KR101578893B1 - 로봇 청소기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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에브리봇 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기는 사용자 입력을 수신하는 입력부; 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 주행 패턴을 저장하는 저장부; 및 상기 사용자 입력에 따라 상기 저장부에 저장된 주행 패턴에 기초하여 상기 로봇 청소기의 1차 주행을 제어하고, 상기 로봇 청소기의 1차 주행에 의해 생성되는 데이터에 따라 추가 청소를 위한 심도를 결정하는 제어부를 포함한다.

Description

로봇 청소기 및 그 제어 방법{A ROBOT CLEANER AND A METHOD FOR OPERATING IT}
본 발명은 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 영역의 집중 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
산업 기술의 발달로 다양한 장치가 자동화되고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 로봇 청소기는 사용자의 조작없이 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 피청소면으로부터 먼지 등의 이물을 흡입하거나, 피 청소면의 이물질을 닦아냄으로써 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소하는 기기로 활용되고 있다.
일반적으로, 이러한 로봇 청소기는 전기 등과 같은 동력원을 이용하여 흡입력을 이용하여 청소를 수행하는 진공 청소기를 포함할 수 있다.
또한, 이와 같은 진공 청소기를 포함하는 로봇 청소기는 피청소면에 고착된 이물질이나 찌든때 등을 제거하지 못하는 한계가 있어, 최근에는 로봇 청소기에 걸레 등의 면형 클리너가 부착되어 물걸레질 또는 걸레 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기가 대두되고 있다.
그러나, 일반적인 로봇 청소기를 이용한 청소 방식은 미리 결정된 패턴으로만 이동을 수행하기 때문에, 청소가 종료된 경우에도 먼지가 남아 있는 경우가 많으며, 효율적이지 못한 문제점이 있다.
예를 들어, 영상을 인식하거나, 위치를 인식하여 청소를 수행하는 로봇 청소기들이라 하더라도 패턴이 종료되면 청소가 완료되기 때문에, 바닥 먼지의 완벽한 제거가 불가능하고, 더욱이 측면 회전 브러시의 회전 등에 의해 이미 청소가 수행된 지역으로 바닥의 먼지가 일부 흩뿌려지는 경우가 발생하고 있다. 그러나, 이를 효과적으로 해결하는 청소 방식은 제안되지 않는 실정이다.
뿐만 아니라, 일반적인 로봇 청소기의 걸레 청소 방식의 경우 기존의 흡입식 진공 청소기용 이동 패턴과 장애물에 대한 회피 방식 등을 그대로 이용하여 주행하므로 피청소면에 산재된 먼지 등은 제거하더라도 피청소면에 고착된 이물질 등을 쉽게 제거할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 청소가 안된 구역이나, 추가 청소가 필요한 부분까지 효율적으로 청소할 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 심도있는 청소뿐만 아니라, 걸레 청소에 있어서의 청소 효율 상승도 함께 가져올 수 있는 로봇 청소기 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 로봇 청소기에 있어서, 사용자 입력을 수신하는 입력부; 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 주행 패턴을 저장하는 저장부; 및 상기 사용자 입력에 따라 상기 저장부에 저장된 주행 패턴에 기초하여 상기 로봇 청소기의 1차 주행을 제어하고, 상기 로봇 청소기의 1차 주행에 의해 생성되는 데이터에 따라 추가 청소를 위한 심도를 결정하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서, 상기 로봇 청소기의 주행을 위한 주행 패턴을 저장하는 단계; 사용자 입력을 수신하는 단계; 상기 사용자 입력에 따라 상기 저장부에 저장된 주행 패턴에 기초하여 상기 로봇 청소기의 1차 주행을 제어하는 단계; 및 상기 로봇 청소기의 1차 주행에 대해 수집되는 환경 정보에 따라 추가 청소를 위한 심도를 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은, 곡선 방사형 경로를 따라 기준 영역을 중심으로 전진과 후진을 반복할 수 있고, 매 반복 시점마다 진행방향을 특정 방향으로 일정한 각도씩 틀어지게 할 수 있어, 특정거리를 지름으로 하는 원 내부를 집중적으로 청소하도록 