시와 함께 고정적으로 설정될 수도 있으나, 로봇 청소기를 시험 운영하여 거실, 또는 방의 크기를 측정한 후 로봇 청소기 스스로 최적의 크기를 선택하도록 할 수도 있고, 사용자의 입력에 의해 수동으로 결정되도록 할 수도 있다. 이와 같은 인터페이스는 모두 공지 공용의 구성요소들을 활용한 것으로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이동 로봇이 진행방향을 따라 진행을 계속하게 되면 청소구역의 경계면, 즉 벽에 도달하게 된다. 일단 벽에 도달하게 되면 이동 로봇은 현재의 진행방향으로 진행이 가능한지를 판단한다. 즉, 이동 로봇은 진행방향으로 진행이 불가능해지는 벽과 이동폭 방향으로 주행이 불가능하게 되는 장애물이 구별되도록 이동폭 방향으로 조금씩 이동을 하며 반복하여 진행방향으로 진행을 시도한다. 만약 일정 구간 동안 계속하여 진행방향으로의 진행 시도가 실패하게 되는 경우에는 이동 로봇은 작업 구간의 경계면에 도달한 것으로 판단한다(202단계)
일단 청소 작업 구간의 경계면에 도달한 것으로 판단되면 현재의 제1 주행방식, 즉 지그재그 방식을 변경하여 현재의 주행 방식과 상이한 제2 주행방식을 이용하여 이동 로봇의 위치 변경을 시도한다. 앞에서 살펴본 바와 같이 장애물을 만나게 되고, 장애물이 있는 지역을 벗어나기에는 랜덤 방식이 적합하다. 따라서 벽에 도달했다고 판단되면 지그재그 주행 방식을 랜덤 주행 방식으로 변경하여 해당 구역을 벗어날 것을 시도한다. 이때 랜덤 주행 방식은 이동 방향과 거리를 완전히 임의로 결정하도록 할 수도 있으나, 이동로봇의 현재 좌표를 기준으로 일정한 각도와 일정한 거리 범위 내에서 결정되도록 하는 것이 바람직하다. 특히 진행방향 및 그에 인접한 다른 한 면에 벽이 존재한다는 것이 파악된 경우에는 임의로 선택될 수 있는 각도를 벽이 존재하지 않는 방향으로 제한하는 것이 바람직하게 되며, 임의의 이동 거리는 이동폭에 연동되어 선택하는 것이 바람직하다. 즉, 이동폭이 큰 경우에는 이동 거리를 보다 큰 범위에서 선택되도록 하며, 이동폭이 작은 경우에는 이동 거리 역시 작은 범위에서 선택되도록 하는 것이 커버리지율을 고려할 때 유리하게 된다.
랜덤 주행 방식에 의해 이동 거리와 방향이 결정되면 이동 로봇은 랜덤 주행방식에 따라 소정의 위치로 이동한다(203단계)
이동 로봇이 소정의 위치로 이동하게 되면 자동으로 주행방식을 다시 지그재그 주행방식으로 복귀시키고 진행방향을 새롭게 설정하여 작업을 수행하게 된다(204단계). 이때, 이동 로봇의 주행 방식은 지그재그 방식으로 이전과 동일하게 복귀하나, 로봇이 진행하는 방향은 변경되게 된다. 즉, 이전 단계(202)에서 감지했던 경계면을 이루던 벽면이 새로운 진행방향과 수직방향이 되도록 진행방향을 변경하는 것이다.
또한 상기 소정의 위치를 시발점으로 하여 지그재그 주행 방식을 재개하는 경우에는 상기 소정의 위치에 따른 이동폭의 위치를 보상하는 것이 바람직하다. 예를 들어 상기 203단계에서 이동한 위치가 벽으로부터 멀리 떨어져 있는 경우에는 일반적인 지그재그 주행 방식에서 설정된 이동폭으로 주행을 하게 되면 이동폭의 위치가 벽으로부터 멀리 떨어지게 되어 벽에 인접한 영역까지 청소가 이루어지지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 반대로 상기 203단계에서 이동한 위치가 벽과 매우 가까운 경우에는 이동폭의 위치가 벽과 너무 가깝게 되어 벽으로부터 멀리 떨어진 부분은 청소가 이루어지지 못하게 된다.
