KR101352518B1 - 이동 로봇, 단말 장치, 및 이동 로봇의 원격 제어 시스템과 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예들은, 단말 장치와 이동 로봇을 네트워크를 통해 연결함으로써 이동 로봇을 더욱 다양한 방식으로 제어 가능하게 한다. 또, 본 발명의 실시 예들은, 외부에서 집안의 상황을 실시간으로 확인할 수 있도록 하고, 이동 로봇의 상태에 따라 신속한 대처가 가능하도록 한다. 이동 로봇은, 순찰, 이동, 청소 수행 중에 배터리의 상태를 수시로 확인하여 충전 동작을 수행하고, 상태 정보를 실시간으로 단말 장치에 전송할 수 있다.

Description

이동 로봇, 단말 장치, 및 이동 로봇의 원격 제어 시스템과 방법{MOBILE ROBOT, TERMINAL, AND SYSTEM AND METHOD FOR REMOTELY CONTROLLING THE ROBOT}

본 발명은 원격 제어 가능한 이동 로봇과, 이동 로봇을 원격 제어하는 단말 장치, 및 이들을 포함하는 이동 로봇의 원격 제어 시스템과 방법에 관한 것이다.

일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다.

상기 가정용 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 전자기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.

한편, 이동 로봇을 제어하기 위한 방식으로는 사용자 인터페이스인 리모콘을 이용하는 방식, 이동 로봇 본체에 구비된 버튼을 이용하는 방식 등이 있다. 또, 카메라나 각종 센서들을 이용하여 자기 위치인식 및 지도작성 기능을 가진 이동 로봇들이 개발되고 있다.

본 발명의 실시 예들은 단말 장치를 이용하여 원격에서 제어가능한 이동 로봇을 제공함에 일 목적이 있다.

본 발명의 실시 예들은 이동 로봇을 원격 제어할 수 있고 이동 로봇의 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 단말 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명의 실시 예들은 이동 로봇을 원격 제어할 수 있고, 이동 로봇 주변을 원격에서 감시할 수 있으며, 이동 로봇의 상태를 실시간으로 확인하여 신속하게 대응할 수 있도록 하는 이동 로봇과 단말 장치로 구성된 원격 제어 시스템 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 외부의 단말 장치로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 전송하는 통신 유닛과, 상기 제어 신호에 따라 이동 로봇을 제어하고, 제어 결과에 따른 상기 응답 신호를 생성하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어 유닛은, 상기 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하고, 상기 충전 명령에 따라 이동 로봇을 충전 스테이션으로 이동시킨다.

일 실시 예에 따른 단말 장치는, 하나 이상의 이동 로봇에 제어 신호를 전송하고, 상기 이동 로봇으로부터 하나 이상의 데이터와 상기 제어 신호에 따른 응답 신호를 수신하는 무선 통신부와, 상기 이동 로봇에 대한 제어 명령에 대응하는 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 데이터와 상기 응답 신호를 이용하여 제어 화면을 생성하는 제어부와, 충전 아이콘을 포함하는 하나 이상의 아이콘을 구비하고, 상기 아이콘을 통해 상기 제어 명령을 입력받는 터치 인식 영역이 형성된 디스플레이부를 포함하여 구성된다.

일 실시 예에 따른 이동 로봇의 원격 제어 시스템은, 제어 신호를 수신하여 상기 제어 신호에 포함된 충전 명령을 수행하고, 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 전송하는 이동 로봇과, 상기 충전 명령에 대응하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 이동 로봇에 전송하고, 상기 응답 신호를 근거로 제어 화면을 생성하여 표시하는 단말 장치를 포함하여 구성된다.

일 실시 예에 따른 이동 로봇의 원격 제어 방법은, 이동 로봇과, 상기 이동 로봇을 제어하는 단말 장치를 포함하는 이동 로봇의 원격 제어 시스템에 있어서, 상기 이동 로봇이 상기 단말 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계와, 상기 이동 로봇이 상기 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하는 단계와, 상기 이동 로봇이 상기 충전 명령에 따라 충전 스테이션으로 이동하는 단계와, 상기 이동 로봇이 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 상기 단말 장치에 전송하는 단계와, 상기 단말 장치가 상기 응답 신호를 근거로 제어 화면을 생성하는 단계와, 상기 단말 장치가 상기 제어 화면을 표시하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시 예들에 따른 이동 로봇은, 원격 제어가능하도록 하는 통신 수단을 내장하여 외부에서 이동 단말 등 단말 장치를 이용하여 용이하게 제어할 수 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 이동 로봇은, 순찰, 이동, 청소 수행 중에 배터리의 상태를 수시로 확인하여 충전 동작을 수행한다. 또, 이동 로봇은, 상태 정보를 실시간으로 단말 장치에 전송함으로써 사용자 등이 단말 장치를 이용하여 이동 로봇의 상태를 용이하게 확인할 수 있게 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 단말 장치는, 원격 제어 프로그램을 실행하여 원격에서 용이하게 이동 로봇을 제어할 수 있고, 사용자 등이 실시간으로 이동 로봇의 상태나 주변 상황을 확인할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 원격 제어 시스템 및 방법은, 단말 장치와 이동 로봇을 네트워크를 통해 연결함으로써 이동 로봇을 더욱 다양한 방식으로 제어 가능하게 한다. 또, 원격 제어 시스템 및 방법은, 외부에서 집안의 상황을 실시간으로 확인할 수 있도록 하고, 이동 로봇의 상태에 따라 신속한 대처가 가능하도록 한다.