제어할 수 있으며, 집중적인 청소시의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법은 장애물 검출시곡선 방사형 경로에 따라 후진하거나, 일정 각도 제자리 회전하는 방식으로 회피함으로써 복잡한 구조나 장애물이 존재하더라도 큰 영향 없이 구석진 곳까지 청소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 보다 구체적으로 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 심도에 따른 반복 주행을 설명하기 위한 도면들이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 외관을 나타내며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 로봇 청소기(100)는 사용자 입력이 있는 경우, 미리 결정된 주행 패턴에 기초하여 특정 방향으로 주행할 수 있다. 이를 위해, 도면 우측에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기(100)의 하단에는 주행을 위한 적어도 하나의 회전 부재(101)가 결합될 수 있으며, 적어도 하나의 회전 부재(101)의 회전 에 의해 로봇 청소기(100)의 주행 방향 및 주행 각도가 제어될 수 있다. 적어도 하나의 회전 부재(101)는 예를 들어, 모터에 의해 구동이 제어되는 2 이상의 바퀴일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100) 하부에는 걸레 청소를 위한 면 형태의 클리너가 부착될 수 있다. 이를 위해, 로봇 청소기(100)에는 클리너 부착 모듈(102)이 더 구비될 수 있다. 로봇 청소기(100) 부착되는 클리너는 바닥면의 고착된 이물질을 제거할 수 있도록, 극세사 천, 걸레, 부직포, 브러시 등과 같이, 다양한 피청소면을 닦을 수 있는 천과 같은 섬유재료로 구성될 수 있다. 또한, 도 1에서 도시되지는 않았으나, 로봇 청소기(100)에는 클리너의 걸레 청소 능력 향상을 위한 물 공급부(190)가 더 구비될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따르면 저장된 주행 패턴에 기초하여, 로봇 청소기(100)의 주행 속력 및 주행 각속도가 실시간으로 변경될 수 있으며, 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 청소 패턴들이 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 입력부(120), 센서부(130), 검출부(135), 통신부(140), 저장부(150), 표시부(160), 주행부(170), 청소부(180), 물 공급부(190) 및 전원부(195)를 포함한다.
입력부(120)는 사용자에 의한 버튼 조작 입력을 수신하거나, 명령 또는 제어 신호를 수신할 수 있다. 입력부(120)는 사용자가 로봇 청소기(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생킬 수 있으며, 입력부(120)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. 입력부(120)를 통해 사용자는 원하는 기능을 선택하거나 정보를 입력할 수 있다.
또한, 입력부(120)는 본 발명에 실시 예에 따른 주행 패턴에 대응하는 모드 입력을 수신하거나, 모드 키 입력, 스윕 모드 입력, 주행 시작 또는 주행 종료 입력 등을 수신할 수 있다. 이를 위해, 입력부(120)는 각 모드 입력을 수신하기 위한 다양한 버튼 또는 터치 스크린에 의해 구현되는 소프트 버튼 등을 구비할 수 있다.
센서부(130)는 장애물 검출을 위해 로봇 청소기(100)의 측면에 구비될 수 있다.
센서부(130)는 로봇 청소기(100)의 주변 상태를 감지하여 로봇 청소기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 그리고, 센서부(130)는 주변 상태에 따라 검출되는 센싱 신호를 검출부(135)로 전달할 수 있다. 이러한 센서부(130)는 외부로 적외선 또는 초음파 신호를 송출하고, 장애물로부터 반사된 신호를 수신하는 장애물 검출 센서일 수 있다. 또한, 센서부(130)는 영상 정보를 생성하고 생성된 영상 정보를 전송하거나, 영상 정보를 필터링하여 센싱된 주변 정보를 출력하기 위한 카메라 센서 등을 포함할 수 있다.
또한, 센서부(130)는 로봇 청소기(100)의 청소부(180)와 연결되어, 청소부(180)로 흡입되는 먼지 유입량을 센싱하는 먼지 센서를 포함할 수 있다. 먼지 센서는 예를 들어, 적외선 또는 LED 등을 이용하여 청소부(180)에 흡입되는 먼지로 송출하고, 이에 대해 반사되는 빛을 수광하는 광학 먼지 센서 등이 예시될 수 있다. 또한, 센서부(130)는 습도 검출을 위한 습도 센서를 더 포함할 수도 있다.