따라서 바람직하게는 이동 로봇은 상기 랜덤 방식으로 이동하기 전의 좌표값과 이동한 후의 좌표값을 메모리에 저장하여 그 차이값에 따라 이동폭의 위치를 보상, 조정하게 된다. 즉, 상기 차이값이 큰 경우에는 지그재그 주행방식에 따른 이동폭의 위치를 벽측으로 조정하는 보상을 행하고, 상기 차이값이 작은 경우에는 지 그재그 주행방식에 따른 이동폭의 위치를 벽의 반대방향으로 조정하는 보상을 행함으로써 청소가 이루어지지 않는 구역을 최소화시키게 된다.
이와 같이 함으로써 커버리지율이 높은 지그재그 주행 방식으로 새로운 구역에 대한 작업을 개시할 수 있게 되고, 계속해서 단계202 내지 단계204를 반복함으로써 전체 청소구역, 즉 전체 거실, 전체 안방에 대하여 청소작업을 완료할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇이 지그재그 주행 중에 장애물을 만난 경우의 주행 제어 방법에 대하여 도3을 참고하여 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 로봇의 청소작업 주행 경로 및 주행 제어를 도시한 개념도이다.
이동 로봇이 주행을 시작하면 먼저 설정된 이동폭만큼 특정한 이동폭의 방향으로 이동하며, 장애물이 감지되는지, 즉 이동에 실패하는지 여부를 감시한다.(도3(a)참조) 감시결과 장애물이 없는 것으로 판명되면, 감시 결과값을 이동 로봇의 메모리 영역(미도시)에 저장하고 지그재그 주행방법에 의한 주행을 계속한다. 다음 주기에 상기 특정한 이동폭의 방향으로 이동을 하는 경우에는 상기 메모리 영역에 저장된 감시 결과값에 따라 설정된 이동폭에 가중치를 부가하여 상기 이동폭의 크기를 증가시킨다. 이와 같이 이동폭의 방향으로 주행하는 경우에 장애물이 감지되지 않으면, 상기 장애물 감시 결과값은 계속 누적되므로 점차로 보상되는 이동폭의 값은 증가시키되, 상기 증가된 이동폭의 크기는 최대 허용치를 넘지 않도록 제한된다.
이는 이동폭이 지나치게 증가하여 불필요하게 청소 구역이 중복되거나 커버리지율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다. 한편 장애물이 감지되지 않는 경우에 최대 허용치의 범위 내에서 이동폭의 크기를 증가시키기 위한 증가폭은 위의 예로 한정되지 않으며, 다양하게 프로그램을 통하여 결정할 수 있다. 예를 들어 장애물이 발견되지 않을 때마다 그 숫자를 카운트하여 일정한 거리만큼을 증가시키도록 구성할 수도 있으며, 장애물이 발견되지 않는 횟수에 대한 가중치를 두어 보다 급격하게 증가시키거나 보다 완만하게 증가시키도록 구현하는 것도 가능하다. 또한 이와 같이 매번 증가값을 계산에 의하여 구하지 않고, 일정한 테이블로 구성하여 저장하고 장애물이 연속하여 감지되지 않은 횟수 등에 해당하는 테이블 값을 불러들여서 증가값, 또는 보상값으로 이용하는 것도 가능하다.
또한 이동폭의 증가분의 설정은 위에서 설명한 이동폭의 설정과 유사한 방식을 적용하여, 제품 출시와 함께 고정적으로 설정될 수도 있으나, 로봇 청소기를 시험 운영하여 거실, 또는 방의 크기를 측정한 후 로봇 청소기 스스로 최적의 이동폭 증가분의 크기를 선택하도록 할 수도 있고, 사용자의 입력에 의해 수동으로 결정되도록 할 수도 있다. 이와 같은 인터페이스는 모두 공지 공용의 구성요소들을 활용한 것으로서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명에서는 이와 같이 지그재그 주행방식에 있어서 장애물의 존재 유무에 따라 이동폭의 크기가 변화하는 주행방식을 종래의 방식에 대비하여 가변형(adaptive) 지그재그 주행방식이라 칭하기로 한다.
한편 이동 로봇이 벽에 도달하게 되면 앞서 살펴본 바와 같이 랜덤 주행방 식에 따라 위치를 이동한다. 이때 이동된 위치는 벽에 인접한 위치가 아니며, 최초에 설정된 지그재그 주행방식에 따라 주행을 하는 경우에는 상기 이동 로봇보다 벽에 가까운 영역에 대해서는 청소가 이루어지지 않게 된다. 따라서 이동된 위치로부터 벽까지의 직선거리만큼을 보상하여 지그재그 주행을 하는 경우에 벽면에 인접한 부분을 주행영역에 포함시킬 수 있게 되는 하는 것이다.
