KR101487684B1 - 청소상태 측정장치 및 그 방법 - Google Patents

청소상태 측정장치 및 그 방법 Download PDF

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백상훈
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Abstract

청소상태 측정장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 청소상태 측정장치는 청소로봇으로부터 수신한 청소영역에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지를 각각 복수의 블록 단위로 구획하는 블록구획부; 및 제1영상이미지와 제2영상이미지의 블록 중 이물질이 존재하는 블록의 개수를 각각 산출하는 산출부;를 포함한다.

Description

청소상태 측정장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING CLEANING STATE}
본 발명은 청소상태 측정장치 및 그 방법에 관한 것이다.
수중의 선체 외벽에는 따개비, 물이끼 등 각종 이물질이 들러붙어 외관을 해치거나 선박의 효율적인 운항에 지장을 줄 수 있으므로 청소작업이 필요하다. 그러나, 선체 외벽 청소작업을 수중에서 작업자가 수도구나 맨손을 이용하여 수행할 경우, 매우 비효율적일 뿐 아니라 청소작업의 신뢰도 및 작업자의 안전성 등을 보장하기 힘들다. 이에 최근에는 다양한 종류의 청소로봇이 사용되고 있다.
예컨대 한국공개특허 제2012-0056354호(2012.06.04 공개)과, 한국공개특허 제2011-0062248호(2011.06.10. 공개)는 이물질을 제거하는 청소로봇에 관한 기술을 공개하고 있다. 이러한 선행기술들뿐 아니라 종래의 다양한 청소로봇의 경우, 통상적으로 회전식 청소브러시를 이용하여 이물질 청소를 수행하면서 선체 외벽을 주행하게 된다. 이때, 청소브러시의 청소모를 선체 외벽에 마찰시켜 가면서 청소작업을 수행하게 된다.
그러나, 따개비 등과 같은 이물질의 경우, 충분한 청소작업이 이루어지지 않을 경우, 여전히 선체 외벽에 붙어서 잘 떨어지지 않는 경우가 많다. 따라서, 선체 외벽의 청소영역에 대한 청소작업이 수행된 이후, 청소작업이 제대로 이루어졌는지 여부를 측정하여, 미흡한 청소영역에 대해서는 다시 청소작업이 이루어지도록 할 필요성이 있다.
한국공개특허 제2012-0056354호(2012.06.04 공개) 한국공개특허 제2011-0062248호(2011.06.10. 공개)
본 발명의 실시 예는 청소영역에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지를 각각 복수의 블록으로 구획하고, 이물질이 존재하는 블록의 개수를 산출하는 방법으로 해당 청소영역에 대한 청소상태를 효과적으로 측정할 수 있는 청소상태 측정장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 청소로봇으로부터 수신한 청소영역에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지를 각각 복수의 블록 단위로 구획하는 블록구획부; 및 상기 제1영상이미지와 상기 제2영상이미지의 블록 중 이물질이 존재하는 블록의 개수를 각각 산출하는 산출부;를 포함하는 청소상태 측정장치가 제공될 수 있다.
상기 산출부는 상기 제1영상이미지와 상기 제2영상이미지의 명도, 색상 및 채도 중 하나 이상을 이용하여 상기 이물질을 식별하는 이물질식별부를 포함할 수 있다.
상기 이물질식별부는 상기 이물질의 에지를 추출하여 상기 이물질의 윤곽정보를 획득하고, 상기 획득된 이물질의 윤곽정보를 기초로, 상기 제1영상이미지와 상기 제2영상이미지의 블록 중 상기 이물질의 적어도 일부를 포함하는 블록을 상기 이물질이 존재하는 블록의 개수에 포함시킬 수 있다.
상기 이물질식별부는 상기 블록 하나에서 차지하는 상기 이물질의 크기 및 양 중 하나 이상의 비율이 미리 설정된 값을 초과한 경우, 해당 블록을 상기 이물질이 존재하는 블록의 개수에 포함시킬 수 있다.