검출부(135)는 센서부(130)에서 센싱되는 정보에 기초하여 임의의 특정 영역 내에 존재하는 물체 또는 장애물 등을 검출할 수 있다. 예를 들어, 검출부(135)는 진행 방향을 기준으로 전방의 장애물을 검출하거나 후방에 위치한 장애물을 검출할 수 있다. 검출부는 센서부(130)에서 검출된 초음파 센서 신호, 적외선 센서 신호, RF 센서 신호 또는 영상 데이터로부터 장애물의 위치 및 장애물과의 거리를 검출하거나, 장애물과의 충돌을 검출할 수 있다.
통신부(140)는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말 사이 또는 로봇 청소기(100)와 다른 무선 단말이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(140)는 원격 제어 장치로서의 무선 단말과 통신할 수 있으며, 이를 위한 근거리 통신 모듈 또는 무선 인터넷 모듈 등을 포함할 수 있다.
로봇 청소기(100)는 이와 같은 통신부(140)로 수신되는 제어 신호에 의해 동작 상태 또는 동작 방식 등이 제어될 수 있다. 로봇 청소기(100)를 제어하는 단말로는 예를 들어, 로봇 청소기(100)와 통신 가능한 스마트폰, 태블릿, 퍼스널 컴퓨터, 리모컨(원격 제어 장치) 등을 포함할 수 있다.
한편, 저장부(150)는 다양한 사용자 인터페이스(User Interface) 또는 그래픽 인터페이스(Graphic User interface)를 저장하거나, 제어부(110)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들을 임시 저장할 수도 있다. 저장부(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따르면, 저장부(150)는 하나 이상의 주행 패턴 정보를 저장할 수 있다. 하나 이상의 주행 패턴은, 예를 들어 격자 주행 패턴을 포함할 수 있다.
그리고, 저장부(150)는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 주행에 따라 생성되는 환경 정보를 저장할 수 있다. 환경 정보는 각각의 다른 구성 모듈들로부터 수신되는 다양한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 환경 정보는 누적 청소 시간 정보, 청소 지도 정보, 배터리 잔량 정보 및 먼지 흡입량 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표시부(160) 는 로봇 청소기(100)의 상면 또는 측면에 구비될 수 있으며, 제어부(110)에 의해 생성되는 각종 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 표시부(160)는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display:LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display : TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode: OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 전계 방출 디스플레이(Emission Display: FED), 3차원 디스플레이(3D Display), 투명형 디스플레이 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 표시부(160)에는 음향 출력 모듈 및 알람부 등이 더 포함될 수 있다.
주행부(170)는 제어부(110)의 제어에 따라 회전 부재를 회전 운동시키기 위한 제어 신호를 발생시킨다. 주행부(170)는 적어도 하나 이상의 회전 부재를 구동시키기 위해 모터 및 기어 등과 결합된 어셈블리로 구성될 수 있다.
주행부(170)는 제어부(110)의 제어에 의해 이동, 정지, 속도 제어, 방향 전환 또는 각속도 변경 등의 주행 동작을 수행할 수 있다. 이를 위해, 주행부(170)에는 엔코더(encoder)등의 센서들이 연결될 수 있다.
한편, 청소부(180)는, 상기 로봇 청소기(100)의 하면에 구비될 수 있으며, 상기 제어부(110)의 제어에 의해 상기 로봇 청소기(100)가 이동 중이거나 또는, 정지 중에 하방에 있는 이물질을 흡수하거나 걸레질하는 청소 동작을 수행한다. 또한, 상기 청소부(180)는, 공기 중의 오염 물질을 정화하는 공기 정화부를 더 포함할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시 예에서, 청소부(180)는 클리너 부착 모듈(102)을 포함할 수 있다. 클리너 부착 모듈(102)에는 걸레 등과 같은 면 형태의 클리너가 부착될 수 있다. 이에 따라 청소부(180)에 면형 클리너가 부착되면, 로봇 청소기(100)는 바닥면과의 마찰에 의해 바닥면에 고착되는 오염 물질들을 닦아 내는 걸레 청소를 수행할 수 있다.
물 공급부(190)는 이와 같은 클리너 부착 모듈(102)을 통해 물을 지속적으로 공급함으로써 클리너의 닦는, 즉 스위핑(SWEEPING) 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 물 공급부(190)는 걸레가 부착된 경우 걸레에 물이 지속적으로 공급되도록 제어할 수 있다. 물의 공급량은 물 공급부(190) 자체 기능에 의해 제어되거나, 제어부(110)에 의해 물리적으로 제어될 수 있다.