도3(a) 내지 도3(d)에서 보는 바와 같이 사각형으로 이루어진 장애물이 있는 방에 대하여 지그재그 주행 방식과 랜덤 주행방식을 반복하여 방 또는 거실 전체에 대한 청소가 이루어지게 된다.
상술한 구성에 따라 이동 로봇은 전체 작업 구역을 분할하여 분할된 구역 내에서는 지그재그 주행 방식에 따라 작업을 실시하며 하나의 분할된 구역에서 다른 분할된 구역으로 이동하는 데에는 랜덤 주행 방식에 따라 주행을 하는 과정을 반복하여 전체 작업 구역에 대해 높은 커버리지율로 작업을 완료할 수 있게 되는 것이다.
상술한 구성에 따르면, 본 발명은 일정 영역 내에서 이용하는 제1 주행방식과 일정 영역과 다른 영역 사이를 이동하기 위해 이용하는 제2 주행방식을 이용하여 넓은 영역의 작업 구역에 대하여 커버리지율이 높고 작업시간을 단축시킬 수 있도록 이동 로봇의 주행을 제어할 수 있는 효과가 발생하는 것이다.
또한 일정 영역 내에서 장애물의 존재 유무에 따라 주행 방식의 설정 상태를 변경하으로써 커버리지율을 향상시키고 작업시간을 더욱 단축시킬 수 있는 효과가 발생하게 된다.
이상에서 본 발명은 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출 가능한 많은 변형 예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다.

Claims (8)

  1. 제1 주행방식에 따라 제1 진행방향으로 주행하며 청소를 수행하는 제1단계와;
    설정된 청소구역의 경계면을 감지하면 제2 주행방식에 따라 소정의 위치로 이동하는 제2단계와;
    상기 소정의 위치에서 상기 제1 주행방식에 따라 상기 제1 진행방향과는 수직 방향인 제2 진행방향으로 주행하며 청소를 수행하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주행방식은 지그재그(Zigzag) 방식, 또는 가변 지그재그 방식이며, 상기 제2 주행방식은 랜덤(Random) 방식인 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는 상기 소정의 위치의 좌표에 따라 보상값을 산출하여 상기 제2 주행방식의 이동폭을 결정하는 것을 이동 로봇의 주행 제어 방법.
  5. 설정된 이동폭에 따라 지그재그 방식으로 주행하며 청소를 수행하는 제1단계;와
    주행중 장애물의 유무를 판단하여 지그재그 방식의 이동폭을 변경하여 주행하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    주행 중에 장애물이 있다고 판단되면 소정의 거리만큼 이동폭을 감소시키고, 주행중에 장애물이 없다고 판단되면, 최대 이동폭을 넘지 않는 범위에서 소정의 거리만큼 이동폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 감소되거나 증가되는 이동폭은 소정의 프로그램에 따라 가변적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행 제어 방법.
  8. 제6항, 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 최대 이동폭 및 감소되거나 증가되는 이동폭은 사용자에 의해 설정이 가능한 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 주행 제어 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101227859B1 (ko) 2007-08-30 2013-01-31 삼성전자주식회사 로봇 청소기의 제어방법
KR101290726B1 (ko) * 2007-08-21 2013-07-26 삼성전자주식회사 로봇청소기의 제어방법
WO2019194631A1 (ko) * 2018-04-06 2019-10-10 엘지전자 주식회사 이동로봇과 이동로봇의 제어방법
CN113589806A (zh) * 2021-07-21 2021-11-02 珠海一微半导体股份有限公司 机器人弓字型行走时的策略控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11212642A (ja) * 1998-01-21 1999-08-06 Honda Motor Co Ltd 自走ロボットの制御方法および装置
KR20050061775A (ko) * 2003-12-18 2005-06-23 주식회사 영텍 지능형 청소 로봇의 청소 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11212642A (ja) * 1998-01-21 1999-08-06 Honda Motor Co Ltd 自走ロボットの制御方法および装置
KR20050061775A (ko) * 2003-12-18 2005-06-23 주식회사 영텍 지능형 청소 로봇의 청소 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1020050061775
11212642

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290726B1 (ko) * 2007-08-21 2013-07-26 삼성전자주식회사 로봇청소기의 제어방법
KR101227859B1 (ko) 2007-08-30 2013-01-31 삼성전자주식회사 로봇 청소기의 제어방법
WO2019194631A1 (ko) * 2018-04-06 2019-10-10 엘지전자 주식회사 이동로봇과 이동로봇의 제어방법
CN113589806A (zh) * 2021-07-21 2021-11-02 珠海一微半导体股份有限公司 机器人弓字型行走时的策略控制方法

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