KR100669981B1 - 청소로봇의 청소면적 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 청소로봇의 청소면적 측정방법에 관한 것으로, 그 목적은 RFID 및 컴퓨터 응용프로그램을 이용해 정확하고도 신속한 청소면적의 측정이 가능한 청소로봇의 청소면적 측정방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 실제 청소로봇이 청소를 수행하게 될 측정공간을 다수의 픽셀(pixel)들로 이루어진 컴퓨터 응용프로그램상의 가상공간으로 매칭시켜 컴퓨터 디스플레이 상에 나타내는 단계(S1); 상기 측정공간의 내부를 주행하며 일정시간 동안 청소를 수행하는 상기 청소로봇의 위치정보를 상기 응용프로그램에 실시간으로 전송하여 상기 디스플레이 상에 표시된 가상공간에 청소로봇의 이동경로를 나타내는 단계(S2); 상기 이동경로가 상기 청소로봇의 흡입구에 대응하는 두께를 갖도록 상기 가상공간 상에 표시하여 청소로봇에 의해 청소된 부분을 컴퓨터 디스플레이 상에 나타내는 단계(S3); 및 상기 가상공간 상에 청소된 부분으로 표시된 영역의 픽셀들과, 상기 가상공간을 구성하는 전체 픽셀들의 비율을 계산하여 청소면적율을 계산하고, 실제 측정공간의 면적을 곱하여 청소면적을 구하는 단계(S4);로 이루어진 청소로봇의 청소면적 측정방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

RFID 태그, RFID 리더기, 청소로봇, 청소면적, 이동경로

Description

청소로봇의 청소면적 측정방법{The test Method of cleaning areas for cleaning robots}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 측정공간에 RFID 태그들이 설치된 상태를 나타낸 사시도,

도 2 는 도 1의 'A'부 상세도,

도 3 은 청소로봇의 이동경로가 가상공간상에 표시된 것을 나타낸 상태도,

도 4 는 도 3의 이동경로가 청소로봇의 흡입구에 대응하는 두께를 갖도록 한 상태를 나타낸 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 측정공간 (20) : RFID 태그

(30) : 청소로봇 (40) : RFID 리더기

본 발명은 청소로봇에 의해 청소된 면적을 측정하는 방법에 관한 것으로, 특 히 RFID(Radio Frequency IDentification) 태그와 RFID　리더기를 이용해 청소로봇의 이동경로를 획득하고, 이를 컴퓨터 응용프로그램에 입력하여 청소로봇에 의해 청소된 면적을 측정하는 청소로봇의 청소면적 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 청소로봇이란 사용자에 의한 별도의 조작없이도 청소구역내을 스스로 주행하면서 바닥의 먼지와 같은 이물질을 흡입함으로써 청소를 수행하는 로봇을 의미한다. 이러한 청소로봇은 각종 센서를 이용해 청소구역내에 배치된 가구나 또는 벽 등의 장애물까지의 거리를 판별하고, 이에 기초하여 진행방향을 결정함으로써 장애물과의 간섭없이 청소를 진행하도록 되어 있다.

이러한 청소로봇의 운행패턴은 크게 두가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째는 랜덤 청소 방법으로 로봇은 단지 센서에 인식된 정보로 장애물 유무만을 판단하여 회전 및 직진을 랜덤으로 결정하는 방법이고. 두 번째는 위치기반 청소 방법으로서 로봇은 센서에 인식된 정보로 청소구역의 크기, 형태 및 장애물 유무를 판단하고 또한 로봇 자신의 위치를 알아내어 로봇 자신이 계산한 최적화된 운행패턴으로 이동시키면서 청소하는 방법으로 고가의 청소로봇에서 운행패턴으로 사용한다.

상기와 같이 청소로봇은 스스로 주행방향을 결정하여 청소를 진행하게 되므로 유사한 청소로봇일지라도 성능에 있어서는 차이가 발생된다. 이에 따라 청소로봇의 성능을 검사하는 방법의 일환으로써 청소로봇에 의한 청소면적을 측정하여 평가함으로써 해당 청소로봇의 성능을 평가하게 된다.