제어부(110)는 통상적으로 로봇 청소기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 청소 시간 판단, 청소 경로 결정, 주행 패턴 선택, 장애물 회피 등과 관련된 프로세스 및 제어를 수행한다.
특히, 본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부(110)는 저장부(150)에 주행 패턴 중 사용자 입력에 따라 선택된 주행 패턴을 1차 수행하면서, 추가 청소를 위한 심도(또는 depth)를 결정한다.
보다 구체적으로, 제어부(110)는 사용자 입력에 따라, 저장부(150)에 저장된 주행 패턴에 기초하여 상기 로봇 청소기의 1차 주행을 제어하고, 상기 로봇 청소기의 1차 주행시 수집되는 환경 정보에 따라 추가 청소를 위한 심도를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 상기 심도에 따른 차수별 주행 패턴을 결정하고, 상기 1차 주행이 완료된 후, 각 차수별로 결정된 주행 패턴에 따라 상기 로봇 청소기의 주행을 추가 제어할 수 있다.
환경 정보는 앞서 설명한 바와 같이, 배터리 잔량 정보, 누적 청소 시간, 청소 맵 정보 또는 먼지 유입량 정보 등을 포함할 수 있다.
따라서, 제어부(110)는 상기 1차 주행 후 예상되는 상기 로봇 청소기의 전원부의 배터리 잔량에 기초하여 상기 심도를 결정하거나, 상기 1차 주행 동안 센서부(130)에서 센싱되는 먼지 유입량에 따라 상기 심도를 결정할 수 있다.
그리고, 제어부(110)는 상기 결정되는 심도에 따라 특정 주행 패턴의 반복 횟수를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 상기 특정 패턴이 격자 주행 패턴을 포함하는 경우, 결정된 심도에 따라 격자 주행 패턴을 반복하여 수행할 수 있다 또한, 제어부(110)는 상기 격자 주행 패턴이 반복 시작될 때마다 제자리 회전하여 상기 로봇 청소기의 초기 방향을 90도씩 변경함으로써 효율적인 격자 주행 패턴이 이루어지도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 상기 1차 주행 완료 시점까지 누적된 주행 공간에 대응되는 지도 정보에 기초하여 상기 심도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 맵 정보에 기초하여, 1차 주행 패턴 수행 완료시 현재 방 안의 전체 공간이 일정 비율 이상 커버되지 않은 것으로 판단되는 경우, 상기 심도 횟수를 증가시킬 수 있다.
한편, 제어부(110)는 사용자 입력에 따라 스윕 모드가 선택된 경우, 현재 수행 중인 주행 패턴에 대해, 상기 로봇 청소기가 일정 경로를 제1 거리만큼 주행하면, 상기 일정 경로를 따라 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리만큼 되돌아가는 특성을 적용하여 걸레 청소의 효율을 더 향상시킬 수도 있다. 이에 대하여는 후술하도록 한다.
그리고, 전원부(195)는 로봇 청소기(100)의 동작 전원을 공급하며, 외부 전원 공급 장치로부터 공급되는 저장을 저장하거나 충전한다. 이를 위해, 전원부(195)는 하나 이상의 배터리를 구비할 수 있다. 전원부(195)는 외부 전원 공급 장치로부터 유/무선 충전 방식에 의해 전원을 공급받을 수 있다. 전원부(195)의 배터리 잔량 정보는 환경 정보에 포함될 수 있으며, 저장부(150)에 저장되고, 갱신될 수 있다.
이와 같이, 제어부(110)는 1차 주행에서 수집되는 환경 정보에 따리 결정된 심도에 따라 반복 주행을 수행함으로써, 청소 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 청소가 잘 안된 경우나 커버되지 않았던 영역 등까지 판단하고, 배터리 잔량을 감안한 심도 횟수를 결정함으로써, 사용자의 불필요한 추가 청소 입력 단계를 생략할 수 있게 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)는 복수의 주행 패턴을 저장한다(S101).
저장부(150)는 앞서 설명한 바와 같이, 미리 결정된 복수의 주행 패턴들을 저장할 수 있다. 복수의 주행 패턴들은 일반적인 청소를 위한 주행 패턴들을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 격자 주행 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 저장부(150)는 다양한 청소 패턴들을 조합하여 수행하기 위한 스케쥴링 정보를 더 포함할 수 있다. 스케쥴링 정보는 주행 패턴의 순서 정보와, 각 주행 패턴에 대응되는 시간 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 저장부(150)에 저장되는 각 주행 패턴 정보 또는 스케쥴링 정보는 비 휘발성 메모리에 미리 저장되거나, 휘발성 메모리에 임시 저장될 수 있다.