상기 청소로봇은 수중의 선체 외벽에 대한 청소작업을 수행하고, 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 촬영한 상기 청소로봇의 주행경로 상의 위치정보, 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지 중 하나 이상을 수신하는 송수신부와, 상기 위치정보와 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 서로 매칭시켜 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 산출부는 상기 이물질이 존재하는 상기 제1영상이미지의 블록 개수와 상기 제2영상이미지의 블록 개수의 차이 값과 미리 설정된 값을 비교하여 상기 청소영역의 청소상태를 판단하는 청소상태판단부를 포함할 수 있다.
상기 판단된 청소상태에 따라 해당 청소영역으로 상기 청소로봇이 이동되도록 상기 위치정보를 이용하여 상기 청소로봇으로 제어명령을 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 청소로봇이 청소영역에 대한 촬영을 수행하여 청소작업 수행 전과 청소작업 수행 후의 제1영상이미지 및 제2영상이미지를 각각 생성하는 단계; 상기 청소로봇이 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 청소상태 측정장치로 전송하는 단계; 상기 청소상태 측정장치가 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 복수의 블록 단위로 각각 구획하는 단계; 상기 청소상태 측정장치가 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지에서 이물질이 존재하는 블록의 개수를 각각 산출하는 단계; 및 상기 산출된 값을 기초로 해당 청소영역에 대한 청소상태를 판단하는 단계;를 포함하는 청소상태 측정방법이 제공될 수 있다.
상기 청소상태 측정장치가 상기 판단한 청소상태에 따라 상기 청소영역으로 상기 청소로봇이 이동되도록 상기 청소로봇으로 제어명령을 전달하는 단계와, 상기 제어명령에 따라 상기 청소로봇이 상기 청소영역으로 이동하여 청소작업을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 청소상태 측정장치 및 그 방법은 청소영역에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지를 각각 복수의 블록으로 구획하고, 이물질이 존재하는 블록의 개수를 산출하는 방법으로 해당 청소영역에 대한 청소상태를 효과적으로 측정할 수 있다.
또, 판단된 청소상태에 따라 청소작업이 미흡한 청소영역으로 청소로봇이 이동되도록 하여, 해당 청소영역에 대한 청소작업이 수행되도록 함으로써 청소작업의 완성도를 높일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 청소상태 측정장치로 영상이미지를 전송하는 청소로봇이 선박에 장착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 청소상태 측정장치의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 청소상태 측정장치에 의해 이물질이 존재하는 블록의 개수를 산출하기 위해 일정 청소영역에 대해 청소작업 수행 전과 청소작업 수행 후의 영상이미지를 블록 단위로 구획한 모습을 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 영상이미지의 블록 중 이물질이 존재하는 블록의 개수를 산출하기 위한 방법을 설명하기 위한 예시 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 청소상태 측정장치를 이용하여 청소상태를 측정하는 방법을 순서도로 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 청소상태 측정장치(200)는 청소로봇(100)으로부터 수신한 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지(i-1, 도 3 참조)와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지(i-2, 도 3 참조)를 각각 복수의 블록(B, 도 3 참조)으로 구획하고, 이물질이 존재하는 블록(B)의 개수를 산출하는 방법으로 청소영역(S)에 대한 청소상태를 효과적으로 측정할 수 있다. 청소상태 측정장치(200)는 예컨대, 청소로봇(100)과 원격으로 연결된 원격제어 서버(미도시) 내에 구축될 수 있다.