그러나 청소로봇에 의한 청소면적을 측정하기 위한 표준화된 방법이 아직까 지 미미한 실정이며, 이론적으로는 청소로봇의 이동경로에 따라 적분해주고 청소로봇의 흡입범위 값을 곱하면 구할 수 있으나, 중복청소 되는 면적에 따른 큰 오차가 발생되므로 검사의 신뢰도가 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 RFID 및 컴퓨터 응용프로그램을 이용해 정확하고도 신속한 청소면적의 측정이 가능한 청소로봇의 청소면적 측정방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 실제 청소로봇이 청소를 수행하게 될 측정공간을 다수의 픽셀(pixel)들로 이루어진 컴퓨터 응용프로그램상의 가상공간으로 매칭시켜 컴퓨터 디스플레이 상에 나타내는 단계(S1);

상기 측정공간의 내부를 주행하며 일정시간 동안 청소를 수행하는 상기 청소로봇의 위치정보를 상기 응용프로그램에 실시간으로 전송하여 상기 디스플레이 상에 표시된 가상공간에 청소로봇의 이동경로를 나타내는 단계(S2);

상기 이동경로가 상기 청소로봇의 흡입구에 대응하는 두께를 갖도록 상기 가상공간 상에 표시하여 청소로봇에 의해 청소된 부분을 컴퓨터 디스플레이 상에 나타내는 단계(S3); 및

상기 가상공간 상에 청소된 부분으로 표시된 영역의 픽셀들과, 상기 가상공간을 구성하는 전체 픽셀들의 비율을 계산하여 청소면적율을 계산하고, 실제 측정공간의 면적을 곱하여 청소면적을 구하는 단계(S4);로 이루어진 청소로봇의 청소면적 측정방법을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 청소면적 측정방법은 소정의 크기를 갖는 측정공간(10)에서 청소로봇(30)을 작동하여 일정시간동안 청소를 수행하도록 하면서, 청소로봇(30)의 이동경로를 RFID 태그(20)와 RFID 리더기(40)로서 실시간으로 검출하고, 이를 컴퓨터 응용프로그램에 입력하여 청소로봇(30)의 실제 이동경로를 가상공간인 디스플레이 상에 표시함과 더불어 청소로봇(30)의 흡입구에 상응하는 두께로 상기 이동경로를 표시함으로써 실제 청소된 면적을 측정하도록 구성된 것이다. 여기서 상기 측정공간(10)은 실제 시험환경을 의미하고, 상기 가상공간은 컴퓨터 응용프로그램에 의해 디스플레이 상에 구현되는 공간을 의미하며, 상기 디스플레이로는 컴퓨터 모니터가 사용될 수 있다.

도 1 및 도 2는 다수개의 RFID 태그(20)들이 설치된 측정공간(10)에 청소로봇(30)이 놓여져 있는 상태를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 측정 공간(10)은 일정한 크기를 갖는 공간으로서, 그의 내부 바닥에는 각각의 고유한 위치정보를 갖는 RFID 태그(20)들이 배열 설치되어 있다. 한편 상기 RFID 태그(20)들은 상호 등간격을 갖는 규칙적인 배열구조로 설치되는 것이 바람직하며, 이와 같은 RFID 태그(20)들은 RFID 리더기(40)에서 발생되는 신호를 전원으로 이용하는 패시브 방식이 사용될 수 있다.

상기 RFID 리더기(40)는 청소로봇(30)에 설치되어 신호를 발생하며, 발생된 신호에 의해 작동하는 RFID 태그(20)의 위치정보를 수신 한 뒤, 이를 컴퓨터로 실시간으로 전송하는 기능을 제공한다. 즉 청소로봇(30)에 설치된 RFID 리더기(40)가 청소로봇(30)의 주행에 의해 RFID 태그(20)의 상부에 위치하게 되었을 경우, 해당 RFID 태그(20)는 저장된 고유의 위치정보신호를 발생하게 되고, 이 신호를 RFID 리더기(40)가 수신함으로써, 현재 청소로봇(30)이 측정공간(10)의 어느 부분에 있는지 검출하게 된다.

상기 컴퓨터 응용프로그램은 실제 측정공간(10)을 다수개의 픽셀들로 이루어진 가상공간으로 표현하여 디스플레이 상에 나타냄과 더불어 상기 RFID 태그(20)와 RFID 리더기(40)에 의해 검출되는 청소로봇(30)의 위치신호를 이용해 청소로봇(30)의 이동경로를 가상공간 상에 표시하게 된다. 이처럼 가상공간 상에 표시되는 이동경로를 청소로봇(30)의 흡입구에 상응하는 두께를 갖는 선으로서 나타내게 되면, 청소로봇(30)에 의해 청소가 수행된 부부분과 청소가 수행되지 않은 부분의 픽셀들은 서로 다른 색을 띄게 되며, 이를 이용하여 청소면적을 계산하도록 구성되어 있다.