여기서, 저장부(150)에 저장되는 주행 패턴들 및 스케쥴링 정보는 통신부(140)를 통해 일정 주기에 따라 업데이트되거나, 인터넷 네트워크 등에 연결될 때마다 갱신되거나, 로봇 청소기(100)의 청소 시작시마다 네트워크로부터 수신되어 임시 저장될 수도 있다. 따라서, 사용자는 적절한 주행 패턴들 및 이에 대한 스케쥴링 정보가 개선될 때마다 업데이트 할 수 있어 실시간 성능 향상을 가져올 수 있다.
이후, 로봇 청소기(100)는 청소 시작을 위한 사용자 입력을 수신한다(S103).
그리고, 로봇 청소기(100)는 사용자 입력에 따른 주행 패턴을 선택하며(S105), 선택된 패턴에 따라 로봇 청소기의 이동을 제어한다(S107).
제어부(110)는 사용자 입력에 기반하여 청소 패턴이 선택되면, 선택된 청소 패턴에 따라 로봇 청소기의 이동을 제어할 수 있다. 만약 선택된 청소 패턴이 격자 주행 패턴인 경우, 초기 청소 영역을 스캔하고, 스캔된 청소 영역을 격자 주행 패턴에 따라 주행할 수 있다. 이와 같은 격자 주행 패턴은 심도에 따라 다르게 수행될 수 있다. 보다 구체적인 로봇 청소기의 심도별 격자 주행 패턴에 따른 이동에 대하여는 후술하도록 한다.
이후, 로봇 청소기(100)는 선택된 주행 패턴에 따라 1차 주행이 완료될 때까지 수집되는 로봇 청소기의 주행에 따른 환경 정보를 저장한다(S108).
로봇 청소기(100)는 선택된 주행 패턴을 일정 시간 동안 주행하거나 일정 지점까지 주행함으로써, 1차 주행을 완료할 수 있다. 1차 주행이 진행되는 동안 로봇 청소기(100)는 청소 상태 및 로봇 청소기(100)의 자체 상태를 분석하기 위해, 주변 환경 정보를 수집하고, 저장부(150)에 누적하여 저장할 수 있다.
예를 들어, 환경 정보는 센서부(130)로부터 수집되는 먼지 흡입량 정보를 포함할 수 있다. 또한, 환경 정보는 제어부(110)에서 로봇 청소기(100)의 주행에 따라 생성되는 지도 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 환경 정보는 전원부(195)로부터 식별되는 배터리 잔량 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 로봇 청소기(100)는 심도 청소가 필요한지 여부를 판단하고(S109), 심도 청소가 필요한 경우, 그 심도 수 및 추가 주행할 패턴에 따라 로봇 청소기의 이동을 추가로 제어한다(S111).
제어부(110)는 누적된 환경 정보에 기초하여 심도 청소 여부를 판단할 수 있으며, 심도 청소가 필요한 경우 그 심도 수와 각 심도별 추가 주행할 패턴들을 결정할 수 있다. 심도 수는 주행 패턴의 반복 수행 횟수를 나타낼 수 있으며, 각 반복 횟수마다 주행 패턴이 종류는 상이할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 먼지 흡입량 정도가 일정 값 이상인 경우, 심도 청소 횟수를 결정할 수 있다. 또한, 각 심도 횟수에 대응되는 주행 패턴들을 결정할 수 있다. 각 주행 패턴은 특정 위치를 중심으로 나선형으로 이동하는 집중 청소 패턴, 특정 지역을 격자 형태로 커버하는 격자 주행 패턴, 랜덤 주행 패턴 등의 다양한 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 먼지 흡입량이 높은 경우 심도 횟수를 4회로 판단하고, 심도 횟수에 따라 4회의 격자 주행 패턴을 반복 수행하는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 지도 정보와 먼지 흡입량 정보에 기초하여 특정 지역에 대한 청소가 미비한 부분에 대해 심도 청소 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 1차 주행에 따라 생성된 지도 정보에 기초하여, 먼지 흡입량이 높은 지역으로 이동하고, 해당 지역에 대해서 심도 횟수별로 주행 패턴을 반복 수행할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 배터리 정보에 기초하여 심도 청소 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 1차 주행에 걸리는 시간과 배터리 소모 시간을 비교하여 심도 청소 여부를 판단하고, 반복 주행에 따른 배터리 소모를 예상하여 심도 수를 적절하게 결정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기의 청소 수행 과정을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는 1차 주행이 완료된 이후의 과정을 설명한 것으로, 도 4를 참조하면, 로봇 청소기(100)는 수집된 환경 정보에 따라 청소 주행 패턴 및 심도 수를 결정하고(S201), 결정된 심도 수 및 청소 패턴에 따라 청소 주행 패턴을 추가 수행하도록 제어한다(S203).