본 발명의 실시 예들은, 사용자의 편의성을 제고하고, 이동 로봇의 운용 효율 및 안정성을 높일 수 있다. 또, 본 발명의 실시 예들은, 단말 장치를 통해 이동 로봇에 접속하는 경우에, 접속 인증 동작을 수행함으로써 이동 로봇의 오남용을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 이동 로봇의 외관을 도시한 사시도;
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 이동 로봇의 세부 구성을 도시한 블록도;
도 4는 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 충전 신호 감지 유닛을 확대하여 보인 도;
도 5는 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 원격 제어 시스템을 개략적으로 보인 도;
도 6은 일 실시 예에 따른 단말 장치의 구성을 보인 블록도;
도 7A 내지 도 7C는 이동 로봇의 대기 중, 충전 명령을 수행하는 동작을 설명하기 위한 단말 장치의 화면을 도시한 도;
도 8A 내지 도 8E는 이동 로봇의 청소 중, 충전 명령을 수행하는 동작을 설명하기 위한 단말 장치의 화면을 도시한 도;
도 9A 내지 도 9D는 이동 로봇의 충전 중, 청소 명령을 수행하는 동작을 설명하기 위한 단말 장치의 화면을 도시한 도;
도 10A 내지 도 10C는 이동 로봇의 충전 중, 이동 로봇의 설정 메뉴에 진입하는 동작을 설명하기 위한 단말 장치의 화면을 도시한 도;
도 11A 내지 도 11D는 이동 로봇의 청소 또는 순찰 중, 자동으로 충전 동작을 수행하는 것을 설명하기 위한 단말 장치의 화면을 도시한 도;
도 12A 및 도 12B는 이동 로봇의 설정 동작 중, 자동으로 충전 동작을 수행하는 것을 설명하기 위한 단말 장치의 화면을 도시한 도;
도 13A 및 도 13B는 이동 로봇의 충전 중에 메뉴 실행 시, 이동 로봇의 배터리의 충전 상태에 따른 단말 장치의 메시지 화면을 도시한 도;
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시 예들에 따른 이동 로봇의 원격 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 원격 제어 시스템은, 이동 로봇(100)과 단말 장치(200)를 포함하여 구성된다. 이동 로봇(100)은 제어 신호를 수신하여 제어 신호에 포함된 충전 명령을 수행하고, 제어 신호에 대한 응답 신호를 전송한다. 단말 장치(200)는 충전 명령에 대응하는 제어 신호를 생성하여 이동 로봇(100)에 전송하고, 이동 로봇(100)으로부터 수신한 응답 신호를 근거로 제어 화면을 생성하여 표시한다. 여기서, 제어 명령은, 청소 명령, 이동 명령, 순찰 명령, 충전 명령, 설정 변경 등을 포함한다. 또, 제어 신호는 제어 명령을 통신 프로토콜에 맞게 변경한 신호를 의미하고, 응답 신호는 제어 신호에 대한 응답을 의미한다.

단말 장치는, 이동 가능 여부에 따라 이동 단말(mobile/portable terminal)과 고정 단말(stationary terminal)로 구분되는데, 이동 단말과 고정 단말 모두를 포함한다. 또, 단말 장치는, 사용자의 직접 이동 가능 여부에 따라 이동(형) 단말(handheld terminal)과 거치형 단말(vehicle mount terminal)로 구분되는데, 역시 이동(형) 단말과 거치형 단말 모두를 포함한다. 예를 들어, 단말 장치는, 휴대폰(Cellphone, PCS phone), 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션(Navigation) 등을 포함한다. 원격 제어 시스템은 단말 장치의 종류에 따라 네트워크 방식이 달라질 수 있다. 예를 들어, 원격 제어 시스템은 휴대폰이나 스마트폰 등의 경우에 3G, CDMA, WCDMA 등의 이동 통신망을 이용할 수 있고, 이동 로봇과 단말 장치는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 등과 무선 신호를 송수신한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇(100)은, 통신 유닛(110)과 제어 유닛(120)을 포함하여 구성된다. 통신 유닛(110)은 외부의 단말 장치로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 전송한다. 제어 유닛(120)은 제어 신호에 따라 이동 로봇을 제어하고, 제어 결과에 따른 상기 응답 신호를 생성한다. 또, 제어 유닛(120)은, 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하고, 상기 충전 명령에 따라 이동 로봇을 충전 스테이션으로 이동시킨다.

통신 유닛(110)은 단말 장치와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나, 즉 현재 이용 가능한 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다. 통신 유닛(110)은 단말 장치로부터 제어 신호를 수신한다. 통신 유닛(110)은 이동 로봇의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 영상 정보, 내부 지도(청소 지도) 등을 전송한다. 또, 통신 유닛(110)은 라디오 주파수(RF) 통신, 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA), 무선 랜(LAN), 지그비(Zigbee) 등 근거리 무선 통신 방식 중 하나의 통신 방식으로 단말 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말 장치가 스마트폰인 경우에 스마트폰이 가용한 통신 방식에 따라 이동 로봇은 통신 유닛을 구비할 수 있다.

도 2를 참조하면, 이동 로봇은, 충전 스테이션이 발신하는 안내 신호를 수신하는 충전 신호 감지 유닛(131)을 더 포함하여 구성된다. 이동 로봇은 충전 신호 감지 유닛(131)을 이용하여 충전 스테이션이 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전 스테이션의 위치 및 방향을 확인한다. 충전 스테이션은 이동 로봇이 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신한다. 이동 로봇은 충전 스테이션으로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전 스테이션으로 복귀한다. 충전 신호 감지 유닛(131)은, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있는데, 일반적으로 적외선 센서가 이용된다. 충전 신호 감지 유닛(131)은 이동 로봇의 내부나 외부의 일 측에 구비된다. 충전 신호 감지 유닛(131)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 출력 유닛(160)의 하부 또는 영상 검출 유닛(134)의 주변에 설치될 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 출력 유닛(160)은 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다. 또, 단말 장치(200)는 이동 로봇(100)으로부터 배터리의 충전 상태, 배터리 잔량을 수신하여 디스플레이부의 화면의 일측에 배터리의 충전 상태, 배터리 잔량을 표시할 수 있다.

도 2를 참조하면, 이동 로봇은 전원 유닛(140)을 더 포함하여 구성된다. 전원 유닛(140)은, 충전 가능한 배터리(141)를 구비하여 이동 로봇 내로 전원을 공급한다. 전원 유닛(140)은 각 유닛들에 구동 전원과, 이동 로봇이 이동하거나 청소를 수행하는데 따른 동작 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전 스테이션으로 이동하여 충전 전류를 공급받아 충전된다. 이동 로봇은, 배터리(141)의 충전 상태를 감지하고, 감지 결과를 제어 유닛(120)에 전송하는 배터리 감지 유닛(142)을 더 포함한다. 배터리(141)는 배터리 감지 유닛(142)과 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어 유닛(120)에 전달된다. 배터리 잔량은 출력 유닛의 화면에 표시될 수 있다. 배터리(141)는 이동 로봇의 하부 중앙에 위치할 수도 있고, 먼지통이 본체의 최하단에 위치하도록 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 이동 로봇은 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.