청소로봇(100)은 청소영역(S) 내에서 선체 외벽(1)에 들러붙은 따개비, 물이끼 등 각종 이물질을 제거하기 위한 청소작업을 수행한다. 청소로봇(100)은 선체 외벽(1)에 부착된 상태에서 미리 설정된 주행경로(W)를 따라 주행할 수 있다. 주행경로(W)는 청소영역(S) 내에 예컨대, ‘
Figure 112013105852515-pat00001
’자 형태로 설정될 수 있다. 청소로봇(100)은 마우스, 터치스크린, 조이스틱 등을 포함하는 조작장치(미도시)에 의해 원격으로 제어되거나, 자동 제어될 수 있다. 조작장치(미도시)는 상술한 원격제어 서버(미도시)와 연결될 수 있다.
청소로봇(100)은 몸체(110), 청소브러시(120), 주행휠(130), 센서부(140), 통신부(150), 제1저장부(160) 및 제1제어부(170)를 포함한다.
몸체(110)는 사각 형상으로 마련될 수 있으며, 몸체(110) 내측에는 센서부(140), 통신부(150), 제1저장부(160) 및 제1제어부(170) 중 하나 이상의 장치가 마련될 수 있다.
청소브러시(120)는 이물질 청소를 위해 몸체(110) 하부에 설치된다. 청소브러시(120)는 몸체(100)의 중앙 부위에 한 쌍으로 마련될 수 있다.
주행휠(130)은 몸체(110) 하부에 장착되어 선체 외벽(1) 위에서 몸체(110)를 이동시킨다. 주행휠(130)은 몸체(110)의 하부 전방 및 후방 쪽에 한 쌍씩 마련될 수 있다. 주행휠(130)은 자성을 가져 선체 외벽(1)에 부착된 상태로 주행할 수 있다.
센서부(140)는 청소로봇(100) 주행 중의 실시간 촬영 영상, 청소로봇(100)의 위치, 자세, 청소로봇(100)에 작용하는 외력에 대한 정보를 획득하기 위한 카메라(142), 위치/자세측정센서(144) 및 외력측정센서(146)를 포함할 수 있다.
카메라(142)는 청소로봇(100)에 부착되어 주행경로(W) 상의 주변 영상을 촬영하며, 복수 개로 마련될 수 있다. 예컨대 청소로봇(100)이 선미에서 선수 방향으로 주행할 경우, 카메라(142)는 청소로봇(100) 전방의 선체 외벽(1)과, 이에 맞닿아 경계를 이루는 바다를 촬영할 수 있다. 이러한 카메라(142)는 레이저, 초음파 등을 이용하여 전방 물체의 형체 및 거리 등을 감지하는 장치들과 연동되어 동작할 수 있다.
이러한 카메라(142)는 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행 전/후의 영상을 촬영하여, 후술할 통신부(150)를 통해 청소상태 측정장치(200)로 전달할 수 있다.
위치/자세측정센서(144)는 청소로봇(100)의 위치 및 자세를 측정한다. 예컨대, 위치/자세측정센서(144)는 청소로봇(100)의 수심을 감지하는 압력센서, 청소로봇(100)의 방위각을 감지하는 관성센서를 포함할 수 있으며, 감지된 수심과 방위각을 이용하여 청소로봇(100)의 현재위치 및 자세를 측정할 수 있다. 관성센서는 청소로봇(100)의 가속도, 속도, 방향, 거리 등 다양한 항법 관련 정보를 제공할 수 있고, (광섬유) 자이로 센서, AHRS(Attitude and Heading Reference System) 등을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 위치/자세측정센서(144)는 GPS, 전자 나침반(electric compass), 휠 센서 및 LBL(Long Base Line) 장치 등을 포함할 수 있으며, 이를 이용하여 청소로봇(100)의 위치 및 자세 정보를 획득할 수 있다. 이외에도 위치/자세측정센서(144)는 공지된 다양한 수단을 통해 청소로봇(100)의 위치 및 자세를 측정할 수 있다.
외력측정센서(146)는 몸체(110) 중 하나 이상에 설치되어 예컨대 조류, 파도, 바람 등에 의한 파 또는 풍압의 크기 및 작용방향을 측정한다.