앞서 설명한 바와 같이, 제어부(110)는 1차 주행이 수행되는 동안 누적된 환경 정보에 기초하여 심도 수를 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 심도 수에 따라 특정 주행 패턴의 반복 횟수를 결정할 수 있다.
환경 정보는, 앞서 설명한 바와 같으며 예를 들어 배터리 정보, 지도 정보, 먼지 흡입량 정보 등을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 환경 정보로부터 하나의 정보가 아닌 여러 종류의 정보를 종합하여 적절한 심도 수를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는 지도 정보에 따른 방 크기와 배터리 정보에 기초하여 배터리가 방전되기 전까지 반복 주행할 수 있는 최대한의 심도 수를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 먼지 흡입량과 배터리 정보에 기초하여 심도 수를 결정하거나, 지도 정보와 먼지 흡입량 정보에 기초하여 심도 수를 결정하거나, 수집되는 모든 환경 정보를 종합 판단하여 심도 수를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 각 심도 수에 의해 반복되는 청소 주행 패턴의 종류를 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 결정된 청소 주행 패턴을 심도 수에 따라 추가적으로 반복 수행하도록 지정할 수 있다. 주행 패턴의 종류는 반복 수행 차수마다 상이하게 지정될 수 있다.
이후, 로봇 청소기(100)는 패턴 종료 여부를 판단하고(S205), 패턴이 종료되면 심도 수를 1 감소시킨다(S207).
그리고, 남은 심도 수가 존재하는 경우, 로봇 청소기(100)는 추가 주행 패턴을 다른 방향으로 적용하기 위해, 현재 진행 방향에 대해 방향 전환을 수행하고(S211), 다시 주행 패턴을 추가적으로 수행한다(S203). 로봇 청소기(100)는 남은 심도수가 존재하지 않는 경우에는 주행을 종료할 수 있다. 다만, 상기 S211단계는 어떤 주행 패턴을 추가 수행하는 지에 따라서 생략될 수도 있다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 로봇 청소기(100)의 1차 주행에 따른 심도 수가 결정되면, 심도 수를 주행 패턴의 반복 차수에 따라 감소시킴으로써 적절한 시기에 청소를 종료할 수 있다.
이와 같은 로봇 청소기(100)의 심도 수 결정에 의해, 무리하게 반복 수행하지 않고도 적절한 반복 청소를 수행할 수 있다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이, 제어부(110)가 배터리 정보에 기초하여 심도 청소 여부를 판단할 수도 있으므로, 청소 정도 뿐만 아니라 배터리 방전까지도 함께 고려하여 최대한 효율적인 반복 청소를 수행하도록 할 수 있다.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 청소기(100)의 이동을 나타내는 도면들로서, 격자 주행 모드가 먼저 선택된 경우, 그 심도 수에 따른 추가 주행 패턴들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 먼저 로봇 청소기(100)에서 격자 주행 모드가 선택되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 격자 주행 패턴 수행을 위한 영역 설정을 수행하고, 도 6에 도시된 바와 같이 1차 주행으로서 격자 주행 패턴을 수행할 수 있다.
여기서, 격자 주행 패턴은 영역을 'ㄹ'자 형태로 주행하는 패턴을 의미할 수 있다. 격자 주행 패턴에 따르면 로봇 청소기(100)는 미리 결정된 지도 영역을 'ㄹ'자 형태로 커버하면서 진행할 수 있고, 일정 시간동안 검출부(135)에서 검출되는 장애물이 발견될 때마다 'ㄹ'자 형태로 회피하면서 진행할 수도 있다. 다만 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 도 5와 같은 영역 설정 방식에 의해 미리 결정되거나, 외부로부터 수신된 지도 영역을 주행하는 것으로 설명할 것이다.