제어 유닛(120)은 미리 기준 값(배터리 잔량)을 설정하고, 배터리 감지 유닛(142)의 감지 결과와 기준 값을 비교한다. 비교 결과, 감지 결과가 기준 값 이하이면, 제어 유닛(120)은 이동 로봇을 충전 스테이션으로 이동시켜 충전을 수행한다. 일 예로, 제어 유닛(120)은 단말 장치로부터의 충전 명령에 따라 다른 동작을 중지하고 충전 스테이션으로 이동시켜 충전을 수행하도록 할 수 있다. 또, 다른 예로, 제어 유닛(120)은 충전 명령을 추출한 후, 배터리 감지 유닛의 감지 결과와 기준 값의 비교 결과에 따라 충전 명령을 수행하거나 이전 동작을 그대로 수행할 수도 있다.

도 2 또는 도 3을 참조하면, 이동 로봇은 직접 제어 명령을 입력받는 입력 유닛(150)을 더 포함하여 구성된다. 또, 사용자 등은 입력 유닛을 통해 후술하는 저장 유닛에 저장된 정보들 중 하나 이상의 정보를 출력하도록 하는 명령을 입력할 수 있다. 입력 유닛(150)은 하나 이상의 버튼으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 입력 유닛(150)은, 확인버튼, 설정버튼을 포함할 수 있다. 확인버튼은 장애물 정보, 위치 정보, 영상 정보, 내부 지도, 청소 영역이나 청소 지도를 확인하는 명령을 입력한다. 설정버튼은 상기 정보들을 설정하는 명령을 입력한다. 입력 유닛은 상기 정보들을 재설정하는 명령을 입력하는 재설정버튼, 삭제버튼, 청소시작버튼, 정지버튼 등을 구비할 수 있다. 다른 예로, 입력 유닛(150)은 예약 정보를 설정하거나 삭제하기 위한 버튼을 구비할 수 있다. 또, 입력 유닛(150)은 청소 모드를 설정하거나 변경하는 버튼을 더 구비할 수 있다. 또, 입력 유닛(150)은 충전 스테이션으로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼을 더 구비할 수 있다. 입력 유닛(150)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력 유닛(150)은 출력 유닛과 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다.

출력 유닛(160)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 이동 로봇의 상부에 구비된다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력 유닛(150)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 예약 정보, 배터리 상태, 집중 청소, 공간 확장, 지그재그 운전 등의 청소 방식 또는 주행 방식 등을 화면에 표시한다. 출력 유닛(160)은 이동 로봇을 구성하는 각 유닛들의 현재 상태와, 현재 청소 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력 유닛(160)은 장애물 정보, 위치 정보, 영상 정보, 내부 지도, 청소 영역, 청소 지도 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력 유닛(160)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 센서의 감지 신호를 이용하여 주변의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출 유닛(132)을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 제어 유닛(120)은, 상기 장애물 정보를 이용하여 내부 지도를 생성하고, 상기 내부 지도에 상기 충전 스테이션의 위치를 설정한다.

장애물 검출 유닛(132)은 이동 로봇의 전방, 즉 도 1에 도시한 바와 같이, 외주면에 일정 간격으로 설치되는 제1 센서를 포함한다. 또, 장애물 검출 유닛(132)은 본체의 외측으로 돌출되는 면을 갖도록 설치되는 제2 센서를 포함할 수 있다. 제1 센서와 제2 센서의 위치와 종류는 이동 로봇의 기종에 따라 달라질 수 있고, 장애물 검출 유닛은 더 다양한 센서를 포함할 수 있다. 제1 센서는 이동 로봇의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어 유닛(120)에 전달한다. 즉, 제1 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어 유닛에 전달한다. 제1 센서는, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있다. 제2 센서는 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어 유닛에 전달한다. 즉, 제2 센서는 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어 유닛에 전달한다. 제2 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Device) 센서 등일 수 있다. 또, 장애물 검출 유닛(132)은 본체의 하면(저면)에 설치되고, 바닥면의 장애물, 예를 들어 낭떠러지를 감지하는 낭떠러지 센서를 더 포함할 수 있다. 낭떠러지 센서는 바닥면의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있도록 구성되고, PSD 센서와 같이 적외선 모듈의 형태일 수 있다.

도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 센서의 감지 신호를 이용하여 이동 로봇 자체의 위치를 인식하여 위치 정보를 출력하는 위치 인식 유닛(133)을 더 포함하여 구성된다. 여기서, 제어 유닛(120)은, 위치 인식 유닛(133)이 인식한 위치 정보를 이용하여 내부 지도를 수정한다.

위치 인식 유닛(133)은 이동 로봇의 배면에 구비되어, 이동 중 하방, 즉 바닥면, 피청소면을 촬영하는 하부 카메라 센서를 포함한다. 하부 카메라 센서는, 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)로서, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 하부 카메라 센서는, 이동 로봇의 미끄러짐과 무관하게 이동 로봇의 위치를 검출할 수 있다. 제어 유닛(120)은 하부 카메라 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이에 따라 이동 로봇의 위치를 산출한다. 하부 카메라 센서를 이용하여 이동 로봇의 하방을 관찰하도록 함으로써, 제어 유닛은 다른 수단에 의해 산출한 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정이 가능하다.

위치 인식 유닛(133)은 이동 로봇의 속도 변화, 예를 들어, 출발, 정지, 방향 전환, 물체와의 충돌 등에 따른 이동 속도의 변화를 감지하는 가속도 센서(Acceleration Sensor)를 더 포함한다. 가속도 센서는 주 바퀴나 보조바퀴의 인접 위치에 부착되어, 바퀴의 미끄러짐이나 공회전을 검출할 수 있다. 이때, 가속도 센서를 통해 검출한 가속도를 이용하여 속도를 연산하고, 지령 속도와 비교를 통해 이동 로봇의 위치를 확인하거나 보정할 수 있다. 그러나, 일반적으로 가속도 센서는 제어 유닛(120)에 내장되어 청소 모드, 주행 모드 시에 발생하는 이동 로봇 자체의 속도 변화를 감지한다. 즉, 가속도 센서는 속도 변화에 따른 충격량을 검출하여 이에 대응하는 전압 값을 출력한다. 따라서, 가속도 센서는 전자식 범퍼의 기능을 수행할 수 있다.