통신부(150)는 청소상태 측정장치(200)와 데이터통신을 수행한다. 예컨대, 통신부(150)는 청소상태 측정장치(200)로 청소로봇(100)의 위치정보, 카메라(142)에 의해 촬영된 영상이미지 등을 전송할 수 있다. 이때, 영상이미지는 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행 전/후의 영상이미지를 포함할 수 있다.
제1저장부(160)는 센서부(140)에 의해 측정된 위치/자세, 외력에 대한 정보, 영상이미지, 청소로봇(100) 제어를 위한 각종 설정값, 프로그램, 알고리즘, 각 장치간의 통신을 위한 알고리즘 등을 저장할 수 있다.
제1제어부(170)는 상술한 각 구성요소(110~160) 간의 동작 제어를 수행한다. 예컨대, 제1제어부(170)는 주행경로(W)를 따라 청소로봇(100)이 이동하도록 주행휠(130)의 동작을 제어하거나, 청소영역(S)에 대한 청소작업이 수행되도록 청소브러시(120)의 동작을 제어할 수 있다. 또, 영상 촬영을 위해 카메라(142)의 각도, 줌 등의 기능을 제어할 수 있다. 또, 제1제어부(170)는 청소상태 측정장치(200)로부터 특정 위치로 이동하여 청소작업을 수행하기 위한 제어명령을 수신한 경우, 해당 위치로 청소로봇(100)을 이동시켜 청소작업을 수행하도록 할 수 있다.
한편, 도 2와 도 3을 참조하면, 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 청소상태 측정장치(200)는 송수신부(210), 블록구획부(220), 산출부(230), 제2저장부(240) 및 제2제어부(250)를 포함한다.
송수신부(210)는 청소로봇(100)과 데이터통신을 수행한다. 예컨대, 송수신부(210)는 청소로봇(100)의 주행경로(W) 상의 위치정보, 청소작업 수행 전/후의 청소영역(S)에 대한 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2) 등을 수신할 수 있다. 또, 후술할 제2제어부(250)로부터 제어명령을 수신하여 청소로봇(100)으로 전달할 수도 있다.
블록구획부(220)는 청소로봇(100)으로부터 수신한 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지(i-1)와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지(i-2)를 각각 복수의 블록(B) 단위로 구획한다. 여기서, 블록(B)은 동일한 크기의 사각 형상을 가질 수 있으며, 실제로는 시각적으로 나타나지 않는 가상의 선으로 구획된 영역일 수 있다. 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)는 청소로봇(100)이 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)를 촬영한 위치정보와 매칭된 상태로 저장될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)에 매칭된 위치정보는 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)를 촬영한 청소로봇(100)의 위치 좌표값을 포함할 수 있다.
산출부(230)는 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)의 블록(B) 중 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수를 각각 산출한다.
예컨대, 도 3의 (a)를 참조하면, 일정 청소영역(S)에 대해 촬영된 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)가 블록구획부(220)에 의해 가로와 세로로 각각 10개의 블록(B)으로 구획된 경우를 가정한다. 이때 해당 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행 전의 이물질(11)이 존재하는 제1영상이미지(i-1)의 블록(B)의 개수가 산출부(230)에 의해 산출될 수 있다. 이해를 돕기 위해 해당 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행 전의 이물질(11)이 존재하는 제1영상이미지(i-1)의 블록(B)의 개수는 70개라고 가정한다.
또 도 3의 (b)를 참조하면, 해당 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행한 후의 이물질(11)이 존재하는 제2영상이미지(i-2)의 블록(B)의 개수가 산출부(230)에 의해 산출될 수 있다. 여기서, 해당 청소영역(S)에 대한 청소작업을 수행한 이후의 이물질(11)이 존재하는 제2영상이미지(i-2)의 블록(B)의 개수는 30개라고 가정한다.
도 3의 (a)와 (b)를 통해, 해당 청소영역(S)에서 청소작업 수행 전에 비해, 청소작업 수행 후의 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수가 절반 이하로 줄어들었음을 알 수 있다.