이하 본 실시 예에 따른 측정방법에 기초하여 실제 청소로봇(30)에 의한 청소면적의 측정과정을 설명한다.

먼저 3m×3m의 크기를 갖는 측정공간(10)을 마련하고, 그 내부 바닥에 각각의 위치정보가 저장된 RFID 태그(20)들이 상호 10㎝의 간격을 갖도록 배열 설치한다. 또한 검사 대상 청소로봇(30)의 흡입구를 측정하여 컴퓨터 응용프로그램에 흡입영역의 크기를 입력한다.

한편, 컴퓨터 응용프로그램은 3m×3m의 측정공간(10)을 600×600 픽셀의 규격을 갖는 가상공간으로 매칭시켜 디스플레이 상에 표시하게 되며, 이에 따라 하나의 픽셀은 실제 5㎜의 간격에 대응하게 된다. 상기와 같은 측정공간(10)의 크기와 가상공간의 픽셀수는 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

상기 RFID 태그(20)로부터 위치신호를 전달받는 RFID 리더기(40)를 해당 청소로봇(30)에 설치한 뒤, 청소로봇(30)을 작동시켜 측정공간(10)의 내부에서 일정시간동안 청소작업을 수행하도록 한다.

상기와 같은 청소로봇(30)의 청소작업 중, RFID 리더기(40)는 청소로봇(30)의 위치에 대응하는 RFID 태그(20)로부터 위치신호를 전달받아 컴퓨터로 전송하게 되고, 위치신호를 전달받은 컴퓨터 응용프로그램은 가상공간 즉, 디스플레이 상에 청소로봇(30)의 위치를 표시하게 되며, 이처럼 화면상에 표시되는 위치점들을 직선으로 연결함으로써 도 3과 같이 청소로봇(30)의 이동경로를 나타내게 된다.

상기와 같이 화면상에 표시되는 이동경로가 기 입력된 청소로봇(30)의 흡입구에 해당하는 두께를 갖도록 화면에 표시하게 되면, 도 4와 같이 실제 청소로봇 (30)에 의해 청소작업이 수행된 부분을 육안으로 확인할 수 있게 되며, 이때 가상공간을 구성하는 전체 360,000 픽셀들 중 이동경로를 표시하는 영역의 픽셀들의 비율을 계산하여 청소면적율을 계산하고, 이 청소면적율을 실제 측정공간(10)의 면적인 9㎡에 곱함으로써 실제 청소면적을 측정할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 측정공간의 바닥에 다수개의 RFID 태그들을 설치하는 한편, 검사대상인 청소로봇에는 RFID 리더기를 설치하여 측정공간 상에서 주행하며 청소를 수행하는 청소로봇의 이동경로를 검출하고, 이 이동경로를 청소로봇의 흡입구에 대응하는 두께를 나타냄으로써, 중복 청소되는 영역에 상관없이 실제 청소된 면적만을 정확하고 신속하게 측정 및 평가할 수 있게 되었다.

Claims (2)

1. 실제 청소로봇이 청소를 수행하게 될 측정공간을 다수의 픽셀(pixel)들로 이루어진 컴퓨터 응용프로그램상의 가상공간으로 매칭시켜 컴퓨터 디스플레이 상에 나타내는 단계(S1);

   상기 측정공간의 내부를 주행하며 일정시간 동안 청소를 수행하는 상기 청소로봇의 위치정보를 상기 응용프로그램에 실시간으로 전송하여 상기 디스플레이 상에 표시된 가상공간에 청소로봇의 이동경로를 나타내는 단계(S2);

   상기 이동경로가 상기 청소로봇의 흡입구에 대응하는 두께를 갖도록 상기 가상공간 상에 표시하여 청소로봇에 의해 청소된 부분을 컴퓨터 디스플레이 상에 나타내는 단계(S3); 및

   상기 가상공간 상에 청소된 부분으로 표시된 영역의 픽셀들과, 상기 가상공간을 구성하는 전체 픽셀들의 비율을 계산하여 청소면적율을 계산하고, 실제 측정공간의 면적을 곱하여 청소면적을 구하는 단계(S4);로 이루어진 것을 특징으로 하는 청소로봇의 청소면적 측정방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계(S2)는,

   상기 측정공간의 바닥에 각각의 위치정보를 갖는 다수개의 RFID 태그를 배열 설치하고,

   상기 RFID 태그로부터 발생되는 위치신호를 상기 컴퓨터로 전송하는 RFID 리더기를 상기 청소로봇에 설치하여 청소로봇의 이동경로를 검출하는 것을 특징으로 하는 청소로봇의 청소면적 측정방법.

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