위치 인식 유닛(133)은 이동 로봇이 이동하거나 청소할 때 회전 방향을 감지하고 회전각을 검출하는 자이로 센서(Gyro Sensor)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 자이로 센서는, 이동 로봇의 각속도를 검출하여 각속도에 비례하는 전압 값을 출력한다. 제어 유닛(120)은, 자이로 센서로부터 출력되는 전압 값을 이용하여 회전 방향 및 회전각을 산출한다.

위치 인식 유닛(133)은 좌, 우측의 주바퀴에 연결되어 주바퀴의 회전수를 감지하는 휠 센서(Wheel Sensor)를 더 포함할 수 있다. 휠 센서는 로터리 엔코더(Rotary Encoder)를 주로 사용하고, 이동 로봇이 청소나 이동할 때 좌측과 우측의 주바퀴의 회전수를 감지하여 출력한다. 제어 유닛(120)은 회전수를 이용하여 좌, 우측 바퀴의 회전 속도를 연산할 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 이동 로봇은, 상방이나 전방을 향하도록 설치되고, 상부 카메라 센서(134)를 구비하여, 이동 로봇의 주변을 촬영하여 영상 정보를 검출하는 영상 검출 유닛을 더 포함할 수 있다. 영상 검출 유닛이 복수의 상부 카메라 센서를 구비하는 경우, 카메라 센서들은 일정 거리 또는 일정 각도로 이동 로봇의 상부나 옆면에 형성될 수 있다. 영상 검출 유닛은 또 다른 형태의 위치 인식 유닛으로 사용될 수 있다. 상부 카메라 센서(134)는, 카메라에 연결되어 피사체의 초점을 맞추는 렌즈와, 카메라를 조절하는 조절부와, 상기 렌즈를 조절하는 렌즈 조절부를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈는 소정의 위치에서도 주변의 모든 영역, 예를 들어 천장의 모든 영역이 촬영될 수 있도록 화각이 넓은 렌즈를 사용한다. 제어 유닛(120)은 상부 카메라 센서로부터 신호 또는 데이터를 수신함으로써 상태를 진단할 수 있다. 즉, 제어 유닛(120)은 상부 카메라 센서의 촬영 여부나, 상부 카메라 센서가 촬영한 영상 정보를 이용하여 상부 카메라 센서의 상태를 진단할 수 있다.

제어 유닛(120)은 상부 카메라 센서가 촬영한 영상 정보로부터 특징점을 추출하고, 특징점을 이용하여 이동 로봇의 위치를 인식할 수 있고, 내부 지도, 예를 들어 청소 영역에 대한 청소 지도를 생성할 수 있다. 제어 유닛(120)은 가속도 센서, 자이로 센서, 휠 센서, 하부 카메라 센서의 검출 정보와 상부 카메라 센서의 영상 정보를 이용하여 정밀하게 위치를 인식할 수 있다. 또, 제어 유닛(120)은 장애물 검출 유닛에 의해 검출된 장애물 정보와 상부 카메라 센서에 의해 인식된 위치를 이용하여 내부 지도를 정밀하게 생성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 이동 로봇은 충전 스테이션의 위치를 저장하는 저장 유닛(170)을 더 포함하여 구성된다. 저장 유닛(170)은 이동 로봇을 제어(구동)하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 저장 유닛(170)은 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 내부 지도, 청소 영역, 청소 지도 등을 더 저장할 수 있다. 또, 저장 유닛(170)은 청소 방식, 주행 방식을 저장할 수 있다. 저장 유닛(170)은 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 저장 장치이다. 비휘발성 메모리는 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등을 포함한다.

이동 로봇은 하부 양측에 이동 가능하도록 하는 좌, 우측 주바퀴를 구비한다. 주바퀴의 양측면에는 사용자의 파지가 용이하도록 손잡이가 설치될 수 있다. 도 3을 참조하면, 이동 로봇은 좌, 우측 주바퀴와 연결되어 구동하는 구동 유닛(180)을 더 포함할 수 있다. 구동 유닛은 상기 바퀴들을 회전시키는 소정의 휠 모터(Wheel Motor)를 구비하여, 상기 휠 모터를 구동함으로써 이동 로봇을 이동시킨다. 휠 모터는 각각 주바퀴에 연결되어 주바퀴가 회전하도록 하고, 휠 모터는 서로 독립적으로 작동하며 양방향으로 회전이 가능하다. 또, 이동 로봇은 배면에 하나 이상의 보조 바퀴를 구비하여 본체를 지지하고, 본체의 하면과 바닥면(피청소면) 사이의 마찰을 최소화하고 이동 로봇의 이동이 원활하도록 한다.

이동 로봇이 로봇 청소기인 경우에, 이동 로봇은 청소 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 청소 유닛은, 집진된 먼지가 저장되는 먼지통과, 청소 영역의 먼지를 흡입하는 동력을 제공하는 흡입팬과, 상기 흡입팬을 회전시켜 공기를 흡입하는 흡입 모터로 구성되어, 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입한다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 단말 장치는, 무선 통신부(210)와 제어부(220)와 디스플레이부(230)를 포함하여 구성된다.