이와 같이 산출부(230)는 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)의 블록(B) 중 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수를 각각 산출하는 방법으로서, 하나의 블록(B)에서 차지하는 이물질(11)의 크기 및 양 중 하나 이상의 비율이 미리 설정된 값을 초과한 경우, 해당 블록(B)을 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수에 포함시킬 수 있다.
즉, 도 4의 (a)에서 이물질(11)이 제1블록(B1) 내지 제4블록(B4)에 걸쳐서 존재하는 경우, 제1블록(B1)에서 차지하는 이물질(11)의 크기 비율은 제1블록(B1)의 기준치(50%)를 초과한다. 이 경우, 산출부(230)는 제1블록(B1)을 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수에 포함시킨다. 그러나, 제2블록(B2) 내지 제4블록(B4)의 경우, 각 블록(B2~B4)에서 차지하는 이물질(11)의 크기 비율이 각 블록(B2~B4)의 기준치(50%)를 초과하지 못하므로, 산출부(230)는 해당 블록(B2~B4)을 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수에 포함시키지 않는다.
또 다른 예로서 도 4의 (b)에서 제5블록(B5)에서 차지하는 이물질(11)의 양의 비율이 제5블록(B5)의 기준치(50%)를 초과한다. 이 경우, 산출부(230)는 제5블록(B5)을 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수에 포함시킨다. 그러나, 제6블록(B6) 내지 제8블록(B8)의 경우, 각 블록(B6~B8)에서 차지하는 이물질(11)의 양의 비율이 기준치(50%)를 미치지 못하므로, 산출부(230)는 해당 블록(B6~B8)을 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수에 포함시키지 않는다. 상술한 이물질(11)이 존재하는 블록(B)으로 처리하기 위한 기준치는 다양한 값으로 변경될 수 있다. 참고로 도 4에서는 이해를 돕기 위해, 영상이미지의 전체 블록(B) 중 일부만 도시하였다.
이러한 산출부(230)는 이물질식별부(231)와 청소상태판단부(233)를 포함할 수 있다. 이물질식별부(231)는 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)의 명도, 색상 및 채도 중 하나 이상을 이용하여 이물질(11)을 식별한다. 예컨대, 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)에는 통상적으로 선체 외벽(1)에 대한 이미지가 포함될 수 있으며, 선체 외벽(1)은 보통 특정 색상으로 도색되어 있으므로, 이물질(11)과의 구별이 명확할 수 있다.
이때, 이물질식별부(231)는 이물질(11)의 에지(edge)(E, 도 4의 (a) 참조)를 추출하여 이물질(11)의 윤곽정보를 획득할 수 있다. 이물질식별부(231)는 획득된 이물질(11)의 윤곽정보를 기초로, 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)의 블록(B) 중 이물질(11)의 적어도 일부를 포함하는 블록(B)을 이물질(11)이 존재하는 블록(B)으로 분류할 수 있다. 또, 다른 예로서 이물질식별부(231)는 하나의 블록(B)에서 차지하는 이물질(11)의 크기 및 양의 비율이 미리 설정된 값을 초과한 경우, 해당 블록(B)을 이물질(11)이 존재하는 블록(B)으로 분류할 수 있다.
청소상태판단부(233)는 이물질(11)이 존재하는 제1영상이미지(i-1)의 블록(B) 개수와 제2영상이미지(i-2)의 블록(B) 개수의 차이 값을 기초로 청소영역(S)의 청소상태를 판단할 수 있다. 이는, 청소로봇(100)의 청소 성능을 평가하는 데이터로 사용될 수도 있다. 예컨대, 도 3에서 상술한 바와 같이, 일정 청소영역(S)에 대해서 청소작업 수행 전에 이물질(11)이 존재하는 제1영상이미지(i-1)의 블록(B)의 개수가 70개이고, 청소작업 수행 후에 이물질(11)이 존재하는 제2영상이미지(i-2)의 블록(B)의 개수가 30개라고 하면, 청소작업 수행 전에 비해 청소작업 수행 후에 이물질(11)이 제거된 블록(B)의 개수는 40개가 된다. 따라서, 청소상태의 양호 판단 기준이 60개인 경우, 해당 청소영역(S)에 대한 청소상태는 청소불량으로 평가될 수 있다. 청소상태의 양호 판단 기준은 다른 값으로 미리 설정될 수도 있다.