이후, 로봇 청소기(100)는 도 6에서 주행 중 수집되는 환경 정보에 기초하여, 1차 주행이 완료되면 심도 수를 결정할 수 있다. 로봇 청소기(100)는 예를 들어, 환경 정보에 따라 추가 청소가 필요하다고 판단되는 경우 심도 수를 3으로 결정할 수 있다.
이 경우, 로봇 청소기(100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 현재 1차 주행이 완료된 진행 방향에 대해 90도를 회전함으로써 새로운 진행 방향을 결정하고, 제2 의 격자 주행 패턴을 2차적으로 진행할 수 있다.
또한, 로봇 청소기(100)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 의 격자 주행 패턴이 완료되면 심도 수를 2로 감소시키고, 현재 2차 주행이 완료된 진행 방향에 대해 90도를 회전함으로써 또 다시 새로운 진행 방향을 결정하고, 제3 의 격자 주행 패턴을 3차적으로 진행할 수 있다.
또한, 로봇 청소기(100)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 의 격자 주행 패턴이 완료되면 심도 수를 1로 감소시키고, 현재 3차 주행이 완료된 진행 방향에 대해 90도를 회전함으로써 또 다시 새로운 진행 방향을 결정하고, 제4 의 격자 주행 패턴을 4차적으로 진행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 심도 수에 따른 격자 주행 패턴의 반복적 수행이 이루어짐으로써, 청소 영역에 잔존하는 먼지나 오염물질 등을 보다 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
도 10 내지 도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 로봇 청소기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 로봇 청소기(100)는 주행 패턴을 선택하여 청소를 수행한다(S401).
로봇 청소기(100)의 제어부(110)는 사용자 입력 또는 스케쥴링 정보에 따라 적절한 주행 모드를 선택하고 청소를 수행할 수 있다.
그리고, 로봇 청소기(100)는 스윕(SWEEP) 모드가 선택되었는지 판단하고(S403), 스윕 모드가 선택된 경우 현재 주행 패턴에 스윕 모드를 적용한다(S405).
사용자는 입력부(120)를 통해 스윕 모드 적용을 명령할 수 있다. 제어부(110)는 스윕 모드 명령이 인지되면, 현재 주행 패턴이 스윕 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 스윕 모드는 일반적으로 물 공급부(190)가 구비되는 로봇 청소기(100)의 걸레 청소 모드에 적용되는 추가 패턴일 수 있다. 스윕 모드의 패턴 적용에 의해 걸레 청소 효과가 향상될 수 있으며, 도 11에서는 스윕 모드가 적용된 경우의 격자 주행 패턴의 패턴 변화를 나타낸다.
도 11에 도시된 바와 같이, 스윕 모드가 적용되는 경우 제어부(110)는 로봇 청소기(100)가 미리 결정된 주행 패턴 경로로 제1 거리를 이동한 후, 상기 주행 패턴 경로를 따라 반대 방향으로 제2 거리를 회귀하며, 이를 주기적으로 반복함으로써 동일한 경로를 중첩하면서 청소를 진행할 수 있도록 한다. 여기서, 정상적인 진행을 위해, 제2 거리는 제1 거리보다 짧을 필요성이 있으며, 바람직하게는 제2 거리는 제1 거리의 절반에 해당할 수 있다. 이와 같은 동작에 의해 주행 패턴 경로를 서로 다른 방향으로 2회 이상 반복 이동할 수 있으며, 걸레와 같은 면형 클리너의 경우 그 방향에 따라 오염 물질이 다르게 누적되므로, 이와 같은 구성에 의해 걸레 청소의 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 제어부(110)는 스윕 모드가 적용된 상태에서 장애물이 검출된 경우 기존 주행 패턴에 따른 회피 등의 방향 제어 동작을 수행할 수 있다.