무선 통신부(210)는, 제어부(220)가 생성한 제어 신호를 이동 로봇(100)에 전송하고, 이동 로봇(100)으로부터 하나 이상의 데이터와 상기 제어 신호에 따른 응답 신호를 수신한다. 여기서, 하나 이상의 데이터는, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 내부 지도(청소 지도), 청소 영역, 상태 정보 등을 말한다. 무선 통신부(210)는 단말 장치(200)와 무선 통신 시스템 사이, 복수의 단말 장치 사이, 또는 단말 장치와 이동 로봇(100)의 사이에 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 통신부(210)는 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 위치정보 모듈 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 이동통신 모듈 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 단말 장치에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. 근거리 통신 모듈은 문자 그대로 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

디스플레이부(230)는 충전 아이콘을 포함하는 하나 이상의 아이콘을 구비하고, 상기 아이콘을 통해 상기 제어 명령을 입력받는 터치 인식 영역(S231)이 형성된다. 또, 디스플레이부(230)는 통신 방식(예를 들어, Wi-Fi, 3G)에 따른 아이콘을 표시하고, 통신 감도를 표시하고, 이동 로봇의 배터리 잔량을 표시할 수 있다. 디스플레이부(230)는, 도 7A 이하에 도시한 바와 같이, 상기 제어 화면이 표시되고 상기 제어 명령을 입력받는 일정 크기의 제1 영역(S232)과, 상기 제1 영역보다 작거나 같은 크기의 제2 영역(S233)을 더 포함한 터치 인식 영역을 표시할 수 있다. 물론, 터치 스크린(터치 패드)을 갖지 아니한 휴대폰이나 노트북 등의 경우에는, 터치 인식 영역이 형성되지 아니하고, 터치 인식 대신 제어 명령을 입력받는 입력부와 제어 화면을 표시하는 출력부가 구분될 수 있다.

디스플레이부(230)는 단말 장치에서 처리되는 정보를 표시한다. 즉, 디스플레이부(230)는 제어 화면을 표시한다. 예를 들면, 단말 장치가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 디스플레이부(230)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이부(230)와 터치 동작을 감지하는 터치 센서가 상호 레이어 구조를 이루는 경우에, 디스플레이부(230)는 출력 이외에 입력 가능한 터치 스크린이 된다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다. 터치 센서는, 디스플레이부(230)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(230)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 포인터(pointer)가 화면에 실제로 터치는 되지 않고, 화면으로부터 소정 거리 떨어져 접근되는 근접 터치(proximity-touch)가 가능한 근접 센서일 수 있다. 근접 센서는 소정의 검출 면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 본 발명에서 터치 인식이라 함은 터치 스크린상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치 스크린상에 위치함이 인식되도록 하는 근접 터치(Proximity Touch), 터치 스크린상에 포인터가 실제로 접촉되는 접촉 터치(Contact Touch)를 모두 포함한다.

도 6을 참조하면, 단말 장치는 메모리(240)를 더 포함할 수 있다. 메모리(240)는 제어부(220)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 또, 메모리(240)는 입/출력되는 데이터들(예를 들면, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 저장할 수도 있다. 메모리(240)는 이동 로봇을 제어하기 위한 제어 신호와 이에 대응하는 제어 명령을 미리 패턴화하여 저장할 수 있다.

단말 장치는, A/V(Audio/Video) 입력부, 사용자 입력부, 센싱부, 인터페이스부, 및 전원 공급부 등을 더 포함할 수 있다.

A/V(Audio/Video) 입력부는 오디오 신호 또는 비디오 신호를 입력하기 위한 것으로서, 카메라와 마이크 등이 포함될 수 있다. 사용자 입력부는 사용자가 단말 장치의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 상기 디스플레이부(230)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 한다. 센싱부는 단말 장치의 개폐 상태, 단말 장치의 위치, 사용자 접촉 유무, 단말 장치의 방위, 단말 장치의 가속/감속 등과 같이 단말 장치의 상태를 감지하여 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다.

인터페이스부는 단말 장치(200)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 단말 장치 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 단말 장치 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 전원 공급부는 제어부(220)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

제어부(220)는 일반적으로 단말 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 휴대폰이나 스마트폰의 경우에, 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 또, 제어부(220)는 디스플레이부(230) 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

제어부(220)는 이동 로봇(100)에 대한 제어 명령에 대응하는 제어 신호를 생성하고, 데이터와 응답 신호를 이용하여 제어 화면을 생성한다. 여기서, 제어 명령은, 청소 명령, 이동 명령, 순찰 명령, 충전 명령, 설정 변경 등을 포함한다.

도 14를 참조하면, 일 실시 예에 따른 이동 로봇의 원격 제어 방법은, 상기 이동 로봇이 상기 단말 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계(S130)와, 상기 이동 로봇이 상기 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하는 단계(S140)와, 상기 이동 로봇이 상기 충전 명령에 따라 충전 스테이션으로 이동하는 단계(S150)와, 상기 이동 로봇이 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 상기 단말 장치에 전송하는 단계(S160)와, 상기 단말 장치가 상기 응답 신호를 근거로 제어 화면을 생성하는 단계(S170)와, 상기 단말 장치가 상기 제어 화면을 표시하는 단계(S180)를 포함하여 구성된다. 이하, 이동 로봇과, 상기 이동 로봇을 제어하는 단말 장치를 포함하는 이동 로봇의 원격 제어 시스템은 도 1 내지 도 6을 참조한다.

단말 장치(200)는 제어 명령을 입력받아 이에 따른 제어 신호를 생성한다(S110, S120). 여기서, 제어 명령은, 청소 명령, 이동 명령, 순찰 명령, 충전 명령, 설정 변경 등을 포함한다. 사용자 등이 충전 아이콘을 터치하는 등의 입력 방식을 통해 충전 명령을 입력하면(S110), 단말 장치는 통신 프로토콜에 맞추어 제어 신호를 생성하고, 제어 신호를 네트워크를 통해 이동 로봇(100)에 전송한다(S130). 이동 로봇은 제어 신호에 실린 명령이 충전 명령임을 확인하고(S140), 이를 실행한다. 즉, 이동 로봇은 충전 스테이션으로 이동하고(S150) 배터리를 충전한다(S190). 이때, 이동 로봇은 상태 정보 등 데이터를 지속적으로 단말 장치에 전송하고, 충전 명령의 수행에 따른 응답을 단말 장치에 전송한다(S160).

도 15를 참조하면, 이동 로봇은 청소나 이동 중에, 지속적으로 배터리의 충전 상태를 감지하고(S240), 감지 결과를 단말 장치에 전송할 수 있다(S250). 이때, 이동 로봇은 단말 장치의 충전 명령이 없는 경우에도, 감지 결과를 근거로 충전을 수행할 수 있다.