제2저장부(240)는 청소로봇(100)으로부터 수신한 위치정보, 청소영역(S)의 청소작업 수행 전/후의 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2), 영상이미지에서 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수, 기준치, 연산 알고리즘, 프로그램 및 청소상태 측정을 위한 각종 설정값을 저장한다. 이때, 제2저장부(240)는 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)를 촬영한 청소로봇(100)의 주행경로(W) 상의 위치정보와 해당 위치에서 촬영한 청소작업 수행 전/후의 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)를 매칭시켜 저장할 수 있다. 제2저장부(240)와 상술한 제1저장부(160)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
제2제어부(250)는 상술한 각 구성요소(210~240) 간의 동작 제어를 수행한다. 제2제어부(250)는 예컨대, 청소상태판단부(233)에 의해 청소불량 상태로 판단된 경우, 해당 청소영역(S)으로 청소로봇(100)이 이동되도록, 제2저장부(240)에 저장된 청소로봇(100)의 주행경로(W) 상의 위치정보를 이용하여 청소로봇(100)으로 제어명령을 전달할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4의 내용을 기초로, 도 5를 통해 청소상태 측정방법에 대해서 설명하기로 한다.
먼저, 청소로봇(100)을 미리 설정된 주행경로(W)를 따라 주행시키면서, 청소로봇(100)에 부착된 카메라(142) 중 하나 이상을 이용하여 청소작업 수행 전의 청소영역(S)에 대한 촬영을 수행하면서 청소작업을 수행한다(S501). 이를 통해 제1영상이미지(i-1)가 생성된다. 이때, 청소작업이 수행된 해당 청소영역(S)에 대해서 청소로봇(100)에 부착된 카메라(142) 중 하나 이상을 이용하여 청소작업 수행 후의 촬영 동작이 동시에 수행될 수 있다. 이를 통해 제2영상이미지(i-2)가 생성된다.
다음으로, 청소작업 수행 전/후의 해당 청소영역(S)에 대한 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)를 해당 청소영역(S)를 촬영한 청소로봇(100)의 위치정보와 함께 청소상태 측정장치(200)로 전송한다(S511). 이때, 청소로봇(100)의 위치정보는 해당 청소영역(S)을 촬영한 청소로봇(100)의 위치 좌표값을 포함할 수 있다.
다음으로, 청소상태 측정장치(200)는 청소로봇(100)으로부터 수신한 해당 청소영역(S)에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지(i-1)와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지(i-2)를 복수의 블록(B) 단위로 구획한다(S521).
그리고, 청소상태 측정장치(200)는 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)의 블록(B) 중 이물질(11)이 존재하는 블록(B)의 개수를 각각 산출하고, 이물질(11)이 존재하는 제1영상이미지(i-1)의 블록(B) 개수와 제2영상이미지(i-2)의 블록(B) 개수의 차이 값을 기초로 청소영역(S)의 청소상태를 판단한다(S531).
다음으로, 청소상태 측정장치(200)는 청소상태판단부(233)에 의해 판단된 청소상태에 따라 청소작업이 미흡한 해당 청소영역(S)으로 청소로봇(100)이 이동되도록, 제1 및 제2영상이미지(i-1, i-2)와 매칭된 위치정보를 이용하여 청소로봇(100)으로 제어명령을 전달한다(S541).