상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 로봇 청소기 110: 제어부
120: 입력부 130: 센서부
135: 검출부 140: 통신부
150: 저장부 160: 표시부
170: 주행부 180: 청소부
190: 물공급부 195: 전원부

Claims (17)

  1. 로봇 청소기에 있어서,
    사용자 입력을 수신하는 입력부;
    상기 로봇 청소기의 주행을 위한 주행 패턴을 저장하는 저장부; 및
    상기 사용자 입력에 따라 상기 저장부에 저장된 주행 패턴에 기초하여 상기 로봇 청소기의 1차 주행을 제어하고, 상기 로봇 청소기의 1차 주행시 수집되는 환경 정보를 상기 저장부에 누적하여 저장하며, 상기 1차 주행이 완료되면 상기 저장된 환경 정보를 기초로 심도 청소 여부를 판단하는 제어부;를 포함하고,
    상기 환경 정보는,
    배터리 잔량 정보, 청소 지도 정보 및 먼지 유입량 정보 중 적어도 두 개를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 환경 정보들 중 적어도 두 개의 정보를 이용하여 심도 청소의 필요 여부, 심도 수 및 각 심도 별 주행 패턴을 결정하며,
    상기 1차 주행이 완료된 후, 각 심도 별로 결정된 주행 패턴에 따라 상기 로봇 청소기의 주행을 추가 제어하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 1차 주행 후 예상되는 상기 로봇 청소기의 전원부의 배터리 잔량에 기초하여 상기 심도를 결정하는 로봇 청소기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 주행에 따른 먼지 유입량을 측정하는 센서부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 1차 주행 동안 상기 센서부에서 센싱되는 먼지 유입량에 따라 상기 심도를 결정하는 로봇 청소기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 결정되는 심도에따라 특정 주행 패턴의 반복 횟수를 결정하는 로봇 청소기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 격자 주행 패턴을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 격자 주행 패턴이 반복 시작될 때마다 제자리 회전하여 상기 로봇 청소기의 초기 방향을 90도씩 변경하는 로봇 청소기.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 주행에 따라 청소를 수행하는 청소부; 및
    상기 청소부에 부착되는 클리너에 물을 공급하기 위한 물 공급부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    사용자 입력에 따라 스윕 모드가 선택된 경우,
    현재 주행 패턴에 대해, 상기 로봇 청소기가 일정 경로를 제1 거리만큼 주행하면, 상기 일정 경로를 따라 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리만큼 되돌아가는 특성을 적용하는 로봇 청소기.
  9. 로봇 청소기의 제어 방법에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 주행을 위한 주행 패턴을 저장하는 단계;
    사용자 입력을 수신하는 단계;
    상기 사용자 입력에 따라 상기 저장된 주행 패턴에 기초하여 상기 로봇 청소기의 1차 주행을 제어하는 단계; 및
    상기 로봇 청소기의 1차 주행에 대해 수집되는 환경 정보를 누적하여 저장하는 단계;를 포함하고,
    상기 환경 정보는,
    배터리 잔량 정보, 청소 지도 정보 및 먼지 유입량 정보 중 적어도 두 개의 정보를 포함하고,
    상기 로봇 청소기의 제어 방법은,
    상기 1차 주행이 완료되면 상기 저장된 환경 정보들 중 적어도 두 개의 정보를 이용하여 심도 청소의 필요 여부, 심도 수 및 각 심도 별 주행 패턴을 결정하는 단계; 및
    상기 1차 주행이 완료된 후, 각 심도 별로 결정된 주행 패턴에 따라 상기 로봇 청소기의 주행을 추가 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기의 주행 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 심도를 결정하는 단계는,
    상기 1차 주행 후 예상되는 상기 로봇 청소기의 전원부의 배터리 잔량에 기초하여 상기 심도를 결정하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 주행 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 로봇 청소기의 주행에 따른 먼지 유입량을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 심도를 결정하는 단계는
    상기 1차 주행 동안 상기 측정된 먼지 유입량에 따라 상기 심도를 결정하는 단계를 포함하는 로봇 청소기의 주행 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 결정되는 심도에 따라 특정 주행 패턴의 반복 횟수를 결정하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 주행 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 특정 패턴은 격자 주행 패턴을 포함하고,
    상기 격자 주행 패턴이 반복 시작될 때마다 제자리 회전하여 상기 로봇 청소기의 초기 방향을 90도씩 변경하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 주행 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 제9항에 있어서,
    사용자 입력에 따라 스윕 모드가 선택된 경우, 현재 주행 패턴에 대해, 상기 로봇 청소기가 일정 경로를 제1 거리만큼 주행하면, 상기 일정 경로를 따라 상기 제1 거리보다 짧은 제2 거리만큼 되돌아가는 특성을 적용하는 단계를 더 포함하는 로봇 청소기의 주행 제어 방법.
  17. 제9항, 제11항, 제12항, 제13항, 제14항, 또는 제16항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체.
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