도 15를 참조하면, 이동 로봇의 원격 제어 방법은, 상기 단말 장치가 상기 이동 로봇에 접속을 요청하는 단계(S10)와, 상기 이동 로봇이 접속을 인증하는 단계(S20)와, 상기 이동 로봇이 상기 단말 장치의 접속을 승인하고 확인하는 단계(S30)와, 상기 단말 장치가 초기 제어 화면을 표시하는 단계(S40)를 더 포함할 수 있다.

먼저 단말 장치가 이동 로봇을 원격 제어하는 원격 제어 프로그램을 실행하면, 이동 로봇에 대한 로그인 정보를 입력할 수 있는 로그인 창이 생성된다. 상기 원격 제어 프로그램은 단말 장치의 메모리에 저장되어 있거나, 원격 제어 프로그램을 저장하고 있는 서버로부터 다운로드하여 설치할 수 있다. 예를 들어, 스마트폰의 경우, 원격 제어 프로그램을 앱(App.) 형식으로 다운로드하고, 아이콘의 형태로 디스플레이부의 화면에 표시한 다음, 사용자 등이 아이콘을 터치하면 실행한다. 사용자 등이 로그인 정보를 입력하면, 단말 장치는 해당 이동 로봇에 접속을 요청한다(S10). 이동 로봇은 로그인 정보에 대한 인증을 수행하고, 단말 장치는 접속 중에 연결 동작에 대한 메시지를 화면에 표시할 수 있다.

단말 장치는 복수의 이동 로봇 중 하나의 이동 로봇에 접속할 수 있다. 디스플레이부는 접속 가능한 복수의 이동 로봇을 리스트의 형태나 아이콘의 형태로 표시한다. 사용자 등이 복수의 이동 로봇 중 하나의 이동 로봇을 선택하면, 해당 이동 로봇은 단말 장치에 대한 인증을 수행한다.

이동 로봇은 인증 후 접속 확인 신호를 단말 장치에 전송하고(S30), 단말 장치는 초기 제어 화면을 표시한다(S40). 초기 제어 화면은, 옵션 메뉴를 포함하여 표시되거나, 영상 정보, 청소 지도 등의 데이터만이 표시될 수 있다. 후자의 경우, 제1 영역에 대한 터치 입력을 수신하면, 디스플레이부는 옵션 메뉴를 표시할 수 있다. 또, 제어부는, 초기 제어 화면으로 디스플레이부가 옵션 메뉴를 잠시 표시한 다음, 데이터를 표시하도록 할 수 있다.

로그인 정보가 저장된 인증 정보와 일치하지 아니하면, 이동 로봇은 단말 장치에 접속 거절 신호를 전송한다. 그러면, 단말 장치는, '아이디 또는 비밀번호가 일치하지 않습니다. 확인 후 다시 시도 해주세요.'와 같은 에러 메시지를 표시한다. 또, 접속하고자 하는 이동 로봇이 타 단말 장치에 접속중이거나, 접속하고자 하는 이동 로봇이 다른 사용자에 의해 사용중이면, 디스플레이부는 에러 메시지를 표시할 수 있다. 단말 장치는 통신 방식에 따른 안내 메시지를 표시할 수 있다. 사용자 등이 선택한 이동 로봇이 등록되어 있지 아니하거나, 네트워크가 연결되어 있지 아니하면 에러 메시지를 표시할 수 있다.

이하에서는 도 7A 내지 도 13B를 참조하여 실시 예들에 따른 이동 로봇의 원격 제어 시스템의 동작 및 방법을 예를 들어 설명한다.

도 7A를 참조하면, 제어부(220)는 무선 통신부(210)가 이동 로봇으로부터 수신한 데이터, 예를 들어 내부 지도, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 상태 정보 등을 이용하여 제어 화면을 생성한다. 제어 화면은 도 7A에 도시한 바와 같이 하나 이상의 영역으로 구분될 수 있다. 도 7A를 참조하면, 디스플레이부(230)는 세 개의 영역으로 터치 인식 영역을 구분하여 형성하고, 제1 영역에는 영상 정보, 제2 영역에는 내부 지도, 제3 영역에는 제어 명령을 입력받을 수 있는 아이콘 등을 표시한다.

도 7B는 이동 로봇이 대기 중에 배터리의 충전 상태를 감지하여 충전 스테이션으로 이동하는 것을 나타낸다. 제어 유닛(120)은 배터리 감지 유닛(142)이 감지한 배터리 잔량을 기준 값과 비교하고, 비교 결과 기준 값 이하인 경우에 단말 장치의 충전 명령 없이 자동으로 충전 동작을 수행한다(S240, S290). 이동 로봇은 충전 스테이션으로부터 안내 신호를 수신하거나(S271) 저장된 충전 스테이션의 위치를 이용하여 충전 스테이션으로 이동한다(S272). 이때, 무선 통신부(210)는 이동 로봇의 상태 정보를 수신하고, 디스플레이부(230)는 "충전하기 위해 이동 중입니다"와 같은 메시지를 화면에 표시한다(S262). 또, 도 7C에 도시한 바와 같이, 디스플레이부(230)는, 이동 로봇이 충전 중에, "충전 중입니다"라는 메시지를 화면에 표시할 수 있다(S262).

도 8A를 참조하면, 이동 로봇(100)의 청소 동작 중에 사용자 등은 단말 장치(200)를 통해 충전 명령을 입력할 수 있다(S110). 디스플레이부(230)는 충전 아이콘을 포함하는 하나 이상의 아이콘을 표시한다. 이동 로봇(100)의 청소 동작 중에 충전 명령을 입력받으면, 단말 장치는 도 8B에 도시한 바와 같이 청소 중임을 알리는 메시지를 화면에 표시할 수 있다. 즉, 디스플레이부는 충전 아이콘에 터치가 입력되면, 터치 인식 영역(제1 영역)에 충전 메시지를 표시한다. 청소 중지를 입력받으면, 단말 장치는 충전 명령에 해당하는 제어 신호를 이동 로봇에 전송한다(S130). 제어부(220)는 충전 아이콘에 터치가 입력되고, 청소 중지 아이콘에 터치가 입력되면, 충전 명령에 대응하는 제어 신호를 생성한다(S120). 도 8C 내지 도 8E에 도시한 바와 같이, 이동 로봇은 충전 명령을 전송받아(S140) 청소를 중지하고 충전 스테이션으로 이동하며(S150), 충전을 수행한다(S190), 단말 장치는 상태 정보를 수시로 전송받아 제어 화면을 생성하고 표시할 수 있다(S170, S180).