이후, 청소로봇(100)은 청소작업이 미흡한 청소영역(S)으로 이동하여 제거되지 않은 이물질(11)에 대한 청소작업을 재수행하게 된다(S551).
상술한 단계(S541, S551)는 청소로봇(100)이 전체 청소영역(S)에 대한 청소작업을 모두 수행한 이후에 수행될 수 있다.
도 2에서 도시된 각각의 구성요소는 일종의 '모듈'로 구성될 수 있다. 상기 '모듈'은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 선체 외벽 100: 청소로봇
160,240: 저장부 170,250: 제어부
200: 청소상태 측정장치 210: 송수신부
220: 블록구획부 230: 산출부

Claims (9)

  1. 청소로봇으로부터 수신한 청소영역에 대한 청소작업 수행 전의 제1영상이미지와 청소작업 수행 후의 제2영상이미지를 각각 복수의 블록 단위로 구획하는 블록구획부; 및
    상기 제1영상이미지와 상기 제2영상이미지의 블록 중 이물질이 존재하는 블록의 개수를 각각 산출하는 산출부;를 포함하는 청소상태 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 제1영상이미지와 상기 제2영상이미지의 명도, 색상 및 채도 중 하나 이상을 이용하여 상기 이물질을 식별하는 이물질식별부를 포함하는 청소상태 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이물질식별부는 상기 이물질의 에지를 추출하여 상기 이물질의 윤곽정보를 획득하고, 상기 획득된 이물질의 윤곽정보를 기초로, 상기 제1영상이미지와 상기 제2영상이미지의 블록 중 상기 이물질의 적어도 일부를 포함하는 블록을 상기 이물질이 존재하는 블록의 개수에 포함시키는 청소상태 측정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이물질식별부는 상기 블록 하나에서 차지하는 상기 이물질의 크기 및 양 중 하나 이상의 비율이 미리 설정된 값을 초과한 경우, 해당 블록을 상기 이물질이 존재하는 블록의 개수에 포함시키는 청소상태 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 청소로봇은 수중의 선체 외벽에 대한 청소작업을 수행하고,
    상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 촬영한 상기 청소로봇의 주행경로 상의 위치정보, 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지 중 하나 이상을 수신하는 송수신부와,
    상기 위치정보와 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 서로 매칭시켜 저장하는 저장부를 더 포함하는 청소상태 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산출부는
    상기 이물질이 존재하는 상기 제1영상이미지의 블록 개수와 상기 제2영상이미지의 블록 개수의 차이 값과 미리 설정된 값을 비교하여 상기 청소영역의 청소상태를 판단하는 청소상태판단부를 포함하는 청소상태 측정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 판단된 청소상태에 따라 해당 청소영역으로 상기 청소로봇이 이동되도록 상기 위치정보를 이용하여 상기 청소로봇으로 제어명령을 전달하는 제어부를 더 포함하는 청소상태 측정장치.
  8. 청소로봇이 청소영역에 대한 촬영을 수행하여 청소작업 수행 전과 청소작업 수행 후의 제1영상이미지 및 제2영상이미지를 각각 생성하는 단계;
    상기 청소로봇이 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 청소상태 측정장치로 전송하는 단계;
    상기 청소상태 측정장치가 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지를 복수의 블록 단위로 각각 구획하는 단계;
    상기 청소상태 측정장치가 상기 제1영상이미지 및 상기 제2영상이미지에서 이물질이 존재하는 블록의 개수를 각각 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 값을 기초로 해당 청소영역에 대한 청소상태를 판단하는 단계;를 포함하는 청소상태 측정방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 청소상태 측정장치가 상기 판단한 청소상태에 따라 상기 청소영역으로 상기 청소로봇이 이동되도록 상기 청소로봇으로 제어명령을 전달하는 단계와,
    상기 제어명령에 따라 상기 청소로봇이 상기 청소영역으로 이동하여 청소작업을 수행하는 단계를 더 포함하는 청소상태 측정방법.
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