도 9A를 참조하면, 사용자 등은 이동 로봇의 충전 중에, 청소 시작 명령 등을 입력할 수 있다. 도 9B에 도시한 바와 같이, 단말 장치는 청소 시작 명령에 대응하는 제어 신호를 생성하여 이동 로봇에 전송하고, 이동 로봇은 청소 시작 명령에 따라 청소를 수행한다. 단말 장치는 디스플레이부에 이동 로봇으로부터 수신한 데이터를 이용하여 생성한 제어 화면을 표시한다. 도 9C 또는 도 9D에 도시한 바와 같이, 이동 로봇은 청소 명령 수행 중에도 배터리의 충전 상태를 확인하여 상태 정보를 단말 장치에 전송하고, 단말 장치는 "배터리 전원 부족", "배터리가 부족합니다. 충전한 후에 실행해 주세요' 등의 에러 메시지를 화면에 표시할 수 있다.

도 10A를 참조하면, 디스플레이부는 이동 로봇의 충전 중에, 제1 영역에 터치가 입력되면 옵션 메뉴를 표시한다. 옵션 메뉴의 구성은 설계에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들어 도 10B에 도시한 바와 같이, 녹화, 인터폰, 조명, 청소예약, 설정 등의 메뉴를 포함할 수 있다. 또, 디스플레이부는 이동 로봇의 수동 조작이 가능하도록 하는 아이콘을 더 표시할 수 있다. 예를 들어, 옵션 메뉴 중 청소예약 아이콘에 대한 터치가 입력되면, 도 10C에 도시한 바와 같이, 디스플레이부는 청소예약에 대한 정보를 화면에 표시한다.

도 11A 내지 도 11D를 참조하면, 이동 로봇은, 청소 중에 자동으로 충전 동작을 수행할 수 있다. 이동 로봇이, 청소 중에 충전 명령을 수신하여 수행(도 8의 경우)하는 것이 아니라, 도 7의 경우와 유사하게 청소 중에 배터리의 충전 상태를 감지하여 스스로 충전을 수행하는 것을 나타낸다. 이때, 도 11A에 도시한 바와 같이, 디스플레이부는 '충전이 필요합니다. 현재 작업을 중지하고 충전대로 이동합니다.'라는 메시지를 표시할 수 있다. 또, 단말 장치는 이동 로봇으로부터 수시로 상태 정보를 수신하고, 도 11B 내지 도 11D에 도시한 바와 같이, 디스플레이부는 '충전하기 위해 이동중입니다.', '배터리 전원 부족', '충전 중입니다' 등의 메시지를 표시할 수 있다.

도 12A 및 12B를 참조하면, 이동 로봇은, 단말 장치가 이동 로봇의 설정 변경 동작을 수행하는 중에도, 자동으로 충전 동작을 수행할 수 있다. 이때에도, 도 12B에 도시한 바와 같이, 디스플레이부는 '충전이 필요합니다. 현재 작업을 중지하고 충전대로 이동합니다.'라는 메시지를 표시할 수 있다. 또, 디스플레이부는 도 11B 내지 도 11D의 메시지를 표시할 수 있다.

도 13A를 참조하면, 이동 로봇의 충전 중에, 사용자 등이 청소 시작 명령을 입력할 수 있다(S211). 이때, 이동 로봇은 제어 신호를 수신하여(S220) 청소 시작 명령을 추출하고(S231), 청소 시작 명령을 수행하기 전에, 배터리의 충전 상태를 감지한다(S240). 감지 결과, 배터리 잔량이 부족하면, 청소 시작을 수행하지 아니하고 배터리 상태 정보를 단말 장치에 전송한다(S250). 단말 장치는, 배터리 상태 정보를 이용하여 제어 화면을 생성하고(S261), 도 13B에 도시한 바와 같이, 배터리 부족 메시지를 표시할 수 있다(S262).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들은, 단말 장치와 이동 로봇을 네트워크를 통해 연결함으로써 이동 로봇을 더욱 다양한 방식으로 제어 가능하게 한다. 또, 본 발명의 실시 예들은, 외부에서 집안의 상황을 실시간으로 확인할 수 있도록 하고, 이동 로봇의 상태에 따라 신속한 대처가 가능하도록 한다. 이동 로봇은, 순찰, 이동, 청소 수행 중에 배터리의 상태를 수시로 확인하여 충전 동작을 수행하고, 상태 정보를 실시간으로 단말 장치에 전송할 수 있다.

100: 이동 로봇 200: 단말 장치
110: 통신 유닛 120: 제어 유닛
131: 충전 신호 감지 유닛 132: 장애물 검출 유닛
133: 위치 인식 유닛 134: 영상 검출 유닛
140: 전원 유닛 141: 배터리
142: 배터리 감지 유닛 150: 입력 유닛
160: 출력 유닛 170: 저장 유닛
180: 구동 유닛 210: 무선 통신부
220: 제어부 230: 디스플레이부
240: 메모리

Claims (19)

1. 외부의 단말 장치로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 전송하는 통신 유닛;
   상기 제어 신호에 따라 이동 로봇을 제어하고, 제어 결과에 따른 상기 응답 신호를 생성하는 제어 유닛;
   충전 가능한 배터리; 및
   상기 배터리에 연결되어 상기 배터리의 충전 상태를 감지하고, 감지 결과를 상기 제어 유닛에 전송하는 배터리 감지 유닛을 포함하되,
   상기 제어 유닛은,
   상기 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하고,
   상기 감지 결과와 미리 설정된 기준 값을 비교하고, 상기 비교 결과를 근거로 상기 충전 명령을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 충전 스테이션이 발신하는 안내 신호를 수신하는 충전 신호 감지 유닛;을 더 포함하는 이동 로봇.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
   상기 감지 결과가 미리 설정된 기준 값 이상인 경우,
   이전 동작을 그대로 수행하도록 상기 이동 로봇을 제어하고,
   상기 감지 결과가 미리 설정된 기준 값을 미만인 경우,
   상기 충전 명령에 따라 상기 이동 로봇을 충전 스테이션으로 이동시키는 것인 이동 로봇.
4. 삭제
5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 충전 스테이션의 위치를 저장하는 저장 유닛;을 더 포함하는 이동 로봇.
6. 제5 항에 있어서,
   하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 센서의 감지 신호를 이용하여 주변의 장애물을 검출하여 장애물 정보를 출력하는 장애물 검출 유닛;을 더 포함하고,
   상기 제어 유닛은,
   상기 장애물 정보를 이용하여 내부 지도를 생성하고, 상기 내부 지도에 상기 충전 스테이션의 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
7. 제6 항에 있어서,
   하나 이상의 센서를 구비하고, 상기 센서의 감지 신호를 이용하여 이동 로봇 자체의 위치를 인식하여 위치 정보를 출력하는 위치 인식 유닛;을 더 포함하고,
   상기 제어 유닛은,
   상기 인식한 위치 정보를 이용하여 상기 내부 지도를 수정하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇.
8. 하나 이상의 이동 로봇에 제어 신호를 전송하고, 상기 이동 로봇으로부터 하나 이상의 데이터와 상기 제어 신호에 따른 응답 신호를 수신하는 무선 통신부;
   상기 이동 로봇에 대한 제어 명령에 대응하는 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 데이터와 상기 응답 신호를 이용하여 제어 화면을 생성하는 제어부; 및
   충전 아이콘을 포함하는 하나 이상의 아이콘을 구비하고, 상기 아이콘을 통해 상기 제어 명령을 입력받는 터치 인식 영역이 형성된 디스플레이부;를 포함하되,
   상기 이동 로봇은,
   충전 가능한 배터리 및 상기 배터리에 연결되어 상기 배터리의 충전 상태를 감지하는 배터리 감지 유닛을 포함하고,
   상기 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하고,
   상기 배터리 감지 유닛에 의한 감지 결과와 미리 설정된 기준 값을 비교하고,
   상기 비교 결과를 근거로 상기 충전 명령을 수행하는 것인 단말 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 터치 인식 영역은, 상기 제어 화면이 표시되고 상기 제어 명령을 입력받는 일정 크기의 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 작거나 같은 크기의 제2 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 충전 아이콘에 대한 터치 입력을 수신하면, 상기 제1 영역에 충전 메시지를 표시하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 충전 아이콘에 대한 터치 입력을 수신하면, 충전 명령에 대응하는 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 이동 로봇의 충전 중, 상기 제1 영역에 대한 터치 입력을 수신하면, 상기 제1 영역에 옵션 메뉴를 표시하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
13. 제9 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    청소 시작 아이콘을 더 포함하고, 상기 이동 로봇의 충전 중, 상기 청소 시작 아이콘에 대한 터치 입력을 수신하면, 상기 제1 영역에 상기 제어 화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이동 로봇의 충전 중, 상기 청소 시작 아이콘에 대한 터치 입력을 수신하면, 청소 시작 명령에 대응하는 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
15. 제9 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터는, 상기 이동 로봇에 구비된 배터리의 충전 상태를 포함하고,
    상기 디스플레이부는,
    상기 배터리의 충전 상태가 미리 설정된 기준 값 이하인 경우, 배터리 부족 화면을 표시하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
16. 제어 신호를 수신하여 상기 제어 신호에 포함된 충전 명령을 수행하고, 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 전송하는 이동 로봇; 및
    상기 충전 명령에 대응하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 이동 로봇에 전송하고, 상기 응답 신호를 근거로 제어 화면을 생성하여 표시하는 단말 장치;를 포함하되,
    상기 이동 로봇은,
    충전 가능한 배터리 및 상기 배터리에 연결되어 상기 배터리의 충전 상태를 감지하는 배터리 감지 유닛을 포함하고,
    상기 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하고,
    상기 배터리 감지 유닛에 의한 감지 결과와 미리 설정된 기준 값을 비교하고,
    상기 비교 결과를 근거로 상기 충전 명령을 수행하는 것인 이동 로봇의 원격 제어 시스템.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은, 배터리의 충전 상태를 포함한 하나 이상의 데이터를 상기 단말 장치에 전송하고,
    상기 단말 장치는, 상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 제어 화면을 생성하여 표시하는 것을 특징으로 하는 이동 로봇의 원격 제어 시스템.
18. 이동 로봇과, 상기 이동 로봇을 제어하는 단말 장치를 포함하는 이동 로봇의 원격 제어 시스템에 있어서,
    상기 이동 로봇이 상기 단말 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계;
    상기 이동 로봇이 상기 제어 신호로부터 충전 명령을 추출하는 단계;
    상기 이동 로봇이 상기 이동 로봇에 포함된 배터리의 충전 상태를 감지하는 단계;
    상기 이동 로봇이 상기 감지 결과와 미리 설정된 기준 값을 비교하는 단계;
    상기 이동 로봇이 상기 감지 결과가 미리 설정된 기준 값 이상인 경우, 이전 동작을 그대로 수행하고, 상기 감지 결과가 미리 설정된 기준 값을 미만인 경우, 상기 충전 명령에 따라 충전 스테이션으로 이동하는 단계;
    상기 이동 로봇이 상기 제어 신호에 대한 응답 신호를 상기 단말 장치에 전송하는 단계;
    상기 단말 장치가 상기 응답 신호를 근거로 제어 화면을 생성하는 단계; 및
    상기 단말 장치가 상기 제어 화면을 표시하는 단계;를 포함하는 이동 로봇의 원격 제어 방법.
19. 제18 항에 있어서,
    상기 이동 로봇이 배터리의 충전 상태를 포함한 하나 이상의 데이터를 상기 단말 장치에 전송하는 단계; 및
    상기 단말 장치가 상기 배터리의 충전 상태를 근거로 상기 제어 화면을 생성하는 단계;를 더 포함하는 이동 로봇의 원격 제어 방법.

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